De zin en onzin van biomassa

Datum:
  • maandag 3 augustus 2020
  • in
  • Categorie:
  • Biomassa is een energiebron van organische oorsprong.



    Het is ook een reden voor experts, politici en wetenschappers om rollebollend met elkaar over straat te gaan. Zelfs over de op het oog eenvoudige vraag of biomassa duurzaam is, wordt gevochten. Ties Joosten ging op zoek naar feiten in dit verhitte debat.

    Met een ketting van kippenbotjes om zijn nek en gekleed in een schapenvel stond meester Guus van groep 5 op het schoolplein. De laatste weken voor de zomervakantie hadden een speciaal thema. Deze week was het Oerweek, en alle lessen gingen over het Stenen Tijdperk. 


    'Dit noem je tondel,’ zei meester Guus. Hij stak een pluk hooi in het midden van een kleine stapel droge twijgjes, waaromheen steeds dikkere takken en stammetjes hout gestapeld lagen. Hij vertelde over de uitvinding van het vuur, hoe de mens daarop had leren koken, en hoe je een goed kampvuurtje maakt. Toen de twijgjes en takken vlam hadden gevat kregen alle kinderen een houten spies met een balletje deeg, die ze boven het vuur mochten roosteren. 


    Jammer genoeg blijken vuurtjes zoals dat van meester Guus nogal schadelijk voor het klimaat. Althans, dat staat te lezen in een rapport over bio-energie uit 2011, geschreven door het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).


    Het IPCC is in 1988 opgericht door de Verenigde Naties om ‘...uitgebreid, objectief, open en transparant alle wetenschappelijke, technische en sociaal-economische informatie bijeen te brengen die relevant is voor het begrijpen van de wetenschappelijke kennis over de risico’s van door mensen veroorzaakte klimaatverandering, de potentiële impact daarvan en opties voor adaptatie en mitigatie.’


    In gewonemensentaal: de klimaatwetenschappers die aan het IPCC ijdragen schrijven dikke rapporten, waarin ze alle relevante wetenschappelijke kennis over klimaatverandering wikken en wegen. Die rapporten zijn dus een weergave van álle beschikbare wetenschappelijke kennis over het klimaat. Volgens de Nederlandse klimaatorganisatie Urgenda kan je het werk van het IPCC daarmee zien als ‘de ultieme samenvatting’ van de klimaatwetenschap. Voor dit werk kreeg het IPCC in 2007 de Nobelprijs voor de Vrede. 


    Vliegreis compenseren met efficiënte houtoventjes

    Volgens de klimaatwetenschap komen bij kampvuurtjes zoals die van meester Guus — kampvuurtjes die in ontwikkelingslanden nog door miljarden mensen gestookt worden om bijvoorbeeld op te koken — relatief veel schadelijke stoffen vrij. De verbranding is onvolledig, waardoor er naast het broeikasgas CO2 ook schadelijke gassen als stikstofoxiden, koolmonoxide, organische stoffen, roet en fijnstof (‘black carbon’) vrijkomen. Daarnaast wordt slechts zo’n 10 tot 20 procent van de energie die vrijkomt gebruikt waarvoor het bedoeld is: verwarming en/of voedselbereiding. De rest gaat verloren.

    Er wordt zelfs gevochten over de vraag óf bio-energie duurzaam kan zijn

    Het IPCC ziet hier daarom een interessante mogelijkheid om de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen terug te dringen en tegelijkertijd de luchtkwaliteit in ontwikkelingslanden sterk te verbeteren. Betere oventjes kunnen de verbrandingsefficiëntie namelijk bijna verdubbelen. Als alle kampvuurtjes die goedkoop vervangen kúnnen worden door efficiënte fornuisjes, ook daadwerkelijk vervangen zouden worden, dan zou de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen met 0,6 tot 2,4 gigaton CO2 kunnen afnemen (ter vergelijking, de wereldwijde CO2-uitstoot in 2019 was 36,8 gigaton). Deze maatregel is bovendien goedkoop: een efficiënt fornuisje kan al voor een paar dollar geleverd worden. 

    Dit potentieel wordt inmiddels dan ook volop aangeboord. Wellicht heb je er zelfs al aan bijgedragen: als jij de CO2-uitstoot van jouw vliegticket laat compenseren, dan is de kans groot dat dit gebeurt door het faciliteren van efficiëntere biomassaverbranding in ontwikkelingslanden. Het geld dat KLM-reizigers betalen om de CO2-uitstoot van hun vlucht te compenseren, is bijvoorbeeld geïnvesteerd in een project dat verbeterde houtskoolbranders verstrekt aan gezinnen in Ghana. Greenseat, een bedrijf dat de CO2-uitstoot van vliegreizen compenseert, financiert een vergelijkbaar project in Oeganda. De wetenschap heeft hier dus een goedkope manier geïdentificeerd om CO2-uitstoot te beperken. Bedrijven en ngo's hebben hierop ingespeeld.


    In hoeverre het potentieel van 0,6 tot 2,4 gigaton CO2-besparing (zoals beschreven door het IPCC) hierdoor is ingelost, valt niet te zeggen. Deze cijfers worden namelijk nergens centraal geregistreerd. Wel zijn er organisaties die toezien op dit soort projecten en bekend maken hoeveel CO2 er binnen hun portfolio is bespaard. Neem Gold Standard, een organisatie die namens ngo's toeziet op — en carbon credits uitdeelt aan — projecten waarmee CO2-uitstoot vermeden wordt. Volgens Gold Standard hebben projecten om efficiëntere ovens en fornuizen in ontwikkelingslanden te verstrekken in 2019 een totale besparing van 7 miljoen ton CO2-uitstoot opgeleverd. Dat komt overeen met zo’n 4 procent van de totale Nederlandse CO2-uitstoot in dat jaar. 


    Bio-energie in rijke landen

    Maar in het bio-energieverhaal van het IPCC uit 2011 staat meer. Volgens de klimaatwetenschappers kan bio-energie namelijk ook in ontwikkelde landen een rol spelen bij het terugdringen van de uitstoot van broeikasgassen. 

    In Nederland levert dat idee echter felle discussies op. Zo wandelden in de zomer van 2019 kinderen van de Amsterdamse wijk IJburg naar Diemen om te demonstreren tegen de komst van een biomassacentrale. Ondertussen vliegen Nederlandse wetenschappers elkaar in de haren: hoogleraar ecologie Louise Vet beschuldigt ondertussen hoogleraar bio-economie Martin Junginger van het dienen van dubbele belangen. Politieke partijen als ChristenUnie en D66, die zich een jaar geleden nog achter het Klimaatakkoord (waar biomassa een onderdeel van uitmaakt) schaarden, zijn gedraaid. Het gevolg van dit felle debat is dat energiebedrijf Vattenfall inmiddels de bouw van de biomassacentrale in Diemen heeft stopgezet. 


    Het debat is zo gepolariseerd, dat zelfs gevochten wordt over de vraag óf energie uit biomassa überhaupt duurzaam kan zijn. Dat is vreemd, omdat de wetenschap op die vraag wel degelijk een antwoord biedt.


    Voor dat antwoord is het in de eerste plaats belangrijk om te begrijpen dat bio-energie een verzamelterm is, waaronder allerlei vormen van energiewinning vallen. Hout, houtskool, bio-ethanol, biodiesel, mest, agrarische restproducten en zelfs een deel van het afval dat in afvalverbrandingsovens wordt verbrand valt onder de noemer bio-energie. Hier treedt nog wel eens spraakverwarring op, omdat in het publieke debat biomassa vaak begrepen wordt als houtverbranding, terwijl de klimaatwetenschap het begrip breder definieert. 


    Kortcyclisch en langcyclisch

    Dat neemt niet weg dat het IPCC in ontwikkelde landen ook houtverbranding identificeert als een methode om de uitstoot van broeikasgassen te reduceren. In de eerste plaats heeft dat te maken met de moderne verbrandingsovens die in rijke landen gebruikt worden, waar houtsnippers ingaan en gezorgd wordt voor een constante aanvoer van zuurstof. Hierdoor gaat de efficiëntie van de verbranding drastisch omhoog. Volgens het IPCC wordt zo tot 90 procent van de in het hout opgeslagen energie omgezet in warmte

    In de tweede plaats heeft dat te maken met het ‘kortcyclische’ karakter van de CO2-uitstoot die vrijkomt bij het gebruik van bio-energie. Dat wil zeggen: de CO2 die bij de verbranding van bomen en planten in de lucht wordt gebracht, is er (relatief) recent ook door diezelfde bomen en planten uitgehaald.


    Even uitleggen. Steenkool, olie en aardgas zijn ontstaan uit plankton en plantenresten die miljoenen jaren geleden onder diepe aardlagen zijn terechtgekomen. Daarom worden ze fossiele brandstoffen genoemd: ze zijn letterlijk ontstaan uit fossiele planten- en planktonresten. Sinds de industriële revolutie halen we die brandstoffen in een enorm tempo uit de grond en verbranden ze. Zo spuiten we de CO2 die over miljoenen jaren onder de grond is opgeslagen, in een recordtempo weer de atmosfeer in. Hierdoor stijgt de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer, waardoor deze meer warmte vasthoudt en het klimaat verandert. 


    Nu komt er bij iedere verbranding CO2 vrij, ook bij het verbranden van biomassa. Sterker nog: als je aan de pijp van een moderne biomassacentrale gaat meten, dan zul je zien dat er bij het verbranden van houtige biomassa per opgewekte joule energie méér CO2 vrijkomt dan bij het verbranden van olie, gas of steenkool. Maar er is een belangrijk verschil: deze CO2 is ook relatief kort geleden door de plant of boom uit de atmosfeer gehaald. Fotosynthese, noemde meester Guus dat tijdens de biologieles.


    Niet iedere druppel olie en gas en ieder brokje steenkool kan door bio-energie worden vervangen

    Als je er dus voor zorgt dat de CO2 die vrijkomt bij het verbranden van je biobrandstoffen ook weer wordt opgenomen door nieuwe bomen en planten, dan creëer je een CO2-kringloop. Als je hierdoor minder fossiele brandstof nodig hebt, dan vermijd je dus CO2-uitstoot. Volgens het IPCC kan het gebruik van bio-energie in plaats van fossiele brandstof de netto uitstoot van CO2 dan ook met 80 tot 90 procent terugdringen.

    Grenzen aan de potentie van bio-energie

    Dat betekent echter niet dat iedere druppel olie en gas en ieder brokje steenkool door bio-energie kan worden vervangen, want daarvoor kent ook deze energiebron te veel nadelen.

    Zo doen planten en bomen waaruit bio-energie kan worden gewonnen het doorgaans erg goed op grond die eveneens geschikt is voor het verbouwen van voedsel. De hoeveelheid beschikbare grond voor het verbouwen van biomassa wordt dus beperkt door de wereldwijde behoefte aan voedselproductie. Daarnaast speelt de factor tijd een niet te onderschatten rol. Het duurt immers flink langer om een boom te laten groeien dan om hem te verbranden.


    Het is belangrijk om hier even wat langer bij stil te staan, want dit is het epicentrum van de biomassadiscussie: hoe lang duurt het voordat de CO2 die wordt uitgestoten bij de verbranding van biomassa, weer door nieuwe bomen en planten is opgenomen? Omdat er jarenlang getreuzeld is met het nemen van voldoende maatregelen om de CO2 terug te dringen, resteren nog maximaal enkele decennia om de wereldwijde uitstoot naar nul terug te dringen en de opwarming van de aarde tot 2 graden Celsius te beperken. Willen we een kans maken om de opwarming tot 1,5 graden te beperken, dan moet de uitstoot nog sneller naar nul.


    Als het dus te lang duurt voor de biomassa-CO2 weer door nieuwe planten en bomen is opgenomen, dan wordt het klimaat mogelijk onherstelbaar beschadigd en worden delen van de aarde compleet onleefbaar. 


    Dat betekent heel simpel gezegd dat het vrijwel altijd onduurzaam is om hele bossen om te hakken, een nieuw bos daarvoor in de plaats te zetten, en het omgehakte bos te verbranden. Het verschilt een beetje per type bos, maar het kan zomaar 30 tot 100 jaar duren voor dat nieuwe bos de CO2 van het verbrande bos weer uit de lucht heeft gehaald. 
    Die tijd is er simpelweg niet.


    NEGATIEVE EMISSIES EN DE DOELSTELLING VAN 1,5-GRADEN
    Het is glashelder dat om de klimaatcatastrofe af te wenden, de wereldwijde CO2-uitstoot naar nul moet. Maar over de vraag hoeveel tijd er nog is om die uitstoot naar nul te krijgen, lopen de meningen uiteen. Dat heeft vooral te maken met de hoeveelheid negatieve emissies waarmee gerekend wordt. 
    Even uitleggen: er bestaan manieren om CO2 uit de lucht te halen, bijvoorbeeld door het aanplanten van veel bos. Als je op een gegeven moment meer broeikasgassen uit de atmosfeer haalt dan je erin stopt, dan is je netto-emissie (zeg maar: de optelsom) negatief.
    In sommige klimaatscenario's wordt helemaal geen rekening gehouden met negatieve emissies. Om de opwarming van de aarde binnen de perken te houden, moet de CO2-uitstoot in die scenario’s in een razend tempo naar beneden. Willen we de opwarming van de aarde op 1,5 graden houden, dan resteert in die scenario's nog slechts zo'n tien jaar om de CO2-uitstoot tot nul terug te dringen. Tot het uitbreken van The Great Lockdown stéég de wereldwijde CO2-uitstoot echter alleen maar, tot 36,8 gigaton in 2019
    In andere scenario's wordt juist rekening gehouden met een enorme hoeveelheid aan negatieve emissies. De komende decennia wordt dan eerst te veel uitgestoten, waarna de uitstoot later deze eeuw weer uit de lucht wordt gehaald. Het voordeel is dan dat je langer hebt om de mondiale CO2-uitstoot naar nul terug te brengen. Het nadeel is dat je het klimaatprobleem (deels) doorschuift naar de toekomst.
    Eerder schreven we over de negatieve emissies waar Shell in zijn zogeheten Sky-scenario mee rekent. In dat scenario komt de netto-CO2-uitstoot pas in 2075 op nul uit. Vervolgens moet er een enorme hoeveelheid CO2 uit de lucht worden gehaald. Daarvoor is onder meer nodig:
    1) Een gebied zo groot als Australië moet volledig worden volgeplant met bos;
    2) Er moet driemaal de jaarlijkse CO2-uitstoot van de hele Europese Unie onder de grond worden gestopt, ieder jaar weer;
    3) Er moet een volledig nieuwe CO2-infrastructuur worden opgebouwd, ter grootte van de wereldwijde gasinfrastructuur.
    Je kunt je afvragen hoe haalbaar zo'n scenario dus is.
    LEES VERDER

    Niet alle hout is hetzelfde hout

    Maar. Bio-energie is dus een verzamelterm, waaronder allerlei energieproducten vallen afkomstig uit bomen, planten, algen en dieren. Sommige vormen van bio-energie hebben een koolstofkringloop die juist zeer kort is. Bij de verbranding van agrarische restproducten, bijvoorbeeld de stengels en stompen van tomatenplanten, is de koolstofcyclus korter dan een jaar. Dat betekent dat de CO2 die bij die verbranding wordt uitgestoten, een jaar later door nieuwe planten alweer uit de lucht is gehaald. 

    En ook ‘hout’ is weer een verzamelterm. Zoals je ongetwijfeld weet kent hout een myriade aan toepassingen — je schijnt er zelfs huizen, tafels en stapelbedden van te kunnen maken. Voor het terugdringen van de concentratie CO2 in de lucht is dat goed nieuws: de bomen halen CO2 uit de lucht, maken daar hout van, en van het hout maakt de mens weer tafels en stapelbedden. De CO2 wordt op die manier voor langere tijd uit de lucht gehaald en opgeslagen.

    Alleen is niet van iedere boom een plank te maken. Als een productiebos opgroeit, worden de zwakste bomen er vaak al vroegtijdig tussenuit gehaald, om de sterke bomen meer ruimte te geven. En ook als het productiebos geoogst wordt komen er bomen mee die ziek zijn geweest of gekke kronkels of gaten hebben, waardoor ze niet aan de zagerij verkocht kunnen worden. Bovendien eindigen ook gezonde, rechte bomen niet volledig als plank: bomen zijn immers rond, planken niet. Als je van ronde bomen rechte planken gaat maken, dan houd je delen over. Daarnaast hebben bomen takken en wortels die niet zomaar in houten producten gebruikt kunnen worden.

    Verder breken er als het stormt soms takken van bomen af — natuurlijk altijd net op de bovenleiding van Prorail, en net als jij met de trein wil. Die takken moet Prorail vervolgens verwijderen. En ook bij het onderhoud aan tuinen, bossen en landgoederen komen houtstromen vrij die niet zomaar elders toepasbaar zijn. Al dit soort stromen kan je samenvatten onder de noemer ‘resthout'.

    FOLLOW THE MONEY

    0 reacties :

    Een reactie posten