Heide en bos stikstof

Stikstofbeleid heeft solide wetenschappelijke basis

Rijksuniversiteit Groningen, Wageningen University & Research
29-AUG-2022 - In een notitie van twee emeritus hoogleraren van WUR wordt de wetenschappelijk basis van het stikstofbeleid aangevallen. Hoogleraren en onderzoekers van WUR en RUG leggen in onderstaand artikel, aan de hand van een aantal stellingen uit die notitie, uit waarom dit niet klopt.
Deel deze pagina

Op 22 augustus 2022 verscheen een opiniestuk in Trouw waarin 36 wetenschappers, waarvan een aantal van Wageningen University & Research, aangeven dat de wetenschappelijke basis voor de aanpak van de stikstofcrisis solide is. De concrete aanleiding voor het opiniestuk was een plan van Han Lindeboom (Emeritus hoogleraar Marine ecologie, Wageningen University), en Johan Sanders (Emeritus hoogleraar Biobased economy, Wageningen University). Kern van hun notitie is dat stikstofbeleid vooral lokaal moet worden uitgevoerd en dat er genoeg kant-en-klare technologieën zijn om de stikstofreductie te bewerkstelligen, waaronder voermaatregelen en het gescheiden opvangen van urine en faeces in de stal. En die zouden zelfs zo effectief zijn dat de totale landbouwproductie van Nederland – inclusief de veestapel – niet gereduceerd hoeft te worden om de emissie van stikstof toch op tijd met 50 procent terug te brengen. Het plan bevat een mix van algemeen erkende informatie over stikstof, stellingen die aanvechtbaar zijn, maar ook informatie die incompleet, uit context of onjuist is. In de onderstaande bijdrage wordt een reactie gegeven op de belangrijkste stellingen uit deze notitie.  

'De stikstofdepositie wordt, met name in de duingebieden, overschat omdat er geen ammonia uit zee komt'

Aan de Nederlandse kust bestaat een verschil tussen de berekende en de gemeten concentraties van ammoniak. De metingen zijn hoger dan de voorspelde waarden en dit wordt wel samengevat als het al 10 jaar bekende ‘duinengat’. Dit gaat ervan uit dat de metingen kloppen en het model een bron mist. Oorspronkelijk werden ammoniakemissies vanuit zee als meest waarschijnlijke oorzaak voor dit gat aangevoerd, op basis van een RIVM-studie uit 2014 waarin langs de zee hogere ammoniakconcentraties werden gemeten dan een paar honderd meter landinwaarts. Lindeboom bestrijdt dit en stelt nadrukkelijk dat ammoniakemissie vanuit zee(water) niet plaatsvindt (uitsluitend uit droogvallende wadplaten) maar dat is niet conform de literatuur. Waarnemingen boven de oceaan laten zien dat daar relatief grote ammoniakemissies kunnen optreden, afhankelijk van ammoniak- en ammoniumconcentraties in zeewater, temperatuur, zuurgraad en zoutgehalte (pdf: 14,5 MB). Zijn stelling dat ammoniakemissie uit zee wordt overschat is echter wel waarschijnlijk, en op dit moment onderzoekt het RIVM dit verschil tussen gemeten en voorspelde waarden nader. Een mogelijke verklaring waarom de metingen niet juist en te hoog zijn (gegeven dat het model klopt) is verstoring van de sensoren door zoutdeeltjes. Mogelijke verklaringen waardoor de modelvoorspellingen te laag zijn (gegeven dat de metingen kloppen) zijn ontbrekende bronnen (als emissie uit mest van lokale (water)vogelkolonies) of een probleem met de modelspecificatie aan de kust, zoals onjuiste aannamen over atmosferisch transport. Deze verschillende hypothesen worden nu getoetst, de uitkomst daarvan is nog niet beschikbaar. 

Het is in elk geval te vroeg om te stellen dat de depositie in kustgebieden systematisch wordt overschat, zoals Lindeboom stelt. Zie verder het overzicht van actuele berichten over stikstof op de website van het RIVM. 

'Ammoniakemissie leidt alleen op zeer korte afstand van de bron tot ecologische problemen'

Voor deze stelling zegt Lindeboom bewijs te hebben gevonden in zijn promotieonderzoek aan de stikstofcyclus in een pinguïnkolonie op Marion Eiland, ten zuiden van Zuid-Afrika, dat hij uitvoerde tussen 1975 en 1978. Zoals hij aangeeft betrof dit 'één gigantische ammoniakbron zonder dat er stikstof vanuit andere bronnen bijkomt'. Uit dit onderzoek zou blijken dat circa 15 procent van de uitgestoten ammoniak (60 kilogram van de geproduceerde dagelijkse 430 kilogram) dichtbij de kolonie neer zou slaan. Dit betekent sowieso dat een grote hoeveelheid stikstof op grotere afstanden neerslaat. Overigens heeft hij toen niet de depositie op verschillende afstanden tot de kolonies gemeten, want hij had daarvoor niet de benodigde technologie voorhanden. Dat de depositie dichtbij de bron hoger is, wordt ook berekend door de RIVM-modellen, op basis van kennis over de atmosferische chemie en transport (zie Figuur 1). Volgens modelberekeningen vindt binnen een afstand van 500 meter de hoogste depositie plaats en dooft ze geleidelijk uit naar een onmeetbaar lage depositie op grote afstand van een stikstofpuntbron. Desondanks gaat het binnen deze 500 meter slechts over depositie van circa 5 procent van de uitstoot aan ammoniak en slechts zo’n 2,5 procent van de stikstofoxiden. De hoogste neerslag per oppervlak vindt dus vlak rond de puntbron plaats, maar de meeste neerslag (als percentage van de totale puntemissie) vindt verderop plaats.

Figuur 1. Relatie tussen depositie (links) en depositie als percentage van de uitstoot als functie van de afstand tot een puntbron. De variatie is gerelateerd aan windrichting namelijk oost (hoger) en west (lager)

Het feit dat de stikstofdepositie van één bron op grotere afstand nauwelijks meetbaar is, heeft te maken met het veel groter oppervlak waarover de depositie neerkomt (zie Figuur 2).

Figuur 2. Illustratie van de relatie tussen stikstofuitstoot en depositie. De hoogste depositie vindt vlakbij de bron plaats, de meeste depositie vindt op grotere afstand plaats

Uit Figuur 1 blijkt dat op een afstand van 250 kilometer circa 80 procent van ammoniak (NH3) neerkomt en circa 35 procent van de stikstofoxiden (NOx) wat zich over langere afstanden verspreidt. Dat betekent dus dat er meer export van NOx dan van NH3 is naar het buitenland. Dat dit plaatsvindt is ook af te leiden uit het feit dat we per jaar in Nederland circa 45 kilogram stikstof per hectare uitstoten, terwijl uit metingen, in combinatie met modellen, blijkt dat maar ongeveer de helft ervan terugkomt via depositie. Er is sprake van netto export door langeafstandtransport. Elke stikstof-puntbron draagt dus bij aan een stikstofdeken over Nederland omdat de verspreidingspluimen zich mengen.

Op grond van dit verschillende gedrag van NOx en NH3, is het stikstofbeleid meer generiek voor NOx, en meer regionaal voor ammoniak.

'Er zijn grote onzekerheden in schattingen in de huidige en kritische depositie van stikstof waardoor het emissiereductiebeleid aanvechtbaar is'

Lindeboom et al. wijzen erop dat niet alleen de berekende huidige deposities, maar ook de Kritische DepositieWaarden (KDW’s) per Natura2000-gebied een grote onzekerheid kennen en derhalve wetenschappelijk onvoldoende zijn onderbouwd voor het beleid. Hierbij worden onzekerheden gebruikt om de noodzaak van emissiereducties niet geheel weg te nemen, maar sterk te nuanceren en het te beperken tot lokaal reductiebeleid. Dit is niet conform de stand van de wetenschap.

De Kritische DepositieWaarden (KDW’s) gaan over de grenswaarde van stikstofdepositie waarbij de populaties van de karakteristieke, stikstofgevoelige soorten volgens de habitatrichtlijn minimaal in stand blijven (dus niet afnemen). Voor herstel van al aangetaste populaties is een nog lagere depositie nodig dan de KDW. Wat de betrouwbaarheid van de KDWs betreft: er zijn drie methoden om KDW af te leiden. Dat zijn experimenten waarbij stikstof aan vegetatie en bodem wordt toegevoegd, studies waarbij habitats met verschillende stikstofbelasting in de ruimte of de tijd met elkaar worden vergeleken, en modelberekeningen. Dit betreft internationaal onderzoek met honderden publicaties. Elke benadering heeft voor- en nadelen. Daarom worden de methoden veelal gecombineerd om tot een goede inschatting te komen. Al die onafhankelijke methoden leiden tot een schatting van de KDW die in dezelfde orde van grootte ligt en veelal varieert tussen 10 tot 20 kilogram per hectare per jaar, afhankelijk van het Natura 2000-gebied. Daaruit volgt dat de KDW voor de meeste habitats beduidend lager ligt dan de depositie in de afgelopen decennia (in de tachtiger jaren lag de gemiddelde depositie boven de 40 kilogram per hectare per jaar), tot op heden (momenteel ligt de gemiddelde depositie tussen de 20 en 25 kilogram per hectare per jaar). De negatieve effecten bij een hogere depositie dan de KDW zijn veelvuldig aangetoond. Die effecten zitten enerzijds in het bemestende effect, vaak leidend tot dominantie van hoge, ruige, generalistische planten waardoor kleine, kritische, specialistische planten en insecten verdwijnen. Daarnaast leidt hoge depositie tot een verlies aan calcium, magnesium en kalium, een lage pH, een verstoorde voedingsbalans, en negatieve effecten op het bodemleven, met daardoor indirect een afname in de diversiteit aan plantensoorten met effecten op de vlinder- en vogelstand.

Uiteraard zijn er onzekerheden in zowel de huidige als de kritische stikstofdepositie. Dat betekent echter alleen dat de overschrijding lokaal lager kan zijn, maar ook hoger. Als het echter gaat om de relatie tussen emissiereducties en het areaal waarop de KDW is overschreden op landelijke schaal, dan is die onzekerheid veel lager, want overschattingen en onderschattingen middelen uit. Er is meer dan genoeg bewijs voor de effecten van stikstof en voor noodzaak van emissiereductie, zowel landelijk als regionaal.

'Er zijn genoeg technologieën om de stikstofemissie met 50 procent terug te dringen zonder veestapelreductie'

Bij de stelling dat technologie alles kan oplossen is er door Lindeboom et al. geen integrale doorrekening van alle maatregelen gemaakt. Daarnaast ontbreekt het besef dat er meer is dan alleen stikstofemissie (ammoniak) en effecten op natuur. In de Startnotitie Nationaal Programma Landelijk Gebied wijst minister Van der Wal op de noodzaak van 'een integrale, gebiedsgerichte aanpak ....zodat we een betere balans bereiken tussen wat de natuur kan dragen en wat we als samenleving van haar vragen: een vitaal landelijk gebied, met een gezonde natuur, een robuust watersysteem, lage impact op het klimaat en met perspectief voor de landbouw.'

De huidige vorm van landbouw heeft namelijk ook negatieve effecten op de waterkwaliteit door uit- en afspoeling van nitraat (een vorm van stikstof) en fosfaat, op het klimaat door emissies van lachgas (ook een vorm van stikstof), methaan en CO2 (met name uit dalende veengronden) en indirect op natuur door te lage grondwaterstanden (verdroging). Bij Wageningen University & Research is recent een studie afgerond die evalueert in hoeverre met innovaties de stikstof- en klimaatdoelen van de regering kunnen worden gehaald. Hierbij wordt een model gebruikt dat alle verliezen van stikstof en broeikasgassen in het milieu berekent (De Vries et al., 2022). Naast ammoniak in de veehouderij gaat het dan ook om de emissies van stikstofoxiden, nitraat en fosfaat die het oppervlakte- en grondwater vervuilen en de uitstoot van de broeikasgassen CO2, methaan en lachgas. Bij de berekening zijn alle wetenschappelijke cijfers gebruikt van het effect van vele technische maatregelen, zoals minder stikstof in het veevoer, mestscheiding, emissiearme stallen, maar ook bijvoorbeeld niet-kerende grondbewerking en onderwater-drains in veenweidegebieden om CO2-uitstoot te verminderen. Daaruit blijkt dat in een scenario waarin ‘Alles uit de kast’ wordt gehaald (alles wordt ongeacht kosten geïmplementeerd en werkt zoals in onderzoek aangegeven) dat de benodigde halvering van de stikstofuitstoot theoretisch vrijwel haalbaar zou zijn, maar de klimaatambitie niet. Voor de broeikasgasemissie is het slechts een reductie van zo’n 15%. In de studie is ook een scenario met realistischer cijfers doorgerekend, want innovaties werken in de praktijk altijd minder dan onder optimale omstandigheden en niet elke boer zal alle innovaties, vanwege kosten, toepassen (zie de uitzending van Nieuwsuur 'Innovaties op de boerderij: hoe goed werken ze?'. Dan is de reductieschatting ongeveer 30 procent voor de stikstofemissies en slechts circa 10 procent voor de broeikasgassen. Gezien het internationaal afgesproken doel van 50 procent reductie voor 2050 is dat lang niet voldoende. Daarom zal extensivering ook nodig zijn, in combinatie met innovatie.

Concluderend: de belangrijkste stellingen van Lindeboom et al. waarom het voorgenomen beleid niet deugt, kan de toets der kritiek niet doorstaan.

  • De bijdrage van ammoniak uit zee in kustgebieden is inderdaad vrijwel zeker overschat, maar er is nog geen bewijs dat de depositie in deze gebieden is overschat. Dat onderzoek loopt nog.
  • Bij een enkele puntbron leidt ammoniakemissie inderdaad alleen op zeer korte afstand van de bron tot ecologische problemen, maar door de vele puntbronnen vinden die effecten ook over grotere afstand plaats, want ammoniak verspreidt zich over honderden kilometers.
  • Een realistische landelijke doorrekening van voorhanden technologische oplossingen rond diervoeding, in stallen, en bij mesttoediening, in combinatie met verbeterd bodem- en gewasmanagement, laat zien dat daarmee een reductie in ammoniakemissie van circa 30 procent mogelijk is, terwijl de vereiste reductie in broeikasgassen in nog mindere mate wordt bereikt. Dit betekent dat naast innovatie ook een reductie van de veestapel noodzakelijk is.

Meer informatie

Tekst: Wim de Vries, Hoogleraar Milieusysteemanalyse (WUR); Maarten Krol, Hoogleraar Luchtkwaliteit en Atmosferische Chemie (WUR); Nico Ogink, Wetenschappelijk Onderzoeker Milieu en Veehouderij (WUR); Hans Kros, Wetenschappelijk Onderzoeker bodem en milieu (WUR); Han Olff, Hoogleraar Ecologie (RUG)
Foto's: Shutterstock; RIVM; Erisman en de Vries