Begränsning av klimatförändringar handlar om att minska utsläpp av växthusgaser eller öka kolsänkor som tar upp dem från atmosfären. Växthusgaser håller kvar värmestrålning i jordens lägre atmosfär. Människors utsläpp av växthusgaser förstärker denna växthuseffekt och orsakar global uppvärmning. Koncentrationen av växthusgaser i atmosfären, särskilt koldioxid och metan, ökar med användningen av:

fossila bränslen (kol, olja och gas) för energiproduktion och transport (orsakade 73% av världens utsläpp av växthusgaser 2016) jordbruk och markanvändning (16%) cementproduktion (3%) kemiindustri (2%) avfallshantering (3%) avskogning (2%).

Av alla begränsningsalternativ har förnybar energi (solenergi och vindkraft) störst potential enligt IPCC 2022. Utvidgning av skogar och minskad omvandling av andra ekosystem samt kolbindning i jordbruket är lika relevanta men dyrare.IPCC (2022) Summary for policy makers in Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA

Förbränningen av fossila bränslen kan minskas genom energiomställning till fossilfri energi och genom energieffektivisering. De billigaste bränslena för elproduktion är långvarig (gammal) kärnkraft, landbaserad vindenergi samt stora solenergiparker, vilka samtliga är mer kostnadseffektiva än fossila bränslen. Vind- och solkraftens variation och bristande planerbarhet kan motverkas genom att kombinera med reglerbar energi som vattenkraft, samt genom energilagring och förbättrade elnät. Detta inkluderar långväga elöverföring, efterfrågestyrning med timpriser, och diversifiering av fossilfri energi. När elproduktion med låga utsläpp sker i stor skala, kan transport och uppvärmning övergå till mer elektriska källor.Ram M., Bogdanov D., Aghahosseini A., Gulagi A., Oyewo A.S., Child M., Caldera U., Sadovskaia K., Farfan J., Barbosa LSNS., Fasihi M., Khalili S., Dalheimer B., Gruber G., Traber T., De Caluwe F., Fell H.-J., Breyer C. Global Energy System based on 100% Renewable Energy – Power, Heat, Transport and Desalination Sectors . Study by Lappeenranta University of Technology and Energy Watch Group, Lappeenranta, Berlin, March 2019. Detta inkluderar värmepumpar och elfordon som är betydligt mer energieffektiva. Naturgas med kolavskiljning och lagring av koldioxid diskuteras som alternativ för industriella processer där fossil förbränning inte kan undvikas.

Metan är den näst mest relevanta växthusgasen med hög kortsiktig påverkan på uppvärmningen, men effekten avtar inom några decennier efter utsläppet. Det mesta släpps ut vid produktion av fossila bränslen och av jordbruket. Detta kan begränsas genom minskningar av mejeriproduktion och genom köttfri diet. Dessutom kan olika naturliga processer och teknologier användas för att avlägsna koldioxid (CDR) från atmosfären. Dessa inkluderar beskogning, återplantering, kolbindning och direkt luftavskiljning.

Översikt höger|miniatyr| Scenarier för globala utsläpp av växthusgaser, baserade på klimatpolitik och löften per november 2021.

Definition IPCC:s sjätte utvärderingsrapport definierar begränsning av klimatförändringen som "ett mänskligt ingripande för att minska utsläppen eller förbättra sänkorna av växthusgaser".

Mål Det övergripande målet med att minska klimatförändringarna är: "att bevara en biosfär som kan upprätthålla den mänskliga civilisationen och komplexet av ekosystemtjänster som omger och stödjer den. Detta innebär att minska antropogena utsläpp av växthusgaser mot nettonoll för att begränsa uppvärmningen, med globala mål överenskomna i Parisavtalet."IPCC (2022) Chapter 1: Introduction and Framing in Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA

Ytterligare fördelar Det finns fler fördelar med åtgärder för minskade klimatförändringar. Exempel från transportsektorn är: förbättringar av luftkvaliteten, hälsofördelar, rättvis tillgång till transporttjänster, minskad trafikstockning och minskad efterfrågan på material. Den ökade användningen av grön och blå infrastruktur kan minska den urbana värmeöeffekten och värmestressen på människor, vilket förväntas förbättra stadsbors mentala och fysiska hälsa.IPCC (2022) Technical Summary. In Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA Att minska klimatförändringarna kan också leda till mindre ojämlikhet och fattigdom.

Risker och negativa effekter Effekterna är mycket kontextspecifika och beror på skalan. Inom jord- och skogsbruket kan klimatbegränsnande åtgärder påverka den biologiska mångfalden och ekosystemens funktion. Inom området förnybar energi kan brytning av metaller och mineraler öka hoten mot naturskyddsområden. Det finns emellertid forskning om sätt att återvinna solpaneler, litiumjonbatterier och elektroniskt avfall för att skapa en källa för material som annars skulle behöva brytas.

Drivkrafter bakom den globala uppvärmningen höger|miniatyr| Drivkrafter bakom klimatförändringar från 1850–1900 till 2010–2019. Det fanns inget signifikant bidrag från intern variabilitet eller solenergi och vulkaniska drivkrafter. Drivkrafterna bakom den senaste temperaturökningen är:

Växthusgaser (främst koldioxidutsläpp, metan och dikväveoxid spelar också en stor roll) Markytans förändring Återkopplingseffekten (se klimatförändringsfeedback och klimatkänslighet)

År 2022 släppte Förenta nationernas klimatpanel (IPCC) sin sjätte utvärderingsrapport om klimatförändringar med delrapporten Begränsning av klimatförändringarna, och varnade för att utsläppen av växthusgaser måste nå en topp senast 2025 och minska med 43 % till 2030, för att sannolikt kunna begränsa den globala uppvärmningen till 1,5 °C. Nuvarande klimatpolitik (2020), utan ytterligare åtgärder, uppskattas ge en global uppvärmning med medianvärde på 3,2 °C fram till år 2100. Detta är betydligt över klimatmålet att begränsa den globala uppvärmningen till långt under 2 °C och helst till 1,5 °C enligt Parisavtalet. FN:s generalsekreterare, António Guterres, klargjorde att för detta "måste de viktigaste utsläpparna drastiskt minska utsläppen från och med i år".

Ekonomiska incitament för klimatåtgärder Exempel på politik och ekonomiska incitamentmekanismer inkluderar koldioxidskatter, utsläppshandel, lättade regler för övergång till fossilfri energi, minskning av investeringar i och subventioner av fossila bränslen, avgivande av icke-bindande löften på nationell nivå och ökade subventioner av fossilfri energi.

Utsläpp och ekonomisk tillväxt höger|miniatyr| Kol, olja och naturgas förblir de primära globala energikällorna även om förnybar energi har börjat öka snabbt. Energisystemet, som inkluderar användning och leverans av energi, är den huvudsakliga utsläpparen av koldioxid.IPCC (2022) Chapter 6: Energy systems in Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA Att minska energisektorns utsläpp är därför avgörande för att begränsa uppvärmningen. Snabba och djupgående minskningar av koldioxidutsläppen och andra växthusgasutsläpp från energisystemet behövs för att begränsa den globala uppvärmningen till långt under 2 °C. Rekommenderade åtgärder inkluderar: "minskad förbrukning av fossila bränslen, ökad produktion från energikällor med låga och inga koldioxidutsläpp och ökad användning av el och alternativa energibärare".

En global omställning till hållbar energi inom alla sektorer anses genomförbar långt före år 2050. Med sjunkande priser på vind- och solenergi samt lagring beror omställningen inte längre på ekonomisk bärkraft utan betraktas som en fråga om politisk vilja. Det hållbara energisystemet är mer effektivt och kostnadseffektivt än det befintliga systemet. Investerare i fossila bränslen står inför en växande risk för strandade tillgångar.

Alternativa angreppssätt Av alla alternativ att begränsa klimatförändringen är de fem som beräknas ha det högsta potentiella bidraget till nettoutsläppsminskningen (i ordning efter fallande potentiellt bidrag): (1) solenergi, (2) minskad omvandling av skogar och andra ekosystem, (3) vindenergi, (4) kolbindning i jordbruket, följt av (5) gruppen av ekosystemrestaurering, beskogning, återplantering av skog..

Kärnkraft miniatyr| En jämförelse av prisförändringar och kapacitet för energi från kärnkraft och från andra källor I de flesta 1,5 °C-scenarier i Förenta nationernas klimatpanels särskilda rapport om global uppvärmning av 1,5 °C ökas andelen kärnkraft. Den främsta fördelen med kärnkraft är förmågan att möjliggöra stor baslast när förnybar energi inte är tillgänglig.

Å andra sidan fissionskraftens miljö- och säkerhetsrisker uppväga fördelarna. I de flesta länder har ännu inget slutligt beslut fattas om slutförvaring av radioaktivt avfall. Separerat plutonium och anrikat uran skulle kunna användas för kärnvapen, vilket anses vara en strategisk motivering för länder att främja kärnkraft. Dessa risker är jämförbara med klimatförändringar. Fukushima-katastrofen beräknas kosta skattebetalarna omkring 187 miljarder USD och hanteringen av radioaktivt avfall i EU beräknas kosta omkring 250 miljarder USD år 2050.

Kostnaden för energi från ny kärnkraft är hög jämfört med andra fossilfria alternativ. Byggandet av nya kärnreaktorer tar för närvarande minst 10 år, betydligt längre än att skala upp utbyggnaden av vind- och solenergi. Den största nackdelen med kärnkraft anses ofta vara de stora bygg- och driftskostnaderna jämfört med alternativen för hållbara energikällor vars kostnader minskar och som är den snabbast växande källan för elproduktion. Kärnkraft undvek 2–3 % av de totala globala växthusgasutsläppen 2021. Kina bygger ett betydande antal nya kraftverk, om än betydligt färre reaktorer än vad som ursprungligen planerats. År 2019 var kostnaden för att förlänga kärnkraftverkens livslängd konkurrenskraftig med annan elproduktionsteknik, inklusive nya sol- och vindprojekt. Nya projekt uppges vara starkt beroende av offentliga bidrag.

Energieffektiv lagring av icke-fossilt bränsle Vindenergi och solcellsparker kan leverera stora mängder elektrisk energi men inte när och var som helst. Ett tillvägagångssätt är omvandling till lagringsbara energiformer. Detta leder i allmänhet till effektivitetsförluster. En studie från Imperial College London beräknade den lägsta kostnaden för olika system för mellan- och säsongslagring. År 2020 är pumpkraftverk (PHES), komprimerad luft (CAES) och litiumjonbatterier mest kostnadseffektiva beroende på laddningsrytm.

För 2040 förväntas en större roll för litiumjonbatterier och vätgas. Litiumjonbatterier används i stor utsträckning i batterilagringskraftverk och börjar (år 2020) användas i fordon-till-nätlagring. De ger en tillräcklig effektivitet på 75–90 %. Men deras produktion kan orsaka miljöproblem. Utjämnade kostnader för batterilagring har drastiskt sjunkit till 0,15 US$/kWh.