Utan en betydande ansträngning för att minska växthusgaserna, inklusive en accelererad användning av teknik för att fånga upp atmosfäriskt kol och lagra det under jord, och hållbar tillväxt av förnybara energikällor som vind och sol, världen kan missa ett centralt globalt temperaturmål som fastställts i Parisavtalet och det långsiktiga målet om netto-noll klimatföroreningar.

Fyndet, publicerades i numret av tidskriften den 30 januari Naturens klimatförändringar , är en del av en ny studie som syftar till att spåra framstegen och jämföra utsläppslöften från mer än 150 nationer som undertecknat Parisavtalet, en FN-konvention från 2015 som syftar till att hålla den globala uppvärmningen under 2 grader Celsius jämfört med förindustriella nivåer – tröskeln som forskare har markerat som punkten utan återvändo för katastrofal uppvärmning.

"Den goda nyheten är att utsläppen av fossila bränslen har varit oförändrade tre år i rad, sa Robert Jackson, ordförande för Institutionen för geosystemvetenskap vid Stanford's School of Earth, Energi- och miljövetenskap. "Nu behöver vi faktiska minskningar av globala utsläpp och noggrann spårning av utsläppslöften och statistik på landnivå."

I den nya studien, Jackson och hans kollegor utvecklade en kapslad familj av mått som kan användas för att spåra olika nationella utsläppslöften och därmed globala framsteg mot målen i Parisavtalet.

Att tillämpa sin metod på det senaste förflutna, forskarna fann att de globala koldioxidutsläppen har legat konstant på cirka 36 gigaton koldioxid för tredje året i rad 2016.

"Den snabba utbyggnaden av vind och sol börjar få effekt globalt, och i nyckelaktörer som Kina, USA och Europeiska unionen, "sa Glen Peters, seniorforskare vid Center for International Climate and Environmental Research - Oslo (CICERO) och huvudförfattare för studien. "Utmaningen är att väsentligt påskynda de nya tillskotten av vind och sol, och hitta lösningar för att effektivt integrera dessa i befintliga elnät."

Dock, vind och sol enbart kommer inte att räcka för att uppfylla Parisavtalets mål. När forskarna undersökte drivkrafterna bakom den senaste nedgången, de fann att de flesta av dem kokade ner till ekonomiska faktorer och minskad kolanvändning, mestadels i Kina men även USA.

I Kina, minskningen av kolanvändningen drevs av minskad produktion av cement, stål och andra energikrävande produkter, samt ett stort behov av att lindra luftföroreningar utomhus, som är ansvarig för mer än 1 miljon för tidiga dödsfall årligen.

Orsakerna till nedgången i USA var mer komplexa, drivs inte bara av en minskning av kolanvändningen utan också av vinster i energieffektivitet inom industrisektorn och den snabba ökningen av naturgas samt vind- och solkraft. "2016 var det första året som naturgas överträffade kol för elproduktion, sa Jackson, som också är ordförande för Global Carbon Project, som spårar mängden koldioxid som släpps ut av människor varje år.

Med blicken mot framtiden, forskarna förutspår att den största utmaningen för att uppfylla målen i Parisavtalet är den långsammare än förväntade utbyggnaden av teknik för avskiljning och lagring av koldioxid. De flesta scenarier tyder på behovet av tusentals anläggningar med koldioxidavskiljning och lagring till 2030, forskarna säger, långt under de tiotal som nu föreslås.

Jackson noterar att teknik för avskiljning och lagring av kol kommer att visa sig vara ännu viktigare om president Donald Trump fullföljer sitt kampanjlöfte om att återuppliva landets kämpande kolindustri.

"Det finns inget sätt att minska koldioxidutsläppen i samband med kol utan kolavskiljning och lagring, " sa Jackson.

Jackson är också senior fellow vid Stanford Woods Institute for the Environment och Precourt Institute for Energy.