Milieurapport Vlaanderen MIRA Achtergronddocument Thema Klimaatverandering
Klimaatverandering Achtergronddocument Coördinerend auteur Johan Brouwers, MIRA, VMM Auteurs Koen Claes, Leo De Nocker, Ils Moorkens, Vito Wouter Vanneuville, UGent Pascal Boeckx, Vakgroep Toegepaste Analytische en Fysische Chemie, UGent Bas van Wesemael, Département de Géographie, UCL Laatst bijgewerkt: januari 2007 2 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Woord vooraf Dit is het achtergronddocument voor het hoofdstuk Klimaatverandering. Het achtergronddocument bundelt de kennis en informatie aangedragen in de MIRA-T-rapporten vanaf 1998. Dit document wordt elk jaar bijgewerkt en is raadpleegbaar op de websites www.milieurapport.be en www.vmm.be/mira Het Milieurapport Vlaanderen heeft de decretale opdracht enerzijds om de toestand van het milieu en het tot nu toe gevoerde milieubeleid te analyseren en te evalueren, en anderzijds om de verwachte ontwikkeling van het milieu volgens relevante beleidsscenario's te beschrijven. Daartoe werken een auteursgroep en kritische lezers (lectoren), onder coördinatie van het MIRA-team, jaarlijkse themarapporten (MIRA-T), vijfjaarlijkse scenariorapporten (MIRA-S) en tweejaarlijkse beleidsevaluatierapporten (MIRA-BE) uit. De rapporten worden beschikbaar gemaakt aan beleidsmakers en het brede publiek. Themarapporten zijn compacte studies van de verstoringsketens en onderbouwen de jaarlijkse milieujaarprogramma's van de Vlaamse overheid. Scenariorapporten zijn uitgebreide modelstudies van de verstoringsketen en leveren noodzakelijke inzichten om het Vlaamse milieubeleidsplan op te stellen. Beleidsevaluatierapporten zijn diepgaande studies over milieugerelateerde beleidsthema s. Het geheel van de achtergronddocumenten bestaat uit sectorhoofdstukken, milieuthemahoofdstukken en gevolgenhoofdstukken. Zo worden milieuverstoringen vanuit drie invalshoeken benaderd. In de sectorhoofdstukken worden alle relevante milieuverstoringen die een sector teweegbrengt, beschreven. De maatschappelijke activiteiten die aan de basis liggen van de milieudruk in Vlaanderen, worden opgedeeld in 8 sectoren: grondstofstromen, huishoudens, industrie, energie, landbouw, transport, handel & diensten en toerisme & recreatie. Het doel van de sectorhoofdstukken is het samenbrengen van kwantitatieve inzichten in de milieudruk van een sector (zowel brongebruik als emissies) en in de onderliggende drijvende krachten ervan. Hiertoe worden indicatoren opgesteld vanuit de conceptuele milieuverstoringsketen (DPSI-R-denkkader). Indicatoren van de onderliggende maatschappelijke activiteiten (driving forces) en van de milieudruk (pressure) worden met elkaar vergeleken via indicatoren van eco-efficiëntie. De evolutie van de indicatoren wordt getoetst aan beleidsdoelstellingen. Ten slotte worden de ingezette beleidsinstrumenten en genomen maatregelen geëvalueerd (response). De activiteit-, druk-, toestand- (state) en impactindicatoren (impact) worden in de themahoofdstukken behandeld volgens een doorsnede naar milieuverstoring. Het doel van de themahoofdstukken is het samenbrengen van kwantitatieve inzichten in de milieudruk (pressure) van de verantwoordelijke doelgroepen of sectoren (zowel brongebruik als emissies), de hieruit voortkomende milieutoestand (state) in de milieucompartimenten lucht, water en bodem en de gevolgen (impact) voor mens, natuur en economie. Hiertoe worden indicatoren opgesteld vanuit de conceptuele milieuverstoringsketen (DPSI-Rdenkkader). Het doel van de impacthoofdstukken is het samenbrengen van kwantitatieve inzichten over de gevolgen (impact) voor mens, natuur en economie. Hiertoe worden indicatoren opgesteld vanuit de conceptuele milieuverstoringsketen (DPSI-R-denkkader). De evolutie van de indicatoren wordt getoetst aan beleidsdoelstellingen. Ten slotte worden de ingezette beleidsinstrumenten en genomen maatregelen geëvalueerd (response). Daarbij kunnen ook extra maatregelen worden geformuleerd om de doelstellingen te halen. Overname wordt aangemoedigd mits bronvermelding. Hoe citeren? Korte citering: MIRA Achtergronddocument 2006, Klimaatverandering Volledige citering: MIRA (2006) Milieurapport Vlaanderen, Achtergronddocument 2006, Klimaatverandering. Brouwers J., Claes K., De Nocker L., Moorkens I., Vanneuville W., Boeckx P., van Wesemael B., Vlaamse Milieumaatschappij, www.milieurapport.be januari 2007 3
Klimaatverandering Achtergronddocument 4 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Inhoudsopgave Overzicht figuren... 8 Overzicht tabellen... 11 Overzicht tabellen... 11 Beschrijving van de verstoring... 12 1 Inleiding... 12 2 Mechanismen van de verstoring... 13 2.1 Warmtebalans... 13 2.2 De geochemische koolstofcyclus... 14 2.3 Broeikasgassen... 15 2.3.1 Koolstofdioxide (CO 2 )...18 2.3.2 Methaan (CH 4 )...18 2.3.3 Lachgas (N 2 O)...19 2.3.4 Chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK s) en hun vervangproducten (HFK's, PFK's)...19 2.3.5 Zwavelhexafluoride (SF 6 )...20 2.3.6 Troposferische ozon (O 3 )...20 2.3.7 Stratosferisch ozon (O 3 )...20 2.3.8 Troposferische en stratosferische aërosolen...20 2.3.9 Waterdamp...21 2.4 Radiatieve forcering... 21 2.5 De koolstofcyclus... 23 3 Bundeling wetenschappelijke kennis... 25 3.1 IPCC... 25 3.2 Antropogene invloed op het klimaat?... 25 4 Ruimtelijk perspectief... 26 5 Tijdsperspectief... 26 6 Verbanden met andere milieuthema s... 27 Indicatoren... 29 1 Activiteiten en hun broeikasgasemissies... 29 1.1 Inleiding... 29 1.2 Energiegebruik D... 29 1.3 Veeteelt D... 31 1.4 Afvalverwerking D... 31 2 Emissie van broeikasgassen: koolstofdioxide of CO 2, methaan of CH 4, lachgas of N 2 O, zwavelhexafluoride of SF 6, fluorkoolwaterstoffen of HFK's en perfluorkoolwaterstoffen of PFK's... 33 2.1 Totale emissie van broeikasgassen (CO 2, CH 4, N 2 O, SF 6, HFK's, PFK's) in Vlaanderen P... 33 2.1.1 Doelstellingen...33 2.1.2 Emissie broeikasgassen in Vlaanderen... 35 2.2 Emissie van broeikasgassen per sector en per gas (CO 2, CH 4, N 2 O, SF 6, HFK's, PFK's) P... 38 2.2.1 Totale broeikasgasemissie per sector...38 2.2.2 Emissie per broeikasgas...40 2.2.2.1 CO 2 -emissie 40 2.2.2.2 CH 4 -emissie 42 2.2.2.3 N 2 O-emissie 43 2.2.2.4 Emissie van de F-gassen: HFK's, PFK's en SF 6 44 2.3 Europese vergelijking van de broeikasgasuitstoot P... 44 2.4 Broeikasgasintensiteiten per eenheid van BBP en per capita P... 48 2.4.1 Broeikasgasintensiteit van Vlaanderen... 48 2.4.1.1 Vlaanderen 48 2.4.1.2 Intensiteit per sector 49 2.4.2 Europese vergelijking inzake broeikasgasintensiteit... 51 januari 2007 5
Klimaatverandering Achtergronddocument 2.5 Opname ('sink') en emissie ('source') van de broeikasgassen CO 2, N 2 O en CH 4 t.g.v. landgebruik P... 54 2.5.1 Koolstoffixatie...54 2.5.2 Terrestrische fluxen van N 2 O en CH 4...57 2.5.3 Invloed van terristrische ecosystemen op de broeikasgasbalans voor Vlaanderen...60 2.6 Evaluatie en maatregelen... 61 2.6.1 Kyoto-protocol: kader voor maatregelen... 61 2.6.1.1 Flexibiliteitsmechanismen 61 2.6.1.2 Koolstofputten 63 2.6.1.3 Nalevingsmechanisme 64 2.6.2 Acties na de eerste verbintenisperiode...64 2.6.2.1 De Europese voortrekkersrol 64 2.6.2.2 Differentiatie tussen landen: basisprincipes en systemen 65 2.6.3 Maatregelen op verschillende beleidsniveaus... 67 2.6.3.1 Maatregelen van de Vlaamse overheid 67 2.6.3.2 Maatregelen van de federale (Belgische) overheid 72 2.6.3.3 Europees klimaatbeleid: ECCP I en ECCP II 73 2.6.4 Handel in emissierechten...75 2.6.4.1 De eerste resultaten van de emissierechtenhandel 77 2.6.4.2 De tweede handelsperiode: 2008-2012 78 2.6.4.3 Emissiekredieten uit projectgebonden flexibiliteitsmechanismen (JI en CDM) 78 2.6.5 Koolstofopslag en -afvang (Carbon Capture and Storage)... 79 2.6.5.1 De betekenis van CCS voor het klimaatbeleid 79 2.6.5.2 Verschillende soorten CCS 79 2.6.5.3 Wat is het potentieel voor CCS binnen Vlaanderen? 85 2.6.5.4 Wat kost CCS? 86 3 Atmosferische concentratie van broeikasgassen... 87 3.1 Verband tussen klimaatveranderingen en concentratieniveau van broeikasgassen: afgeleide doelstellingen S... 87 3.2 Historische evolutie broeikasgasconcentraties (CO 2, CH 4, N 2 O) S... 90 3.3 Evolutie in atmosferische broeikasgasconcentraties (CO 2, CH 4, N 2 O, SF 6, HFK's, PFK's, CFK's en HCFK's) sinds de start van de industriële revolutie S... 93 4 Temperatuur... 97 4.1 Historische evolutie temperatuur S... 97 4.2 Evolutie van de temperatuur sinds het midden van de 19 de eeuw S... 99 4.2.1 Waarnemingen...99 4.2.2 Verwachtingen voor de 21 ste eeuw...107 4.2.2.1 Mondiaal 107 4.2.2.2 Scenario s over toekomstig klimaat in Nederland 109 5 Neerslag... 112 5.1 Neerslagvariatie S... 112 5.1.1 Waarnemingen...112 5.1.2 Verwachtingen voor de 21ste eeuw... 117 5.2 Overstromingen S... 117 5.2.1 Waarnemingen en schade...117 5.2.2 Risico s en verwachtingen voor de 21 ste eeuw... 120 5.2.2.1 Verwachtingen m.b.t. overstromingen 120 5.2.2.2 Mogelijke maatregelen 121 6 Zeeniveau en zeetemperatuur... 122 6.1 Zeeniveau S... 122 6.1.1 Waarnemingen...122 6.1.2 Verwachtingen voor de 21 ste eeuw...127 6.1.3 Effecten van een zeespiegelstijging opvangen... 129 6.2 Zeetemperatuur S... 130 7 Andere tekenen van klimaatverandering... 133 7.1 Eeuwige sneeuw en ijs S... 133 7.2 Extreme gebeurtenissen S... 133 8 Gezondheidseffecten van klimaatverandering... 134 8.1 Inleiding... 134 8.1.1 Ontwikkelingslanden...134 6 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering 8.1.2 Europa...136 8.1.2.1 Temperatuurgerelateerde effecten 136 8.1.2.2 Effecten van temperatuurextremen 137 8.1.2.3 Allergieën 139 8.1.2.4 Vectorgebonden ziekten 140 8.2 Aantal slachtoffers bij hittegolven in België I... 140 8.3 Aantal gevallen van de ziekte van Lyme in België I... 141 9 Effecten van klimaatveranderingen op de natuur... 143 9.1 Inleiding... 143 9.2 Effecten van klimaatverandering op Belgische ecosystemen I... 146 9.2.1 Algemene observaties...146 9.2.2 Seizoenale shift...148 9.2.3 Verspreidingsverschuivingen... 149 9.2.4 Soorten verdwijnen, soorten verschijnen... 149 9.2.5 Veranderingen in gemeenschapsstructuur en soortinteracties... 150 9.2.6 Mogelijke maatregelen ter vrijwaring van onze ecosystemen... 150 10 Gevolgen van klimaatverandering voor de economie... 150 10.1 Globale economische impact van klimaatverandering I... 151 10.1.1 Mogelijke effecten...151 10.1.2 Algemene methodologie om de totale maatschappelijke kosten van klimaatverandering in te schatten...154 10.1.3 Hoe groot zijn de maatschappelijke kosten van klimaatverandering?... 161 10.2 Economische impact van het klimaatbeleid I... 162 10.2.1 Algemeen...162 10.2.2 Post-Kyoto / Post-2012...168 11 Adaptatie: aanpassing aan de niet meer te vermijden gevolgen van klimaatverandering... 168 11.1 Kwetsbaarheid... 168 11.1.1 Algemeen...168 11.1.2 Europa... 169 11.1.2.1 Regionale kwetsbaarheid 169 11.1.2.2 Kwetsbaarheid per thema 169 11.2 Adaptatiebeleid... 170 11.3 Adaptatie in België... 170 Referenties... 173 Lijst met relevante websites... 181 Auteurs voorgaande MIRA-rapporten... 181 MIRA-referenties... 182 Begrippen... 182 Afkortingen... 185 Eenheden... 186 Scheikundige symbolen... 187 Voorvoegsels eenheden... 187 Terug naar Inhoudsopgave... 187 januari 2007 7
Klimaatverandering Achtergronddocument Overzicht figuren Figuur 1: De stralings- en warmtebalans van de aarde... 13 Figuur 2: De geochemische koolstofcyclus... 15 Figuur 3: Jaargemiddelde totale radiatieve forcering in de periode 1750-2000... 21 Figuur 4: Fenomenen met een afkoelend effect (negatieve radiatieve forcering)... 23 Figuur 5: Koolstofcyclus (reservoirs in Gton C en fluxen in Gton C per jaar)... 24 Figuur 6: Geobserveerd versus gemodelleerd temperatuurverloop sinds 1860... 26 Figuur 7: CO 2 -concentraties, temperaturen en zeespiegel blijven stijgen lang nadat de CO 2 - uitstoot verminderd is... 27 Figuur 8: Aandeel van de activiteiten in de broeikasgasemissies (Vlaanderen, 2005*)... 29 Figuur 9: Stroomdiagram van het energiegebruik (Vlaanderen, 2005*)... 30 Figuur 10: Emissie van broeikasgassen (Vlaanderen, 1990-2005*)... 36 Figuur 11: Aandeel van de sectoren in de uitstoot van broeikasgassen voor 2005* en evolutie van de emissies per sector in de periode 1990-2005* (Vlaanderen)... 38 Figuur 12: Aandeel van de deelsectoren in de broeikasgasemissies voor de jaren 2004 en 2005* ten opzichte van het referentiejaar ** (Vlaanderen)... 39 Figuur 13: Aandeel van de sectoren in de emissie per broeikasgas in het referentiejaar** en in 2005* (Vlaanderen)... 42 Figuur 14: Evolutie broeikasgasemissies in Vlaanderen, België en EU-15 ten aanzien van de vastgelegde doelstellingen... 45 Figuur 15: De doelafstand 6 voor de 15 EU-lidstaten t.o.v. de Kyoto-doelstelling (2004)... 47 Figuur 16: Evolutie van de totale broeikasgasemissie, de emissie per inwoner en de broeikasgasintensiteit uitgedrukt t.o.v. het referentiejaar 1990 (Vlaanderen, 1990-2005)... 49 Figuur 17: Evolutie van de broeikasgasintensiteit per sector: broeikasgasemissie uitgedrukt per eenheid van activiteit (Vlaanderen, 1995-2005)... 50 Figuur 18: Broeikasgasintensiteit per lidstaat (EU-15, 2004)... 52 Figuur 19: De broeikasgasuitstoot per inwoner (EU-15, 2004)... 53 Figuur 20: Bruto energiegebruik per capita en per regio (2004)... 53 Figuur 21: Netto koolstoffixatie (exclusief de bodemflux) door de vegetatie (Vlaanderen, 1997)... 54 Figuur 22: CO 2 -fluxen uit bodems van graslanden en akkerlanden en uit bosecosystemen (Vlaanderen, 1990-2005)... 56 Figuur 23. Evolutie van de N 2 O-emissies door de landbouwsector (Vlaanderen, 1990-2005)58 Figuur 24: N 2 O-emissie uit de landbouw per gemeente (Vlaanderen, 1990)... 59 Figuur 25: Totale directe N 2 O-emissie per gemeente uit akkers en tijdelijke graslanden (Vlaanderen, 1990)... 60 Figuur 26: Cumulatieve effecten milieubeleid (EU-15)... 63 Figuur 27: Hoeveelheid verhandelde emissierechten (miljoen EUA s) op de Europese markt (2005-2007)... 76 Figuur 28: Prijs emissierechten CO 2 (EUA s) op de Europese markt (2004-2007)... 77 Figuur 29: Mogelijke vormen van CCS: relevante bronnen, transportmogelijkheden en opslagmogelijkheden... 81 Figuur 30: Gesimuleerde evolutie van de CO 2 -concentratie, de temperatuur en het zeeniveau t.a.v. wijzigende CO 2 -emissies... 88 Figuur 31: Waarschijnlijkheid om de 2 C-doelstelling te overschrijden bij verscheidene stabilisatiescenario s... 89 Figuur 32: Variatie atmosferische broeikasgasconcentraties tussen 650 000 v.c. en 2004.. 91 Figuur 33: Globale atmosferische concentratie van CO 2, CH 4 en N 2 O (1000-2000)... 93 Figuur 34: Toename van het opwarmend vermogen van broeikasgassen in de mondiale atmosfeer sinds 1750 (1750-2005)... 96 Figuur 35: Jaarlijkse broeikasgasindex of AGGI (Mondiaal, 1979-2005)... 97 Figuur 36: Variaties in CO 2 -concentratie en temperatuur in de atmosfeer, gereconstrueerd a.d.h.v. ijsboringen... 98 Figuur 37: Afwijking van de temperatuur t.o.v. de referentieperiode 1961-1990 (Noordelijk halfrond, 1000-2000)... 98 Figuur 38: Afwijking van de globale jaargemiddelde temperatuur (1856-2005)... 100 Figuur 39: Afwijking van de Europese jaargemiddelde temperatuur (1851-2004)... 101 Figuur 40: Verandering van de jaargemiddelde temperatuur in Ukkel (1833-2006)... 102 8 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 41: Evolutie van de jaargemiddelde temperatuur in Ukkel (1833-2006)... 103 Figuur 42: Verandering van de 10-jaargemiddelde temperatuur in België, in Europa en op wereldvlak (1861-2005)... 104 Figuur 43: Evolutie van de Europese jaar-, winter- en zomertemperatuur (in C en uitgedrukt als 10-jaar gemiddelde afwijking t.o.v. de gemiddelde temperatuur in de periode 1961-1990).... 105 Figuur 44: Gemiddelde mondiale temperatuurverandering ( C) per decennium... 106 Figuur 45: Jaarlijks voorkomen van vorstdagen, winterse dagen, zomerse dagen en tropische dagen (Ukkel, 1968-2005)... 106 Figuur 46: De volgens IPCC-scenario s verwachte gemiddelde temperatuurevolutie op Aarde in de 21 ste eeuw, in vergelijking met de afgelopen 1 000 jaar... 108 Figuur 47: Verwachte temperatuurstijging in 2080 t.o.v. referentieperiode 1961-1990... 109 Figuur 48: Schematisch overzicht klimaatscenario s Nederland... 110 Figuur 49: Evolutie jaargemiddelde neerslaghoeveelheden (Ukkel, 1898-1999)... 112 Figuur 50: Afwijking van de jaargemiddelde neerslag t.o.v. de normaalweerslag* (Ukkel, 1898-2005)... 113 Figuur 51: Evolutie van de neerslaghoeveelheden a) per seizoen en b) per half kalenderjaar (Ukkel, 1833-2005)... 114 Figuur 52: Variatie in het aantal erg natte dagen in de periodes 1946-2004 (Europa)... 115 Figuur 53: Aantal dagen met meetbare neerslag per jaar en per seizoen (Ukkel, 1833-2006)... 116 Figuur 54: Aantal dagen met zware neerslag (Ukkel, 1951-2005)... 116 Figuur 55: Aantal zware overstromingen (Europa, 1970-2001)... 119 Figuur 56: Wijziging van het zeeniveau (Europa, 1896-1996)... 124 Figuur 57: Oppervlakte lager gelegen dan 5 meter boven zeeniveau (Europa, 2005)... 125 Figuur 58: Berekend niveauverschil tussen het Vlaamse land en de Noordzee tijdens een gemiddelde jaarlijkse storm*... 126 Figuur 59: Evolutie zeeniveau aan de Belgische kust (Oostende, 1937-2005; Nieuwpoort, 1943-2005; Zeebrugge, 1962-2005)... 127 Figuur 60: Verwachte stijging van de zeespiegel op wereldschaal (1990-2100)... 128 Figuur 61: Gemiddelde zeespiegelstand langs de Nederlandse kust tussen 1900 en 2004 ten opzichte van 1990 (= absolute zeespiegelstijging), en de klimaatscenario s tot 2050 (gekleurde stippen)... 129 Figuur 62: Componenten in de warmtebalans van de aarde (1955-1998)... 131 Figuur 63: Verandering van de zee(oppervlakte)temperatuur in de Noordzee en de omliggende wateren (1981-2000)... 132 Figuur 64: Oppervlaktetemperatuur zeewater op open zee (België, 1990-2005)... 132 Figuur 65: Aantal mensen dat zal getroffen worden door overstromingen veroorzaakt door een beperkte stijging (40 cm.) van het zeepeil in 2080, met en zonder aanpassingen (bv. verhoging en versteviging dijken)... 136 Figuur 66: Relatie tussen de gemiddelde temperatuur en relatieve sterfte in Nederland (1979-1997)... 137 Figuur 67: Aantal gerapporteerde doden versus minimum- en maximumtemperatuur in Parijs gedurende de hittegolf in de zomer van 2003... 138 Figuur 68: Sterke relatie tussen landelijke maximum ozonconcentraties en de maximum temperatuur (zomer 2004 in Nederland)... 139 Figuur 69: Evolutie van het sterftecijfer bij personen van 65 jaar en ouder (links) en van de temperatuur (rechts) tijdens de zomer van 1994 (België)... 141 Figuur 70: Aantal gevallen van de ziekte van Lyme (België, 1991-2004)... 142 Figuur 71: Verdeling, per arrondissement, van de incidentie (N/100.000 inwoners) van gevallen met de Lymeziekte in functie van de plaats van besmetting (2005)... 143 Figuur 72: Percentage soorten per soortengroep dat de seizoensgebonden activiteit verschuift (wereldwijd)... 144 Figuur 73: Gemiddelde seizoensgebonden verschuivingen voor verschillende soortengroepen (wereldwijd)... 145 Figuur 74: Aandeel van soorten die een verschuiving ondergaan onder invloed van klimaatveranderingen (wereldwijd)... 146 Figuur 75: Evolutie van de gemiddelde eerste aankomstdata in Vlaanderen bij 15 vogelsoorten (Vlaanderen, 1985-2004)... 148 Figuur 76: Voorkomen van zuidelijke libellensoorten (Vlaanderen, 1980-2004)... 149 januari 2007 9
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 77: Wereldwijde kosten* van natuurrampen (1950-2005)... 152 Figuur 78: Methodiek om economische gevolgen van klimaatverandering in te schatten... 155 Figuur 79: De heuvelvormige curve voor dosis-effect relaties van klimaatverandering... 157 Figuur 80: Overzicht van de mogelijke risico s van klimaatverandering en hun intensiteit in functie van de temperatuurstijging... 158 Figuur 81: Voorbeelden van de voornaamste effecten van klimaatverandering in functie van de temperatuurstijging... 159 Figuur 82: Illustratie van de baten van aanpassing aan klimaatverandering... 161 Figuur 83: Subsidies voor energiegebruik (in miljard euro) (EU-15, 2001)... 163 10 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Overzicht tabellen Tabel 1: Kenmerken van de voornaamste broeikasgassen... 17 Tabel 2: De GWP-waarden uit het SAR van IPCC, die MIRA dit jaar opnieuw hanteert... 18 Tabel 3: HCFK s en HFK s verdeeld in 2 klassen op basis van hun GWP en atmosferische verblijftijd... 19 Tabel 4: Globaal CO 2 -budget (Gton C per jaar)... 24 Tabel 5: Geformuleerde beleidsdoelstellingen voor Vlaanderen en België inzake de uitstoot van broeikasgassen... 34 Tabel 6: Evolutie van de broeikasgasuitstoot per sector (Vlaanderen, 1990-2005*)... 40 Tabel 7: De Kyotodoelstelling, afstand tot die doelstelling in 2004 en de CO 2 -uitstoot per inwoner voor de 15 EU-lidstaten... 46 Tabel 8: Energierendement van enkele Belgische industriële deelsectoren in vergelijking met de andere landen van de Europese Unie... 48 Tabel 9: Verandering in het bosareaal (Vlaanderen, 1990-2000)... 56 Tabel 10: Balans van de gemiddelde jaarlijkse broeikasgasemissies uit terrestrische ecosystemen (Vlaanderen, 1990 en 2005)... 61 Tabel 11: Reductiepotentieel en relatieve bijdrage per sector zoals voorzien in het Vlaams Klimaatbeleidsplan 2006-2012... 72 Tabel 12: Toegewezen versus benodigde CO 2 -emissierechten (België, 2005)... 78 Tabel 13: Overzicht van de kenmerken van de geologische CO 2 -opslagmogelijkheden in Vlaanderen... 86 Tabel 14: Gevolgen van klimaatverandering en bijhorende klimaat-drempelwaarden... 90 Tabel 15: Concentratie van de voornaamste broeikasgassen in de globale atmosfeer... 94 Tabel 16: Klimaatverandering in Nederland rond 2050 ten opzichte van het basisjaar 1990 volgens de vier KNMI'06 klimaatscenario's... 111 Tabel 17: Klimaatverandering in Nederland rond 2100 ten opzichte van het basisjaar 1990 volgens de vier KNMI 06 klimaatscenario s.... 111 Tabel 18: Marginale externe kosten van klimaatverandering in functie van jaar van uitstoot161 Tabel 19: Verlies in welvaart, uitgedrukt als % van het GDP per capita, van kimaatverandering onder een BAU scenario, verdisconteert aan 0,1 %... 162 Tabel 20: Marginale en totale kosten naleving Kyoto-protocol (België)... 166 januari 2007 11
Klimaatverandering Achtergronddocument Beschrijving van de verstoring 1 Inleiding In de atmosfeer zijn gassen aanwezig die de invallende zonnestraling doorlaten, maar de teruggekaatste straling van het opgewarmde aardoppervlak opnemen. Dit fenomeen heet het broeikaseffect naar analogie met de werking van glas in een serre. Het leven op aarde dankt zijn bestaan aan dit broeikaseffect: de gemiddelde temperatuur op aarde zou anders -18 C bedragen, in plaats van de huidige +15 C. De voornaamste natuurlijke broeikasgassen zijn waterdamp (H 2 O), koolstofdioxide (CO 2 ), methaan (CH 4 ) en lachgas (N 2 O). De concentratie van deze gassen in de atmosfeer is het resultaat van talrijke dynamische processen en cycli die op elkaar ingrijpen. De laatste 100 jaar heeft de mens grote hoeveelheden broeikasgassen in de atmosfeer geloosd door verbranding van fossiele brandstoffen (CO 2 en N 2 O), veeteelt (CH 4 en N 2 O), afvalverwerking (CH 4 ) en chemische processen in de industrie (N 2 O). Door de wereldwijde ontbossing en de ermee gepaard gaande verbranding worden grote koolstofreservoirs in het hout en de bodem omgezet naar broeikasgassen (vnl. CO 2 ). Daarnaast dragen ook nieuwe stoffen zoals de chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK s), hun vervangproducten zoals zachte chloorfluorkoolwaterstoffen (HCFK s) en fluorkoolwaterstoffen (HFK s en PFK s), o.a. gebruikt als koelmiddel en drijfgas, en zwavelhexafluoride (SF 6 ) bij tot het broeikaseffect. SF 6 zit in sommige elektrische schakelinstallaties en in geluidsisolerende dubbele beglazing. Door die antropogene uitstoot is de concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer verhoogd. Deze verhoogde concentratie versterkt het natuurlijke broeikaseffect en leidt bijgevolg tot een verhoging van de gemiddelde aardtemperatuur en een globale klimaatverandering. Kenmerkend voor het verstoringsproces zijn het mondiale karakter, onzekerheden verbonden met de complexiteit van het proces, terugkoppelingsmechanismen die de processen kunnen versterken (bv. door verhoogde temperatuur meer waterverdamping en dus nog hogere temperaturen tot gevolg) of afremmen, een potentieel voor belangrijke onomkeerbare schade, een lange verblijftijd van de gassen in de atmosfeer, een groot tijdsverschil tussen emissies en effecten (o.m. door de bufferwerking van de oceanen) en grote regionale variaties in oorzaken en zeker qua gevolgen. Een ingrijpende klimaatverandering zal een belangrijke en veelal onomkeerbare impact hebben op ecosystemen, op socio-economische sectoren zoals voedselvoorziening en waterbevoorrading, en op de volksgezondheid. De impact zal ernstiger zijn in ontwikkelingslanden, die bovendien over minder mogelijkheden beschikken om zich aan te passen. Volgens ramingen van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) zou de gemiddelde aardtemperatuur tegen 2100 met 1,4 à 5,8 C stijgen (IPCC, 2001). Zo n temperatuurstijging kan leiden tot een verschuiving van de klimaatgordels en kan een zeer belangrijke invloed hebben op de frequentie en de ernst van extreme fenomenen in bepaalde regio s, zoals hittegolven en langdurige droogtes. Woestijngebieden kunnen groter worden. De uitzetting van het zeewater en mogelijks het (gedeeltelijk) smelten van de ijskappen op de polen zullen een stijging van de zeespiegel veroorzaken met groter overstromingsgevaar in lager gelegen gebieden. Door de hogere temperaturen zullen ziekten zoals malaria en gele koorts zich over een groter deel van de wereld verspreiden. Deze grootschalige veranderingen op lange termijn interageren met natuurlijke variaties op tijdschalen van enkele dagen tot enkele decennia. De schadelijkste effecten in Europa worden verwacht van de toegenomen frequentie en intensiteit van extreme evenementen (stormen, droogte, hittegolven, overstromingen, ) en van verhoogde neerslag. Indien de huidige trend zich doorzet zouden volgens de prognoses van het IPCC tegen 2100 de klimaatgordels in West-Europa met ongeveer 500 km naar het noorden opschuiven. 12 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering 2 Mechanismen van de verstoring 2.1 Warmtebalans De aarde beschikt over een eigen temperatuurcontrole. Hierbij spelen bepaalde atmosferische gassen een kritische rol: broeikasgassen. Invallende zonnestraling bestaat voor het merendeel uit zichtbaar (golflengte 400 tot 700 nm) en ultraviolet licht (golflengte 10 tot 400 nm). Het totaal vermogen van deze straling per oppervlakte-eenheid bedraagt ca. 340 W/m² (UNEP, 2005). Hiervan wordt slechts 51 % door het aardoppervlak geabsorbeerd (zowel op het land als door de oceanen). De rest wordt al eerder gereflecteerd door de atmosfeer, de wolken en het aardoppervlak (samen 30 %) of geabsorbeerd door de atmosfeer en de wolken (samen 19 %). Door de absorptie van invallend zonlicht warmt het aardoppervlak op, waardoor het zelf energie uitwisselt met de atmosfeer. Dit gebeurt door middel van radiatie (straling), convectie (opstijging van warme lucht) en evaporatie (verdamping van water). Door haar karakteristieke temperatuur zendt het aardoppervlak infrarode straling (golflengte 700 tot 1 000 000 nm) uit die een langere golflengte heeft dan de invallende zonnestraling. Broeikasgassen laten de invallende kortgolvige straling vrijwel volledig door, maar absorberen de door de aarde uitgestraalde infrarode straling nagenoeg volledig. Vervolgens zenden deze moleculen zelf infrarode straling uit in alle richtingen, dus zowel naar het aardoppervlak en naar de ruimte toe. De broeikasgassen bemoeilijken dus enkel de vrijgave van warmte. Ze kunnen de vrijgave van warmte niet stopzetten, aangezien de helft van hun eigen straling gericht is naar de ruimte. Door het broeikaseffect wordt de aarde gedwongen haar oppervlaktetemperatuur te verhogen (dus van -18 C naar +15 C) tot op het moment dat de warmtestraling bovenaan de absorberende luchtlagen naar de ruimte toe in evenwicht is met de invallende zonnestraling op dat niveau (Visbeck, 2001). Hoe meer broeikasgassen zich in onze atmosfeer bevinden, hoe hoger de temperatuur aan het aardoppervlak zal zijn waarbij dit evenwicht zich instelt. Een schema van de totale warmtebalans van de aarde, zoals door de besproken processen in evenwicht gehouden, wordt in figuur 1 weergegeven. Figuur 1: De stralings- en warmtebalans van de aarde 1 = invallende zonnestralen; 2 = weerkaatsing van een deel van de stralen door de atmosfeer; januari 2007 13
Klimaatverandering Achtergronddocument 3 = weerkaatsing door de wolken; 4 = stralen die het aardoppervlak bereiken; 5 = de aarde absorbeert de stralen en geeft ze terug af als infraroodstralen; 6 = die infraroodstralen worden opgenomen door de broeikasgassen; 7 = een deel van de stralen wordt door de broeikasgassen teruggestraald en door hogere lagen van de atmosfeer geabsorbeerd (8); 9 = de rest verdwijnt in de ruimte. Het aardse klimaat wordt beïnvloed door elke factor die een weerslag heeft op: de hoeveelheid opgevangen zonnestraling: bv. de elfjarige zonnecyclus, variaties in de baan van de aarde rond de zon; de hoeveelheid door de aarde geabsorbeerde en uitgestuurde warmte: bv. een stijging van de concentraties van broeikasgassen of de variatie van de concentratie met de hoogte (bv. voor waterdamp), de aanwezigheid van aërosolen (vulkaanerupties, industriële zwaveloxide-emissies); de fysische verspreidingspatronen over het aardoppervlak: een verandering van de huidige temperatuurverdeling in de atmosfeer en de oceanen kan bijvoorbeeld een wijziging in weerpatronen en oceaanstromen veroorzaken. Het klimaat wordt gekenmerkt door een grote natuurlijke variabiliteit. De kennis en de projectie naar de toekomst van de natuurlijke variabiliteit is nodig om enerzijds een antropogene klimaatverstoring te kunnen aantonen en anderzijds de mogelijke toekomstige klimaatveranderingen te begroten en hun impact te analyseren. 2.2 De geochemische koolstofcyclus Reeds in 1863 identificeerde de fysicus Tyndall koolstofdioxide als een broeikasgas. In 1875 vond de Engelsman James Croll dat cyclische veranderingen in de aardbaan de intensiteit van de zonnestraling op aarde beïnvloeden, en daarmee ook het klimaat. In 1906 verklaarden de Amerikanen Thomas Chamberlin en Rollin Salisbury dat het buitengewoon warme klimaat tijdens het Krijt (140 tot 60 miljoen jaar geleden) het gevolg was van een hogere atmosferische CO 2 -concentratie. Experimenteel onderzoek in 1920 leek deze hypothese echter te weerleggen. Pas in 1958 werd het opwarmend effect van CO 2 opnieuw ontdekt door de metingen van Charles Keeling op Hawaii. Op een geologische (of zeer ruime) tijdsschaal bekeken zijn de belangrijkste oorzaken van klimaatverandering het vrijkomen van CO 2 in de atmosfeer door vulkanische activiteit en de verwijdering ervan door sedimentatie. Dit laatste gebeurt door twee fenomenen. Microorganismen gebruiken koolzuurgas uit de atmosfeer voor de afbraak van mineralen. Als afvalproduct van deze chemische verwering ontstaat in water opgelost bicarbonaat. Dit wordt via rivieren naar de oceaan afgevoerd waar het door organismen in hun kalkskelet wordt ingebouwd. Wanneer deze organismen sterven en naar de bodem zinken, komt het skelet in sedimenten terecht, waardoor de koolstof voor honderden miljoenen jaren aan de atmosfeer onttrokken blijft. Een tweede manier van onttrekking wordt veroorzaakt door een toegenomen fotosynthese ten gevolge van de hogere atmosferische CO 2 -concentratie. In de oceanen zinken de afgestorven planten (algen) naar de bodem en komen in sedimenten terecht. Dit geeft aanleiding tot de vorming van aardolie en -gas. Ook op het land worden dikke lagen plantaardig materiaal bedekt, wat uiteindelijk het ontstaan geeft van veen, bruinkool en steenkool. Sinds het begin van de industriële revolutie (> 1750) wordt deze voorraad aan CO 2 op zeer korte tijd terug in de atmosfeer gebracht, met name door de verbranding van die fossiele brandstoffen. Wat vroeger miljoenen jaren vroeg, gebeurt nu op enkele honderden jaren. Enkele reactievergelijkingen (zie ook figuur 2): A) Verwering van carbonaten: CO 2 + H 2 O + CaCO 3 ----> Ca 2+ - + 2HCO 3 14 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering B) Verwering van silicaten: 2 CO 2 + H 2 O + CaSiCO 3 ----> Ca 2+ + 2HCO - 3 + SiO 2 C) Vorming van carbonaten in de oceaan: 2HCO - 3 + Ca 2+ ----> CaCO 3 + CO 2 + H 2 O D) combinatie van B en C: CO 2 + CaSiO 3 ----> CaCO 3 + SiO 2 E) afbraak van carbonaten: CaCO 3 + SiO 2 ----> CaSiO 3 + CO 2 Figuur 2: De geochemische koolstofcyclus 2.3 Broeikasgassen De versterking van het broeikaseffect door de mens geschiedt voornamelijk door de emissie van de broeikasgassen CO 2, CH 4 en N 2 O. Ook de uitstoot van zwavelhexafluoride (SF 6 ) en CFK s met hun vervangproducten zoals HCFK s, HFK s en PFK s zorgt voor een toename van het broeikaseffect. Ook troposferisch ozon (O 3 ) is een belangrijk broeikasgas dat ontstaat uit fotochemische reacties van vluchtige organische stoffen (VOS), NO x en (in mindere mate) CO. De troposfeer is de atmosfeerlaag gelegen tusssen het grondniveau en ongeveer 6 tot 16 km hoogte, afhankelijk van de meteorologische omstandigheden. De emissies en eigenschappen van deze zogenaamde ozonprecursoren komen in het achtergronddocument 2.10 Fotochemische luchtverontreiniging (zie www.milieurapport.be) aan bod. Op de vormingsmechanismen van troposferisch ozon en het relatief belang van deze component als broeikasgas wordt hier kort ingegaan. Aan de hand van de Global Warming Potential of GWP is het mogelijk de bijdrage van verschillende broeikasgassen aan het broeikaseffect ten opzichte van elkaar te wegen. GWP is een index gedefinieerd als de cumulatieve verstoring van de aardse stralingsbalans tussen het heden en een vooropgestelde tijdshorizon veroorzaakt door een massa gas die vandaag geëmitteerd wordt, relatief uitgedrukt ten opzichte van het referentiegas CO 2. De GWP van een gas drukt dus het relatieve vermogen van dat gas voor opwarming van het klimaat uit t.o.v. CO 2, gemeten in een bepaalde tijdshorizon. Door de reële emissies van een gas te vermenigvuldigen met zijn GWP kan men de emissie van een bepaald broeikasgas januari 2007 15
Klimaatverandering Achtergronddocument uitdrukken als een CO 2 -equivalente emissie. Naast het wetenschappelijk belang om het relatief effect te kennen en te hanteren in klimaatmodellen, kunnen GWP s gebruikt worden in het emissiereductiebeleid: de zogenaamde korfbenadering waarbij emissiereductiedoelstellingen worden uitgedrukt en verwezenlijkt in CO 2 -equivalente - termen. Daarbij kan bv. de reductie van 1 ton methaanemissies gelijkgesteld worden aan de reductie van 23 ton CO 2 -emissies (zie GWP van CH 4 in tabel 1). De grootte van het GWP is in de korfbenadering een cruciaal element. De GWP van een gas is afhankelijk van 4 factoren: de mate waarin het gas infrarode straling absorbeert of uitstraalt. Dit is afhankelijk van de structuur van het molecule en wordt bepaald met moleculaire spectroscopie en berekeningen van de atmosferische radiatiescattering. Deze factor kan voor bestaande broeikasgassen en voor elk nieuw product redelijk nauwkeurig bepaald worden (foutmarge 5 à 15 %). De mate waarin het gas infrarode straling absorbeert of radieert hangt mede af van de concentratie van dit gas en van andere broeikasgassen in de atmosfeer. Deze concentraties veranderen doorheen de tijd, en dus ook de GWP. Het effect is echter relatief klein; de atmosferische verblijftijd (hoe lang blijft het gas in de atmofeer aanwezig). Deze wordt bepaald door de processen waardoor de gassen uit de atmosfeer worden verwijderd (de zogenaamde putten of sinks ). De karakterisatie van dergelijke processen is de voornaamste onderzoeksinspanning die geleverd moet worden om de GWP-waarden te verbeteren. GWP-waarden voor broeikasgassen die in de lagere atmosfeer worden afgebroken (bv. HCFK s en HFK s) kunnen veranderen naarmate de kennis van de chemische processen in de atmosfeer verbetert. De huidige waarden worden als bevredigend ervaren en kunnen nog met 10 à 30 % veranderen naarmate een beter begrip is opgebouwd over deze processen; de tijdshorizon waarover het radiatieve effect berekend wordt. De keuze van de integratieperiode is ethisch/beleidsmatig van aard. Een lange tijdshorizon (bv. 500 jaar) legt de nadruk op langlevende gassen en het vermijden van grotendeels irreversibele lange-termijn opwarming. De berekeningen op dergelijk lange tijdschaal zijn evenwel minder nauwkeurig. Een korte tijdshorizon (bv. 25 jaar) benadrukt kortlevende gassen (zoals CH 4 ) en streeft naar een verandering van het radiatieve effect op korte termijn. Een heel korte tijdshorizon wordt niet zinvol geacht, omdat de meeste klimaatsystemen verschillende decennia nodig hebben om te reageren. Voor het beleid werden de GWP s berekend met een tijdshorizon van 100 jaar; het indirecte GWP. Het indirecte GWP voegt aan de directe GWP het effect toe van eventuele reactieproducten van het gas in de atmosfeer. Een goed voorbeeld is CH 4 : het wordt geoxideerd in de atmosfeer en geeft aanleiding tot de vorming van stratosferische waterdamp (stratosfeer = atmosfeerlaag gelegen boven de troposfeer, tot een hoogte van ongeveer 50 km), troposferisch O 3 en CO 2. Deze 3 gassen zijn eveneens broeikasgassen. Het radiatieve effect ervan wordt uitgedrukt in een indirecte GWP en op deze wijze verbonden met het gas dat er aan de oorsprong van ligt. De indirecte GWP van CH 4 zou ongeveer 80 % zijn van de directe GWP. Dit brengt de totale GWP van CH 4 op 23 (tijdshorizon 100 jaar). CFK s hebben waarschijnlijk een negatieve indirecte GWP: doordat zij O 3 afbreken onderaan de stratosfeer, treedt er een afkoeling op. Tabel 1 geeft een overzicht van de GWP voor de belangrijkste gassen, zoals opgenomen in het Third Assessment Report van IPCC uit 2001. Ook de CFK-vervangproducten (HFK s, PFK s en SF 6 ) verdienen de aandacht omdat ze zeer hoge GWP-waarden kunnen hebben. Ze zijn dan ook mee opgenomen in het Protocol van Kyoto (zie 2.1.1 binnen het deel Indicatoren). 16 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Tabel 1: Kenmerken van de voornaamste broeikasgassen broeikasgas verblijftijd in atmosfeer (jaar) direct global warming potential (GWP-100 jaar) CO 2 5 à 200 1 CH 4 * 12 23 N 2 O 114 296 PFK's CF 4 > 50 000 5 700 C 2 F 6 10 000 11 900 C 3 F 8 2 600 8 600 C 4 F 10 2 600 8 600 c-c 4 F 8 3 200 10 000 C 5 F 12 4 100 8 900 C 6 F 14 3 200 9 000 SF 6 3 200 22 200 HFK's HFK-23 of CHF 3 260 12 000 HFK-32 of CH 2 F 2 5 550 HFK-41 of CH 3 F 2,6 97 HFK-125 of CHF 2 CF 3 29 3 400 HFK-134 of CHF 2 CHF 2 9,6 1 100 HFK-134a of CH 2 FCF 3 13,8 1 300 HFK-143 of CHF 2 CH 2 F 3,4 330 HFK-143a of CF 3 CH 3 52 4 300 HFK-152 of CH 2 FCH 2 F 0,5 43 HFK-152a of CH 3 CHF 2 1,4 120 HFK-161 of CH 3 CH 2 F 0,3 12 HFK-227ea of CF 3 CHFCF 3 33 3 500 HFK-236cb of CH 2 FCF 2 CF 3 13,2 1 300 HFK-236ea of CHF 2 CHFCF 3 10 1 200 HFK-236fa of CF 3 CH 2 CF 3 220 9 400 HFK-245ca of CH 2 FCF 2 CHF 2 5,9 640 HFK-245fa of CHF 2 CH 2 CF 3 7,2 950 HFK-365mfc of CF 3 CH 2 CF 2 CH 3 9,9 890 HFK-43-10mee of CF 3 CHFCHFCF 2 CF 3 15 1 500 * De GWP van CH 4 omvat eveneens de indirecte bijdragen van de stratosferische H 2 O en O 3 productie. Afhankelijk van het gebruik van bepaalde PFK's en HFK's, verschilt de gemiddelde GWP van de PFK-mix en HFKmix van land tot land. Bron: IPCC, 2001 (WG1). Belangrijke opmerking over de gehanteerde GWP-waarden Volgens de richtlijnen van het Raamverdrag betreffende de rapportering van de broeikasgasinventaris moeten de Annex-I Partijen de GWP-waarden van het Second Assessment Report van het IPCC gebruiken. Die waarden werden reeds in 1996 gepubliceerd, en zijn inmiddels bijgesteld door het 'Third Assessment Report' van IPCC uit 2001. Het Protocol van Kyoto stelde dat de GWP s die moeten gehanteerd worden in de officiële rapporteringen voor het Klimaatverdrag, enkel kunnen herzien worden tijdens een Meeting of the parties of MOP 1. Een aanpassing van de GWP s zou de broeikasgasuitstoot voor België 0,2 % hoger leggen t.o.v. de waarden die tot nog toe officieel gerapporteerd werden. In de MIRA-publicaties streven we steeds een zo nauwkeurig mogelijke en wetenschappelijk correcte weergave na. Daarom heeft MIRA een aantal jaren gewerkt met de GWP-waarden uit het Third Assessment Report van IPCC uit 2001. Omwille van een afstemmingsoefening tussen EILucht, ANRE (nu VEA), Energiebalans Vito en MIRA gebruikt MIRA sedert de 1 Vergaderingen tussen landen die deelnemen aan het Kyoto-protocol. januari 2007 17
Klimaatverandering Achtergronddocument uitgave van 2004 opnieuw de GWP-waarden uit het Second Assessment Report van IPCC uit 1996. Tabel 2: De GWP-waarden uit het SAR van IPCC, die MIRA dit jaar opnieuw hanteert Stof GWP CO 2 1 CH 4 21 N 2 O 310 HFK's HFK-23 11 700 HFK-32 650 HFK-41 150 HFK-43-10mee 1 300 HFK-125 2 800 HFK-134 1 000 HFK-134a 1 300 HFK-152a 140 HFK-143 300 HFK-143a 3 800 HFK-227ea 2 900 HFK-236fa 6 300 HFK-245ca 560 PFK's CF 4 6 500 C 2 F 6 9 200 C 3 F 8 7 000 C 4 F 10 7 000 c-c 4 F 8 8 700 C 5 F 12 7 500 C 6 F 14 7 400 SF 6 23 900 Bron: IPCC, Second assessment Report (1996) 2.3.1 Koolstofdioxide (CO 2 ) Ruim 60 % van de verandering in de stralingsbalans op aarde door toedoen van antropogene activiteiten sinds de pre-industriële periode (1750) is toe te schrijven aan CO 2 (zie ook figuur 2 en bijhorende bespreking en figuur 34 in 3.3). Die grote bijdrage is vooral te wijten aan de enorme hoeveelheden CO 2 die vrijkomen bij de verbranding van fossiele brandstoffen, bij ontbossing en bij de productie van cement. CO 2 absorbeert slechts een deel van het infrarode spectrum. Het gas is immers relatief doorlatend in het golflengtegebied tussen 700 en 1200 nm. In dit golflengtegebied zijn vooral CH 4, N 2 O en CFK s actieve absorbentia. CO 2 is vrij homogeen verdeeld over de troposfeer. Het CO 2 -molecule heeft een atmosferische verblijftijd van 5 tot 200 jaar. Een meer precieze waarde is moeilijk te bepalen door de complexe CO 2 -absorptiemechanismen in de biosfeer en de oceanen. De trage verwijdering uit de atmosfeer impliceert een langdurige aanwezigheid van het gas, zelfs na een eventuele reductie van de emissiebronnen. Door CO 2 veroorzaakte temperatuurveranderingen kunnen dan ook lang naslepen. 2.3.2 Methaan (CH 4 ) Ook CH 4 is een belangrijk broeikasgas: het staat in voor bijna 20 % van de verandering in stralingsbalans door antropogene activiteiten. De antropogene emissies ervan zijn voornamelijk afkomstig van de verbranding van fossiele brandstoffen, het vrijzetten van aardgas uit diepere aardlagen, het storten van afval, de veeteelt en rijstvelden. CH 4 heeft een GWP van 23 (of 21) op een 100-jaar tijdsbasis. Het speelt tevens een cruciale rol in het reactiemechanisme van zowel troposferisch ozon (O 3 ), een prominent broeikasgas in de nabijheid van de tropopauze, als van het hydroxilradicaal ( OH), dat de atmosferische leeftijd 18 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering bepaalt van tal van gassen in troposfeer en stratosfeer. De atmosferische leeftijd van CH 4 bedraagt 12 jaar. Zoals bij CO 2 is de atmosferische accumulatie te wijten aan een onevenwicht tussen de emissie (antropogeen + natuurlijk) van het gas enerzijds en de natuurlijke absorptiemechanismen anderzijds. 2.3.3 Lachgas (N 2 O) Lachgas absorbeert eveneens straling in het infrarode gebied en draagt dus bij (6 %) tot het broeikaseffect. Het heeft een GWP van 296 (of 310) en is vooral afkomstig van industriële processen (bv. productie van salpeterzuur), veeteelt en mestgebruik in de landbouw en ook verbranding van biomassa. Het is tevens een gas dat een rol speelt in de stratosferische ozonchemie. N 2 O heeft een relatief lange atmosferische leeftijd van gemiddeld 114 jaar en dus een vertraagde verwijderingsrespons. 2.3.4 Chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK s) en hun vervangproducten (HFK's, PFK's) Op de chemische en fysische eigenschappen van CFK s die o.a. als koelvloeistoffen gebruikt worden wordt in het achtergronddocument 2.11 Aantasting van de ozonlaag (zie www.milieurapport.be) in extenso ingegaan. Hier worden slechts enkele eigenschappen, van specifiek belang voor het broeikaseffect, belicht. Om de aantasting van de ozonlaag tegen te gaan, worden traditionele CFK-toepassingen vervangen in het kader van het Montreal Protocol (1987). De CFK s worden enerzijds vervangen door HFK s en (in mindere mate) PFK s, en anderzijds door andere chemische producten dan fluorkoolwaterstoffen (bv. koolwaterstoffen, ammoniak). Daarnaast wordt het gebruik van CFK s vermeden door toepassing van alternatieve technologieën. In het verleden werden CFK s ook vervangen door HCFK s, maar ook voor deze stoffen is een geleidelijke uitfasering voorzien, afhankelijk van de toepassing, zoals bepaald in de Europese Verordening van 29/6/2000 betreffende de ozonlaag-afbrekende stoffen. De productie van HFK s zal toenemen naarmate CFK s en HCFK s worden afgebouwd. In tabel 3 zijn de HCFK s en HFK s onderscheiden in twee klassen. Klasse I-producten hebben een relatief hoge GWP en levensduur, en klasse II-producten hebben een relatief lage GWP en levensduur. Substitutie van CFK s met producten met hoge GWP (klasse I-producten) heeft uiteraard een meer uitgesproken effect op de gemiddelde opwarming van de atmosfeer dan substitutie met producten met lage GWP (klasse II-producten). Stoffen met een lange levensduur zullen nog lange tijd effect hebben op de opwarming van de atmosfeer, zelfs na de stopzetting van hun gebruik. Enkel een combinatie van klasse II-vervangingsproducten met technologische vernieuwing, recuperatie en hergebruik, en strenge beperkingen op de toepassingsgebieden, kan leiden tot een aanvaardbare evenwichtssituatie. Ongeremd gebruik van HFK s kan een langdurig en sterk effect hebben op de opwarming van de atmosfeer. Tabel 3: HCFK s en HFK s verdeeld in 2 klassen op basis van hun GWP en atmosferische verblijftijd Bron: IPCC, 1996. direct GWP (100 jaar) verblijftijd (jaren) Klasse I HCFK-22 1 700 12,1 HCFK-142b 2 000 18,4 HFK-125 2 800 32,6 HFK-134a 1 300 14,6 HFK-143a 3 800 48,3 Klasse II HCFK-123 93 1,4 HCFK-141b 630 9,4 HFK-152a 140 1,5 januari 2007 19
Klimaatverandering Achtergronddocument CFK's, hun vervangproducten en SF 6 staan samen in voor 12 % van de veranderde stralingsbalans. 2.3.5 Zwavelhexafluoride (SF 6 ) SF 6 wordt slechts in beperkte mate gebruikt: vooral in elektrische schakelinstallaties en in geluidsisolerende dubbele beglazing. Er komen dan ook geen grote hoeveelheden van dit gas vrij in de atmosfeer. Door de erg hoge GWP 22 200 waarover dit gas beschikt, werd het niettemin mee opgenomen in de doelstellingen van het Kyoto-protocol. Noot: De bespreking in de volgende vier paragrafen slaat op broeikasgassen die niet tot de korf van het Protocol van Kyoto behoren. 2.3.6 Troposferische ozon (O 3 ) Er is duidelijk onderscheid nodig tussen ozoneffecten in de troposfeer en in de stratosfeer. In de lagere atmosfeerlagen, de troposfeer, is een ozonmolecule kortlevend wegens de hoge densiteit aan moleculen waarmee het kan reageren (ozon heeft een sterk oxiderend vermogen). Ten gevolge van deze reacties zullen in de biosfeer ook cellen van planten en dieren worden geoxideerd, wat bij mensen kan leiden tot irritatie van longen en ogen (zie achtergronddocument 2.10 Fotochemische luchtverontreiniging op www.milieurapport.be). Ozon in de troposfeer is een destructieve maar kortlevende vorm van luchtverontreiniging. Troposferische ozon heeft vooral in de hogere troposfeer belangrijke radiatieve eigenschappen en de concentratie ervan is op vele locaties de afgelopen decennia door menselijke activiteiten significant toegenomen. In de noordelijke hemisfeer schat het IPCC dat de atmosferische ozonconcentraties sinds de industriële revolutie verdubbeld zijn. 2.3.7 Stratosferisch ozon (O 3 ) In de stratosfeer heeft een verminderde ozonconcentratie (zie Achtergronddocument 2.11 Aantasting van de ozonlaag op www.milieurapport.be) een verminderd broeikaseffect als neveneffect. Dit is een indirect gevolg van de antropogene emissie van chloor- en broomverbindingen. 2.3.8 Troposferische en stratosferische aërosolen Aërosolen leiden tot een verminderde transparantie van de atmosfeer en dus tot een verminderde effectieve intensiteit van het zonlicht. Ze beïnvloeden de stralingsbalans van de aarde op twee wijzen: (i) door het directe verstrooien en absorberen van straling en (ii) door het indirecte effect op de hoeveelheid bewolking. Hoewel sommige soorten aërosolen zoals roet een opwarmend effect hebben, hebben de aërosolen een netto afkoelend effect. Dit effect wordt ook wel 'global dimming' genoemd, en zorgt voor een afzwakking of maskering van de 'global warming' of opwarming van de aarde. De meeste aërosolen van antropogene oorsprong bevinden zich in de lagere troposfeer (op een hoogte kleiner dan 2 km). Vooral in wolken kunnen ze fysische en chemische transities ondergaan, en ze verdwijnen uit de atmosfeer door neerslagvorming. In de lagere troposfeer hebben aërosolen een gemiddelde levensduur van enkele dagen en ze bevinden zich dan ook dicht bij het brongebied. In de stratosfeer daarentegen, het gebied waar de natuurlijke vulkanische aërosolen voorkomen, hebben de deeltjes een levensduur van maanden of jaren en kunnen ze zich dus homogeen over het aardoppervlak verspreiden. De radiatieve eigenschappen van aërosolen hangen af van vorm, grootte en chemische samenstelling van de individuele deeltjes en van de ruimtelijke verdeling binnen de aërosolenpluim. Zie ook 2.4 hierna. 20 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering 2.3.9 Waterdamp Een bijkomend fenomeen met een positief indirect effect is de toename van de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer. Het zijn niet zozeer menselijke activiteiten die direct voor een significante toename zorgen. Warme lucht kan gewoon meer waterdamp bevatten. Aangezien waterdamp zelf een broeikaseffect heeft, zal de opwarming nog toenemen door de stijgende hoeveelheden waterdamp. Een dergelijk indirect effect noemt men ook positieve feedback. 2.4 Radiatieve forcering Veranderingen in concentraties van broeikasgassen en aërosolen leiden tot een verstoring van de stralingsbalans van de aarde. Deze verstoring noemen we radiative forcing verwijzend naar de antropogene oorsprong (forcing: forceren, afdwingen) en naar het opwarmend effect (forcing house: broeikas). Als Nederlandstalig equivalent voor deze term gebruiken we radiatieve forcering. Een radiatieve forcering kan zowel positief zijn (waarbij het aardoppervlak opwarmt) als negatief (zorgt voor afkoeling aardoppervlak). Figuur 3 geeft een overzicht van de radiatieve forcering per broeikasgas of aërosol. Een vergelijking tussen de verschillende gassen is slechts in beperkte mate nuttig door de verschillen in geografische reikwijdte. Broeikasgassen als CO 2, CH 4, N 2 O en de CFK s hebben een lange levensduur en zijn daardoor homogeen verdeeld, troposferische O 3 is regionaal verdeeld en troposferische aërosolen hebben een eerder lokaal karakter. Hierdoor kan de radiatieve forcering niet op dezelfde schaal worden vergeleken. Figuur 3: Jaargemiddelde totale radiatieve forcering in de periode 1750-2000 verandering in stralingsflux (W/m²) 3 HKWS* 2 CH 4 N 2 0 1 CO 2 roet 0 troposferisch O 3 troposfersiche aërosolen (direct effect) roet sulfaat stratosferisch O 3 zon -1 betrouwbaarheid gegevens biomassa hoog gemiddeld gemiddeld laag tot zeer laag zeer laag * gehalogeneerde kool(water)stoffen (CFK s, HFK s, PFK s ) en SF 6 Bron: IPCC, 2001. De forcering te wijten aan de toename van broeikasgasconcentraties in de periode 1750-2000 bedraagt +2,43 W/m²: 1,46 W/m 2 voor CO 2, 0,48 W/m 2 voor CH 4, 0,34 W/m 2 voor de gehalogeneerde koolwaterstoffen en 0,15 W/m 2 voor N 2 O. De geobserveerde verdunning van de stratosferische ozonlaag heeft tussen 1979 en 2000 een negatief broeikaseffect januari 2007 21
Klimaatverandering Achtergronddocument veroorzaakt van naar schatting -0,15 W/m 2. Dit effect zal evenwel verminderen door de maatregelen tegen ozonafbrekende stoffen. De totale forcering te wijten aan de toename van troposferisch ozon sinds de pre-industriële periode bedraagt 0,35 W/m². Het totale broeikaseffect vanwege de aërosolen is zeer moeilijk kwantificeerbaar, aangezien de uitstoot van aërosolen erg streekgebonden is en de atmosferische concentraties ervan snel reageren op wijzigingen in de uitstoot. Niettemin vermelden we enkele richtinggevende waarden: de directe forcering te wijten aan de toename van roet door verbranding van fossiele brandstoffen sinds de pre-industriële periode bedraagt +0,2 W/m²; de directe radiatieve forcering te wijten aan de toename van sulfaataërosolen door verbranding van fossiele brandstoffen sinds de pre-industriële periode bedraagt -0,4 W/m²; de directe forcering te wijten aan de toename van aërosolen door verbranding van biomassa sinds de pre-industriële periode bedraagt -0,2 W/m². Dit effect is de combinatie van het opwarmend effect van de uitstoot van roet en het afkoelend effect van de uitstoot van organische aërosolen, welke het zonlicht verstrooien. Ook bij de verbranding van fossiele brandstoffen komen deze organische aërosolen vrij, met een geschat radiatief effect van ongeveer -0,1W/m². Bovenop hun direct broeikaseffect hebben aërosolen ook een indirect effect door hun effect op wolken. Dit is een negatief effect, waarvan de grootte nog weinig zeker is. De radiatieve forcering te wijten aan fluctuaties in de zonnestralingsintensiteit door enerzijds de langdurige stijging aan intensiteit sinds het Maunder-minimum in de 17 de eeuw en anderzijds de cyclische variaties in intensiteit door de elfjarige zonnecyclus wordt begroot op +0,3 W/m² sinds de pre-industriële periode. Grote vulkaanerupties kunnen een significante toename van stratosferische aërosolen veroorzaken met een radiatieve forcering gedurende enkele jaren. Figuur 4 toont een aantal fenomenen met een koelend effect (negatieve radiatieve forcering). Stof, vulkanische as en sulfaten zijn voorbeelden van aërosolen die zonnestraling reflecteren naar de ruimte, waardoor minder energie de aarde bereikt. Ook het aardoppervlak reflecteert zonnestralen. De reflecterende eigenschappen, aangeduid met de term albedo, verschillen naargelang het type oppervlak. Vegetatie reflecteert minder dan braakliggende terrein. Sneeuw en ijs hebben een sterker reflecterend karakter dan het land en de oceaan. Het smelten van ijs geeft bijgevolg een verminderde reflectie. Wolken hebben over het algemeen een afkoelend effect. Zonder wolken zou volgens de NASA de gemiddelde temperatuur op aarde met ongeveer 11 C stijgen. Een belangrijke uitzondering zijn de ijswolken op grote hoogte die gevormd worden door de uitstoot van waterdamp door vliegtuigen. Deze slierten houden de warmte vast, waardoor de atmosfeer opwarmt. De toename van het luchtverkeer zorgt voor een toename van dit type van wolken. 22 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 4: Fenomenen met een afkoelend effect (negatieve radiatieve forcering) Bron: UNEP, 2005. Recent onderzoek toont aan dat de radiatieve forcering op aarde het laatste decennium 0,75 W/m² bedroeg, en in 2003 zelfs 0,85 W/m² (Hansen et al., 2005). Dit betekent dat de aarde nog steeds aan het opwarmen is, met de bedoeling een nieuwe evenwichtstemperatuur te bereiken. Zelfs wanneer de atmosferische concentraties aan broeikasgassen op het niveau van 2003 zouden blijven, zal de gemiddelde aardtemperatuur nog met 0,6 C toenemen t.o.v. 2003. Pas dan kan de stralingsbalans een nieuw evenwicht bereiken en de jaargemiddelde radiatieve forcering terugvallen op 0. Die 0,6 C komt dan bovenop de toename van de gemiddelde temperatuur op aarde met 0,6 à 0,7 C die reeds werd opgetekend in de periode 1880-2003. 2.5 De koolstofcyclus De koolstofcyclus ontstaat door koolstofstromen tussen verschillende koolstofreservoirs (atmosfeer, bodem, vegetatie, oceanen en fossiele brandstoffen). Het is een dynamisch gebeuren dat gekoppeld is aan de variaties in ons klimaatsysteem en menselijke activiteiten (figuur 5). januari 2007 23
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 5: Koolstofcyclus (reservoirs in Gton C en fluxen in Gton C per jaar) Bron: UNEP, 2005. Wereldwijd accumuleert er jaarlijks zo n 3,2 Gton C in de atmosfeer. De verbranding van fossiele brandstoffen veroorzaakt een uitstoot van 6,3 Gton C per jaar. De uitwisseling tussen atmosfeer en oceanen veroorzaakt netto een afname van C in de atmosfeer van 2,4 Gton C/jaar. De netto terrestrische C-flux, opname of uitstoot van CO 2 uit de vegetatie en de bodem op het land, nam toe van 0,4 Gton C per jaar in de jaren 1980 tot 0,7 Gton C/jaar in de jaren 1990 (tabel 4). De koolstofbalans van de terrestrische ecosytemen is echter uitermate onzeker. Vooral in de noordelijke hemisfeer treedt een C-sink op. In het algemeen wordt voor die (noordelijke) C-sink een inschatting van 2,1 Gton C per jaar als robust aanzien. De tropen blijken eerder C-neutraal of zelfs een beperkte bron van C te zijn (Houghton, 2003). Tabel 4: Globaal CO 2 -budget (Gton C per jaar) 1980-1989 1990-1999 antropogene emissies (door verbranden fossiele brandstoffen) 5,4 ± 0,3 6,3 ± 0,4 opname door oceanen -1,7 ± 0,6* -2,4 ± 0,7 netto flux van het land(gebruik) naar de atmosfeer** -0,4 ± 0,7-0,7 ± 0,8 netto toename atmosferische C 3,3 ± 0,1 3,2 ± 0,2 * een negatief teken duidt op een C-sink ** combinatie van groei en afbraak plantaardig materiaal enerzijds en veranderingen in landgebruik anderzijds Bron: Houghton, 2003. Janssens et al. (2003) begrootten de netto C sink voor de Europese biosfeer op 0,135 tot 0,205 Gton per jaar (0,495 à 0,752 Gton CO 2 ), hetgeen 7 tot 12 % is van de Europese antropogene koolstofemissies. Het eerste ECCP (European Climate Change Programme) (2003) vermeldt dat landbouwbodems alleen al in de EU, 60 à 70 Mton CO 2 per jaar kunnen vastleggen gedurende de eerste verbintenisperiode van het Kyotoprotocol (2008-2012). Dit komt overeen met 1,5 à 1,7 % van de antropogene CO 2 -emissie van de EU of 19 à 21 % van de totale CO 2 -reductieverplichting (337 Mton CO 2 per jaar) voor de EU. Uit een evaluatie van het eerste European Climate Change Programme (ECCP 1) is evenwel gebleken dat het sinkpotentieel van de landbouw in Europa overschat werd (zie verder). 24 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering 3 Bundeling wetenschappelijke kennis 3.1 IPCC In 1988 richtten de Wereld Meteorologische Organisatie (WMO) en het MilieuProgramma van de Verenigde Naties (UNEP) het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) op. Het IPCC is een onafhankelijk orgaan met als opdracht de wetenschappelijke kennis te evalueren met betrekking tot klimaatverandering. Het IPCC werd een belangrijke speler in dit domein: het eerste eindverslag in 1990 vormde de basis voor het Klimaatverdrag van de wereldmilieutop in Rio de Janeiro (Brazilië, 1992). Het tweede wetenschappelijke eindverslag ('Second Assessment Report' of SAR, afgerond in 1995) verstrekte voldoende argumenten om een Protocol aan het Klimaatverdrag toe te voegen. Dat Protocol werd op de Klimaatconferentie in december 1997 in Kyoto (Japan) goedgekeurd en legt bindende verplichtingen op voor de reductie van broeikasgassen: de gezamenlijke uitstoot van CO 2, CH 4, N 2 O en de CFK-vervangproducten (HFK S, PFK S en SF 6 ) moet in België in de periode 2008-2012 met 7,5 % afnemen t.o.v. 1990 (CO 2, CH 4, N 2 O) of 1995 (HFK S, PFK S en SF 6 ). Het derde wetenschappelijk rapport ('Third Assessment Report' of TAR, 2001) van het IPCC stelt dat er nieuwe en sterkere bewijzen zijn dat het grootste deel van de temperatuurstijging waargenomen over de laatste vijftig jaar te wijten is aan menselijke activiteiten. Er bestaat een wetenschappelijke consensus (geen unanimiteit) dat de klimaatverandering mede veroorzaakt wordt door de mens. Hoewel dit nog steeds niet volledig zeker is, neemt de internationale gemeenschap terzake het standpunt in dat niet mag worden gewacht met optreden. Deze houding is bekend als het voorzorgsbeginsel. In de loop van 2007 komen de verschillende delen van het van het vierde rapport ('Fourth Assessment Report' of AR4) uit. Meer informatie omtrent de onderwerpen die dit AR4 zal behandelen, is raadpleegbaar op http://www.ipcc.ch/activity/ar.htm. Op een recent internationaal symosium (Exeter Conference) is gebleken dat er in vergelijking met de info uit het TAR inmiddels meer duidelijkheid en minder onzekerheden zijn over de impact van klimaatverandering op een groot aantal ecosystemen, sectoren en samenlevingen: bv. impact op de Groenlandse ijsvlakte, gletsjers, koraalriffen en de frequentie en intensiteit van extreme natuurfenomenen. In vele gevallen lijken de risico's groter dan eerder geschat (Hadley Centre, 2005). 3.2 Antropogene invloed op het klimaat? Op basis van de waarnemingen voor temperatuur, neerslag, eeuwige sneeuw en ijs stelt het IPCC dat het antwoord op de vraag Is het klimaat van de Aarde aan het veranderen onmiskenbaar ja is 2. Dit leidt tot de moeilijker vraag Waarom is het klimaat op aarde aan het veranderen, een vraag die hierna kort wordt besproken. De toegenomen kennis van de verschillende mechanismes en factoren die het klimaat bepalen, heeft de afgelopen jaren geleid tot meer betrouwbare modellen om (toekomstige) klimaatveranderingen te voorspellen. Klimaatmodellen zijn vereenvoudigde wiskundige vergelijkingen van het klimaatsysteem op de Aarde, die worden opgelost in een driedimensionaal rooster over de aardbol. De mate waarin de modellen de respons van het klimaatsysteem kunnen voorspellen, hangt in grote mate af van het inzicht in de fysische, chemische en biologische processen die het klimaatsysteem sturen. In tegenstelling tot voorspellingen voor het weer dat sterk chaotisch van karakter is (de evolutie ervan is gevoelig aan kleine verstoringen in begincondities) en daarom moeilijk te voorspellen voor meer dan 2 weken, is de voorspelbaarheid van het klimaat minder beperkt vanwege de systematische invloeden van de trager variërende componenten van het klimaatsysteem (bv. de oceanen). Sinds het IPCC-rapport van 1995 is de wetenschap erin geslaagd de simulatiemodellen voor het klimaatsysteem op Aarde substantieel te verbeteren. Simulaties zijn thans in staat om op vrij consistente wijze de gemiddelde oppervlaktetemperaturen aan het aardoppervlak gedurende de laatste 150 jaar te reproduceren (figuur 6). 2 IPCC (2001) Climate Change: The Scientific Basis, Technical Summary, p. 25. januari 2007 25
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 6: Geobserveerd versus gemodelleerd temperatuurverloop sinds 1860 Bron: IPCC, 2001. Op basis van alle beschikbare wetenschappelijke kennis stelt het IPCC in zijn recentste rapport dat de kans dat de geobserveerde opwarming van de laatste 100 jaar enkel het gevolg is van natuurlijke fenomenen, kleiner dan 10 % is 3. Menselijke invloedsfactoren zullen het klimaat van de 21 ste eeuw verder veranderen. Het IPCC heeft 35 scenario s uitgewerkt, die van elkaar verschillen in demografische evolutie, mondiale economische ontwikkeling en gebruik van fossiele brandstoffen. Via simulaties met klimaatmodellen bekomt men zo een vork waarbinnen de verschillende parameters met zeer grote waarschijnlijkheid kunnen evolueren (zie 4.2.2, 5.1.2, 5.2.2 en 6.1.2 binnen het deel Indicatoren). 4 Ruimtelijk perspectief Klimaatverandering speelt zich af op een mondiale schaal. De lozing van broeikasgassen, alhoewel geografisch sterk verspreid, is vooral geconcentreerd in geïndustrialiseerde landen (bv. Europa, VS, Canada) en landen met een economie in ontwikkeling (bv. China, India). De broeikasgassen met een hoge levensduur verspreiden zich na verloop van tijd homogeen in de atmosfeer. De verwachte klimatologische effecten zijn geografisch sterk verschillend en hun impact is afhankelijk van de lokale kwetsbaarheid. Deze effecten resulteren echter uit een mondiaal mechanisme. Er is geen ruimtelijke relatie tussen emissies en effecten. 5 Tijdsperspectief De stijging in concentratie van de broeikasgassen valt samen met de aanvang van de industriële ontwikkeling. Een onrustwekkende vaststelling is dat de huidige concentraties CO 2 en CH 4 veel hoger zijn dan ze 650 000 jaar lang en misschien wel 20 miljoen jaar zijn geweest en toenemen met een snelheid die nooit voordien werd vastgesteld. Deze problematiek heeft drie belangrijke tijdsgebonden kenmerken: 3 IPCC, Technical Summary, IPCC 2001, Climate Change : The Scientific Basis, p. 56 26 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering 1. de gassen blijven lange tijd (tot meer dan honderd jaar) actief in de atmosfeer, waardoor het effect van maatregelen pas decennia later merkbaar is (figuur 7); 2. de bufferwerking van de oceanen vertraagt de opwarming van het aardoppervlak en maakt het moeilijk om de uiteindelijke impact van het versterkte broeikaseffect te schatten; 3. er zijn veel moeilijk te doorgronden terugkoppelingsmechanismen. Figuur 7: CO 2 -concentraties, temperaturen en zeespiegel blijven stijgen lang nadat de CO 2 - uitstoot verminderd is Bron: IPCC 2001, Climate Change: The Scientific Basis. De aangehaalde terugkoppelingsmechanismen kunnen zowel versterkend als afzwakkend zijn. Een voorbeeld van zo n versterkend terugkoppelingsmechanisme zijn de permafrostgebieden. De bevroren bodems in deze gebieden bevatten grote hoeveelheden CH 4. Indien deze gebieden door de opwarming van de aarde ontdooien, komt dit methaan vrij en versterkt dit op zijn beurt het broeikaseffect. In de zomer van 2005 zijn er alvast alarmerende berichten vanwege Russische wetenschappers verschenen. Het hele subarctische gebied in West-Siberië is de laatste drie à vier jaar beginnen smelten. Met een temperatuurstijging van 3 C in de laatste veertig jaar is West-Siberië een van de snelst opwarmende gebieden op aarde. Een tweede voorbeeld is het afsmelten van sneeuwkappen, waardoor minder zonnestraling wordt weerkaatst en de aarde meer warmte opneemt. Een verschuiving van de dooigrens van permafrostgebieden en de afsmelting van sneeuw en gletsjers worden momenteel waargenomen. Een voorbeeld van negatieve (afzwakkende) terugkoppeling is de wolkenvorming. Opwarming veroorzaakt de verdamping van water, en dit leidt tot wolkenvorming. Wolken weerkaatsen zonnestraling en verhinderen de rechtstreekse opwarming van het onderliggende aard- of oceaanoppervlak. Wolken werken afkoelend. Anderzijds is waterdamp op zich een broeikasgas, hetgeen weer voor temperatuursverhogingen kan zorgen. 6 Verbanden met andere milieuthema s Stoffen die een invloed hebben op het broeikaseffect, spelen ook vaak een rol in andere milieuthema s. Sommige ozonafbrekende stoffen zoals CFK s (chloorfluorkoolstoffen) en in mindere mate HCFK s (chloorfluorkoolwaterstoffen) dragen ook bij tot het broeikaseffect (thema Aantasting van de ozonlaag). Bepaalde vervangproducten van CFK s en HCFK s, zoals bv. de HFK s januari 2007 27
Klimaatverandering Achtergronddocument (fluorkoolwaterstoffen) hebben geen ozonafbrekend vermogen, maar wel een aanzienlijke Global Warming Potential (GWP). Er zijn ook nog andere verbanden tussen de thema's Aantasting van de ozonlaag en Klimaatverandering. De toename van de concentratie van broeikasgassen leidt naast een opwarming van de troposfeer tot een afkoeling van de stratosfeer (Europese Commissie, 2001a). De afbraak van ozon door chloorverbindingen die vooral in de lage en middenstratosfeer (15-25km) gebeurt wordt sterk beïnvloed door de aanwezigheid van stratosferische wolken. Deze wolken ontstaan wanneer de temperatuur beneden een bepaalde drempelwaarde daalt. Momenteel stelt men vast dat een relatief kleine daling van de stratosferische temperatuur kan leiden tot een aanzienlijke stijging van het aantal stratosferische wolken (zowel in duur van aanwezigheid als in de oppervlakte van de zone waarin ze voorkomen) met afbraak van ozon tot gevolg. Temperatuurgradiënten zijn ook de drijvende krachten voor de luchtcirculatie in de stratosfeer. Aangezien luchtstromingen in belangrijke mate de ozonconcentratie beïnvloeden (bv. de zogenaamde Dobson-Brewer-circulatie transporteert gedurende de winter grote hoeveelheden ozon van de evenaar naar de polen), moet ook hier de relatie met klimaatwijzigingen aangestipt worden. Het geheel van al deze complexe interacties is nog niet helemaal begrepen of gekwantificeerd. Verzurende stofdeeltjes (vnl. aërosolen afkomstig van industriële zwaveloxide-emissies, zie thema Verzuring) beïnvloeden de reflectie-eigenschappen van wolken en hebben meestal een afkoelend effect op het klimaat. Het verband met thema Fotochemische luchtverontreiniging is rechtstreeks en onrechtstreeks. Rechtstreeks, omdat O 3 een belangrijk broeikasgas is met steeds toenemende achtergrondconcentraties. Onrechtstreeks, vanwege het hydroxylradicaal een tussenproduct in de O 3 -vorming dat de levensduur en dus het effect van broeikasgassen zoals CH 4, HCFK s en HFK s inkort. Landbemesting, verteringsprocessen bij herkauwers en mestverwerking zijn belangrijke bronnen van de broeikasgassen CH 4 en N 2 O (thema Vermesting). Afvalverwerking leidt tot emissies van CO 2 en CH 4 (thema Beheer van afvalstoffen). En klimaatverandering kan een wijziging in de zoetwaterhuishouding veroorzaken (thema Verstoring van de waterhuishouding). De verhoogde temperatuur en CO 2 -concentratie, die gepaard gaan met een verandering in de weersomstandigheden (bv. toename droogteperiodes), kunnen gevolgen hebben voor ecosystemen en landbouwgewassen (gevolghoofdstuk Gevolgen voor de natuur). 28 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Indicatoren De indicatoren zijn geschikt in samenhangende indicatorblokken. Achter de naam van elke indicator staat aangegeven op welke schakel van de milieuverstoringsketen de indicator betrekking heeft: D: 'Driving forces' of maatschappelijke activiteiten: de onderliggende oorzaken van de verstoringen (productie, consumptie, transport, recreatie, enz.); P: 'Pressure' of milieudruk: de directe oorzaken van de verstoringen, nl. brongebruik (energie, water, ruimte, grondstoffen) en emissies (lozingen naar lucht, water en bodem, afval); S: 'State' of milieutoestand/-kwaliteit: de resulterende toestand van de verschillende milieucomponenten (lucht, water, bodem); I: 'Impact' of gevolgen van de milieuverstoring voor mens, natuur en economie: een inschatting van de negatieve gevolgen van de milieukwaliteit voor mens, natuur en economie; R: 'Response' of reacties van de doelgroepen en het beleid op de milieuverstoring. 1 Activiteiten en hun broeikasgasemissies 1.1 Inleiding Het energiegebruik in het algemeen levert veruit de belangrijkste bijdrage aan de broeikasgasemissies (figuur 8). Naast energiegebruik liggen ook andere maatschappelijke activiteiten aan de basis van de broeikasgasemissies: chemische productie, veeteelt, afvalverwerking, e.a.. Figuur 8: Aandeel van de activiteiten in de broeikasgasemissies (Vlaanderen, 2005*) 6% 1% 5% energiegebruik 5% chemische productie veeteelt afvalverwerking 83% overige nietenergetische emissies * voorlopige cijfers Bron: VMM 1.2 Energiegebruik D In Vlaanderen is meer dan 80 % (83 % in 2005, zie figuur 8) van de broeikasgasuitstoot een direct gevolg van het energiegebruik. In het bijzonder levert de verbranding van fossiele brandstoffen (steenkool, aardolie, aardgas en hun afgeleide producten) een belangrijke bijdrage aan de uitstoot van antropogene broeikasgassen. CO 2 waarvan de emissies praktisch volledig te wijten zijn aan de verbranding van fossiele brandstoffen is met een aandeel van 85 % in de uitstoot ook veruit het belangrijkste broeikasgas in Vlaanderen. Ondanks de inzet van kerncentrales voor ruim 40 % van onze elektriciteitsvoorziening en het toenemend gebruik van hernieuwbare energiebronnen, blijft Vlaanderen ook in 2005 voor 85 % afhankelijk van fossiele brandstoffen voor zijn energiegebruik. januari 2007 29
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 9 geeft een schematisch overzicht van de verschillende energiegebruiksstromen in Vlaanderen voor het jaar 2005. Leveringen van brandstof aan de internationale scheep- en luchtvaart worden onder de benaming internationale bunkers geboekt. Deze categorie verschijnt wel in de energiebalans, maar wordt niet meegerekend in de emissiebalans van broeikasgassen overeenkomstig de IPCC-richtlijnen. Wat overblijft van het totaal energiegebruik na aftrek van de internationale bunkers, noemt men het bruto binnenlands energiegebruik (BBE) of soms ook primair energiegebruik. De energieverliezen bij transformatie, transport en distributie van energie en het eigen energiegebruik van de energiesector (elektriciteitscentrales, raffinaderijen en aardgasdistributie) lopen op tot 20 % van het primair energiegebruik in Vlaanderen, of een kwart van het BBE. Figuur 9: Stroomdiagram van het energiegebruik (Vlaanderen, 2005*) kolen 8 % internationale bunkers 355,7 PJ 18 % olie 52 % primair energiegebruik 1 975,3 PJ 100 % netto binnenlands energiegebruik 1 230,2 PJ 62 % energiesector (eigen gebruik + verliezen) 389,4 PJ 20 % niet-energetisch eindgebruik (industrie) 252,3 PJ 13 % industrie 388,0 PJ 20 % gas 21 % nucleair 12 % bruto binnenlands energiegebruik 1 619,6 PJ 82 % energetisch eindgebruik 977,9 PJ 50 % huishoudens + handel & diensten + landbouw 380,9 PJ 19 % transport 208,9 PJ 11 % hernieuwbare energie: 1 % ingevoerde elektriciteit en warmte: 2 % overige fossiele brandstof: 4 % * voorlopige data Bron: Energiebalans Vlaanderen, VITO Het netto binnenlands energiegebruik soms ook finaal energiegebruik genoemd bevat enkel het eindgebruik van energie door de diverse sectoren, uitgezonderd de energiesector. Het bestaat uit twee delen: het energetisch eindgebruik en het niet-energetisch eindgebruik. Onder energetisch eindgebruik verstaan we het gebruik van energie voor verwarming, verlichting, aandrijving, Niet-energetisch eindgebruik betreft het gebruik van energiedragers als grondstof. Voorbeelden daarvan zijn het gebruik van aardgas voor de productie van ammoniak en het gebruik van nafta voor de productie van kunststoffen. Ook dit niet-energetisch energieverbruik geeft aanleiding tot de uitstoot van broeikasgassen: bij de ammoniaksynthese komt CO 2 vrij in de processen, kunststoffen geven broeikasgassen vrij in hun gebruiksfase en in hun afvalverwerkingsfase. De energiedragers zijn de verschillende petroleumproducten (o.a. benzine, diesel en LPG), aardgas, vaste brandstoffen (steenkool, cokes) en elektriciteit. Elektriciteit en cokes zijn zogenaamde intermediaire energiedragers, aangezien ze zelf slechts deels voor wat elektriciteit betreft geproduceerd worden met behulp van fossiele brandstoffen. Elektriciteit wordt opgewekt uit kernenergie, fossiele brandstoffen en hernieuwbare energiebronnen (bv. wind, biomassa, en waterkracht). 30 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Voor een uitgebreide bespreking van het energiegebruik in Vlaanderen, verwijzen we naar de achtergronddocumenten van de verschillende sectoren op www.milieurapport.be: Huishoudens, Industrie, Energie, Landbouw, Transport en Handel & diensten. Voor een uitgebreide bespreking van de energieproductie in Vlaanderen, verwijzen we naar het achtergronddocument van de sector Energie, eveneens op www.milieurapport.be. In hoofdzaak vergt de terugdringing van de broeikasgasuitstoot tot een duurzaam niveau de combinatie van twee soorten maatregelen: vermindering van de aanspraak op natuurlijke hulpbronnen, zoals fossiele brandstoffen, en het breken van de bestaande trend in het huidige ontwikkelingspatroon van het finale energiegebruik. Dit kan door een hogere efficiëntie in het gebruik van fossiele brandstoffen te combineren met meer milieuvriendelijke energieproductie (WKK, hernieuwbare energiebronnen). Voor een bespreking van het potentieel hiervan verwijzen we naar het achtergronddocument Energie op www.milieurapport.be. Ook een aanpassing van socio-economische processen zoals consumptiepatronen, mobiliteit en wonen en het hanteren van economische instrumenten zoals taksen en tariefstructuren kunnen een belangrijke bijdrage leveren om de broeikasgasuitstoot t.g.v. energiegebruik voldoende terug te dringen. Een belangrijk deel van het instrumentarium voor een duurzaam energiebeleid behoort tot de federale bevoegdheden, bv. de invoering van een CO 2 -taks of het opleggen van productnormen. De Vlaamse Overheid speelt een belangrijke rol bij de concrete uitvoering van verscheidene sturende richtlijnen vanuit Europa, bv. voor hernieuwbare energie en warmtekrachtkoppeling. De maatregelen die de Vlaamse overheid voorziet, zijn in grote lijnen opgelijst in het MINA-plan 3 en meer gedetailleerd in het Vlaams Klimaatbeleidsplan 2006-2012. 1.3 Veeteelt D De omvang van de Vlaamse rundveestapel daalt sinds 1996 door de verbeterde efficiëntie (melkvee) en de verslechterde economische situatie (vleesvee). In vergelijking met 1990 is het aantal runderen in 2005 met 21 % gedaald. De afbouw van de varkensstapel trad in na 1999 als gevolg van prijsdaling (sinds 1998), de dioxinecrisis (1999) en het strengere mestbeleid. De pluimveestapel kende een grote expansie tot 1998, gevolgd door 3 stabiele jaren, maar daalt vanaf 2001 ten gevolge van het mestbeleid, de dioxinecrisis en de vogelpest. Dit laatste en de lage prijzen zijn ook de oorzaak van de tijdelijke sterke daling in 2003. Daarna liggen de cijfers terug in de lijn van de afnametrend. In 2006 zou de pluimveestapel bijna terugvallen tot het niveau van 1990. De daling van de veestapel is mede een gevolg van de opkoopregeling door middel van stopzettingsvergoedingen die de Vlaamse overheid in 2001 voor varkens invoerde en in 2003 uitbreidde naar rundvee en pluimvee. In de periode 2001-2004 gingen 1 821 veehouders akkoord met de voorgestelde stopzettingvergoeding en dat voor 386 501 varkens, 31 685 runderen en 841 657 stuks pluimvee. De inkrimping van de veestapel leidt tot een reductie van de CH 4 -emissies (ten gevolge van spijsvertering van de runderen en van de mestopslag) en de N 2 O-emissies (ten gevolge van mestopslag en van het gebruik van dierlijke mest op landbouwgronden). Voor een meer uitgebreide bespreking van de veestapel verwijzen we naar het achtergronddocument van de sector 1.5 Landbouw op www.milieurapport.be. 1.4 Afvalverwerking D Het afvalbeleid, waar opeenvolgende Vlaamse Ministers van Leefmilieu doelstellingen formuleerden om de hoeveelheid (gestort en verbrand) afval terug te brengen, blijkt succesvol. De dalende trend voor de emissies van CO 2 en CH 4 uit afvalverbranding blijft aanhouden. Beide zijn het gevolg van beleidsmaatregelen van de Vlaamse overheid (het beleid inzake stortgassen, afvalstorten en afvalverbranding). De invoering van een stortverbod en de nuttige aanwending (energieproductie) van CH 4 -emissies uit de bestaande afvalstorten deden de methaanuitstoot van afvalstorten terugvallen. januari 2007 31
Klimaatverandering Achtergronddocument Aan de andere kant is er gedurende de laatste jaren een toename berekend van de CH 4 - emissies tengevolge van het centraal composteren van organisch afval. Dit is het gevolg van de toegenomen selectieve ophaling van organisch afval in Vlaanderen. Sinds 2000 is deze toename echter afgevlakt. Eén mogelijke verklaring is een toegenomen preventie van organisch afval. Een andere verklaring is dat de gezinnen zelf in toenemende mate hun organisch afval composteren. Beide verklaringen kunnen ertoe leiden dat er minder organisch afval wordt verwerkt ter hoogte van de centrale composteringsinstallaties. De CH 4 - emissies van het thuiscomposteren kunnen momenteel niet ingeschat worden. 32 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering 2 Emissie van broeikasgassen: koolstofdioxide of CO 2, methaan of CH 4, lachgas of N 2 O, zwavelhexafluoride of SF 6, fluorkoolwaterstoffen of HFK's en perfluorkoolwaterstoffen of PFK's 2.1 Totale emissie van broeikasgassen (CO 2, CH 4, N 2 O, SF 6, HFK's, PFK's) in Vlaanderen P 2.1.1 Doelstellingen Het Klimaatverdrag voorziet een dusdanige beperking van de uitstoot van broeikasgassen dat geen gevaarlijke antropogene verstoring van het klimaatsysteem optreedt. De termijn waarbinnen dit moet gebeuren dient de ecosystemen toe te laten zich op een natuurlijke wijze aan te passen aan de klimaatverandering, de voedselvoorziening te verzekeren en de economische ontwikkeling op een duurzame manier te laten voortgaan. Hiertoe moet de uitstoot dalen tot een heel kleine fractie van de huidige uitstoot (IPCC, 2001). In de Europese Unie is reeds meermaals (laatst op Europese Raad van 16 juni 2006) afgesproken dat op basis van bovenstaande doelstelling de temperatuur niet meer dan 2 C mag stijgen boven het gemiddelde van voor het industriële tijdperk. Deze doelstelling is gebaseerd op de wetenschappelijke bevindingen van het IPCC. Op langere termijn vergt dit wellicht een wereldwijde vermindering van de broeikasgasuitstoot met 70 % t.o.v. 1990 (EU, 2002). Met het Klimaatverdrag van Rio de Janeiro voorgesteld op de Wereldmilieutop in 1992, in voege sinds 21 maart 1994 en inmiddels geratificeerd door 189 landen waaronder België zet de internationale gemeenschap de eerste stappen in die richting. In het Klimaatverdrag verplichtten de landen van Annex I (de industrielanden + ex-oostblok) zich er toe hun broeikasgasemissies tegen 2000 te stabiliseren op het niveau van 1990. België ging hierbij al meteen een stap verder en verbond zich er toe (gezamenlijk met de drie gewesten) de CO 2 - emissies met 5 % te reduceren in 2000 t.o.v. het niveau van 1990. Deze verbintenis werd niet nagekomen. Sedertdien werden op verschillende beleidsniveaus in België nog verschillende andere doelstellingen onderschreven m.b.t. de uitstoot van broeikasgassen (tabel 5). januari 2007 33
Klimaatverandering Achtergronddocument Tabel 5: Geformuleerde beleidsdoelstellingen voor Vlaanderen en België inzake de uitstoot van broeikasgassen jaar bron doelstelling of maatregel gerealiseerd op 30/06/2004? 1996 Vlaams MilieuBeleidsPlan 1997-2001 1997 Federale Regering, in kader van de EU-Raad van Milieuministers 1998 Belgische Regering op de Raad van de EU, 2001, 2002 16/06/1998 Federaal Parlement en de drie Gewestelijke Parlementen 2003 Vlaamse Regering, MINA- Plan III 2004 Overlegcomité van de federale en gewestregeringen (8.3.2004) Bron: Vito, UGent op basis van Bollen & Van Humbeek, 2000. Tegen 2000 de CO 2 -uitstoot met 5 % verminderen ten opzichte van 1990; Tegen 2002 de uitstoot van CH 4 met 10 % verminderen en de uitstoot van N 2 O stabiliseren. Broeikasgasemissies van CO 2, CH 4 en N 2 O tegen 2010 verminderen met 10 % ten opzichte van 1990 Broeikasgasemissies in de periode 2008-2012 verminderen met 7,5% ten opzichte van 1990 Ratificatie Kyoto-protocol. Broeikasgasemissies in de periode 2008-2012 verminderen met 7,5% ten opzichte van 1990 Tegen 2020 reductie van de broeikasgasuitstoot met 30 % ten opzichte van 1990, afhankelijk van de economische groei en het succes van de reeds genomen maatregelen Lastenverdeling Kyoto tussen de gewesten: - 5,2 % voor Vlaanderen, -7,5 % voor Wallonië en + 3,475 % voor het Brussels Hoofdstedelijk Gewest in de periode 2008-2012 t.o.v. 1990 nee voor CO 2 ; ja voor CH 4 en N 2 O????? Het Klimaatverdrag is een Raamverdrag: het bevat geen concrete afspraken over de manier waarop de doelstellingen moeten gerealiseerd worden. Bovendien gaat het om vrijwillige en niet-bindende beloftes. De modaliteiten voor de concrete uitvoering van het Klimaatverdrag worden jaarlijks sinds 1995 tijdens de Conferentie van de Partijen van het Klimaatverdrag (COP) besproken. Reeds op de eerste COP, in Berlijn, was het duidelijk dat de afspraken uit het Raamverdrag onvoldoende ambitieus waren. De overheden van de industrielanden verklaarden zich bereid tot verdere emissiereducties, vastgelegd in specifieke en bindende doelstellingen. Deze afspraak wordt ook het Mandaat van Berlijn genoemd. In december 1997, tijdens de derde COP in Kyoto (Japan), werd een Protocol vastgelegd. Dit stelt dat de industrielanden hun totale uitstoot van zes broeikasgassen in de periode 2008-2012 gemiddeld met minstens 5 % moeten verminderen ten opzichte van het referentiejaar 1990. Daarnaast heeft elk deelnemend land een individuele doelstelling. Ontwikkelingslanden hebben geen reductieverplichtingen aangegaan in dit Protocol, maar engageren zich net als de industrielanden wel tot het uitwerken van een emissie-inventaris, het opstellen en implementeren van klimaatprogramma's en samenwerking inzake milieutechnologie, onderzoek, opleiding en onderwijs. De broeikasgassen die in het Protocol van Kyoto beschouwd worden, zijn CO 2, CH 4, N 2 O, HFK s, PFK s en SF 6, uitgedrukt in CO 2 -equivalente emissies. Voor de F-gassen is het toegelaten 1995 als referentiejaar te nemen. Hiervoor hebben alle lidstaten van de EU geopteerd, uitgezonderd Oostenrijk en Frankrijk die 1990 als basisjaar kozen. Het Kyoto-protocol is op 16 februari 2005 in werking getreden. Door de ratificatie van Rusland in november 2004 was de laatste voorwaarde vervuld. Het Kyoto-protocol kon immers pas in werking treden na ratificatie door ten minste 55 landen. Hierbij moesten annex-i landen zitten met een gezamenlijke uitstoot in 1990 van minstens 55% van de totale uitstoot van de annex- I landen in 1990. Eind augustus 2004 hadden 124 landen het Protocol geratificeerd. In deze groep zaten annex-i landen die in 1990 samen goed waren voor 44,2 % van de broeikasgasuitstoot van alle annex-i landen. Het aandeel van België bedraagt 0,8 %. Door de afwijzende houding van Amerika (goed voor 36,1 %), kon het protocol enkel nog in werking treden mits ratificatie door Rusland (goed voor 17,4 %). Pas op 18 november 2004 voltooide 34 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Rusland de procedure tot ratificatie. Naast Amerika hebben maar 3 andere Annex-I landen het Kyoto-protocol niet geratificeerd: Australië (2,1 %), Liechtenstein (< 0,1 %) en Monaco (< 0,1 %). Australië heeft net als Amerika verklaard niet tot het protocol te zullen toetreden. Het Vlaams Parlement heeft het Kyoto-protocol op 30 januari 2002 goedgekeurd. De federale Belgische overheid deed hetzelfde op 31 mei 2002. Ook het Waals gewest en het Brussels hoofdstedelijk gewest hebben het Kyotoprotocol goedgekeurd. De Europese Gemeenschap heeft het Protocol op 25 april 2002 goedgekeurd, en heeft samen met alle EU-lidstaten de instrumenten van ratificatie neergelegd bij de VN op 31 mei 2002. De Europese Unie als geheel verbond zich tot een reductie met 8 %, en verdeelde de inspanning tussen haar toenmalige 15 lidstaten. In deze lastenverdeling engageerde België zich tot een emissiereductie van 7,5 %. Die lastenverdeling is onder meer gebeurd op basis van de economische ontwikkelingsgraad van elk van de lidstaten (sommigen mogen zelfs i.p.v. een reductie nog een toename in emissies hebben). De EU erkent dat er ook na 2012 reducties zullen nodig zijn. De Raad van Milieuministers sprak zich in maart 2005 uit voor een emissiereductiedoelstelling voor de ontwikkelde landen van -15 tot -30 % tegen 2020 en van -60 tot -80% tegen 2050, telkens in vergelijking met 1990. De staatshoofden en regeringsleiders van de EU namen de 2 C-doelstelling over op hun lentetop van maart 2005. Ze bevestigden ook de doelstelling voor 2020, maar niet die voor 2050. Op de lentetop van 16 juni 2006 werd de 2 C-doelstelling bevestigd. Op 8 maart 2004 nam het Overlegcomité van de federale en gewestregeringen een beslissing over de nationale Kyoto-lastenverdeling. Het Vlaams gewest moet een emissiereductie met 5,2 % realiseren. Voor het Waals en het Brussels hoofdstedelijk Gewest bedraagt de doelstelling respectievelijk -7,5 % en +3,475 %. Daarnaast zal de Federale Overheid een reeks bijkomende maatregelen (o.a. operationaliseren groot windmolenpark op de Thorntonbank, omschakeling van steenkoolcentrales naar biomassa en introductie van biobrandstoffen) treffen die de gewesten zullen helpen om hun doelstelling te realiseren, en bijkomende emissierechten verwerven om de reductiedoelstelling voor België rond te maken. Op basis van de meest recente inventarisatiecijfers voor het jaar 1990 zou deze aankoopinspanning op federaal niveau overeen komen met een hoeveelheid van 2,46 miljoen emissierechten per jaar voor de 5 jarige periode 2008-2012. In afwachting van deze lastenverdeling tussen de gewesten hadden het Vlaamse en het Waalse Gewest zich in 2001 al geëngageerd om de emissies tegen 2005 te stabiliseren op het niveau van 1990 (kortetermijndoelstelling of KTD). Deze doelstelling sluit aan bij het Kyoto-protocol dat stelt dat in 2005 reeds aantoonbare vorderingen geboekt moeten zijn. De Vlaamse regering heeft zich hiertoe verbonden op voorwaarde dat de federale overheid geïntegreerde maatregelen neemt inzake energie, transport, fiscaliteit en productnormering. Uit de voorlopige emissiegegevens voor 2005 blijkt dat Vlaanderen de stabilisatiedoelstelling niet gehaald heeft. Daarnaast had Vlaanderen zich in het Vlaams Milieubeleidsplan 1997-2001 (MINA-plan 2) tot doel gesteld om in het jaar 2002 de CH 4 -emissies met 10 % te verminderen ten opzichte van 1990 en de emissies van N 2 O te stabiliseren op het niveau van 1990. In het nieuwe Milieubeleidsplan (2003-2007) zijn naast de algemene stabilisatiedoelstelling voor 2005 geen afzonderlijke reductiedoelstellingen per gas voorzien. Er is wel een streefdoel voor 2020 ingeschreven: een reductie van de broeikasgasuitstoot met 30 % t.o.v. 1990. Dit komt overeen met het oorspronkelijk voorstel van de Europese Commissie betreffende de Europese strategie duurzame ontwikkeling. 2.1.2 Emissie broeikasgassen in Vlaanderen Figuur 10 geeft de emissies van broeikasgassen in Vlaanderen weer. De uitstoot van broeikasgassen in Vlaanderen lag in 2005 op 89,4 Mton CO 2 -eq, of 5,9 Mton CO 2 -eq boven de Kyoto-doelstelling (doel 2008-2012) voor Vlaanderen. Deze doelstelling is een reductie van -5,2 % in de periode 2008-2012 t.o.v. het referentiejaar. Voor CO 2, N 2 O en CH 4 is 1990 het referentiejaar, voor de andere gassen is dit 1995. Deze stijging staat haaks op de reductieverplichting, en is bijna volledig te wijten aan de toegenomen uitstoot van CO 2 : +12 % januari 2007 35
Klimaatverandering Achtergronddocument in de periode 1990-2005. Het stijgend verloop uit de jaren 90 is ondertussen wat afgevlakt, maar de noodzakelijke (sterke) daling blijft voorlopig uit. Het is dus niet gelukt de emissies tegen 2005 terug te brengen naar het referentieniveau. Dit is de tussentijdse doelstelling volgens het Vlaams klimaatbeleidsplan. Om de Kyoto-doelstelling te kunnen halen, moet de totale uitstoot van broeikasgassen voortaan jaarlijks met 1,4 % dalen tot in 2012. Door een daling van de CH 4 -uitstoot met 17,2 % tussen 1990 en 2002 heeft Vlaanderen uiteindelijk wel de specifieke doelstelling voor CH 4 gehaald (-10 % tegen 2002). En voor N 2 O werd de stabilisatiedoelstelling gehaald (-0,8 %). In figuur 10 valt op dat de jaren 1996 en 1998 er bovenuit springen. 1996 was het koudste jaar sinds 1990, wat aanleiding gaf tot een extra toename van het energiegebruik voornamelijk petroleumproducten voor de gebouwenverwarming. De sprong in het jaar 1998 is vooral toe te schrijven aan een hogere binnenlandse elektriciteitsproductie, meer bepaald in de conventionele thermische centrales. Dit heeft 2 oorzaken: De kerncentrale Tihange 3 werd gedurende 2,5 maand stilgelegd om 3 stoomgeneratoren te vervangen. Daardoor daalde de nucleaire elektriciteitsproductie in Wallonië, wat door de klassieke centrales in Vlaanderen diende opgevangen te worden. Bovendien steeg in heel België dat jaar de vraag naar elektriciteit; Er werd dat jaar minder elektriciteit geïmporteerd. Daarnaast werd 1998 ook gekenmerkt door een hoger energiegebruik bij de huishoudens. Figuur 10: Emissie van broeikasgassen (Vlaanderen, 1990-2005*) emissie (Mton CO 2 -eq) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 F-gassen CH4 N2O CO2 doel 2005 doel 2008-2012 10 0 1990 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005* doel 2020 Voor de omrekening van tonnages naar CO 2 -eq werden volgende GWP-waarden gebruikt: 1 voor CO 2, 21 voor CH 4, 310 voor N 2 O, 23 900 voor SF 6, 140 tot 11 700 voor de verschillende HFK's en 6 500 tot 9 200 voor de PFK s (SAR IPCC, 1996), zie ook tabel 2. Voor F-gassen is het referentiejaar 1995 i.p.v. 1990. De uitstoot vóór 1995 van deze F-gassen wordt gelijkgesteld aan de uitstoot in 1995. * voorlopige cijfers Bron: VMM De toename van de broeikasgasemissie in Vlaanderen is voornamelijk het gevolg van een stijging van de CO 2 -uitstoot. Door de afname van de uitstoot van CH 4, N 2 O en de meeste F- gassen is het relatief aandeel van CO 2 in 2005 zelfs al opgelopen tot 85 %. CO 2 blijft dus veruit het belangrijkste broeikasgas. De emissies van CO 2 zijn praktisch volledig te wijten aan 36 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering de verbranding van fossiele brandstoffen. Vlaanderen blijft voor meer dan 80 % (85 % in 2005) afhankelijk van fossiele brandstoffen voor zijn energiegebruik, ondanks het belangrijk aandeel (40 %) van kernenergie in de Vlaamse elektriciteitsproductie. Sinds 2003 hebben de CO 2 -emissies een lichte daling ingezet. N 2 O is het tweede belangrijkste broeikasgas in Vlaanderen (7,7 % in 2005). Het is vooral afkomstig van industriële processen (o.m. de productie van salpeterzuur) en de landbouwsector (mestopslag en plantaardige productie). Door belangrijke reducties, vooral in de industrie maar ook in de landbouwsector, is in 2005 een daling van de N 2 O-emissies gerealiseerd van 13 % ten opzichte van 1990. De emissies van de industrie namen zelfs af met 23 % over de periode 1990-2005. De dalende trend van emissies door de salpeterzuurproductie werd al in 1999 ingezet, maar kende in 2003 een versnelling met een bijkomende daling van 27 % t.o.v. 2002 tot gevolg, in 2004 en 2005 bleven ze ongeveer op het niveau van 2003. De emissies (directe en indirecte) van de veeteelt en plantaardige productie namen tussen 1990 en 2005 af met 17 % o.a. door een afbouw van de veestapel, maar ook door een efficiënter gebruik van meststoffen. Daarentegen namen de emissies van het wegverkeer toe met 121 % sinds 1990. Dit komt door de toename van het aantal voertuigen en van het aandeel van benzinewagens met driewegkatalysator waarbij een beperkte hoeveelheid N 2 O wordt vrijgezet tijdens de omvorming van stikstofoxiden (NO x ) naar het onschadelijke stikstofgas (N 2 ). CH 4 is goed voor 6 % van de totale broeikasgasemissies in 2005. De uitstoot van CH 4 is in 2005 met 25 % gedaald ten opzichte van 1990, in de eerste plaats dankzij het meer dan halveren van de emissies uit de belangrijkste bron van de sector handel & diensten: de afvalstorten. Deze daling is het gevolg van het Vlaamse Afvalbeleid, waarbij ernaar gestreefd wordt de hoeveelheid te storten afval te minimaliseren en uiteindelijk tot nul te reduceren. Daarnaast worden de CH 4 -emissies op bestaande stortplaatsen geminimaliseerd, door een deel van het geproduceerde methaan te valoriseren (elektriciteitsproductie en/of warmterecuperatie). Enkel wanneer aangetoond kan worden dat valorisatie economisch niet haalbaar is, is affakkelen toegelaten waarbij CH 4 wordt verbrand tot CO 2. De CH 4 -emissies van de verteringsprocessen van vee en van de mestopslag zijn in mindere mate gedaald, beide met 14 %. De uitstoot van gefluoreerde broeikasgassen of F-gassen (= verzamelterm voor HFK s, PFK s en SF 6 ) is veel kleiner dan van de andere broeikasgassen. Toch eisen ze ook de nodige aandacht op door hun sterk opwarmend effect. Bij eenzelfde hoeveelheid uitgestoten gas, is het opwarmend effect van sommige F-gassen tot 22 200 keer sterker dan dat van CO 2. Hun aandeel in de korf nam af van 5 % in 1995 tot 1 % in 1999. Daarna steeg het terug naar 1,4 % in 2005. De sterke afname kan volledig op rekening van het chemisch bedrijf 3M (sector Industrie) geschreven worden. Door de installatie van een naverbrandingsinstallatie, gecombineerd met een fluoriderecuperatie-eenheid, kende 3M een sterke daling van de uitstoot van PFK s en SF 6. De uitstoot van PFK s daalde tussen 1995 en 2002 met ruim 2 Mton. De uitstoot van SF 6 viel zelfs terug van 2,2 Mton in 1995 naar bijna 0 Mton vanaf 1999 (zie ook verder 2.2.2). De toename van F-gassen na 1999 is in belangrijke mate te verklaren door het toenemend gebruik van HFK s in industriële koelinstallaties en in airco-installaties voor auto s, winkels en kantoren. In de toekomst zal het relatieve aandeel van deze gassen in de totale uitstoot van broeikasgassen nog enkele jaren blijven stijgen. Aan de ene kant wordt verwacht dat de uitstoot van HFK s zal toenemen, aangezien deze gassen o.a. dienen als vervangproduct voor de ozonafbrekende CFK s en HCFK s, die grotendeels verboden zijn of waarvan het gebruik momenteel wordt afgebouwd. Aan de andere kant is in 2006 een Europese Richtlijn goedgekeurd die voorziet in een uitfasering van het gebruik van HFK s met een GWP hoger dan 150 voor airconitioning in auto's. De uitfasering start in 2008 en mondt uit in een volledig verbod in 2017. Voor SF 6 mogen we in de toekomst een toename van de uitstoot verwachten door de ontmanteling van akoestisch isolerend dubbel glas. januari 2007 37
Klimaatverandering Achtergronddocument 2.2 Emissie van broeikasgassen per sector en per gas (CO 2, CH 4, N 2 O, SF 6, HFK's, PFK's) P 2.2.1 Totale broeikasgasemissie per sector De sectoren industrie en energie hebben het grootste aandeel in de totale broeikasgasemissie (figuur 11a). Ze veroorzaakten ieder ongeveer een kwart van de emissies. Transport, komt op de derde plaats met een aandeel van 17,2 %. De huishoudens en de landbouw zijn ook nog verantwoordelijk voor een aanzienlijk aandeel in de totale emissies, respectievelijk 15,7 % en 11,3 %. De absolute emissiereducties die gerealiseerd werden door de sectoren industrie en landbouw in de periode 1990-2005, werden meer dan tenietgedaan door de oplopende emissies van het transport waaronder ook de verplaatsingen met privé-voertuigen vallen en de energiesector (figuur 11b). Ook de huishoudens zijn er mee verantwoordelijk voor dat de broeikasgasemissies in 2005 beduidend hoger lagen dan in 1990. Figuur 11: Aandeel van de sectoren in de uitstoot van broeikasgassen voor 2005* en evolutie van de emissies per sector in de periode 1990-2005* (Vlaanderen) * voorlopige cijfers In figuur a) werd de sink/vastlegging van CO 2 in natuur & tuinen niet meegenomen bij de berekening van de aandelen. Bron: VMM Figuur 12 geeft aan in hoeverre de aandelen van de sectoren in de broeiksagasuitstoot van Vlaanderen gewijzigd zijn tussen het referentiejaar (1990 is referentiejaar voor CO 2, CH 4 en N 2 O; 1995 is referentiejaar voor de F-gassen) en 2004. Ook de aandelen in 2005 waarvoor de data nog maar voorlopig zijn zijn erin weergegeven. Het aandeel van de industrie is het sterkst gedaald, terwijl het aandeel van transport het sterkst toegenomen is. 38 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 12: Aandeel van de deelsectoren in de broeikasgasemissies voor de jaren 2004 en 2005* ten opzichte van het referentiejaar ** (Vlaanderen) natuur & tuinen handel & diensten transport landbouw energie industrie huishoudens -1,0% -1,0% -1,4% 5,0% 5,0% 4,8% 17,4% 17,1% 13,8% 11,4% 11,4% 13,5% 15,8% 15,9% 14,4% 27,7% 27,2% 27,1% 23,7% 24,3% 27,8% 2005* 2004 referentie -5% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% * voorlopige cijfers ** Overeenkomstig het Kyoto-protocol is voor CO 2, CH 4 en N 2 O 1990 het referentiejaar en voor F-gassen 1995. Bron: VMM De absolute broeikasgasemissies daarentegen stijgen voor alle sectoren, uitgezonderd de sectoren industrie en landbouw (figuur 11 en tabel 6). De absolute broeikasgasemissies van de industrie zijn sterk gedaald. Dit is te wijten aan de sterke daling van de uitstoot van F- gassen in de periode 1995-2002. januari 2007 39
Klimaatverandering Achtergronddocument Tabel 6: Evolutie van de broeikasgasuitstoot per sector (Vlaanderen, 1990-2005*) sector stof 1990 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005* verschil 2005 t.o.v. referentie 1 Huishoudens 2 Industrie 3 Energie 4 Landbouw 5 Transport 6 Handel & diensten 7 Natuur & tuinen Vlaanderen CO 2 11 765 13 032 15 711 13 325 13 725 13 212 12 417 13 432 12 641 14 058 13 635 13 362 13,6% CH 4 81 83 87 82 82 77 75 76 71 73 72 71-12,4% N 2 O 622 652 755 659 670 654 593 630 595 654 634 627 0,7% HFK's 99 99 101 99 90 85 85 88 87 85 85-14,0% alle gassen samen 12 567 13 865 16 652 14 168 14 577 14 033 13 171 14 224 13 395 14 871 14 426 14 145 12,6% CO 2 16 334 17 335 17 325 18 216 19 126 18 471 18 668 17 981 18 249 18 685 18 549 17 674 8,2% CH 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 11 42 1453,4% N 2 O 3 371 4 012 4 051 3 846 4 018 3 812 3 586 3 550 3 351 2 505 2 541 2 588-23,2% HFK's 131 164 210 274 271 287 346 481 515 521 521 296,5% PFK's 2 335 2 217 1 211 669 348 361 223 82 209 306 306-86,9% SF 6 2 153 2 072 480 227 80 79 77 66 48 48 48-97,8% alle gassen samen 24 327 25 969 25 832 23 967 24 318 22 984 22 983 22 180 22 231 21 964 21 977 21 180-12,9% CO 2 23 252 22 456 23 093 22 501 25 307 21 977 23 083 21 852 23 060 24 435 24 184 24 340 4,7% CH 4 284 300 290 274 267 271 276 274 264 251 261 262-7,7% N 2 O 184 185 207 211 204 182 199 193 191 203 194 190 3,5% SF 6 12 12 12 12 12 12 12 12 13 7 7-44,9% alle gassen samen 23 732 22 954 23 602 22 998 25 791 22 443 23 571 22 332 23 528 24 901 24 646 24 799 4,5% CO 2 3 687 3 662 3 745 3 655 3 628 3 474 3 302 3 278 3 281 3 279 3 293 3 316-10,0% CH 4 5 051 5 157 5 093 5 027 5 015 5 028 4 896 4 792 4 635 4 474 4 394 4 330-14,3% N 2 O 3 058 3 107 3 086 3 084 3 135 3 104 2 949 2 866 2 775 2 556 2 591 2 543-16,8% HFK's, PFK's, SF 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 alle gassen samen 11 796 11 926 11 924 11 766 11 778 11 606 11 147 10 937 10 690 10 309 10 279 10 189-13,6% CO 2 11 762 13 150 13 301 13 603 13 960 14 433 14 520 14 590 14 740 14 719 14 872 14 922 26,9% CH 4 73 68 68 61 58 53 46 42 37 35 32 28-61,1% N 2 O 235 336 360 384 412 441 457 466 476 475 484 488 107,3% HFK's 10 15 23 31 42 54 68 82 96 111 111 1021,7% alle gassen samen 12 080 13 564 13 743 14 071 14 461 14 968 15 078 15 166 15 335 15 325 15 499 15 549 28,7% CO 2 2 356 3 195 3 821 3 412 3 443 3 519 3 578 3 783 3 699 3 826 3 485 3 485 47,9% CH 4 1 635 1 516 1 465 1 434 1 368 1 212 1 159 978 871 770 677 599-63,4% N 2 O 218 245 262 252 252 245 248 250 250 245 228 227 4,5% HFK's 19 30 42 55 69 86 113 132 164 177 177 827,1% PFK's 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 alle gassen samen 4 228 4 975 5 578 5 141 5 118 5 045 5 072 5 124 4 953 5 004 4 567 4 488 6,2% CO 2-1 588-1 427-1 484-1 511-1 400-1 348-1 315-1 256-1 256-1 256-1 256-1 256-20,9% CH 4 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 0,0% N 2 O 237 232 231 230 228 229 228 227 226 225 224 224-5,6% alle gassen samen -1 231-1 075-1 133-1 161-1 052-999 -968-910 -910-911 -912-912 -25,9% CO 2 67 568 71 403 75 512 73 201 77 790 73 737 74 253 73 661 74 414 77 744 76 763 75 844 12,2% CH 4 7 246 7 247 7 126 7 002 6 913 6 764 6 576 6 285 6 000 5 725 5 566 5 452-24,8% N 2 O 7 925 8 768 8 951 8 667 8 919 8 667 8 260 8 183 7 864 6 863 6 897 6 888-13,1% HFK's 259 308 377 460 471 512 612 783 862 894 894 245,1% PFK's 2 335 2 217 1 211 669 348 361 223 82 209 307 307-86,9% SF 6 2 165 2 084 492 240 92 92 89 78 61 55 55-97,5% alle gassen samen 87 499 92 178 96 199 90 950 94 991 90 079 90 054 89 053 89 222 91 462 90 481 89 438 2,2% Vlaanderen Kyoto-doelstelling voor Vlaanderen (2008-2012)** totaal te verrekenen voor toetsing aan de Kyoto-doelstelling 87 740 92 276 96 338 91 112 95 039 90 078 90 027 88 969 89 128 91 370 90 399 89 376 83 436 * voorlopige cijfers ** Voor toetsing aan de Kyoto-doelstellingen dienen enkele fluxen (emissies en sinks) die afkomstig zijn van bodememissies, verandering van koolstofvoorraad in de bodem en wijzigingen in bossen niet in rekening gebracht te worden. In de rest van de tabel zijn die fluxen wel meegerekend (bij de 4 Landbouw en 7 Natuur & tuinen) om het overzicht van broeikasgasemissies in Vlaanderen zo volledig mogelijk te maken. - Met 'alle gassen' wordt de korf van 6 broeikasgassen bedoeld die zijn opgenomen in het Kyoto-protocol: CO 2, CH 4, N 2 O, HFK's, PFK's en SF 6 ; - Voor HFK's, PFK's en SF 6 zijn maar cijfers beschikbaar vanaf 1995. Voor de totalen van 'alle gassen samen' werd bij het jaar 1990 voor HFK's, PFK's en SF6 het cijfer van 1995 als constante overgenomen. - Een negetief getal duidt op een netto opname ('sink') i.p.v. een emissie. Bron: VMM 2.2.2 Emissie per broeikasgas 2.2.2.1 CO 2 -emissie 40 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Hier is de energiesector de grootste met een aandeel van bijna 32 % in 2005, gevolgd door de industrie (23 %), transport (17 %) en de huishoudens (17 %) (figuur 13). De sectoren handel & diensten (4 %) en landbouw (4 %) hebben een kleiner aandeel, maar het aandeel van de CO 2 -emissies van handel & diensten vertoont wel een sterke stijging in 2005 ten opzichte van 1990. Dit is te wijten aan de toenemende activiteit in deze sector. Het aandeel van de sector transport is eveneens relatief veel groter in 2005 dan in 1990. Dit is te wijten aan de explosieve groei en gebruik van het motorvoertuigenpark. Het aandeel van de energiesector is lichtjes toegenomen in 2005 ten opzichte van 1990, terwijl de absolute CO 2 - emissies in deze sector sterker stegen in de periode 1990-2005 (zie tabel 6). Dit is te wijten aan de zeer sterke toename van de CO 2 -emissie van de sectoren transport (+ 27% in 2005 t.o.v. 1990) en handel & diensten (+ 48% in 2005 t.o.v. 1990). januari 2007 41
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 13: Aandeel van de sectoren in de emissie per broeikasgas in het referentiejaar** en in 2005* (Vlaanderen) CO 2 CH 4 Mton CO 2-eq 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 4,5% 3,4% 17,3% 17,0% 4,3% 5,3% 33,6% 31,6% 23,6% 22,9% 17,0% 17,3% 1990 2005* Mton CO 2-eq 8 7 6 5 4 3 2 1 0 22,6% 11,0% 69,7% 79,4% 3,9% 4,8% 1990 2005* N 2 O F-gassen Mton CO 2 -eq 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 3,0% 38,8% 7,1% 2,3% 36,7% 4,6% 42,5% 36,7% 7,9% 9,1% 1990 2005* Mton CO 2 -eq 5 4 3 2 1 0 97,1% 14,1% 0 69,8% 2,1% 6,8% 1990 2005* bevolking industrie energie landbouw & visserij verkeer & vervoer handel & diensten natuur & tuinen * voorlopige cijfers ** Overeenkomstig het Kyoto-protocol is voor CO 2, CH 4 en N 2 O 1990 het referentiejaar en is voor de F-gassen 1995 als referentiejaar gekozen. Bron: VMM; Vito. De absolute CO 2 -emissies (tabel 6) zijn voor alle sectoren toegenomen, uitgezonderd voor de sector landbouw. 2.2.2.2 CH 4 -emissie De uitstoot van CH 4 lag in 2005 bijna 25 % lager dan in 1990. De belangrijkste oorzaak hiervan is de sterke daling (-66%) van de emissies van het storten van afval, de belangrijkste 42 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering emissiebron van de sector handel & diensten. Deze daling is het gevolg van het Vlaamse afvalbeleid, waarbij ernaar gestreefd wordt de hoeveelheid te storten afval te minimaliseren en uiteindelijk tot nul te reduceren. Daarnaast wordt ernaar gestreefd om op de bestaande stortplaatsen de CH 4 -emissies te minimaliseren, door een deel van het geproduceerde methaan te valoriseren (elektriciteitsproductie en/of warmterecuperatie). Enkel wanneer aangetoond kan worden dat valorisatie economisch niet haalbaar is, is affakkelen toegelaten (waarbij CH 4 wordt verbrand tot CO 2 ). De andere relevante emissiebron van handel & diensten, composteren van afval, neemt toe in belang (met 439 %). Deze emissies zijn tot en met 2000 sterk gestegen ten gevolge van een toenemende selectie van organisch afval en centrale verwerking tot compost, eveneens als gevolg van het Vlaamse Afvalbeleid. Inmiddels is deze emissie gestabiliseerd. Een mogelijke verklaring zou zijn dat de laatste jaren meer en meer mensen aan thuiscomposteren doen (waarvoor de emissiegegevens voorlopig nog ontbreken) en dat het preventieluik van het afvalbeleid resulteert in een stabilisatie of zelfs absolute afname van de hoeveelheid organisch afval. Bijkomend onderzoek is nodig om hierover een uitsluitsel te geven. Het aandeel van handel & diensten in de totale CH 4 -emissies is gedaald (van 23 % in 1990 naar 11 % in 2005). De CH 4 -emissie van het transport en de distributie van aardgas, de enige relevante emissiebron van de sector energie, ligt 10 % onder het niveau van 1990, ondanks het sterk toegenomen aardgasgebruik in Vlaanderen. Dit is te verklaren door een sterke vermindering in het gebruik van gietijzeren distributieleidingen en een belangrijke toename in het gebruik van kunststoffen distributieleidingen. De CH 4 -emissies zijn in grote mate afhankelijk van het materiaal waarin de transportleidingen geproduceerd zijn (de emissiefactor voor kunststoffen leidingen is een factor 90 kleiner dan deze voor gietijzeren leidingen). Het aandeel van de energiesector in de totale CH 4 -emissies blijft nagenoeg constant op 4 %. De CH 4 -emissies van de verteringsprocessen van vee en van de mestopslag zijn in mindere mate gedaald (respectievelijk met ca. 15 % en ca. 14 %). De daling hangt samen met de lichte inkrimping van de veestapel. Het aandeel van de sector landbouw in de totale CH 4 -emissies neemt toe van 70 % in 1990 tot 79 % in 2005. De overige sectoren hebben slechts een beperkt aandeel in de totale CH 4 -emissies. Het gaat om emissies die gerelateerd zijn aan brandstofverbruik in de verschillende sectoren. 2.2.2.3 N 2 O-emissie Wat betreft de N 2 O-emissies (tabel 6), liggen de emissies in 2005 13 % lager dan in 1990. De emissies van de industrie nemen af met ongeveer 23 % in dezelfde periode. De emissies in de landbouw nemen af met 17 % tussen 1990 en 2005. De emissies van het wegverkeer, voornamelijk het personenverkeer, nemen toe met 107 % tussen 1990 en 2005. Na de stijging van de emissies van de salpeterzuurproductie begin jaren negentig, is er een duidelijk dalende trend merkbaar vanaf het midden van de jaren negentig 4. Aan de ene kant heeft één van de twee salpeterzuurproducenten, met een beperkte productiecapaciteit, in 2000 de productie stopgezet. Aan de andere kant is de overblijvende producent sinds 1999 bezig met het implementeren en verder ontwikkelen van reductiemaatregelen voor N 2 O- emissies. In 2003 daalde de uitstoot 763 kton t.o.v. 2002; een daling met 27 %. De daling van de N 2 O-emissies van de veeteelt en landbouw is te verklaren door een inkrimping van de veestapel. De toename van de emissies van het wegverkeer kan verklaard worden door een toename van het aantal voertuigen en van het aandeel van benzinewagens met driewegskatalysator. Alle wagens produceren in zekere mate N 2 O tengevolge van de verbranding van brandstof. Het gebruik van een katalysator in benzinewagens zorgt ervoor de NO x -emissies gereduceerd worden tot het onschadelijke N 2. Een klein deel van deze NO x zou echter omgevormd worden tot N 2 O en niet tot N 2. De emissie van N 2 O van deze benzinewagens zou veel hoger liggen dan deze van andere wagens. De auto-industrie zou ondertussen het probleem reeds aangepakt hebben. Nieuwe benzinewagens met katalysator zouden bijgevolg niet langer een hogere N 2 O-uitstoot hebben dan andere wagens. Voorlopig wordt met deze mogelijke reductie nog geen rekening gehouden in de emissie-inventaris. De mogelijkheid bestaat dan ook dat de huidige ingeschatte emissies vanaf 2002 een overschatting zijn van de realiteit. 4 Vanaf 2000 is er nog maar één producent van salpeterzuur in Vlaanderen: BASF Antwerpen. CNO Oostende is er in 2000 mee gestopt omwille van te sterke concurrentie uit het buitenland. januari 2007 43
Klimaatverandering Achtergronddocument Wat betreft het aandeel van de verschillende doelgroepen kan volgende verschuiving vastgesteld worden: de belangrijkste doelgroepen zijn nog steeds landbouw en de industrie, beiden met een aandeel van ca 36% in 2005. Het aandeel van transport neemt toe (van 3 % in 1990 naar 7 % in 2005). De overige doelgroepen hebben een relatief beperkt aandeel in de totale emissies. Het gaat om emissies die gerelateerd zijn aan brandstofverbruik in de verschillende sectoren. 2.2.2.4 Emissie van de F-gassen: HFK's, PFK's en SF 6 De uitstoot van de F-gassen is sterk afgenomen tussen 1995 en 2005 (met 74 %). De daling is vrijwel volledig toe te schrijven aan het bedrijf 3M: de emissie van PFK s is er met 87 % gereduceerd tussen 1995 en 2002, de emissie van SF 6 is er zelfs helemaal weggevallen. De PFK-emissies werden er veroorzaakt door de productie- en opslagzones van (elektrochemische) celsystemen waar gefluoreerde organische componenten worden geproduceerd en gezuiverd. Deze emissies zijn vanaf 1998 sterk gedaald tengevolge van de implementatie van een fluoriderecuperatie-eenheid die de afgassen van deze installaties thermisch oxideert en de waterstoffluoride recupereert. Tengevolge van substitutie van SF 6 door andere producten voor de verschillende eindtoepassingen is de productie na 1998 volledig stopgezet te Zwijndrecht en zijn de SF 6 -emissies volledig weggevallen. De resterende SF 6 -emissies in Vlaanderen komen voornamelijk van glasfabrikanten. Deze emissies zijn na een stijging in de tweede helft van de negentiger jaren opnieuw gedaald tot het niveau van 1995. Door het wegvallen van de uitstoot bij 3M, zijn de glasfabrikanten nu wel goed voor 80% van de uitstoot van SF 6. De HFK-emissies van de industrie zijn daarentegen sterk gestegen tijdens de periode 1995-2005, namelijk met 297 %. De stijgende tendens is te verklaren door een sterke toename van het gebruik van industriële koelinstallaties. De HFK-emissies van het industrieel gebruik van PU-spuitbussen (isolatieschuim) zijn daarentegen sterk afgenomen. De emissies, toegeschreven aan de huishoudens, zijn na 1995 eerst lichtjes gestegen, daarna gedaald en zitten nu ongeveer 14 % onder het niveau van 1995. Er zijn een paar tegenstrijdige evoluties. Enerzijds is er een toename in het gebruik van spuitbussen, ondermeer voor schoonmaakdoeleinden en voor haarlak. Anderzijds is er een sterke afname van de HFKemissies van het huishoudelijk gebruik van PU-spuitbussen (isolatieschuim). De HFKemissies binnen de doelgroep transport zijn sedert 1995 vertienvoudigd. De sterke stijging is te wijten aan het sterk toegenomen gebruik van airco in auto's. Binnen de doelgroep handel & diensten is de sterke toename (met 827%) van de HFK-emissies voornamelijk te verklaren door een toename van de emissies van het gebruik van commerciële koelinstallaties en aircoinstallaties. Over het algemeen stijgen de HFK-emissies tengevolge van het verbod op het gebruik van CFK's en de afbouw van het gebruik van HCFK's. Enkel in het geval van PU-spuitbussen (isolatieschuim) wordt een daling vastgesteld. Vermoedelijk worden de HFK's voor deze toepassing reeds voor een belangrijk deel vervangen door de (goedkopere) alternatieven propaan, butaan en dimethylether. Deze hebben een lagere GWP-waarde, maar zijn niet geschikt voor toepassingen waarbij brandveiligheid primordiaal is. In 1995 bestonden de emissies van F-gassen in Vlaanderen voor ca. 95 % uit PFK's en SF 6. Door de enorme afname van deze emissies vormen de PFK- en de SF 6 -emissies in 2005 maar 29 % meer van de totale emissies van F-gassen in Vlaanderen. 2.3 Europese vergelijking van de broeikasgasuitstoot P In de jaren 1990 daalde de uitstoot van broeikasgassen in de EU-15 aanvankelijk, om daarna opnieuw te stijgen. In 2004 werd de stijgende trend voortgezet met een toename met 0,3% t.o.v. 2003. De uitstoot van 4 227 Mton is de hoogste sinds 1996. Hiermee zaten de lidstaten van de EU-15 samen slechts 0,9 % onder het referentieniveau 5. Europa blijft dus ver 5 De referentiewaarde 100 is de som van de uitstoot van CO 2, CH 4 en N 2 O in 1990 en van de uitstoot van de F- gassen in 1995. Enkel Oostenrijk en Frankrijk opteren voor 1990 als referentiejaar voor de F-gassen. Daarom is voor 44 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering verwijderd van haar Kyoto-doelstelling (-8 %). Onderstaande figuur 14 toont de afwijking ten opzichte van een lineair pad dat naar die doelstelling voor de periode 2008-2012 leidt. Volgens dit pad, had de uitstoot in 2004 al 5,7 % onder het referentieniveau moeten zitten. Figuur 14: Evolutie broeikasgasemissies in Vlaanderen, België en EU-15 ten aanzien van de vastgelegde doelstellingen index (basisjaar = 100) 115 110 10 5 10 0 95 90 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 uitstoot Vlaanderen 100,0 105,2 109,8 103,8 108,3 102,7 102,6 101,4 101,6 104,1 103,0 101,9 doel Vlaanderen 2005 100,0 94,8 94,8 94,8 94,8 94,8 uitstoot België 99,2 104,1 106,7 100,6 104,2 100,2 100,5 100,0 98,7 100,6 100,8 doel België 2008-2012 92,5 92,5 92,5 92,5 92,5 uitstoot EU15 99,7 100,0 97,9 96,3 96,3 97,1 99,2 97,8 98,1 96,6 96,8 97,8 97,4 98,8 99,1 Kyoto-target-path EU15 99,7 99,3 98,9 98,5 98,1 97,8 97,4 97,0 96,6 96,2 95,8 95,5 95,1 94,7 94,3 93,9 93,5 93,2 92,8 92,4 92,0 Kyoto-doelstelling EU 2008-2012 92,0 92,0 92,0 92,0 92,0 Bron: VMM; FOD Leefmilieu, 2005; EEA, 2006. De daling in het begin van de jaren negentig was grotendeels te situeren in Duitsland en het Verenigd Koninkrijk. De gunstige trend in Duitsland was vooral te danken aan een verhoogde efficiëntie in energiecentrales en aan de economische herstructurering in de oostelijke deelstaten. De emissiereductie in het VK was voornamelijk het gevolg van de liberalisering van de energiemarkt, met een verschuiving van steenkool naar gas voor gevolg, en van maatregelen in de adipinezuurproductie. Sommige van deze reducties waren echter eenmalig en bleken geen garantie voor een goede evolutie in de daaropvolgende jaren. Wanneer we naar de bijdrage van de verschillende gassen kijken, dan zien we dat de CO 2 - uitstoot in de EU (83 % van het totaal) sedert 1990 met 4,4 % gestegen is. De voornaamste reden hiervoor is de stijging (+26 %) van het wegtransport. De sterk gestegen uitstoot van deze sector wordt gedeeltelijk gecompenseerd door een daling van de uitstoot in de industrie. Tegenover de gestegen CO 2 -uitstoot staat een daling van de uitstoot van CH 4 (-26 %) en N 2 O (-18 %) in dezelfde periode. Elk van beide gassen is goed voor zo n 8 % van de totale broeikasgasuitstoot. De CH 4 uitstoot kende een daling door reducties in het storten van afval en de veepopulatie. De daling in de uitstoot van N 2 O komt door maatregelen in de productie van adipinezuur. De F-gassen vertonen een gemengd beeld. De uitstoot van HFK s nam toe met 27 % tussen het referentiejaar 13 en 2004. Deze evolutie is het gevolg van twee tegengestelde bewegingen: de EU de waarde van 1990 niet gelijk aan 100. Voor Vlaanderen werden het emissietotaal van de F-gassen in 1995 als constante overgenomen voor 1990. januari 2007 45
Klimaatverandering Achtergronddocument een sterke stijging van de consumptie wegens de vervanging van (H)CFK s en tegelijkertijd een daling van de uitstoot bij de productie van HFK s. De PFK s en SF 6 gingen respectievelijk met 64 % en 40 % achteruit. Voor alle F-gassen samen geeft dit een daling met 6 % t.o.v. het referentiejaar. Met hun 66 Mton CO 2 -eq nemen ze 1,6 % van de totale uitstoot voor hun rekening in de EU-15. In tabel 7 en figuur 15 wordt de broeikasgasuitstoot van 2004 van de EU-lidstaten vergeleken met hun individuele Kyoto-doelstellingen. Dit wordt als volgt berekend: de uitstoot in 2004 wordt gedeeld door de uitstoot die volgens het Kyotoprotocol in 2008-2012 moet bereikt worden. Voorbeeld (België): de uitstoot bedroeg in 2004 147,9 Mton CO 2 -eq. De referentieuitstoot bedraagt 146,9 Mton (= uitstoot van 1990, behalve voor F-gassen 1995). Wanneer we op dit laatste getal de verplichte reductie toepassen (-7,5 %), bekomen we als doelstelling een uitstoot van 135,9 Mton. Deling van de uitstoot in 2004 door deze doeluitstoot geeft 1,088 als resultaat. De doelafstand voor België bedroeg in 2004 dus 8,8 %. Dit werd voor alle EU-lidstaten op dezelfde manier berekend. Tabel 7: De Kyotodoelstelling, afstand tot die doelstelling in 2004 en de CO 2 -uitstoot per inwoner voor de 15 EU-lidstaten land doelstelling Kyoto Protocol / EU burden sharing 2008-2012 afstand 6 in 2004 tot Kyoto-doelstelling uitstoot broeikasgassen in 2004 (% t.o.v. 1990) (%) (ton CO 2 -eq/ capita) Vlaanderen -5,20 % -8,3 % 15,0 België -7,50 % -8,8 % 14,2 Denemarken -21 % -24,4 % 12,6 Duitsland -21 % -4,5 % 12,3 Finland 0 % -14,5 % 15,6 Frankrijk 0 % 0,8 % 9,4 Griekenland 25 % 0,9 % 12,5 Ierland 13 % -8,6 % 17,0 Italië -6,50 % -20,1 % 10,1 Luxemburg -28 % -38,9 % 28,1 Nederland -6 % -8,1 % 13,4 Oostenrijk -13 % -33,0 % 11,2 Portugal 27 % -10,9 % 8,1 Spanje 15 % -28,6 % 10,1 Verenigd Koninkrijk -12,50 % 1,9 % 11,0 Zweden 4 % 7,3 % 7,8 EU15-8 % -7,7 % 11,0 Bron: VMM/Vito op basis van EEA (2006) 6 Een negatief cijfer geeft aan dat de emissies in 2003 nog boven de doelstelling zaten. 46 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 15: De doelafstand 6 voor de 15 EU-lidstaten t.o.v. de Kyoto-doelstelling (2004) Zweden; 7,3% VK; 1,9% Griekenland; 0,9% Frankrijk; 0,8% Duitsland; -4,5% EU15; -7,7% Nederland; - 8,1% Vlaanderen*; - 8,3% Ierland; -8,6% Finland; -14,5% België; -8,8% Portugal; - 10,9% Spanje; -28,6% Oostenrijk; - 33,0% De ne m arke n; - 24,4% Luxemburg; - 38,9% Italië; -20,1% -40% -30% -20% -10% 0% 10% afstand in 2004 tot Kyoto-doelstelling Bron: VMM/Vito op basis van EEA (2006). Vlaanderen is nog ver verwijderd van zijn doelstelling, maar vele lidstaten doen het nog slechter. Enkel Zweden, Frankrijk, Griekenland en het Verenigd Koninkrijk zitten nu reeds onder hun Kyoto-drempel. Duitsland, dat een grote stap voorwaarts zette door de economische herstructureringen in de voormalige DDR en een verhoogde energie-efficiëntie in diverse economische sectoren, zit niet zo ver van zijn doelstelling. De laatste jaren gaan de Duitse emissies op en neer. In 2004 was er evenwel een daling met 9 Mton (0,9%). Het Verenigd Koninkrijk, dat evenals Duitsland een grote emissiereductiedoelstelling had gekregen, heeft haar relatief positieve situatie te danken aan de overschakeling van steenkolen op gas bij de elektriciteitsopwekking. Bovendien is er in de chemische industrie een substantiële reductie van de uitstoot van N 2 O gerealiseerd. Net als in Duitsland bleken de reducties in het VK echter geen structurele trend. januari 2007 47
Klimaatverandering Achtergronddocument In 2004 kenden Denemarken en Finland relatief de grootste dalingen van hun uitstoot: respectievelijk -8 % (6 Mton) en -5 % (4 Mton). Luxemburg en Spanje kenden procentueel de grootste toename: respectievelijk +11 % (1,3 Mton) en +5 % (20 Mton). In de meeste industriële deelsectoren bestaan diverse rendabele mogelijkheden om de energie efficiënter te benutten. Dit geldt in het bijzonder voor België, dat in bijna alle subsectoren van de industrie slechts een gemiddeld energierendement heeft in vergelijking met de andere landen van de EU (tabel 8). De studie waarin de rendabele mogelijkheden voor een rationeler energiegebruik in Vlaanderen (België) werden onderzocht, komt tot de volgende conclusie (Eichhammer, 2003): in een Benchmarking Scenario, waarin verondersteld wordt dat energie in België tegen 2012 even efficiënt wordt gebruikt als in de buurlanden, kan de energiegerelateerde CO 2 -emissie tegen 2012 dalen met 8,1 % ten opzichte van 1990. Tabel 8: Energierendement van enkele Belgische industriële deelsectoren in vergelijking met de andere landen van de Europese Unie deelsector energierendement staal- en ijzer laag chemie laag/gemiddeld metaalbewerking hoog voedingssector gemiddeld Bron: Eichhammer (2003) 2.4 Broeikasgasintensiteiten per eenheid van BBP en per capita P 2.4.1 Broeikasgasintensiteit van Vlaanderen 2.4.1.1 Vlaanderen Wat de broeikasgasintensiteit betreft dit is de uitstoot broeikasgassen per eenheid van Bruto Binnenlands Product is er in Vlaanderen een daling aan de gang. In 1995 loosden we in Vlaanderen 745 gram broeikasgassen per geproduceerde euro 7. In 2005 is dit gedaald tot 587 g/euro, wat wijst op een geleidelijke loskoppeling tussen onze economische ontwikkeling en de broeikasgasuitstoot. Dit blijkt ook uit figuur 16. 7 Het BBP is hier uitgedrukt in constante prijzen van 1995 om inflatie-effecten uit te sluiten. 48 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 16: Evolutie van de totale broeikasgasemissie, de emissie per inwoner en de broeikasgasintensiteit uitgedrukt t.o.v. het referentiejaar 1990 (Vlaanderen, 1990-2005) 120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 1990 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005* broeikasgasemissie (korf 6 100,0 105,2 109,8 103,8 108,3 102,7 102,6 101,4 101,6 104,1 103,0 101,9 gassen) broeikasgasemissie per inw oner (korf 6 gassen) 100,0 102,9 107,2 101,0 105,2 99,4 99,1 97,8 97,6 99,7 98,3 96,8 broeikasintensiteit 100,0 96,5 100,0 91,2 93,3 85,7 82,3 80,5 80,1 81,3 78,3 76,0 * voorlopige cijfers Bron: VMM 2.4.1.2 Intensiteit per sector De broeikasgasemissies per eenheid van bruto toegevoegde waarde vertonen voor alle sectoren een min of meer dalende trend in de periode 1995-2005. Dit wijst op een ontkoppeling tussen de economische activiteit van de sectoren en de broeikasgasemissies. Voor de sectoren landbouw en goederenvervoer vertonen de broeikasgasemissies per eenheid van bruto toegevoegde waarde de sterkste daling. De sectoren industrie, handel & diensten en landbouw en het goederenvervoer kenden de sterkste daling tussen 1995 en 2005. Het verloop van de broeikasgasemissie per huishouden is grillig. Dat wordt onder meer veroorzaakt door de sterke afhankelijkheid van de buitentemperatuur in het stookseizoen. januari 2007 49
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 17: Evolutie van de broeikasgasintensiteit per sector: broeikasgasemissie uitgedrukt per eenheid van activiteit (Vlaanderen, 1995-2005) index (1995 = 100 %) 135 130 125 120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005* huishoudens industrie energie landbouw transport: personenvervoer transport: goederenvervoer (excl. luchtvaart) handel & diensten * voorlopige cijfers De bruto toegevoegde waarde voor 2005 is nog niet bekend. Daarom werd voor de bruto toegevoegde waarde van 2005 de waarde van 2004 overgenomen. Voor de meeste sectoren werd als activiteitsindicator gewerkt met de bruto toegevoegde waarde uitgedrukt in constante prijzen van 2000. Voor de huishoudens werd de emissie uitgedrukt per huishouden, voor personenvervoer per personenkilometer en voor goederenvervoer per tonkilometer. Bron: VMM, VITO Tabel 9 ontrafelt de broeikasgasintensiteit tot op het niveau van de deelsectoren en geeft per deelsector de evolutie weer van de verhouding tussen de uitstoot en de meest relevante én beschikbare activiteitsindicator. Bij de huishoudens in tegenstelling tot figuur 17 nu met correctie naar genormaliseerde klimatologische omstandigheden is de ontkoppeling minimaal. De uitstoot per huishouden is licht gedaald, terwijl de uitstoot per inwoner zelfs nog licht gestegen is. Dat verschil valt waarschijnlijk te verklaren door een daling van het aantal inwoners per huishouden. De som van de uitstoot van twee kleine huishoudens is immers groter dan van één groot huishouden. Voor de industriële deelsectoren is als activiteitsindicator gekozen voor de productie-index die een maat is voor de (fysische) omvang van de productie. Tussen 1990 en 2005 is de uitstoot per eenheid van productie in elke industriële sector gedaald. Er zijn evenwel sterke verschillen. De ontkoppeling tussen uitstoot en productie varieert van 9 % in de categorie overige industrie tot meer dan 50 % in de chemie en de voeding. Ook de energiesector vertoont een daling van de uitstoot per geproduceerde eenheid: respectievelijk met 18 % voor elektriciteit & warmte en 12 % voor raffinageproducten. De sterkste daling (-44 %) komt van de aardgasdistributie waar o.a. de verliezen werden teruggedrongen door de vervanging van oude leidingen. De landbouwsector toont een daling voor de glastuinbouw en de akkerbouw. In de veeteelt is er vreemd genoeg een toename van de uitstoot t.o.v. de mestproductie. Ten dele is dat te verklaren door het emissiearm uitrijden van mest op akkers als maatregel ter reductie van de ammoniakemissie, die een verschuiving naar lachgasemissies teweegbrengt. Bij transport is de ontkoppeling in het algemeen eerder beperkt, maar met duidelijke verschillen tussen de vervoersmodi. Voor het personenvervoer over de weg blijft de lichte daling per voertuigkilometer al sinds 1995 aanhouden. De daling per personenkilometer is pas in 2000 ingezet. Bij het goederenvervoer over de weg stellen we een constante daling van de uitstoot per tonkilometer vast: -20 % in 2005 ten opzichte van 1995. 50 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering In de sector handel & diensten werd de uitstoot uitgezet tegen het aantal werknemers. Hier zijn de verschillen tussen de deelsectoren nog groter dan in de industrie. In de handel en de horeca is de broeikasgasintensiteit zelfs toegenomen. De oorzaak ligt vermoedelijk bij het feit dat die deelsectoren zich eerder richten op de bediening van de klanten dan op een beperking van het energiegebruik. Tabel 9: Evolutie van de broeikasgasintensiteit** per deelsector (Vlaanderen, 1995-2005) sector deelsector berekeningsbasis 1995 2000 2005 broeikasgasintensiteit index (1995 = 100) huishoudens inwoner* 100 103 103 huishouden* 100 101 98 industrie chemie eenheid productie 100 54 44 ijzer- & staalindustrie, non-ferro, 100 90 85 metaalverwerkende nijverheid voeding, dranken & tabak 100 58 47 textiel, leder & kleding 100 97 62 papier & uitgeverijen 100 78 55 overige industriële sectoren 100 102 91 energie productie van elektriciteit & kwh bruto elektriciteitsproductie 100 88 82 warmte (niet-nucleair) raffinaderijen J raffinageproduct 100 88 88 opslag, transport & distributie van m³ primair aardgasgebruik 100 65 56 aardgas landbouw veeteelt eenheid mestproductie 100 102 105 glastuinbouw* ha serres 100 79 83 akkerbouw en andere ha landbouwareaal 100 94 83 transport personenvervoer weg personenkm 100 100 95 voertuigkm 100 96 94 goederenvervoer weg tonkm 100 84 80 personenvervoer spoor*** personenkm 100.. 84 goederenvervoer spoor*** tonkm 100.. 70 binnenscheepvaart tonkm 100 94 92 handel & handel* werknemer 100 131 137 diensten hotels & restaurants* 100 263 162 kantoren & administraties* 100 107 93 onderwijs* 100 104 91 gezondheidszorg* 100 90 82 afvalverwerking 100 59 21 andere diensten* 100 89 70 * Bij jaarlijks gelijkblijvende klimatologische omstandigheden: correctie van de broeikasgasemissies naar het gemiddelde aantal graaddagen (2 088) in een jaar. Daarbij is verondersteld dat 85 % van de CO 2 -emissies in de (deel)sectoren temperatuursafhankelijk zijn. ** Berekend als de hoeveelheid broeikasgassen uitgestoten per eenheid van activiteit. Het cijfer voor 1995 werd gelijkgesteld aan 100. *** Gezien het grote aandeel van elektrische treinen t.o.v. dieseltreinen, is bij deze deelsector uitzonderlijk de emissie bij de elektriciteitsproductie pro rata mee verrekend. Bron: VITO, VMM 2.4.2 Europese vergelijking inzake broeikasgasintensiteit In Europa lag de broeikasgasintensiteit gemiddeld op 516 g/eur in 2004 (uitgedrukt in constante prijzen van 1995). Vlaanderen (en ook België) scoort met 653 g/eur een stuk slechter dan de buurlanden (figuur 18). Dit valt op zijn minst gedeeltelijk te verklaren door het feit dat Vlaanderen een groter percentage van haar BBP uit de energie-intensieve industrie (o.a. staal en petrochemie) haalt dan onze buurlanden. Deze landen vormen wel een belangrijke afzetmarkt voor de eindproducten van die Vlaamse bedrijven, terwijl ze zelf procentueel gezien meer inkomsten halen uit minder energie-intensieve industrieën. Ierland, Portugal en vooral Griekenland hebben de meest broeikasgasintensieve economieën van de EU. Eén van de redenen hiervoor is het groot aandeel koolstofrijke brandstoffen (olie, steenkool) in hun energievoorziening. In de EU-15 zijn bijna alle lidstaten er in zekere mate in geslaagd hun energieconsumptie en de broeikasgasuitstoot te ontkoppelen. Enkel in Finland is de uitstoot sterker gestegen dan de de consumptie. januari 2007 51
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 18: Broeikasgasintensiteit per lidstaat (EU-15, 2004) Griekenland 1.080 Portugal 773 Ierland Spanje Vlaanderen Italië Finland VK België Nederland Luxemburg EU-15 Duitsland Denemarken Oostenrijk Frankrijk 684 679 653 596 591 588 562 538 528 516 464 410 408 383 Zw eden 286 0 200 400 600 800 1.000 1.200 broeikasgasintensiteit (g/euro) In constante prijzen van 1995 Bron: EEA, 2006; VMM. Per inwoner loosde Vlaanderen gemiddeld 15,0 ton CO 2 -eq broeikasgassen in 2004. Dit getal ligt ruim boven het EU-gemiddelde (11,0 ton CO 2 -eq in 2004). Ook België in zijn geheel scoort met 14,2 ton/inwoner slechter dan het EU-gemiddelde van 11,0 ton/inwoner. Tabel 7 en figuur 19 tonen ons dat de zuiderse lidstaten over het algemeen minder broeikasgassen uitstoten per inwoner dan het koudere noorden. Uitzonderingen zijn Griekenland, dat voor zijn elektriciteitsopwekking nog veel steenkool gebruikt en Zweden, dat over veel waterkracht beschikt. 52 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 19: De broeikasgasuitstoot per inwoner (EU-15, 2004) Luxemburg Ierland Finland Vlaanderen België Nederland Denemarken Griekenland Duitsland Oostenrijk Verenigd Koninkrijk EU-15 Spanje Italië Frankrijk Zw eden Portugal 17,0 15,6 15,0 14,2 13,4 12,6 12,5 12,3 11,2 11,0 11,0 10,1 10,1 9,4 7,8 8,1 28,1 0 5 10 15 20 25 30 ton CO 2 -eq/inw oner Bron: EEA, 2006; VMM. Onderstaande wereldkaart toont duidelijk de hoge energie-intensiteit van België. Figuur 20: Bruto energiegebruik per capita en per regio (2004) januari 2007 53
Klimaatverandering Achtergronddocument Bron: BP Statistical review of World energy (2006) 2.5 Opname ('sink') en emissie ('source') van de broeikasgassen CO 2, N 2 O en CH 4 t.g.v. landgebruik P 2.5.1 Koolstoffixatie Broeikasgassen kunnen ook opgenomen worden uit de atmosfeer. In dit geval spreekt men van putten of sinks. Vegetatie neemt CO 2 op uit de atmosfeer en slaat koolstof op bij de opbouw van plantencellen. Voornamelijk houtige biomassa vormt op deze wijze een koolstofreservoir. Ook de bodem kan fungeren als koolstofreservoir. Hierna zullen de koolstofbronnen en - sinks in Vlaamse bossen, akkers en graslanden worden besproken. Aangezien de vastlegging van koolstof gepaard kan gaan met verhoogde uitstoot van N 2 O (bv. via de introductie van niet kerende bodembewerking 8 ), zal tevens aandacht worden besteed aan de bodem gerelateerd fluxen van niet CO 2 -broeikasgassen. Om de vergelijking tussen de verschillende gassen mogelijk te maken, worden de resultaten uitgedrukt in CO 2 -equivalenten. (Her)bebossingsprogramma s kunnen bijkomend CO 2 uit de atmosfeer halen en vastleggen in biomassa en vervolgens ook in de bodem. Dit alternatief heeft evenwel beperkingen in tijd en ruimte. Voldoende oppervlakte moet beschikbaar zijn en na verloop van tijd bereikt een bos een ontwikkelingsstadium waarbij de uitwisseling van koolstof met de atmosfeer in evenwicht is. Wanneer de bomen gekapt worden, geeft het ontgonnen hout bij verbranding en de verstoorde bodem door respiratie, weer aanleiding tot emissies van CO 2 en andere broeikasgassen. Voor België werd de hoeveelheid koolstof die per m² en per jaar netto opgenomen wordt berekend door middel van satellietbeelden. Figuur 21 toont hiervan het resultaat. De gebieden in Vlaanderen met de hoogste waarden stemmen overwegend overeen met beboste arealen. De grote steden (Antwerpen, Gent) en ook de kustzone vertonen de laagste koolstoffixatiegraad. Ook landbouwgebieden (Haspengouw, Leemstreek) tonen een lagere fixatiegraad t.o.v. bosarealen. Figuur 21: Netto koolstoffixatie (exclusief de bodemflux) door de vegetatie (Vlaanderen, 1997) Bron: Vito, 1997. Door een gericht (bodem)beheer zouden de Vlaamse bossen, akkers en graslanden als C- put kunnen fungeren, en op die manier bijdragen aan de realisatie van de Kyoto-doelstelling. De actuele koolstofdichtheid in de bovengrondse en ondergrondse levende biomassa van de 8 Het betreft hier een type bodembeheer waarbij de bodembewerking beperkt of geheel afwezig is. Hierdoor wordt de bodem minder verstoord en wordt de C mineralistie vertraagt en wordt dus C opbouwd. Echter, verhoogde C-opbouw met o.a. verhoogde vochtgehaltes kunnen leiden tot meer N 2 O-verliezen via denitrificatie. 54 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Belgische bossen is berekend uit de regionale bosinventarissen (Vlaanderen en Wallonië) en bedraagt 98 ton C/ha of 61 Mt C (Vande Walle et al. in press). 'Business as usual scenario's' (BAU) van het EFOBEL-model voorspellen voor de periode 2008-2012 een jaarlijkse CO 2 - opname (sink) in de Belgische bossen van 2 722 kton CO 2 -eq/j, toe te schrijven aan biomassa-aanwas. Vlaanderen neemt hiervan 568 kton CO 2 -eq/j voor zijn rekening (Laitat et al. 2004; Eindrapport CASTEC 2005, in voorbereiding). Tijdens de periode 1990-2000 nam het beboste areaal in Vlaanderen echter af van 152 488 ha in 1990 tot 146 381 ha in 2000 (Tabel 9). De sterkste afnames deden zich voor in de provincies Antwerpen en Limburg, terwijl in West-Vlaanderen het bosoppervlak licht steeg (Bos en Groen, 2004). Het totale verlies aan C door ontbossing tijdens de periode 1990-2000 wordt op basis van de oppervlakte verandering, houtoogst en aanwas geschat op 1 620 kton CO 2 -eq (eindrapport CASTEC 2005). De koolstofdichtheid in de Vlaamse bossen is echter gestegen van 9 Mt C of 71 ton C perha in 1990 naar 12,6 Mt C of 87,5 ton per ha in 2000 (VanCamp et al. 2004). Dit houdt in dat de afname door ontbossing wordt gecompenseerd door een toename in biomassa van 1 251 kton CO 2 -eq per jaar (eindrapport CASTEC 2005). Verder nam de koolstofhoeveelheid in de bovenste 30 cm van de bosbodem toe van 62 ton C per ha tot 79 ton C per ha in 2000 (Lettens et al. 2005). Aangezien deze toename in biomassa en bodemkoolstof niet wordt gecompenseerd door de afname van het areaal en de verwijdering van hout door boskap, vormden de Vlaamse bossen een bescheiden koolstofput in alle jaren van de periode 1990-2004: van 1 588 kton CO 2 in 1990 naar 1 256 kton CO 2 in 2004 (Figuur 22). januari 2007 55
Klimaatverandering Achtergronddocument Tabel 9: Verandering in het bosareaal (Vlaanderen, 1990-2000) provincie bosoppervlakte 1990 (ha) bosoppervlakte 2000 (ha) verschil (ha) Antwerpen 49 339 46 533-2 806 Limburg 52 153 50 088-2 065 Oost-Vlaanderen 17 662 19 969-693 West-Vlaanderen 7 223 7 322 +98 Vlaams Brabant 26 110 25 468-642 Vlaanderen 152 488 146 381-6 107 Figuur 22: CO 2 -fluxen uit bodems van graslanden en akkerlanden en uit bosecosystemen (Vlaanderen, 1990-2005) Negatieve fluxen wijzen op een koolstofput Bron: AMINAL Bos & Groen, 2004. De koolstofvoorraad in de bodem is berekend uit C-metingen voor bemestingsadviezen uitgevoerd door de Bodemkundige Dienst van België voor akkers en graslanden tussen 1990 en 2000 en 290 individuele punten in bossen. Gemiddelde koolstofwaarden voor de bovengrond van akkers en graslanden en hun standaardafwijkingen per gemeente en landbouwstreek vormen de basis van deze berekeningen. De resultaten zijn eerst omgerekend tot koolstofdichtheid per hectare voor een diepte van 30 cm. Vervolgens zijn de gemiddelde koolstofdichtheden per gemeente en de individuele metingen in de bossen uitgedrukt per bodemassociatie of bodemtype. De studies van Sleutel et al. (2003), Lettens et al. (2005) en Mestdagh et al. (2005) zijn onafhankelijk van elkaar uitgevoerd en de resultaten zullen worden vergeleken. De koolstofdichtheid in 2000 is sterk afhankelijk van het bodemgebruik en varieert van 52 ton C/ha in de bovenste 30 cm van Vlaamse akkerlanden tot 79 ton C/ha in bossen en 86 ton C/ha in graslanden (Lettens et al., 2005). Verder kan een verschil tussen de landbouwstreken worden waargenomen, waarbij de Kempen worden gekenmerkt door hoge koolstofvoorraden terwijl de zandleemstreek en de leemstreek lage waarden vertonen. De fluxen vanuit of naar de bodem van akkerlanden en graslanden zijn geschat door de 56 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering verandering in koolstofdichtheid tussen 1990 en 2000 te vermenigvuldigen met de oppervlakte akkerland en grasland voor elk jaar in de periode 1990-2004 zoals opgegeven door het Nationaal Instituut voor de Statistiek. Er is geen rekening gehouden met een migratie van opgeloste C naar diepere lagen. De schattingen van de koolstofdichtheidsveranderingen met de verschillende benaderingswijzen liggen dicht bij elkaar. Sleutel et al. (2003) geven een afname in koolstofdichtheid voor akkerlanden tussen 1990 en 2000 van 0,48 ton C/ha/jaar. Dit komt goed overeen met een vergelijkbare waarde van Lettens et al. (2005) van 0,40 ton C/ha/jaar. Dit levert een emissie van 613 à 700 kton CO 2 per jaar uit Vlaamse akkerlanden op (figuur 22). Deze emissie vertoont geen systematische trend tussen 1990 en 2004. Graslanden in Vlaanderen blijken tussen de 0.70 ton C per ha en per jaar (Lettens et al. 2005) en 0.92 ton C per ha en per jaar (Mestdagh et al., 2005) te verliezen. Door de afname van het graslandareaal neemt de emissie uit Vlaamse graslanden af van 635 kton CO 2 in 1990 tot 516 kton CO 2 in 2005. Verder onderzoek naar de ruimtelijke verspreiding van deze koolstofbronnen en de mogelijke oorzaken wordt op het moment uitgevoerd door twee projecten van de Federale Programmatorische Overheidsdienst Wetenschapsbeleid, namelijk CASTEC en METAGE. Meerdere Vlaamse beleidsplannen (Ruimtelijk Structuurplan Vlaanderen, Milieubeleidsplan, Plattelandsontwikkelingsplan...) en -intenties voorzien maatregelen die beogen om de fixatie van koolstof in de bodem en biomassa te bevorderen. Deze maatregelen dragen ook bij tot vervanging van fossiele brandstoffen. Een eerste benadering van het effect van deze maatregelen wordt verkregen door de bestemde oppervlakten te vermenigvuldigen met de koolstofixatie/substitutie verkregen uit de literatuur (Dendoncker et al. 2004). Hierbij wordt rekening gehouden met een opname van koolstofputten voor een maximum van ongeveer 20 jaar, waarna deze putten verzadigd zijn. De volgende koolstofvastleggingswaarden zijn gebruikt uit de literatuur: aanleg van bos: 0,61 ton C per ha en per jaar vastlegging in de bodem en 2,8 ton C per ha en per jaar in de biomassa (Smith et al., 2000); aanleg van biomassaplantages: 0,61 ton C per ha en per jaar vastlegging in de bodem en 4,2 ton C per ha en per jaar in de biomassa inclusief vervanging van fossiele brandstof (Smith et al., 2000); Directe inzaai en niet kerende bodembewerking: 0,57 ton C per ha en per jaar (West en Post, 2002); Omzetten van akkerland in grasland: 0,50 ton C per ha en per jaar (Guo en Gifford, 2002). De beleidsvoornemens omvatten de aanleg van 13 665 ha bos (put ongeveer gelijk aan 170 kton CO 2 per jaar) en 10 000 ha biomassaplantage (put ongeveer gelijk aan 176 kton CO 2 per jaarj), de toepassing van niet-kerende bodembewerking of directe inzaai op 220 ha (put ongeveer gelijk aan 0,46 kton CO 2 per jaar) en de aanleg van grasgangen op 120 ha (put ongeveer gelijk aan 0,22 kton CO 2 per jaar) ter bestrijding van bodemerosie. Daarmee zou het geplande milieubeleid kunnen leiden tot een jaarlijkse put van circa 347 kton CO 2 (Dendoncker et al., 2004). 2.5.2 Terrestrische fluxen van N 2 O en CH 4 Landbouw, en de landbouwbodem in het bijzonder, is ook een belangrijke bron van N 2 O, een broeikasgas dat 310 maal krachtiger (GWP 100 -N 2 O =310) is dan CO 2. Voor Vlaanderen werd de N 2 O-emissie tussen 1990 en 2003 berekend op basis van de IPCC-methodologie (1996 IPCC revised Guidelines), gebruikmakende van een standaard emissiefactor van 1,25 % voor de directe N 2 O-emissies uit landbouwgronden en regiospecifieke activiteitsdata. Figuur 23 toont de evolutie in totale N 2 O-emissies voor de landbouw in Vlaanderen tussen 1990 en 2005. Vanaf 2000 treedt een duidelijke daling op van de N 2 O-emissie uit de landbouw. Deze dalende trend lijkt zich nu voor het derde opeenvolgende jaar te stabiliseren rond 8 kton N 2 O (2 500 kton CO 2 -eq). In 2005 komen deze emissies uit op 2 543 kton CO 2 -eq. De bodemgerelateerde N 2 O-emissie (N 2 O-direct) bedroeg in 2005, 1 575 kton CO 2 -eq. De rest betreft emissies t.g.v. mestopslag in en rond de stallen (441 kton CO 2 -eq) en indirecte januari 2007 57
Klimaatverandering Achtergronddocument emissies ten gevolge van N-verliezen in de bodem (411 kton CO 2 -eq). Bossen, tuinen en parken bedroegen droegen in 2005 bij voor 225 kton CO 2 -eq. Figuur 23. Evolutie van de N 2 O-emissies door de landbouwsector (Vlaanderen, 1990-2005) 10,00 kton N2O 9,00 8,00 7,00 * emissies voor 2005 zijn nog onzeker Bron: VMM. 9,65 9,55 9,57 9,40 9,42 9,48 9,49 9,38 9,22 9,23 9,13 8,87 8,58 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 *7.98 7.87 *7.85 2004 2005 In figuur 24 wordt de totale N 2 O-uitstoot door de landbouw voorgesteld per gemeente voor 1990. Hieruit blijkt dat de emissies variëren van 4,4 tot 21,4 kg N 2 O-N per ha en per jaar. Het is duidelijk dat de N 2 O-emissie het hoogst is in de Kempen en de Vlaamse Zand- en Zandleemstreek. Boeckx et al. (2001) vonden, voor een gemiddeld landbouwbedrijf per agropedologische zone, een N 2 O-emissie die varieerde van 6 tot 14 kg N 2 O-N per ha en per jaar. 58 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 24: N 2 O-emissie uit de landbouw per gemeente (Vlaanderen, 1990) Bron: METAGE eindrapport 2005 Recent werd door Beheydt et al. (2006) een proces-georiënteerde modelering (DNDC-versie 8.3P) van de N 2 O-emissies uit Vlaamse akkerlanden en tijdelijke graslanden uitgevoerd. Hieruit bleek de N 2 O-emissie te variëren van 6,7 to 56,1 kg N 2 O-N per ha en per jaar. In figuur 24 wordt een range van 4,4 21,4 kg N 2 O-N per ha en per jaar bekomen. Een gemiddelde directe emissie van 18,9 kg N 2 O-N per ha per jaar werd bekomen voor Vlaamse akkerlanden en tijdelijke graslanden. Deze waarde ligt weliswaar boven de range begroot door Boeckx et al. (2001), maar geeft ook aan dat de hoge emissies (tot 56 kg N per ha en per jaar) niet overheersend zijn. Ter vergelijking wordt voor 1990 in figuur 25 de ruimtelijke spreiding van de directe N 2 O-emissie getoond zoals deze werd gemodelleerd met het DNDCmodel. Het is duidelijk dat via de twee benaderingen dezelfde ruimtelijke patronen werden teruggevonden. januari 2007 59
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 25: Totale directe N 2 O-emissie per gemeente uit akkers en tijdelijke graslanden (Vlaanderen, 1990) Kaart is het resultaat van modellering met behulp van DNDC 8.3P. Bron: UGent De bodem kan ook een (beperkte) sink zijn voor CH 4. Op basis van de meest recente gegevens m.b.t. arealen landbouw (akkerland incl. tijdelijke weiden, tuinbouw, boomgaarden...), grasland en bos enerzijds en de methaanoxidatiecapaciteit voor deze landgebruikklassen samengevat in Boeckx & Van Cleemput (2001) anderzijds, kunnen we afleiden dat de bodem in Vlaanderen voor CH 4 een beperkte put is. En dit geldt zowel voor akkerland (-12,7 kton CO 2 -eq/jaar) en grasland (-7,9 kton CO 2 -eq/jaar) als voor bos (-10,8 kton CO 2 -eq/jaar). 2.5.3 Invloed van terristrische ecosystemen op de broeikasgasbalans voor Vlaanderen Artikels 3.3 en 3.4 in het Kyotoprotocol laten toe dat koolstoffixatie in terrestrische ecosystemen kan aangewend worden ter vermindering van de globale broeikasgasuitstoot. Enkel activiteiten beperkt tot bebossing en herbebossing kunnen worden meegerekend via artikel 3.3. Koolstoffixatie als gevolg van veranderingen in het beheer van bossen valt onder het artikel 3.4. Dit is echter wel gebonden aan een maximum van 0,03 Mton C per jaar voor België. Koolstofvastlegging via zogenaamde 'additionele menselijke activiteiten' m.b.t. landgebruik of -beheer van landbouwbodems en re-vegetatie (artikel 3.4) kan volledig in rekening gebracht worden. De eventuele koolstoffixatie dient te worden berekend volgens het zogenaamde netto-netto systeem. Dit wil zeggen dat de fluxen in 1990 met de fluxen in de eerste verbintenisperiode (2008-2012) worden vergeleken. Voor de koolstof in de bodem wordt ervan uitgegaan dat veranderingen in beheer of landgebruik tot een nieuw evenwicht van het koolstofgehalte leiden in 20 jaar. Voor energieteelten wordt aangenomen dat verbranding van biomassa geen netto emissie van CO 2 tot gevolg heeft en wordt daarom de hoeveelheid CO 2 uit fossiele brandstof berekend die bespaard wordt door het gebruik van biomassa. In de Europese broeikasgasinventaris van 2003 (European Environment Agency, 2003) worden in de sector Land Use Change and Forestry (LUCF, sector 5) alleen veranderingen in koolstofvoorraad van bossen tussen 1990 en 2000 vermeld. De veranderingen in koolstofvoorraad van akkers en graslanden zijn mogelijk belangrijker, maar als gevolg van grote onzekerheden nog moeilijk met stelligheid te begroten. Het gebruik van CO 2 -eq laat toe een balans op te maken van de bronnen en de putten m.b.t. broeikasgassen uit Vlaamse terrestrische ecosystemen. Hierbij wordt geen rekening gehouden met CH 4 -emissies uit de veestapel en N 2 O-emissies tijdens de opslag van mest en indirecte N 2 O-emissies. Uit tabel 10 blijkt dat de netto broeikasgasemissie uit terrestrische ecosystemen in 2005 voor het eerst onder de waarde van 1990 is gedoken (1 882 kton CO 2-60 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering eq in 1990 en 1 861 kton CO 2 in 2005). Deze emissie komt overeen met twee 9 procent van de totale Vlaamse broeikasgasemissies in het referentiejaar. De mogelijke put van 302 kton CO 2 -eq per jaar (zie hierboven) als gevolg van milieubeleidsmaatregelen zal aan het emissietotaal voor Vlaanderen weinig veranderen. Tabel 10: Balans van de gemiddelde jaarlijkse broeikasgasemissies uit terrestrische ecosystemen (Vlaanderen, 1990 en 2005) Bron 1990 2005 kton CO 2 -eq Landbouw - verandering bodemkoolstof akkers 613 703 - verandering bodemkoolstof grasland 635 516 - N 2 O direct 1886 1575 - CH 4-21 -21 Natuur en tuinen bos aanwas, CH 4 emissies,... -1231-912 totale balans 1882 1861 Bron: VMM 2.6 Evaluatie en maatregelen 2.6.1 Kyoto-protocol: kader voor maatregelen Om het Kyoto-protocol afgesloten in het kader van het Raamverdrag van de VN inzake Klimaatverandering in de praktijk te kunnen brengen, dienden nog een groot aantal van zijn bepalingen verder te worden uitgewerkt. De besprekingen m.b.t. tot modaliteiten voor de uitvoering van de Kyoto-afspraken gebeuren in het kader van de Conferentie van de Partijen van het Klimaatverdrag (Conference of the Parties of COP). Over het grootste deel van deze modaliteiten werd na jaren van moeilijke onderhandelingen een politiek akkoord bereikt tijdens de hernomen 6 de zitting van de Conferentie van de Partijen in juli 2001 te Bonn (COP 6-bis). Dit politieke akkoord werd tijdens de 7 de Conferentie van de Partijen (oktobernovember 2001 in Marrakesh) vertaald in definitieve besluiten. Tijdens COP 8 te New Delhi (oktober-november 2002) werden de nodige bepalingen uitgewerkt om CDM (zie verder) operationeel te maken. Daarnaast werden ook de rapporteringsprocedures verder verfijnd. Volgens het Protocol van Kyoto moeten in 2005 onderhandelingen starten over een nieuw klimaatregime voor de periode na 2012. Wil het volgende klimaatregime een afdoend antwoord bieden op de opwarming van de aarde, zullen ook de meest ontwikkelde ontwikkelingslanden hun uitstoot moeten verminderen. Deze landen staan hier totnogtoe weigerachtig tegenover. De komende COP/MOPs (conference of the parties serving as meeting of the parties) zullen hier oplossingen voor moeten bieden. Eind 2005 vond in Montreal COP 11 plaats. Gelijktijdig hiermee was er de eerste Conference of the Parties serving as the Meeting of the Parties (COP/MOP). Deze COP/MOP kon voor de eerste keer plaatsvinden dankzij de inwerkingtreding van het Protocol op 16 februari 2005. Op COP/MOP I werden een aantal uitvoeringsbesluiten van het Protocol van Kyoto formeel goedgekeurd. Er werd ook een aanzet gemaakt voor besprekingen inzake een toekomstig internationaal klimaatbeleid (zie lager). 2.6.1.1 Flexibiliteitsmechanismen De reductiekosten per kton CO 2 -eq zijn niet voor alle (industrie-)landen gelijk: bv. landen met een sterk verouderde industrie kunnen tegen een eerder beperkte kostprijs de energieefficiëntie van hun industrie opdrijven en daardoor broeikasgasemissies uitsparen, in 9 De koolstoffluxen uit terrestrische ecosytemen, die in tegenstelling tot de fluxen van N 2 O en CH 4 niet mee vervat zaten in de eerder in 3.1 genoemde totalen voor Vlaanderen bij figuren 1 en 2, werden eerst bij de totale Vlaamse broeikasgasuitstoot geteld alvorens dit percentage te bepalen. januari 2007 61
Klimaatverandering Achtergronddocument tegenstelling tot landen waar de industrie reeds in 1990 beschikte over energie-efficiënte installaties. Bij de verdeling van de lasten (of toewijzing van een doelstelling per land) in het Kyoto-protocol, werd slechts gedeeltelijk met deze verschillen rekening gehouden. Om een gedifferentieerd emissiereductiebeleid mogelijk te maken en daardoor de emissiereductiekosten te beperken, werden een aantal flexibiliteitsmechanismen in het protocol opgenomen: gezamenlijke uitvoering (JI of Joint Implementation ): geïndustrialiseerde landen (dit zijn de landen die een emissiereductie die een emissiereductiedoelstelling in het Protocol van Kyoto aanvaard hebben) investeren in projecten die de netto-emissies in andere geïndustrialiseerde landen verlagen en mogen in ruil daarvoor (een deel van) de bekomen emissiereductie op eigen rekening schrijven. De aldus verkregen EmissieReductie Eenheden of ERU's worden in mindering gebracht van het emissieplafond van het land waar het project wordt uitgevoerd en toegevoegd aan het emissieplafond van het andere land. ERU's kunnen pas uitgegeven/verrekend worden vanaf 1.1.2008, maar projecten opgestart vanaf 2000 die voldoen aan de JI-vereisten laten toe nu al ERU's op te sparen; mechanisme voor schone ontwikkeling (CDM of Clean Development Mechanism ): zelfde principe als JI, maar het ontvangend land is hier een niet-industrieland (heeft geen eigen reductiedoelstelling). Het grote verschil met JI-projecten is dat investeringen in ontwikkelingslanden resulteren in een netto instroom van gecertifieerde emissiekredieten (CER's). Die CER's kunnen verleend worden vanaf 2000 en kunnen door het donorland gebruikt worden om zijn nationale Kyotodoelstellingen te bereiken vanaf het jaar 2005; internationale emissiehandel (IET of International Emissions Trading ): elk industrieland krijgt emissierechten ter waarde van zijn Kyoto-emissieplafond. Deze rechten mogen ze internationaal verhandelen. Enkel Annex-I landen met een emissiereductiedoelstelling en die het Kyoto-protocol aanvaard hebben, kunnen deelnemen aan de emissiehandel. Die handel omvat zowel emissierechten (AAU's), verwijderingseenheden (RMU's), ERU's en CER's. Dit instrument zorgt ervoor dat de inspanningen op een kostenefficiënte manier worden verdeeld. Landen die op een goedkope manier meer reducties kunnen realiseren dan wat hen is opgelegd, zullen dat ook werkelijk doen omdat ze hun overtollige emissierechten kunnen verhandelen aan een prijs hoger dan hun reductiekost. Het globale resultaat is hetzelfde, terwijl de totale reductiekosten lager uitvallen. Het protocol bepaalde dat de mechanismen supplementair zijn aan reducties in eigen land. Tijdens de onderhandeling over de praktische uitvoering van het protocol, kon geen concrete invulling gegeven worden aan deze supplementariteit. Niettemin zijn er goede redenen waarom dit begrip werd opgenomen in het protocol. Maatregelen om de uitstoot van CO 2 te verminderen zorgen ook voor een daling van de emissies van bv. SO 2, VOS, fijn stof en dioxines op lokaal niveau. Door te investeren in buitenlandse emissiereductieprojecten of door emissierechten te kopen op de internationale markt, kan een land misschien wel zijn Kyoto-doelstellingen halen, maar zal het die secundaire baten niet realiseren. Figuur 26 geeft een aantal gunstige neveneffecten aan tussen verschillende milieumaatregelen. De effecten van een CO 2 -emissiereductiebeleid op andere polluenten zijn aangegeven in het blauw. Een beleid dat de uitstoot van CO 2 met 15 % doet verminderen, geeft eveneens een reductie van de uitstoot van SO 2, NOx, fijn stof (PM 10 ), zware metalen, PAK s en dioxines. De purperen balkjes geven de (neven)effecten van een beleid tegen verzuring en troposferisch ozon. De gele balkjes tonen aan dat een reductiebeleid voor fijn stof ook een verminderde uitstoot van zware metalen met zich brengt. Het gebruik van ERU's en CER's door bedrijven wordt vanaf 2008 beperkt tot een hoeveelheid die de lidstaten in hun Toewijzingsplan 2008-2012 zullen moeten vastleggen. 62 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 26: Cumulatieve effecten milieubeleid (EU-15) Reduction 2010 compared to BL-2010 60% 50% 40% 30% 20% 10% PM10 Acidification & Trop O3 Climate change 0% Bron: RIVM (2001) CO2 SO2 NOx VOC P Index PM10 HMs PAHs Diox/Fur De mogelijke inzet van flexibiliteitsmechanismen stuit ook op heel wat kritiek. Ten eerste ziet men niet in hoe de grote emissiereducties die na Kyoto (2012) zullen nodig zijn, kunnen gerealiseerd worden als de geïndustrialiseerde landen zelf niet rationeler leren omgaan met energie. Ten tweede is er kritiek op emissiehandel met industrielanden in een economische recessie, wat soms als de 'aankoop van gebakken lucht' wordt bestempeld. Ook sommige Clean Development projecten worden bekritiseerd, bv. de aanleg van grote stuwdammen of de aanleg van eucalyptusplantages, omdat deze grote schade aan natuur en milieu zouden veroorzaken. Ten derde is er een wetenschappelijke consensus dat er aanzienlijke onontgonnen reserves van rendabele energiebesparing bestaan in de industrielanden, ook in de technologisch meest geavanceerde economieën ter wereld (Barker, 2001). Door deze aan te boren wordt de aanpak van de klimaatverandering, zeker in een eerste fase, een winst in plaats van een kost voor de eigen economie. Niettegenstaande de hierboven aangehaalde bezwaren, zijn de CDM- en JI-transacties aan een steile opmars bezig. Nederland heeft de voorbije jaren reeds 5 aanbestedingen voor JI en 1 aanbesteding voor CDM gelanceerd. Dit moet de Nederlandse overheid ERU s en CER s voor respectievelijk 11,4 Mton en 2,4 Mton CO 2 -equivalenten opleveren, dus samen goed voor 13,8 Mton CO 2 -eq. Deze contracten omvatten een bedrag van 70 miljoen euro. JI neemt met een prijs van 5,30 EUR/ton het grootste deel van het budget voor zijn rekening. De CER s van de CDM-projecten zijn iets goedkoper, nl. 3,80 EUR/ton. In 2005 hebben ook de Vlaamse en Belgische overheden elk één oproep gelanceerd. Deze betreft zowel JI als CDM. De budgetten voor deze eerste tenders zijn erg beperkt. Er zal snel een groter budget moeten komen, om op deze manier aan onze Kyotoverplichtingen te voldoen. Anders blijft enkel de optie van de emissierechtenhandel in AAU s over. Volgens een recent rapport van het Europees Milieuagentschap (EEA, 2005c) zouden de lidstaten van de EU-15 elk jaar van de eerste verbintenisperiode (2008-2012) 106,8 Mton emissiekredieten aankopen via flexibele mechanismen. Dit komt neer op meer dan 30 % van de totaal te realiseren emissiereductie, of 2,5 procentpunt van de beoogde 8 %. Duitsland, Zweden en het VK geven aan geen gebruik te zullen maken van deze mechanismen. 2.6.1.2 Koolstofputten januari 2007 63
Klimaatverandering Achtergronddocument Groene planten nemen via fotosynthese CO 2 op uit de atmosfeer. Ze worden in het klimaatdebat aangeduid met de term koolstofputten ( sinks ). Via bebossing kan een betekenisvolle hoeveelheid CO 2 uit de atmosfeer verwijderd worden. Hierdoor kunnen sommige landen een substantieel deel van hun Kyoto-verplichtingen nakomen. Maar koolstofputten alleen volstaan niet om de atmosferische concentratie van CO 2 op lange termijn te stabiliseren. De vastlegging van koolstof in vegetatie is slechts tijdelijk: bij het afsterven van plantaardig materiaal komt deze koolstof opnieuw vrij in de atmosfeer als CO 2. Ook bosbranden en kappingen dienen als emissiebron in rekening gebracht te worden. Sinks kunnen dus enkel een tijdwinst opleveren om andere methodes te ontwikkelen en te implementeren. Daarom werd het verrekenen van sinks in de jaarlijks op te stellen emissieinventaris per land onderworpen aan quota. Op COP 6-bis in Bonn werd beslist dat een ruime verzameling activiteiten sinkkredieten kan opleveren, waaronder bosbeheer, beheer van landbouwland en herbeplanting. Voor sinks uit bosbeheer werden echter kwantitatieve beperkingen opgelegd. Elk annex-i land kreeg voor bosbeheer een specifiek plafond (cap) opgelegd dat ongeveer overeenkomt met 3 % van de emissies uit het referentiejaar 1990. België mag jaarlijks maximaal slechts 110 kton CO 2 -eq (0,03 Mton C) in rekening brengen voor aktief bosbeheer in eigen land. Voor de andere koolstofputten is er geen plafond gedefinieerd, maar worden de kredieten bepaald door te vergelijken met de toestand in 1990. Op COP 7 in Marrakesh werd ook een plafond bepaald voor de sinks van bosbeheerprojecten in andere landen via CDM. Deze sinks worden voor de eerste verbintenisperiode beperkt tot vijf keer 1 % (dus voor elk jaar van de periode 2008-2012 1 %) van de totale broeikasgasemissies uit het basisjaar 1990. In september 2004 heeft de Europese Raad een amendement op de Richtlijn verhandelbare emissierechten aangenomen, dat de mogelijkheid voorziet om kredieten uit Joint Implementation - en Clean Development Mechanism -projecten in het Europese emissiehandelssysteem te brengen. Dit voorstel sluit het inbrengen (op bedrijfsniveau) van kredieten uit sink-projecten echter uit. 2.6.1.3 Nalevingsmechanisme Het Protocol van Kyoto voorziet in de instelling van een internationaal mechanisme voor de handhaving van de erin opgenomen verplichtingen. Zowel de aard van dit mechanisme (wettelijk bindend karakter), als de aard en het gewicht van de sancties die erdoor kunnen opgelegd worden, gaven aanleiding tot zware tegenstellingen tijdens de onderhandelingen over de operationalisering van het protocol. In Bonn was een akkoord bereikt over de gevolgen bij niet-naleving van het Kyoto-Potocol, maar niet over het juridisch afdwingbare karakter ervan. Het akkoord houdt o.a. het volgende in: bij niet naleving zal het overschot aan emissies, vermenigvuldigd met 1,3, afgetrokken worden van de toegewezen emissierechten voor de volgende verbintenisperiode (vanaf 2013). Bovendien wordt aan de betrokken partij de mogelijkheid ontzegd om aan emissiehandel te doen. In Marrakesh werd beslist de formele beslissing over deze regeling uit te stellen totdat het Protocol in werking zou treden. Op COP/MOP 1 werd hierover verder gediscussieerd en werd eindelijk een Compliance Committee, een soort interne rechtbank binnen het Protocol, opgericht. 2.6.2 Acties na de eerste verbintenisperiode 2.6.2.1 De Europese voortrekkersrol Wil men de bestaande dynamiek in het internationaal klimaatbeleid volhouden, dan moet er dringend werk gemaakt worden van afspraken voor de periode na 2012. De Europese Unie heeft in het verleden vaak een voortrekkersrol gespeeld in het klimaatbeleid door haar visie op het post-kyoto tijdperk voor te stellen en te verdedigen bij de internationale gemeenschap (de Partijen van het Klimaatverdrag). Een kwantitatief engagement in termen van een procentuele vermindering van de uitstoot in de EU kwam er in 2006 nog niet. Er was enkel de vage doelstelling van -15 tot -30 % tegen 2020, die in maart 2005 door de regeringsleiders werd aangenomen. Als voorstel naar de Europese Lentetop van 2007 toe schuift de 64 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Europese Commisie in haar geïntegreerde energie- en klimaatstrategie van 10 januari 2007 nu een eenzijdige verbintenis tot -20 % in 2020 naar voor, te verhogen tot -30 % wanneer ook andere industrielanden zich tot bijkomende emissiereducties engageren voor de post-kyoto periode. De EU erkent dat de ontwikkelde landen het grootste deel van de historische uitstoot op hun rekening hebben, en als eersten hun uitstoot moeten terugdringen. Om de atmosferische concentratie van broeikasgassen te stabiliseren op een niveau dat grote gevaren voorkomt, is evenwel actie vereist door àlle landen. De concrete wegen naar een post-kyoto strategie die momenteel bewandeld worden in de internationale organen zijn op te splitsen in twee groepen: COP/MOP 1: Volgens artikel 3.9 van het Protocol van Kyoto moeten de gesprekken over de herziening van annex-b zeven jaar voor het einde van de eerste verbintenisperiode starten. Aangezien dit een aangelegenheid is voor de partijen van het Protocol, gebeurt dit binnen de MOP. Op COP/MOP 1 beslisten de Partijen om een Open-ended Ad hoc Working Group op te richten met als doelstelling te spreken over nieuwe doelstellingen voor Annex I landen die dan opgenomen zullen worden in een amendement van Annex B van het Kyoto Protocol. De nieuwe doelstellingen moeten zo snel mogelijk bepaald worden om de continuïteit tussen de eerste en de volgende verbintenisperiode te garanderen. De werkgroep kwam voor het eerst samen in mei 2006 in Berlijn. De bijeenkomst toonde een scherp contrast tussen de visies van de annex I en de niet-annex I landen. De eerste groep wil de discussie rond artikel 3.9 plaatsen in de bredere context van de doelstellingen van het Klimaatverdrag. De ontwikkelingslanden interpreteren 3.9 enger, namelijk enkel als aanpassing van de reductiedoelstellingen in annex-b; COP 11: Aangezien de annex-b landen er nooit alleen in kunnen slagen de mondiale uitstoot van broeikasgassen in voldoende mate te verminderen, zijn beslissingen op het niveau van het Klimaatverdrag noodzakelijk. De opdeling annex-i versus non annex-i staat in het verdrag. Hierin zullen in de toekomst veranderingen moeten aangebracht worden. Bovendien staat het belangrijkste annex-i land, de VS, niet in annex-b. Ze kunnen dus enkel via het klimaatverdrag benaderd worden. Om dergelijke politiek gevoelige besprekingen te faciliteren, is op COP 11 beslist een forum op te richten, genaamd de convention track of dialoog binnen de conventie, waarbinnen de post-2012 problematiek zal besproken worden. Op een eerste workshop in Berlijn (mei 2006) kwam ook hier een duidelijk onderscheid tussen beide groepen landen tot uiting. De Annex I landen (uitgezonderd de VS en Australië) willen de dialoog onder de conventie aangrijpen om te spreken over de langetermijndoelstelling en over het feit dat meer partijen effectieve emissiebeperkende maatregelen moeten nemen. Niet-Annex I landen, grotendeels vertegenwoordigd door de G77/China, zien deze dialoog echter als een middel om de Annex I landen aan te sporen verder werk te maken van hun verplichtingen onder het Raamverdrag (zowel op het vlak van emissiereducties als op het vlak van financiële ondersteuning en technologieoverdracht naar niet-annex I landen. Op COP 11 werd ook informeel overlegd over de herziening van het Protocol van Kyoto, zoals bepaald in artikel 9 van het Protocol. Dit proces moet officieel pas starten op COP/MOP2. Het zou logisch geweest zijn mocht deze discussie opgestart zijn vóór of gelijktijdig met de herziening van annex-b (volgens art. 3.9), maar door de laattijdige start van het Protocol is deze volgorde dus omgedraaid. 2.6.2.2 Differentiatie tussen landen: basisprincipes en systemen Volgens de bepalingen van het Klimaatverdrag moeten toekomstige afspraken gebaseerd zijn op de principes gezamenlijke maar gedifferentieerde verantwoordelijkheden, met aandacht voor de verschillen in capaciteiten tussen landen. Hieronder geven we de voornaamste systemen voor differentiatie in engagementen weer: Contractie en convergentie: eerst moet een mondiale uitstootcapaciteit bepaald worden op basis van het beoogde stabilisatieniveau van de atmosferische broeikasgasconcentratie (=contractie). In een tweede stap moet de beschikbare uitstootcapaciteit verdeeld worden. Deze verdeling vertrekt vanuit de huidige uitstoot per persoon. In sommige landen moet de uitstoot dalen en in andere landen mag de uitstoot nog januari 2007 65
Klimaatverandering Achtergronddocument toenemen. Het eindpunt van de lastenverdeling is een gelijke uitstoot per persoon over de hele wereld. Tussen start- en eindpunt treedt een convergentie op; Braziliaans voorstel: In deze methode worden de emissiereducties verdeeld over de annex-i landen op basis van hun individuele bijdragen tot de temperatuurstijging sedert de industriële revolutie. De maat voor de historische verantwoordelijkheid van een land is zijn cumulatieve uitstoot sedert een bepaald referentiejaar. Wie reeds veel bijgedragen heeft tot de opwarming, zal minder emissierechten krijgen dan wie minder uitgestoten heeft; Triptiek: is oorspronkelijk ontwikkeld voor een lastenverdeling tussen lidstaten van de EU. Een aangepaste versie van het model is bruikbaar voor een mondiale benadering. De economie van een land wordt opgesplitst in drie delen en voor elk deel wordt bottomup een emissiereductiedoelstelling geformuleerd. Daaruit wordt dan een nationale emissiereductiedoelstelling afgeleid. De bottom-up analyse van emissiereductiepotentiëlen moet in overeenstemming gebracht worden met een emissieprofiel dat de stabilisatiedoelstelling voor de atmosferische broeikasgasconcentratie eerbiedigt: Energie-intensieve sector (zware industrie): Hiertoe behoren o.a. ijzer & staal, papier, cement, steenkoolmijnen, (petro)chemie en raffinaderijen. De doelstelling wordt bepaald in twee stappen. Eerst worden scenario s over de verwachte groei van de productie afgeleid uit historische trends. Daarna wordt een efficiëntieverhoging toegepast die varieert tussen de sectoren. Een mondiale versie van Triptiek gaat er van uit dat de energie-efficiëntie van de industriële productie overal ter wereld stijgt naar eenzelfde niveau (convergentie); Huishoudens: Deze groep omvat huishoudens, landbouw, transport, lichte industrie, diensten. De doelstelling wordt bepaald in twee stappen: eerst wordt de verwachte groei van de uitstoot afgeleid uit scenario s over de bevolkingstoename. Vervolgens wordt een convergentie toegepast op de uitstoot per hoofd; Elektriciteitssector: Deze sector wordt apart behandeld omwille van de grote verschillen tussen de landen. Door de verschillen in potentieel aan waterkracht, aanwezigheid van fossiele energiebronnen en aanvaardbaarheid van nucleaire energie, verschillen ook de reductiepotentiëlen van land tot land. Ook in deze sector wordt de doelstelling in twee stappen bepaald. Enerzijds wordt de toekomstige consumptie berekend uitgaande van de verwachte groei van de economie, gecorrigeerd voor autonome efficiëntieverbeteringen aan de vraagzijde. Anderzijds worden aan de aanbodzijde ambitieuze wijzigingen in de productie doorgevoerd die leiden tot een vermindering van de CO 2 -uitstoot: minder steenkool, x % WKK, y % hernieuwbare, hogere opwekkingsrendementen, enz. De mondiale benadering van Triptiek laat ook toe te werken met een wereldwijde convergentie van de broeikasgasintensiteit van de elektriciteitsproductie. Multi-stage regime: dit is een concept voor een gradueel toenemende participatie, volgens de economische ontwikkeling van een land. Samen met zijn economische ontwikkeling zal een land geleidelijk aan evolueren van het ene niveau naar het volgende. Met elk niveau komt een specifieke doelstelling overeen. Hoe hoger het niveau, hoe strenger de doelstelling. De lage instapdrempel moet landen overtuigen om in het systeem te stappen. De meest geïndustrialiseerde landen krijgen een absoluut emissieplafond opgelegd. Verschillende ontwikkelingslanden, zoals Brazilië, hameren op het voortzetten van de systematiek van het Kyotoprotocol, inclusief de emissiereductieverplichtingen voor ontwikkelde landen, en de mogelijkheid van emissiehandel, in het bijzonder het Clean Development Mechanism. Door hen wordt dan ook niet gesproken van post-kyoto, maar van post-2012, daarmee aangevend dat (de strategie van) het Protocol naar hun mening moet worden voortgezet. 66 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Ook over de inperking van de emissies in de internationale lucht- en scheepvaart moeten nog afspraken gemaakt worden. Het ziet er naar uit dat de onderhandelingen die hierrond gebeuren, zullen uitmonden in een systeem van emissierechtenhandel. Het is nog niet duidelijk of dit een aparte markt wordt, of dat lucht- en scheepvaart zullen aansluiten bij de bestaande emissierechtenmarkt. Andere industriële sectoren vrezen dat dit laatste scenario een sterke stijging van de emissierechtenprijs zou meebrengen aangezien in deze nieuwe sectoren een grote vraag naar emissierechten bestaat. Binnen het tweede ECCP is hiervoor een werkgroep opgericht (zie lager). 2.6.3 Maatregelen op verschillende beleidsniveaus Aangezien in Vlaanderen de broeikasgasemissies gerelateerd aan energiegebruik instaan voor 83 % van het totaal, is een beleid gericht op Rationeel Energie Gebruik (REG) cruciaal om de doelstellingen m.b.t. de broeikasgasemissies na te streven. Zeker in het verleden betekende de gebrekkige samenwerking tussen de gewesten en de federale overheid een belangrijke hinderpaal (International Energy Agency, 2001). Op de verschillende beleidsniveaus worden initiatieven genomen om de broeikasgasuitstoot terug te dringen. In 2001 sloten de federale overheid (bevoegd inzake fiscaliteit en productbeleid) en de gewesten (bevoegd voor rationeel energiegebruik, hernieuwbare energie, milieuwetgeving en vele klimaatrelevante aspecten uit de domeinen mobiliteit, woonbeleid en landbouw) een samenwerkingsakkoord inzake het opstellen, uitvoeren en opvolgen van een Nationaal Klimaatplan. 2.6.3.1 Maatregelen van de Vlaamse overheid Om de stijgende trend van de broeikasgasemissies om te buigen, keurde de Vlaamse regering in 1994 het eerste Vlaamse CO 2 /REG-beleidsplan goed. In 1996 werd dit plan geactualiseerd. Deze plannen bevatten echter geen kwantitatieve inschatting van de mogelijke emissiereducties en evenmin stappenplannen om de opgenomen acties effectief uit te voeren (Vlaamse Regering, 2003). Daarom voorzag het MiNa-plan 1997-2001 om het Vlaams CO 2 /REG-beleidsplan te actualiseren en de uitvoering ervan aan te vullen met initiatieven voor de andere broeikasgassen. In het daaropvolgende CO 2 /REG-beleidsplan 1999 werd het CO 2 - reductiepotentieel van diverse REG-technologieën onderzocht en werd een lijst van beleidsinstrumenten/-acties opgesteld met aanduiding van de verantwoordelijke administraties. Eind 2000 werd het vooruitgangsrapport inzake de uitvoering van het CO 2 /REG-beleidsplan 1999 aan de Vlaamse regering voorgelegd. Hieruit bleek dat slechts in een beperkt aantal bevoegdheidsdomeinen vooruitgang werd geboekt. Hierop besliste de Vlaamse regering begin 2001 een Taskforce Klimaatbeleid Vlaanderen op te richten, als permanent overlegorgaan tussen de ministeriële kabinetten, administraties en Vlaamse openbare instellingen uit alle bevoegdheidsdomeinen die raakvlakken hebben met het klimaatbeleid. De Taskforce kreeg als opdracht een Vlaams Klimaatbeleidsplan op te stellen. Het Vlaams Klimaatbeleidsplan 2002-2005 werd in februari 2003 goedgekeurd door de Vlaamse regering en werd beschouwd als een strategisch plan voor de uitvoering van gecoördineerde maatregelen in het kader van het Kyotoprotocol. Via de Voortgangsrapporten 2003 en 2004 werd dit Klimaatbeleidsplan nog bijgestuurd. Ter voorbereiding van het tweede Vlaams Klimaatbeleidsplan (nu voor de periode 2006-2012) heeft de Vlaamse regering de Vlaamse Klimaatconferentie opgericht. Binnen die conferentie met alle maatschappelijke groepen en de betrokken overheidsorganen werd gezocht naar nieuwe maatregelen en oplossingen voor knelpunten in het bestaande klimaatbeleid, en naar een klimaatstrategie op lange termijn. Uit het overleg in de zomer van 2005 vloeiden in totaal 365 voorstellen voort. Die voorstellen vormden de basis van het Vlaams Klimaatbeleidsplan 2006-2012, dat op 20.7.2006 definitief door de Vlaamse regering werd goedgekeurd. Het tweede Vlaams Klimaatbeleidsplan bundelt haar maatregelen in twee groepen van vijf thema s. Vijf sectorale thema s geven globaal het streefdoel weer voor de sectoren rond januari 2007 67
Klimaatverandering Achtergronddocument klimaatvriendelijke en duurzame mobiliteit, rationeel energiegebruik, duurzame en koolstofarme energievoorziening, industrie en duurzame landbouw en bossen. Vijf horizontale ondersteunende thema s behandelen onderzoek & innovatie, sensibilisatie, flexibiliteitsmechanismen, de voorbeeldrol van de overheid en de aanpassing aan de klimaatverandering ( adaptatie ). Bijgevoegd kaderstuk geeft een overzicht van enkele belangrijke maatregelen uit de sectorale thema s. 1. Rationeel energiegebruik in gebouwen Om een rationeel energiegebruik in gebouwen te bevorderen beschikt de overheid over vijf type-instrumenten. We vermelden hieronder telkens de belangrijkste bijhorende maatregelen. a) eisen en normen: Vanaf 1 januari 2006 startte de Vlaamse energieprestatieregelgeving (EPB), vastgelegd in het Energieprestatiedecreet. Voor gebouwen en werkzaamheden waarvoor een stedenbouwkundige vergunning nodig is gelden hierdoor minimale verplichtingen op het vlak van de Energieprestatie en het Binnenklimaat: Voor gesubsidieerde bouwwerken in de medisch-sociale sector bestonden al richtlijnen die zelfs strenger zijn dan EPB; In de sociale woningbouw streeft met naar een E-peil van 85; Het verplichte onderhoud van verwarmingsketels wordt vanaf 2009 uitgebreid naar gasgestookte ketels. b) adviesgerichte stimuli: Dit houdt o.a. de erkenning van energiedeskundigen en de invoering van een energieprestatiecertificaat in. Een energie-audit komt alleen voor federale belastings-vermindering in aanmerking, indien een door het Vlaamse Gewest erkende deskundige ze uitvoert. Een energieprestatiecertificaat informeert de eigenaars en gebruikers door middel van een energielabel over de energetische kwaliteit van het gebouw en over energiebesparende maatregelen die zich op korte termijn terugverdienen. c) financiële instrumenten: De elektriciteitsnetbeheerders moeten hun eindafnemers aansporen jaarlijks een hoeveelheid primaire energie te besparen. De netbeheerders voorzien hiervoor een heel aantal premies voor gezinnen, ondernemingen en openbare besturen. Voor hoogspanning bedraagt de primaire energiebesparingsdoelstelling 1% per jaar op de geleverde hoeveelheid kwh van twee jaar voordien. Voor laagspanning moet er een besparing komen van 2,2% in 2006 en 2007 en 2% (huishoudens) of 1,5% (niethuishoudens) vanaf 2008; Specifiek voor de scholenbouw zijn er twee maatregelen. Een private investeringsvennootschap zal 1 miljard euro besteden aan de versnelde modernisering van schoolgebouwen. Daarenboven is een extra budget voorzien van 100 miljoen euro specifiek voor REG-investeringen. d) samenwerkingsverbanden: Er komt een onderzoek naar de mogelijkheden voor de verdere verbetering van de energieprestaties van nieuwe en bestaande woningen. Dat gaat ondermeer na hoe verstandhoudingsnetwerken tussen de overheid en de bouwactoren kunnen bijdragen tot de versnelde introductie van bestaande en innovatieve, energiebesparende technologieën in de woningen. Dit kan bijvoorbeeld door nieuwe convenanten tussen de overheid en diverse bouwsectoren. e) onderzoek: Op basis van uitgebreide demonstratieprojecten zal de overheid in 2007 beleidsvoorstellen voor REG in sociale woningen formuleren. Er komt ook een beleidsvoorbereidend onderzoek met betrekking tot koeling in gebouwen om natuurlijke en hernieuwbare koeling te ondersteunen. 2. Mobiliteit De algemene doelstellingen van het Mobiliteitsplan Vlaanderen lopen in het klimaatdossier uit op vier strategische maatregelenpakketten: 68 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering a) De beperking van het transportvolume: De ultieme sleutel voor een duurzame mobiliteit ligt in de beheersing van de groei van het wegverkeer op de Vlaamse wegen: Modale verschuiving: De belangrijkste volumebeperkende maatregel is de realisatie van een modale verschuiving van het vooralsnog klimaatonvriendelijke wegtransport naar andere transportmodi. Voor het personenvervoer zal de Vlaamse overheid haar burgers verder stimuleren om de eigen wagen minder te gebruiken. Dit gebeurt door een optimalisatie van het openbaar vervoer, de uitbreiding van veilige fietsinfrastructuur en een verdere promotie van het autodelen. Het openbaar vervoer moet door capaciteits-, frequentie- en doorstromingsmaatregelen uitgroeien tot een volwaardig vervoersalternatief. In het goederenvervoer zal de Vlaamse overheid verder de binnenvaart en het spoorverkeer als transportalternatieven stimuleren en promoten. Verhogen van vervoersefficiëntie: Door de efficiëntie van het voertuiggebruik te verhogen wil het beleid zowel streven naar de vermindering van het aantal voertuigkilometers als naar de daling van het aantal voertuigkilometers in verkeersopstoppingen. In het personenvervoer zijn carpoolen, vervoersmanagement, autodelen en telewerk de voorziene instrumenten. Voor het goederenvervoer lanceerde de werkgroep vervoersefficiëntie een aantal denkpistes in het kader van de Vlaamse klimaatconferentie. Zo moet o.a. het leeg rijden zoveel mogelijk vermeden worden. b) de uitbouw van een milieuvriendelijk en emissie-arm voertuigenpark: Promotie van ecoscore: Ecoscore kent aan alle voertuigen een milieuscore toe, die representatief is voor de impact op het milieu. Hierbij tellen de verschillende schadelijke effecten (broeikaseffect, geluidshinder en luchtkwaliteit, impact op gezondheid en ecosystemen) mee. De Ecoscore zal dienen als basis voor de berekening van de verkeersbelastingen. Biobrandstoffen: In uitvoering van de Europese Richtlijn zal de overheid het gebruik van biobrandstoffen bevorderen. Tegen 2010 moeten biobrandstoffen een aandeel van 5,75% vormen van de totale verkochte hoeveelheid transportbrandstof. Emissies scheepvaart: In het kader van het Fijn Stof Plan komt er tegen begin 2007 een onderzoek naar maatregelen om de motoren van de Vlaamse binnenschepen te moderniseren. c) de realisatie van een optimale afwikkeling van het verkeer: Een versterkte controle op de naleving van de opgelegde rijsnelheden heeft een positieve invloed op de emissies, vooral op autosnelwegen. Het beleid zal de invoering van tijdelijke en/of permanente snelheidsverlagingen verder analyseren en evalueren. Daarnaast gaat ook aandacht naar de introductie van de intelligente snelheidsaanpassing (ISA). Er komen ook investeringen op gewestwegen voor een betere doorstroming van het openbaar vervoer. d) stimuleren en aanleren van milieuvriendelijk rijgedrag: Een milieuvriendelijke rijstijl kan een CO 2 -reductie tot 10 % opleveren. De rijopleidingen zullen een milieuvriendelijke rijstijl promoten en aanleren. Het benaderen van andere doelgroepen moet zorgen voor een brede vorming inzake milieuvriendelijk rijgedrag. Zo zijn er specifieke vormingspakketten voor het secundair onderwijs. 3. Industrie a) Benchmarkingconvenant: Het Benchmarkingconvenant is een vrijwillig akkoord tussen de overheid en de bedrijven. Hiermee koos de Vlaamse Minister, bevoegd voor Energie, in 2000 voor dezelfde aanpak die in de jaren 90 door een aantal andere geïndustrialiseerde landen (o.m. Nederland, Duitsland, Zuid-Korea en Denemarken) met wisselend succes was toegepast. De Benchmarkingconvenant is bedoeld voor grote energie-intensieve bedrijven (waarvan het jaarlijks energiegebruik minstens 0,5 PJ bedraagt) én ondernemingen uit alle sectoren die onder de EU-richtlijn over verhandelbare emissierechten vallen. Door toe te treden tot het convenant gaan de bedrijven de verbintenis aan om de energie-efficiëntie van hun installaties op wereldtopniveau te brengen en/of te behouden tegen 2012, en moeten ze een energieplan opstellen dat de maatregelen omschrijft die nodig zijn om de afstand met de wereldtop te overbruggen. Als tegenprestatie engageert de Vlaamse overheid er zich toe januari 2007 69
Klimaatverandering Achtergronddocument geen bijkomende maatregelen of doelstellingen op te leggen inzake het efficiënt gebruik van energie, noch een specifieke energie- of CO 2 -taks met milieu- of energiedoeleinden. Daarnaast zal de Vlaamse overheid alles in het werk stellen om deze ondernemingen vrij te stellen van analoge Belgische of Europese maatregelen. Meer dan 170 bedrijven zijn toegetreden tot het benchmarkingconvenant. Binnen de klimaatconferentie ijverden de Vlaamse bedrijven om in het toekomstige klimaatregime na 2012 ook op mondiaal niveau te werken met een soort benchmarkingsysteem per sector. Ze doen dit vanuit de bekommernis om internationaal een level playing field te behouden. De milieubeweging heeft vragen bij de wereldwijde afdwingbaarheid van een dergelijk systeem. b) Auditconvenant: Vanaf 10 juni 2005 trad een gelijkaardig convenant over energieefficiëntie in werking voor middelgrote energie-intensieve industriële bedrijven met een jaarlijks primair energiegebruik tussen 0,1 en 0,5 PJ. Ondernemingen die tot het auditconvenant toetreden, laten vrijwillig een audit uitvoeren om hun energiebesparingspotentieel te bepalen. Bovendien engageren zij zich om uiterlijk vier jaar na aanvaarding van het ingediende energieplan alle rendabele energiebesparende maatregelen uit te voeren. Dit betekent: alle maatregelen met een interne rentevoet van minstens 15% na belastingen. Vier jaar na het begin van het auditconvenant volgt een actualisering van het energieplan. Dan moeten de ondernemingen de maatregelen met een IRR van minstens 13,5 % na belastingen uitvoeren. Als tegenprestatie engageert de Vlaamse overheid zich toe om aan deze ondernemingen geen bijkomende maatregelen op te leggen inzake energie- of CO 2 -reductie en doet ze de belofte verder in overleg te treden om de ondernemingen ook vrij te stellen van analoge Belgische of Europese maatregelen. c) Terugdringen van lachgasuitstoot uit chemische industrie Met de enige salpeterzuurproducent werd in 2005 een convenant afgesloten om de N 2 O- emissies per ton geproduceerd salpeterzuur terug te schroeven tot een zo laag mogelijk technisch haalbaar niveau. Vanaf 2008 voorziet het plan gradueel de inbouw van een katalysator in de verschillende salpeterzuurproducerende installaties. Met de producenten van caprolactam zal in 2006 op basis van lopend technologisch en economisch onderzoek gezocht worden naar de gepaste wijze om reductieafspraken te verankeren. d) Reduceren van industriële emissies van gefluoreerde broeikasgassen De aanpak van gefluoreerde broeikasgassen in de koelsector volgt twee sporen. Enerzijds moet de verbetering van een aantal beheersmaatregelen bijdragen tot de beperking van te hoge lekverliezen van gefluoreerde broeikasgassen uit koelinstallaties. Daarvoor komt er een certificeringsregeling voor koeltechnische bedrijven tegen 2006. Anderzijds starten vanaf 2007 extra preventie-acties voor de gebruiksbeperking van deze stoffen en de bevordering van de vervanging ervan door milieuvriendelijke alternatieven. 4. Energievoorziening a. Toepassing van hernieuwbare energiebronnen en warmtekrachtkoppeling (WKK) De inzet van steunmaatregelen zal bijdragen tot een snellere realisatie van het economisch potentieel voor groene stroom en WKK: Groenestroomcertificaten (GSC): Het Elektriciteitsdecreet voerde vanaf 1 januari 2002 het systeem van de groenestroomcertificaten in. Iedere elektriciteitsleverancier is verplicht om een minimale hoeveelheid van zijn verkochte elektriciteit te halen uit hernieuwbare energiebronnen. Dit minimumaandeel loopt op tot 6 % in 2010. Een leverancier kan aan deze verplichting voldoen door zelf groene stroom te produceren of door groenestroomcertificaten aan te kopen op de markt. De naleving wordt gecontroleerd aan de hand van GSC. De elektriciteitsleveranciers die onvoldoende certificaten kunnen voorleggen, krijgen een boete per ontbrekend certificaat. Leveranciers kunnen groenestroomcertificaten krijgen voor volgende productiesystemen en -processen van elektriciteit: windenergie, vergisting of verbranding van biomassa, zonne-energie en waterkracht; 70 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Warmtekrachtcertificaten: elektriciteitsleveranciers zijn verplicht om jaarlijks voor een stijgend percentage van hun leveringen WKK-certificaten voor te leggen. Deze quota stijgen van 1,19% in 2005 tot 5,23% in 2012. De quota in 2012 steunen op een realiseerbaar economisch potentieel van 1 832 megawatt WKK. Deze maatregel brengt ook de degressieve aanvaardbaarheid van certificaten voor oudere WKK-installaties in rekening. Bij niet naleving van deze regels krijgen de leveranciers een boete; Ecologiepremie: ondernemingen die ecologie-investeringen realiseren in het Vlaams Gewest ontvangen een financiële tussenkomst. Milieuinvesteringen, energieinvesteringen en de investeringen voor een verhuis om milieuredenen, tellen allemaal als ecologie-investeringen. Voor bedrijven die onder de doelgroep van het benchmarkconvenant vallen, is de steunmaatregel alleen van toepassing als zij het benchmarkconvenant onderschreven. De federale overheid voorziet bijkomend een verhoogde investeringsaftrek. Deze steunmechanismen kunnen cumulatief toegepast worden. Bovendien worden er gegarandeerde minimumwaarden voor certificaten toegekend voor elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen en WKK. Voor een verdere bespreking van milieuvriendelijke energieproductie in Vlaanderen verwijzen we naar het achtergronddocument Energie op www.milieurapport.be b) Toewijzing emissierechten aan de elektriciteitssector De sector van de energieproductie valt onder het Europese CO 2 -emissiehandelsysteem. Het eerste Vlaamse Toewijzingsplan CO 2 -emissierechten wees voor 47,2 Mton CO 2 aan missierechten toe aan de sector van de energieproductie voor de periode 2005-2007. Gemiddeld gaat het hier over een toekenning van 15,7 Mton CO 2 per jaar in die periode. Het Toewijzingsplan voor de periode 2008-2012 wijst de emissierechten aan de elektriciteitssector toe op basis van een benchmarkcriterium voor het productiepark. Het plan wijst gemiddeld 8,98 Mton CO 2 per jaar toe in de periode 2008-2012. 5. Landbouw De uitstoot van broeikasgassen door de landbouwsector is sinds 1990 gedaald, voornamelijk door een daling van de veestapel. Enkele maatregelen voor de komende jaren: een verhoging van het aandeel aardgas en andere duurzamere energiebronnen in het energiegebruik van de glastuinbouw; toepassing van energiebesparende technieken in de glastuinbouw. Er zijn ook overlappingen met hoger besproken maatregelen: de inzet van 112 MW e bij een BAU tot 185 MW e bij een pro-actief beleid aan WKKvermogen via gas- en dieselmotoren in de glastuinbouw in 2012 als bijdrage aan de Vlaamse WKK-doelstelling; de productie van 18 kton pure plantenolie, 107 kton bio-ethanol en 25 kton biodiesel op basis van Vlaamse energieteelten in 2010 als bijdrage aan de inmengingsdoelstelling voor biobrandstoffen. De Vlaamse Kyotodoelstelling betreft een gemiddelde jaarlijkse uitstoot van 83,436 Mton CO 2 -eq in de periode 2008-2012. Op basis van prognoses van de Vlaamse broeikasgasuitstoot bij afwezigheid van klimaatbeleid is de reductiedoelstelling voor het Vlaams klimaatbeleid geschat op 22 Mton CO 2 -eq per jaar. Het tweede Vlaams Klimaatbeleidsplan voorziet daartegenover, verspreid over alle sectoren, maatregelen met een gezamenlijk reductiepotentieel van 18 Mton CO 2 -eq per jaar. Van dat potentieel moest tussen 2004 en 2008-2012 nog 3,3 Mton gerealiseerd worden. Dat betekent een emissiedaling van een kleine 4 % over die periode (tabel 11). Voor de resterende reductiekloof van ruim 4 Mton CO 2 -eq/jaar voorziet de Vlaamse overheid in de aankoop van januari 2007 71
Klimaatverandering Achtergronddocument emissiekredieten. Over de volledige Kyoto-periode bedraagt het in 2006 geschat beleidstekort 21,4 Mton CO 2 -eq. Tabel 11: Reductiepotentieel en relatieve bijdrage per sector zoals voorzien in het Vlaams Klimaatbeleidsplan 2006-2012 reductiepotentieel (kton CO 2 -eq) relatieve bijdrage verwachte evolutie uitstoot 1990-2008/2012 verwachte evolutie uitstoot 2004-2008/2012 zonder* klimaatbeleid met klimaatbeleid -52 % elektriciteitsproductie 5 800 32 % -51% -21 % industrie 4 806 27 % 21% +51 % +34 % gebouwen 2 455 14 % 19% +9 % -4 % transport 3 914 22 % 10,30% +12 % -13 % landbouw 978 5 % -21% +4 % -7 % totaal 17 953 100 % -0,1% +16 % -4 % * Er wordt geen rekening gehouden met beleidsmaatregelen die geïmplementeerd werden of worden na eind 2001. Dit betreft zowel Vlaamse als federale maatregelen, evenals de impact van de flexibele mechanismen, de emissiehandel op Europees niveau en de NEC-Richtlijn. Bron: VITO op basis van het Vlaams Klimaatbeleidsplan 2006-2012 De Vlaamse overheid reserveerde tot nu toe 37 miljoen euro voor de aankoop van bijkomende emissiekredieten. Tegen de prijs van (bijvoorbeeld) 8 euro per ton voor een emissiekrediet, heeft de Vlaamse overheid dus een budget voorzien voor ongeveer 4,625 Mton CO 2 -eq. Bijkomend moet zij nog ongeveer 134 miljoen euro voorzien voor de aankoop van de resterende 16,78 Mton CO 2 -eq. De Vlaamse overheid zal hiervoor binnen de voorziene tijd stap voor stap de nodige middelen inzetten, rekening houdend met de opvolging van de voorziene interne projecten. In 2004 werd door de Vlaamse overheid een eerste oproep voor JI- en CDM-projecten gelanceerd. Het betrof een soort test om met deze complexe procedures te leren omgaan. De opbrengst in emissierechten van deze tender zou heel beperkt zijn. 2.6.3.2 Maatregelen van de federale (Belgische) overheid Een belangrijk deel van het instrumentarium voor een duurzaam energie- en klimaatbeleid behoort tot de federale bevoegdheden, bv. de invoering van een CO 2 -taks of het opleggen van productnormen. Daarom heeft de federale (Belgische) overheid samen met de gewesten een Nationaal Klimaatplan 2002-2012 opgesteld. De federale regering geeft hierin uitvoering aan maatregelen op het vlak van energie, transport, fiscaliteit en productnormering, zoals vastgelegd in het Federaal Plan Duurzame Ontwikkeling van 20 juli 2000. Het Nationaal Klimaatplan bevat naast de maatregelen voorzien door de gewesten, volgende bestaande, geplande of overwogen federale maatregelen: bevordering van rationeel energiegebruik en hernieuwbare energie, o.a. door een beheersing van de energievraag en een verbetering van de energie-efficiëntie van elektrische apparatuur, door een daling van de belasting op de toegevoegde waarde voor energiezuinige producten en diensten en een verhoging van de fiscale druk op energieintensieve activiteiten, gepaard met een verlaging van de lasten op arbeid, en door de inzet van groenestroomcertificaten; een verschuiving van het wegverkeer naar het spoor en de waterwegen, samen met een vermindering van de milieu-impact van het wegvervoer, bv. door de aanpassing van de verkeersheffing op voertuigen naargelang de CO 2 -uitstoot; inzet van flexibiliteitsmechanismen, met respect voor het supplementariteitsprincipe. In de loop van 2005 heeft de federale overheid een eerste oproep gelanceerd voor JI- en CDMprojecten. Door het budget van slechts 9,3 miljoen euro zal deze tender weinig emissiekredieten opleveren. De federale overheid heeft zich nochtans geëngageerd tot het verwerven van 12,3 megaton CO 2 -equivalenten in de periode 2008-2012. Een volgende en grotere tender is voorzien voor einde 2006. De procedures zijn omslachtig en bijgevolg tijdrovend; 72 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering beperking van energiegebruik en broeikasgasemissies als een doorslaggevend beleidscriterium hanteren bij het productbeleid. Bij de uitvoering van het fiscale beleid en het beleid inzake de flexibiliteitsmechanismen zal de federale overheid rekening houden met de convenanten ter vermindering van de broeikasgasemissies die de gewesten kunnen afsluiten met de industriële sectoren. Het Nationaal Klimaatplan begroot het effect van alle maatregelen in eigen land die erin zijn opgenomen, slechts op twee vijfden van de reducties die zullen nodig zijn om de Kyotodoelstelling te bereiken. Het gebruik van zogenaamde flexibiliteitmechanismen lijkt bijgevolg nodig om de resterende kloof te overbruggen. Daarenboven wachten verschillende federale maatregelen nog op een concrete uitvoering. 2.6.3.3 Europees klimaatbeleid: ECCP I en ECCP II In haar European Climate Change Programme (EU, 2001) selecteerde de EU een 40-tal prioritaire maatregelen waarbij naast het reductiepotentieel ook rekening gehouden wordt met de economische kost. Maatregelen werden als kostenefficiënt beschouwd wanneer ze minder dan 20 EUR per gereduceerde ton CO 2 -eq kosten. Om deze maatregelen in praktijk te brengen, heeft de Europese Commissie een aantal belangrijke, bindende richtlijnen uitgevaardigd, waaronder een energienorm voor koelkasten en diepvriezers, een verplichte invoering door de lidstaten van een EnergiePrestatieNorm voor nieuwe gebouwen, en de Richtlijn voor emissiehandel voor grote industriële bedrijven. Ook andere Europese beleidsplannen ondersteunen dit klimaatbeleid: o.a. het zesde milieuactieprogramma, de EU Strategie Duurzame Ontwikkeling en de Lissabon-strategie. In 2005 is de Europese Commissie gestart met de opmaak van een tweede Europees programma inzake klimaatverandering. De startconferentie van oktober 2005 werd bijgewoond door 450 vertegenwoordigers uit een breed spectrum van stakeholders. Dit programma zal de krijtlijnen van het toekomstig Europees beleid vastleggen, zowel inzake bestrijding van de klimaatverandering als de aanpassing aan de onvermijdelijke gevolgen. Via dit nieuwe programma wenst de Europese Commissie innovatie in klimaatvriendelijke technologieën te steunen, onderzoek uit te voeren naar koolstofopslag en een aantal sectoren zoals luchtvaart, scheepvaart en wegtransport op te nemen in de Europese reductiestrategie. Ter voorbereiding van ECCP II zijn enkele werkgroepen opgericht. Een eerste werkgroep rond de herziening van ECCP I heeft reeds een rapport opgemaakt met haar bevindingen. Bijgevoegd kaderstuk geeft de belangrijkste besluiten per deeldomein. Energievoorziening Heel wat maatregelen vallen onder deze noemer (o.a. het Europees Emissiehandelssysteem, het stimuleren van groene stroom en biobrandstoffen, en de bevordering van warmtekrachtkoppeling. De impact van bestaande maatregelen uit ECCP-1 is erg moeilijk vast te stellen. Toch is duidelijk dat ze niet het verhoopte reductiepotentieel hebben opgeleverd. Maatregelen in sectoren die deelnemen aan de emissiehandel bleken weinig resultaat te hebben als hun effect niet in rekening gebracht was bij de verdeling van de emissierechten (de zogenaamde toewijzingsplannen). Beheersing van de energievraag Verbeterde energie-efficiëntie bij eindgebruikers zou de globale uitstoot van broeikasgasemissies kunnen halveren. De praktijk wijst aan dat aan die verwachting niet voldaan wordt. De vandaag gerealiseerde verbeteringen in energie-efficiëntie kunnen de stijging van de energievraag niet compenseren, laat staan ombuigen. Tussen 1990 en 2003 steeg de vraag met 0,8 % per jaar, tegenover een jaarlijkse economische groei van 2 %. Sedert 2000 bedraagt de groei van de energievraag echter met 1,4 % per jaar. De energieintensiteit daalt nog steeds, met ongeveer 1,2 % per jaar. Dit wijst op een zekere, maar onvoldoende, loskoppeling tussen energiegebruik en economische groei. De gemiddelde januari 2007 73
Klimaatverandering Achtergronddocument energieconsumptie per huishouden in de EU is sedert 1990 min of meer constant gebleven, ondanks een verbetering van de energieëfficiëntie met 10 %. Er is een wijde consensus over het bestaan van een groot kostenefficiênt potentieel voor energiebesparing. Er is grote politieke steun en bereidwilligheid bij de bevolking voor een verbetering van de energieefficiëntie, maar wanneer het op wetgeving aankomt, laten de lidstaten het afweten. Transport Er bestaat een grote discrepantie tussen het verwachte emissiereductiepotentieel van de maatregelen onder ECCP-1 en de huidige emissietrends. ECCP-1 bevatte o.a. het vrijwillige engagement van de autoconstructeurs om tegen 2008 (Europese auto s) of 2009 (Japanse en Koreaanse) de gemiddelde uitstoot van nieuwe wagens te verminderen tot 140 g CO 2 /km. In 2004 bedroeg de uitstoot respectievelijk nog 161 g CO 2 /km en 170 g CO 2 /km. Hoewel de doelstelling technisch nog haalbaar is, denkt de Europese Commissie voor ECCP-2 aan meer bindende maatregelen zoals bv. het compenseren van de tekorten via het ETS. Daarnaast overweegt de Europese Commissie ook om de luchtvaart verplicht te laten deelnemen aan het ETS; Niet-CO 2 broeikasgassen Ook na ECCP-1 bestaat er nog een groot reductiepotentieel voor N 2 0 in de salpeterzuur- en adipinezuurproductie. De CH 4 -emissie uit afval is tussen 1990 en 2003 al met 35 % gedaald, voornamelijk doordat het afvalbeleid zich toespitst op recyclage en op de vermindering van storten. Bovendien eist de richtlijn over stortafval methaanafvang en -affakkeling, met zoveel mogelijk energierecuperatie. Door ECCP-1 is op 4 juli 2006 ook Europese wetgeving over de regulering van F-gassen van kracht geworden. Zo komt er een uitfasering van het gebruik van HFK s met een Global Warming Potential (GWP) hoger dan 150 voor airconditioning in auto s; Landbouw De inschatting van ECCP-1 voor het potentieel van koolstofvastlegging in land- en bosbouw bleek te optimistisch. De waargenomen trends in de broeikasgasuitstoot van de sector zijn voornamelijk het gevolg van neveneffecten van andere beleidsmaatregelen, zoals het Gemeenschappelijk Landbouwbeleid en de Kaderrichtlijn Water, niet van specifieke klimaatgerichte maatregelen. De andere werkgroepen opgericht ter voorbereiding van ECCP 2 werken rond: impact en adaptatie; koolstofafvang en -opslag (CCS: carbon capture and storage); luchtvaart; lichte vrachtvoertuigen. Van deze werkgroepen heeft enkel de CCS-groep reeds een eindrapport gepubliceerd. De belangrijkste besluiten en aanbevelingen daarvan zijn (voor meer uitleg omtrent CCS: zie 2.6.5): Het beleidskader en de publieke acceptatie zijn, naast de economische aspecten, twee van de belangrijkste uitdagingen voor de ontwikkeling van de CCS-technologie; In het kader van de 2 C-doelstelling van de EU vormt CCS een belangrijke optie voor CO 2 -emissiereductie, als onderdeel van een brede portfolio van maatregelen. Het opnemen van CCS naast in het klimaatbeleid, naast energie-efficiëntie, beheersing van de vraag, hernieuwbare energie en brandstofswitch naar C-armere brandstoffen, zou de economische kost van de emissiereducties kunnen drukken, of grotere reducties realiseren tegen dezelfde kost, en tegelijkertijd bijdragen tot de zekerheid van de energievoorziening. Volgens de werkgroep is CCS potentieel toepasbaar op een brede groep van sectoren, zoals primaire energieproductie, elektriciteitsopwekking en CO 2 - intensieve industrieën; 74 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Inschattingen tonen een groot potentieel voor koolstofopslag. De technische mondiale opslagcapaciteit omvat diepe zoutwaterlagen, verlaten gas- en olievelden en steenkoollagen (zie ook lager). Hoewel de inschattingen ver uiteenlopen en erg onzeker zijn, zou de opslagcapaciteit minstens enkele decennia van de huidige mondiale uitstoot (30 Gton CO 2 per jaar) bedragen. Het speciale IPCC-rapport over CCS (2005) geeft een economisch potentieel van 200 tot 2 200 Gton CO 2 voor deze eeuw, wat overeenkomt met 15 tot 55 % van de totale reductie-inspanning nodig tegen 2100; In de EU zijn er meerdere puntbronnen met toegang tot potentiële opslaglocaties. De werkgroep moedigt verder onderzoek aan met accurate quantificering en karakterisatie van opslagplaatsen in de EU; De verschillende elementen van de CCS-keten (afvang, transport en opslag) kunnen in grote mate als bewezen technologie beschouwd worden. Om CCS werkbaar te maken als emissiereductieinstrument zijn er drie voorwaarden: 1) de drie elemeneten moeten op een grote schaal gecombineerd worden, 2) de kostprijs van de afvang moet sterk naar beneden en 3) de opslag moet op lange termijn verzekerd kunnen worden; De werkgroep vraagt als aanbeveling naar de Europese Commissie aandacht te besteden aan o.a.: - de vergunning van geologische opslagsites; - aansprakelijkheid voor lekken tijdens de operaties en erna; - verduidelijking van de rol van CCS binnen de EU-wetgeving; - de erkenning van CCS-projecten in het ETS. 2.6.4 Handel in emissierechten Het Kyotoprotocol biedt de deelnemende landen enkele flexibiliteitsmechanismen om aan hun emissiereductieverplichtingen te voldoen. Via deze mechanismen kunnen de emissiereducties op een efficiëntere manier gebeuren; d.w.z. waar ze het goedkoopst zijn. Steunend op dit principe ontwierp de Europese Commissie een richtlijn met betrekking tot verhandelbare emissierechten. De Europese markt van emissierechten (EUA s of European union Allowances) is van start gegaan op 1 januari 2005. Niettegenstaande een hoop praktische en politieke problemen, lijkt de markt ondertussen wel te werken (figuur 27). In 2005 bedroeg het verhandelde volume nog maar 262 Mton CO 2. Maar in de eerste helft van 2006 werd al voor 436 Mton aan emissierechten verhandeld. De regeling voor handel in CO 2 - emissierechten bestrijkt in totaal 12 000 installaties (grote verbrandingsinstallaties, olieraffinaderijen, cokesovens, ijzer- en staalfabrieken, en fabrieken die cementglaskalk, baksteen, keramische producten, pulp en papier produceren) met een aandel van ongeveer 45 à 50 % in de totale CO 2 -uitstoot van de EU. januari 2007 75
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 27: Hoeveelheid verhandelde emissierechten (miljoen EUA s) op de Europese markt (2005-2007) Bron: www.pointcarbon.com Figuur 28 geeft aan dat de prijs voor een emissierecht sterk gestegen is na de ratificatie van het Protocol van Kyoto op 16 februari 2005. Begin mei 2005, nadat bekend raakte dat de meeste lidstaten te veel emissierechten hadden gekregen, daalde de prijs sterk. De prijs herstelde zich lichtjes tijdens de zomermaanden, maar ging in het najaar opnieuw steil naar beneden. Eind januari 2007 daalde de prijs tot een dieptepunt van 2,35 euro/ton CO 2. Naast de overallocatie wordt de prijsdaling versterkt door de zachte winter. Dat nu zelfs elektriciteitsprocudenten nochtans een sector die relatief weinig emissierechten kreeg toegewezen emissierechten verkopen, is veelzeggend. De prijs van EUA s inleverbaar in het eerste jaar van de Kyoto-periode (2008; de rode lijn in figuur 28) volgde na april 2006 aanvankelijk het dalende verloop, maar stabiliseert sedert september/oktober op een duidelijk hoger peil: tussen 14 en 18 euro/ton CO 2. Dit toont aan dat de markt verwacht dat de toewijzingsplannen voor de tweede handelsperiode strenger zullen zijn. 76 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 28: Prijs emissierechten CO 2 (EUA s) op de Europese markt (2004-2007) Bron: www.pointcarbon.com Zoals elke lidstaat moest ook België, samen met de 3 gewesten, een allocatie- of toewijzingsplan opstellen dat emissierechten toekent voor de periode 2005-2007 aan de inrichtingen die onder het toepassingsgebied van de betreffende richtlijn vallen. Dit toewijzingsplan werd op 20 oktober 2004 door de Europese Commissie goedgekeurd na een kritische evaluatie. De Commissie controleerde o.a. of het toewijzingsplan in overeenstemming was met de Kyoto-doelstelling voor België, en ook of het geen concurrentieverstorende elementen bevatte. Het Belgische toewijzingsplan bedeelt aan 363 industriële installaties in totaal voor 188,8 Mton voor de periode 2005-2007 of gemiddeld 62,93 Mton per jaar aan CO 2 -emissierechten. Deelnemers aan het benchmarkconvenant krijgen een voldoend aantal emissierechten in overeenstemming met hun energieplan (dat de te realiseren verbetering van de energie-efficiëntie weergeeft). Bedrijven uit de beoogde sectoren die geen convenant ondertekenden, krijgen een reductie van 15 % tegen 2012 opgelegd. Deze reductie is gebaseerd op een ingeschat energiebesparingspotentieel in de sectoren chemie, ijzer & staal en papier & karton. Voor de overige sectoren werd het energiebesparingspotentieel afgeleid uit de evaluatie van het Nederlandse benchmarkingconvenant. Elke lidstaat moet een nationaal register bezitten. Dit register is een gestandaardiseerd en beveiligd gegevensbestand, dat het beheer van broeikasgasemissies, het beheer van de emissierechten en de handel in deze rechten mogelijk moet maken. Deze registers zijn onderling met mekaar verbonden via het Europese onafhankelijke transactielogboek (CITL). Iedereen kan in het register een rekening openen. Het Belgisch register is bereikbaar via : http://www.climateregistry.be/nl/index_nl.htm 2.6.4.1 De eerste resultaten van de emissierechtenhandel Voor 2005, het eerste jaar van de eerste handelsperiode, werden in België onderstaande resultaten opgetekend (tabel 12). Het negatieve saldo voor Vlaanderen (-1,9 Mton) is het resultaat van twee uiteenlopende evoluties. De elektriciteitssector stootte 8,2 Mton te veel uit terwijl de industrie 6,3 Mton onder haar quotum bleef. Voor België is het saldo wel positief (+3 Mton), net als in de meeste EU lidstaten. januari 2007 77
Klimaatverandering Achtergronddocument Tabel 12: Toegewezen versus benodigde CO 2 -emissierechten (België, 2005) [ton CO 2 ] toegewezen emissierechten in 2005 geverifieerde emissies 2005 saldo 2005 * Brussels Hoofdstedelijk Gewest 86 260 64 290 21 970 Vlaams Gewest 31 684 942 33 586 222-1 901 280 Waals Gewest 26 539 885 21 703 584 4 836 301 Totaal België 58 311 087 55 354 096 2 956 991 * saldo = (toegewezen emissierechten) - (geverifieerde emissies) 2.6.4.2 De tweede handelsperiode: 2008-2012 Het tweede Vlaamse toewijzingsplan blijft met een jaarlijkse toewijzing van 39,27 Mton ongeveer gelijk met het eerste plan. Er zit weliswaar een reserve van 3,6 Mton voor nieuwkomers in, wat merkelijk meer is dan de 0,5 Mton uit de eerste periode. De toegewezen emissierechten voor de industrie liggen in de periode 2008-2012 gemiddeld ongeveer 1 Mton CO 2 (jaarlijks) lager dan de verwachte uitstoot volgens een scenario dat geen rekening houdt met het gevoerde klimaatbeleid. Vanaf de handelsperiode 2008-2012 kunnen naast de reeds toegelaten EUA's en CER's, ook ERU's toegelaten worden als geldige inlevering door BKG-inrichtingen. De Linking Directive stelt evenwel dat hiervoor een limiet vooropgesteld wordt, die in lijn moet zijn met het supplementariteitsprincipe. Voor Vlaanderen is de limiet bepaald op 11 % (24 % voor de elektriciteitssector, 7 % voor de industrie) wat overeenkomt met 4,3 miljoen emissierechten per jaar. Volgens de Bond Beter leefmilieu voldoet Vlaanderen hiermee niet aan het supplementariteitsprincipe omdat de uitstootgegevens voor 2010 kunstmatig opgetrokken zouden zijn. Op 16 januari 2007 kondigde de Europese Commissie aan dat ze de toewijzingsplannen van België en Nederland had goedgekeurd, mits voldaan wordt aan een aantal voorwaarden. Zo moet het aantal toegekende emissierechten verminderd worden tot 58,5 en 85,8 Mton jaarlijks voor respectievelijk België en Nederland. Voor België betekent dit een vermindering ten opzichte van de voorgestelde emissieruimte (63,33 Mton) met 7,6 %. Deze beslissing ligt in de lijn van tien eerder goedgekeurde plannen, die gemiddeld 7% van hun allocatie moesten afdoen. Als motivering voor de reductie ten opzichte van het Belgisch voorstel, formuleert de Europese Commissie 3 redenen: 1. consistentie met de Kyotodoelstelling; 2. consistentie met de verwachte uitstoot en de technologisch mogelijke reducties (rekening houdend met de geverifieerde uitstoot van 2005); 3. het supplementariteitsprincipe dat de buitenlandse verwerving van emissierechten ondergeschikt moet zijn aan eigen reducties. 2.6.4.3 Emissiekredieten uit projectgebonden flexibiliteitsmechanismen (JI en CDM) In september 2004 keurde de Europese Raad een amendement op de Richtlijn voor emissierechtenhandel goed, waardoor CO 2 -kredieten die gerealiseerd worden via projectgebonden flexibiliteitsmechanismen (JI en CDM) ook in het emissierechtenhandelssysteem mogen verhandeld worden. Voor CER s kan dit al in de eerste handelsperiode, voor ERU s pas vanaf 2008. Het gebruik van deze flexibele rechten is evenwel beperkt. Elke lidstaat moet zelf aangeven in haar toewijzingsplan wat het maximale aandeel is van CER/ERU-kredieten in de totale allocatie. De prijs van de emissiekredieten die gegenereerd worden door projecten van het clean devlopment Mechanism ligt een stuk lager dan de prijs van EUA s. Dit komt door de onzekerheid verbonden aan deze projecten. De koper zal een hogere prijs bieden naarmate 78 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering de verkoper een grotere leveringszekerheid biedt. Eind januari 2007 zijn voor 28 Mton CO 2 CER s toegewezen, verspreid over 120 projecten. 2.6.5 Koolstofopslag en -afvang (Carbon Capture and Storage) 2.6.5.1 De betekenis van CCS voor het klimaatbeleid De publicatie van het speciaal rapport over carbon dioxide capture and storage (CCS) door het IPCC bracht CCS volop onder de aandacht van de politieke wereld (IPCC, 2005). Op COP 11 is koolstofafvang en -opslag (carbon capture and storage) erkend als volwaardig instrument tegen de klimaatverandering. Inmiddels voorziet de Europese Commissie in haar 7 de kaderprogramma middelen om het onderzoek naar CCS te ondersteunen, en wordt CCS naast verhoogde energie-efficiëntie en hernieuwbare energiebronnen aangehaald als één van de technologieën voor het uitstippelen van het klimaat- en energiebeleid van de EU bij de opmaak van het tweede European Climate Change Program. Maar de Europese Commissie verbindt een aantal voorwaarden aan de implementatie van technologie: CCS is voor de EC enkel een optie als het veilig kan gebeuren, als de opslag permanent is en als de toepassing strookt met de milieuwetgeving van de lidstaten. Alvorens CCS op industriële schaal kan ingezet worden is er nood aan een aangepast wetgevend kader en onderzoek naar de permanentie van de opslag en monitoring van bergingssites. Voor dit onderzoek rekent de EC ook op een sterke participatie van de Europese industrie. Om de onderzoeksinspanningen te coördineren werd in 2006 het Europese technologieplatform Zero Emission Fossil Fuel Power Plants opgericht. De redenering die achter dit standpunt van de EU en ook van de VS schuilt, was ook terug te vinden in het vernoemde IPCC-rapport: CCS is één van een hele reeks technologieën die ons ter beschikking staan om de atmosferische CO 2 -concentraties terug te dingen. Het Third Assessment Report van IPPC uit 2001 gaf reeds aan dat geen van de beschikbare technologieën op zichzelf volstaat om de emissiereducties die noodzakelijk zijn om de atmosferische CO 2 -concentraties te stabiliseren, te verwezenlijken. Nagenoeg alle scenariostudies wijzen er immers op dat zeker tijdens de eerste helft van de 21 ste eeuw fossiele brandstoffen de voornaamste energiebron zullen blijven. De technologische, economische en maatschappelijke context maken van de overschakeling van de huidige koolstofrijke naar een koolstofarme economie een traag proces. CCS biedt de mogelijkheid de overgangsperiode te overbruggen en tegelijk werk te maken van sterke reducties in de uitstoot van CO 2. 2.6.5.2 Verschillende soorten CCS CCS bestaat in wezen uit drie stappen: 1. Afvangen en voorbereiden van CO 2 Het afvangen van CO 2 is technisch de moeilijkste stap in de keten. Het is momenteel enkel mogelijk bij grote puntbronnen zoals elektriciteitscentrales, bepaalde petrochemische installaties, productiesites van aardgas of installaties voor de aanmaak van biobrandstoffen en H 2 (uit fossiele brandstoffen). In de meeste gevallen moet de CO 2 afgevangen worden uit de rookgassen. Uitzondering op deze regel vormen industriële processen waarin een nevenstroom van zuiver CO 2 ontstaat. Met het oog op een efficiënt transport en een optimale benutting van de potentiële opslagmogelijkheden is het immers van belang te kunnen beschikken over relatief zuiver CO 2. Voor het afvangen en zuiveren van CO 2 uit rook- of stookgassen zijn verschillende technologieën beschikbaar. Elke technologie heeft zijn voor- en nadelen. Globaal onderscheidt men drie categorieën: post-verbrandingstechnologieën: hierbij wordt de CO 2 afgevangen uit de rookgassen van de verbrandings- of stookinstallatie; pre-verbrandingstechnologieën: hierbij wordt de primaire brandstof eerst omgezet in een syngas en vervolgens in CO 2 en H 2. In een volgende stap worden beide gassen van januari 2007 79
Klimaatverandering Achtergronddocument elkaar gescheiden, waarna het H 2 aangewend wordt voor de productie van stroom of warmte of als brandstof voor brandstofcellen; oxyfuel verbranding: hierbij wordt zuiver O 2 (95-99 %) gebruikt voor de verbranding. Dit resulteert in verbrandingsgassen die quasi volledig uit H 2 O en CO 2 bestaan. De CO 2 - concentratie in de verbrandingsgassen ligt doorgaans zeer hoog ( 80 %). Het water kan verwijdert worden door middel van een condensator. Energetisch en technologisch de meest uitdagende stap is hier het concentreren van O 2 uit de lucht en niet het afscheiden van het CO 2. Een groot deel van de beschikbare technologieën zijn afkomstig uit de chemische industrie, waar ze bijvoorbeeld worden gebruikt voor het verwijderen van CO 2 uit aardgas of voor de productie van ammoniak. Maar die technologieën werden nog niet geoptimaliseerd voor het opzuiveren van CO 2. Alternatieve technologieën, zoals oxyfuels, verkeren nog in een experimenteel stadium. Bijkomend onderzoek is vereist om de technieken op te schalen naar de rookgasvolumes die gegenereerd worden door een gemiddelde elektriciteitscentrale en om hun efficiëntie te verhogen. Het afvangen van CO 2 verlaagt het rendement van de energiecentrale. Uit de beschikbare literatuur blijkt dat om een reductie van 80 % CO 2 te krijgen, men een vermogensverlies heeft van 15 à 25 %. Dit komt overeen met een efficiëntiereductie van 8 à 10 % voor de centrale. Voor een CO 2 -reductie van 99 % kan het vermogensverlies oplopen tot 20 à 35 %, goed voor een efficiëntiereductie van 10 à 15 % (IPCC, 2005). In essentie komt het er op neer dat een deel van de geproduceerde elektriciteit niet verkocht kan worden, maar gebruikt moet worden om de CO 2 te verwijderen. Wil men de energieproductie van de centrale op peil houden, dan moet deze energie extra geproduceerd worden. Daarvoor is dan wel een bijkomende hoeveelheid primaire (veelal fossiele) energie nodig, en dreigt daarmee verhoudingsgewijs de uitstoot van andere schadelijke stoffen zoals NOx te stijgen. 2. Transport Transport van grote hoeveelheden CO 2 over grote afstanden in niet nieuw. In de VS wordt jaarlijks ca. 50 Mton CO 2 verpompt van natuurlijke CO 2 reservoirs naar EOR-projecten (Enhanced Oil Recovery; zie verder) (Gale & Davidson, 2005). De technologie is matuur. De industrie heeft er ervaring mee en er bestaat een regelgeving voor het transport van chemische stoffen. Zowel technisch als organisatorisch lijkt het transport dan ook de eenvoudigste stap in de keten. Voor transport van grote volumes over land zijn pijpleidingen het meest aangewezen. Kleine volumes kunnen eventueel ook per tankwagen of trein vervoerd worden. Voor transport op zee komen pijpleidingen en tankers in aanmerking. Pijpleidingen zijn het voordeligste voor transport van grote volumes en relatief korte afstanden. Schepen zijn concurrentieel voor transport van relatief kleine hoeveelheden (enkele miljoenen ton per jaar) over grote afstanden (> 1 000 km) (IPCC, 2005). Omwille van de efficiëntie wordt CO 2 meestal vervoerd in vloeibare vorm. Om veiligheidsredenen en om corrosie van de pijpleidingen te vermijden is het noodzakelijk het CO 2 te drogen (< 10 ppm H 2 O), en in bepaalde gevallen te ontdoen van toxische of corrosieve onzuiverheden. Concreet betekent dit dat de CO 2 na de captatiestap vaak verder moet gedroogd en gezuiverd worden. Vervolgens moet de CO 2 op druk gebracht worden. 3. Het vastleggen van CO 2 Er zijn meerdere manieren om CO 2 vast te leggen. Momenteel wordt de meeste nadruk gelegd op geologische opslag, maar de mogelijkheden zijn in theorie niet beperkt tot de ondergrond. Oorspronkelijk stond het acroniem CCS voor 'Carbon Capture and Sequestration'. De term 'Sequestration' slaat op het fixeren van CO 2 op een manier die garandeert dat het permanent of voor lange termijn uit de atmosfeer wordt gehouden. Berging in geschikte ondergrondse reservoirs in één van de mogelijkheden (figuur 29). Andere vormen van fixatie zijn het oplossen van CO 2 in oceaanwater, de injectie als een vloeistof in diepe delen van de oceanen (beiden gekend onder de term 'ocean storage'), het opnemen 80 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering van CO 2 in biomassa op land en in zee ('biological' en 'terrestrial storage'), en het chemisch binden door interactie met reactieve mineralen of (afval)stoffen ('chemical' and 'mineral storage'). Figuur 29: Mogelijke vormen van CCS: relevante bronnen, transportmogelijkheden en opslagmogelijkheden Bron: IPCC (2005) Geologische opslag Bij geologische opslag wordt de CO 2 onder hoge druk geïnjecteerd in de poriën van een doorlatend gesteente of vastgelegd in de ondergrond door sorptie of chemische neerslag. Er worden twee hoofdtypes onderscheiden: opslagscenario's die voornamelijk gebaseerd zijn op het verdringen van de oorspronkelijke poriënvloeistof door de geïnjecteerde CO 2 ; opslagscenario's die voornamelijk steunen op het fysisch of chemisch binden van de geïnjecteerde CO 2 aan het gesteente. Tot het eerste type behoren opslag in uitgeputte olie- en gasvelden, berging in diepe aquifers en het gebruik van CO 2 voor het verhogen van de olieproductie. Verhoogde koollaagmethaanwinning door CO 2 -injectie is een voorbeeld van het tweede type. Ook kleien en reactieve gesteenten zoals basalt hebben de mogelijkheid CO 2 te binden via adsorptie of mineral trapping. In sommige gevallen kan op zijn minst een deel van de kosten verbonden met het injecteren van de CO 2 gecompenseerd worden door opbrengsten uit de verkoop van de extra gewonnen hoeveelheden olie (Enhanced Oil Recovery (EOR)) of gas (Enhanced Gas Recovery (EGR) en Enhanced Coalbed Methane production (CO 2 -ECBM)). Voor een uitvoerige bespreking van de verschillende types en de relevantie voor Vlaanderen verwijzen we naar de publicaties van Van Tongeren (2001) en Laenen et al. (2004). januari 2007 81
Klimaatverandering Achtergronddocument Bij opslagscenario's van het eerste type wordt de CO 2 geïnjecteerd in de poriën van een poreus gesteente. In een van nature waterverzadigd reservoir, kan de geïnjecteerde CO 2 drie vormen aannemen: Het kan voorkomen als vrij CO 2 ; Het kan oplossen in het formatiewater; Het kan ingevangen worden in nieuwgevormde mineralen (o.a. neerslag van carbonaten die gevormd worden door reactie van CO 2 met mineralen uit het gesteente of met kationen uit het formatiewater). Vrij CO 2 heeft een lagere dichtheid dan formatiewater. Dit maakt dat een bel vrij CO 2 de neiging heeft om naar de oppervlakte te migreren. Om de opwaartse migratie tegen te gaan, dient de opslagsite afgesloten te zijn door weinig of niet doorlatende lagen. De mobiliteit wordt verder verhoogd door de lage oppervlaktespanning van CO 2. Dit maakt dat vrij CO 2 mobieler is dan formatiewater en relatief gemakkelijk doordringt in kleine poriën. Dit stelt extra eisen aan de kwaliteit van de afsluitende lagen. Onder bepaalde hydrologische condities kan de opwaartse migratie van een bel CO 2 ook tegengegaan worden door de stroming van het grondwater. Hierbij moet een balans bereikt worden tussen de geïnjecteerde hoeveelheid en de snelheid waarmee CO 2 oplost in het formatiewater. In deze gevallen is een volledige insluiting door ondoorlatende lagen niet noodzakelijk. Door het oplossen van de CO 2 neemt de densiteit van het formatiewater toe. Het met CO 2 beladen water zal dan ook naar de bodem van het reservoir zinken. Onder opgeloste vorm is CO 2 veel minder mobiel dan in vrije vorm. Oplossing bevordert daardoor de veiligheid van de opslag. Wel moet men er rekening mee houden dat ten gevolgen van grondwaterstromingen een deel van de opgeloste CO 2 uit de opslagsite kan ontsnappen. Dit kan aanleiding geven tot ontmenging ten gevolge van wijzigingen in de druk, de temperatuur of de samenstelling van het formatiewater buiten de perimeter van de opslag. Ook blijkt dat ondergrondse opslag het grondwater verzuurt, en mineralen, carbonaat en ijzer doet losweken uit het gesteente. Door het snel oplossen van mineralen zouden spleten kunnen ontstaan in de rotsen, zodat het CO 2 en het zout water kunnen gaan lekken. Indien ook toxische metalen, olieresten of organische stoffen losweken, kan dit ondergrondse drinkwaterlagen bezoedelen (Kharak et al., 2006). Mineral trapping zet de CO 2 om in een vaste vorm. Dit garandeert een permanente opslag en neemt elk risico van de opslag weg. Mineral trapping is echter een traag proces, en de hoeveelheid reactieve mineralen in een reservoir is doorgaans niet hoog genoeg om al het geïnjecteerde CO 2 te binden. Geologische opslag is enkel ecologisch en economisch verantwoord als de CO 2 gedurende geologisch lange periodes (> 1 000 jaar) veilig kan opgeslagen worden. Zelfs in de meest ideale omstandigheden kan bij projecten van het eerste type niet gegarandeerd worden dat het CO 2 permanent opgeborgen blijft. Het komt er dan ook op aan scenario s uit te werken die een voldoende lange en voldoende veilige opslag garanderen. Wat voldoende lang betekent, wordt bepaald door de economische en ecologische impact van toenemende CO 2 concentraties in de atmosfeer, de kosten voor het vermijden van CO 2 -uitstoot en de snelheid waarmee CO 2 uit het reservoir ontsnapt. Deze laatste factor wordt uitgedrukt in de fractie van het geïnjecteerde gas dat per jaar uit het reservoir weglekt. Er bestaat onenigheid over de vraag vanaf welk percentage geologische berging niet meer verantwoord is, maar algemeen wordt aangenomen dat lekkagesnelheden van meer dan 1 % onaanvaardbaar zijn. Studies die de impact van lekken op de economie van CCS trachtten in te schatten, geven aan dat een lekkagesnelheid van 0,01 % of minder van het opgeslagen volume per jaar economisch gelijk te stellen is aan permanente opslag (Ha-Duong & Keith, 2003). Een verlies van 0,01 % per jaar is van dezelfde groote-orde als het verlies opgetekend in ondergrondse aardgasopslagplaatsen. Daar aardgas in de ondergrond veel mobieler is dan CO 2 en daar in tegenstelling tot aardgas de mobiliteit van CO 2 afneemt met de tijd (o.a. door oplossing in formatiewater en door interactie met het gesteente), is het aannemelijk dat het verlies uit goed gekozen opslagplaatsen effectief lager zal ligger dan 0,01 % per jaar. 82 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Bij scenario's van het tweede type vindt de injectie plaats in gesteenten met een hoge mineral trapping (bv. basalten) of sorptiecapaciteit (bv. steenkool). Binnen Vlaanderen zijn de mogelijkheden voor dit type opslag beperkt tot steenkool. De uitgangspunten bij CO 2 -opslag in koollagen zijn het bindende vermogen van de steenkool voor gassen (adsorptie) en het oplossend vermogen van CO 2 in de steenkoolmatrix (absorptie) (Larsen, 2004): CO 2 -adsorptie: Steenkool heeft de neiging gassen zoals CO 2 chemisch te binden aan zijn oppervlak. Van nature uit is een groot deel van de adsorptiesites ingenomen door CH 4, maar andere gassen zoals N 2 en CO 2 kunnen ook voorkomen. Door de gunstigere bindingsenergieën zal de geïnjecteerde CO 2 het op de steenkool geadsorbeerde methaan verdringen. Afhankelijk van de heersende druk en temperatuur, en van de mate van methaanverzadiging van de steenkool gebeurt deze uitwisseling in een verhouding van ongeveer twee moleculen CO 2 tegen één molecule CH 4. De CO 2 is na uitwisseling op dezelfde wijze in de steenkool gebonden als het CH 4 voorheen. Dat wil zeggen dat de CO 2 niet vrijkomt zolang de druk in het gesteente gehandhaafd blijft of de partiële druk van CO 2 niet drastisch wordt verlaagd. De 1:2-verhouding voor de uitwisseling van CH 4 met CO 2 geldt voor éénlagige adsorptie en bij volledige methaanverzadiging van de steenkool. Experimenten en veldwaarnemingen suggereren echter dat de verhouding hoger kan liggen. Dit wordt toegeschreven aan methaanonderverzadiging van de steenkool of aan meerlagige adsorptie. Hogere verhoudingen zouden ook kunnen optreden bij de injectie van CO 2 onder superkritische condities (Van Bergen et al., 2003). Concreet betekent dit dat bij de verbranding van het vrijgezette methaan (bv. voor de productie van elektriciteit), CO 2 -ECBM resulteert in een netto opslag van minimaal 1 mol CO 2 per geproduceerde mol CH 4 ; CO 2 -absorptie: Een deel van het geïnjecteerde CO 2 diffundeert in de matrix van de steenkool. Deze zwelt daardoor licht op. Het geabsorbeerde CO 2 veroorzaakt een fysische herschikking in de kolenmatrix, en wijzigt daardoor de fysische kenmerken van de steenkool. Eén van de gevolgen is de reductie van de gasdoorlatendheid. De injectie van CO 2 in de ondergrond verloopt het efficiëntst onder superkritische condities. Dit garandeert een hoge dichtheid en tegelijk goede stromingseigenschappen. Beiden zijn nodig om grote hoeveelheden CO 2 op een praktische manier in de ondergrond te kunnen opslaan. De kritische druk van CO 2 bedraagt 7,38 MPa. De kritische temperatuur is 31,1 C. Indien de druk en temperatuur boven de superkritische waarden liggen, worden ook faseovergangen vermeden. Dit maakt het eenvoudiger om het gedrag van de CO 2 in de ondergrond te voorspellen. Onder normale hydrostatische condities en bij een gemiddelde geothermische gradiënt van 3 C/100 m (Berckmans & Vandenberghe, 1998), wordt de kritische druk- en temperatuur in Vlaanderen bereikt rond een diepte van 700 m. Afwijkingen van deze algemene condities zijn echter legio. Daarom is het verstandiger een wat grotere diepte aan te houden, zeker in bekkens met een complexe geologische geschiedenis. Bij het inschatten van het potentieel voor Vlaanderen (zie 2.6.5.3) ging VITO daarom uit van een algemene drempeldiepte van 800 m. Injectie van CO 2 in aquifers is technisch perfect haalbaar. Het wordt reeds op industriële schaal toegepast, o.m. in het Sleipner-project (Noorwegen), in In Salah (Algerije) en in talrijke EOR-projecten in de US, Canada en Rusland. Daarnaast staan verschillende projecten op stapel die de ervaring met geologische opslag zullen verhogen. Injectie van CO 2 in steenkoollagen werd tot nu toe enkel uitgetest in twee proefprojecten in Noord-Amerika en in Polen. De ontwikkeling van een injectiesite is technisch geen probleem. De testen in Silesië (Polen) kampten echter met lage injectiedebieten. Dit wordt toegeschreven aan de lage permeabiliteit van de Silesiaanse kolen en aan zweleffecten. Bijkomend onderzoek in vereist om de effecten van de injectie van CO 2 in steenkool met een lage permeabiliteit beter te begrijpen en vervolgens het injectieprocédé te optimaliseren. Opslag in oceanen januari 2007 83
Klimaatverandering Achtergronddocument In principe kan CO 2 voor meerdere honderden jaren in de diepe delen van de oceaan (> 1 000 m) opgeslagen worden. Hiervoor wordt de gecapteerde CO 2 per schip of pijpleiding naar de bergingslocatie gevoerd, waar het rechtstreeks in de waterkolom wordt geloosd of wordt uitgestort over de zeebodem. Vanaf dat moment maakt de geloosde CO 2 deel uit van de grote pool CO 2 die opgelost is in de diepe oceanen. Interactie van deze diepe pool met de atmosfeer is een traag proces en vindt enkel plaats via de oppervlaktewateren. Gezien het volume van de diepe oceanen en de goede oplosbaarheid van CO 2 in zeewater, is het volume antropogeen CO 2 dat in de oceanen kan opgeslagen worden quasi onbeperkt. Op langere termijn wordt het opslagpotentieel echter bepaald door het evenwicht tussen de opgeloste CO 2 en de concentratie in de atmosfeer. Voor het berekenen van het potentieel moet men dus vertrekken van de atmosferische concentratie die maximaal toelaatbaar wordt geacht. Voor een maximale atmosferische concentratie van 350 ppm v CO 2 bedraagt het opslagpotentieel ca. 2 000 Gton (IPCC, 2005). De injectie van grote hoeveelheden CO 2 heeft een duidelijke impact op de chemie van het oceaanwater op en rond de lozingssite. CO 2 is een zwak zuur. Injectie van grote hoeveelheden CO 2 leidt dan ook onvermijdelijk tot een verlaging van de ph. Op termijn kunnen deze effecten zich ook laten voelen over heel de oceaan. Het is momenteel onduidelijk wat de impact hiervan zal zijn op de lokale ecosystemen, laat staan op de oceaan in zijn geheel. Experimenten tonen wel aan dat de injectie van CO 2 schadelijk kan zijn voor de mariene organismen (IPCC, 2005). Geobserveerde effecten zijn ondermeer een vertraging van de groei, een verstoring van de vorming van een kalkskelet en problemen met de voortplanting, een negatieve impact op de zuurstofopname en een verhoogde mortaliteit. Kort bij de injectieplaats resulteert dit waarschijnlijk in het afsterven van de meeste organismen. De effecten van een langdurige blootstelling van mariene organismen aan lagere concentraties van geïnjecteerd CO 2 op grotere afstand van de injectiesite zijn nog niet onderzocht. Omwille van de mogelijke schadelijke gevolgen voor het leven in de oceanen is ocean storage voor de EU geen optie. De EU ondersteunt ook geen onderzoek naar dit type opslag. Ook de US staat weigerachtig tegenover ocean storage, maar laat wel nog de mogelijkheid voor verder onderzoek open. Fixatie via chemische interactie met mineralen of (afval)stoffen Mineral trapping is gebaseerd op reacties tussen CO 2 en metaaloxides waarbij stabiele carbonaten gevormd worden. De vorming van stabiele mineralen garandeert dat de CO 2 voor zeer lange termijn vastgelegd wordt. Omwille van de stabiliteit, de reactiekinetica en het voorkomen van potentiële uitgangsmineralen, is reactie met Ca en Mg het meest attractief. De carbonatatie van de uitgangsmineralen kan zowel in-situ als ex-situ gebeuren. Bij in-situ carbonatatie wordt het CO 2 geïnjecteerd in een gastgesteente dat rijk is reactieve mineralen (bv. basalt) of in een alkaline aquifer, en verloopt de interactie op natuurlijke wijze. Bij een exsitu toepassing vindt de carbonatatie plaats in een chemische processing plant. Dit laat toe de reactiecondities te optimaliseren en de reactiesnelheid te verhogen. Tegenover de efficiëntere interactie staat dat de reactieve mineralen eerst moeten gemijnd en voorbereid worden. Dit verhoogt de kosten voor het procédé. Het mijnen heeft bovendien een grote impact op het milieu. Een alternatief voor natuurlijke reactieve mineralen zijn alkalische afvalstoffen. Vooral restproducten uit verbrandingsprocessen en bouwafval bevatten belangrijke hoeveelheden vrij CaO en MgO die is staat zijn snel CO 2 te binden. Het idee om afvalstoffen als sink te gebruiken is niet nieuw. Sinds goed een decennium wordt, voornamelijk in de US en Japan, onderzoek uitgevoerd naar de interactie tussen CO 2 en, voornamelijk, staalslakken en MSWIbodemassen. In industriële sectoren zoals staalproductie en metaalverwerking kunnen via deze techniek in theorie emissiereducties van ruim 20 % gehaald worden. Schattingen over het globale opslagpotentieel daarentegen lopen sterk uiteen en zijn weinig betrouwbaar. Dit heeft te 84 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering maken met een gebrekkige kennis van de onderliggende reactieprocessen en van de reactiviteit van de reststoffen, alsook met onvolledige inventarisaties van de reststoffen die in aanmerking komen voor CO 2 -opslag. Het is echter wel duidelijk dat carbonatatie van afvalstoffen de mogelijkheid biedt CO 2 vast te leggen zonder dat het getransporteerd moet worden. Ook de dure afvangstap kan in bepaalde gevallen vermeden worden. Testen hebben immers aangetoond dat versnelde carbonatatie ook mogelijk is met rookgassen. Parallel aan het mogelijke CO 2 -emissiereductiepotentieel, kan interactie met CO 2 leiden tot een betere stabilisatie van bepaalde afvalstoffen. Onderzoek heeft uitgewezen dat versnelde veroudering door behandeling met CO 2 een impact heeft op het uitlooggedrag van afvalstoffen (zowel in positieve als in negatieve zin). Daarnaast valt te verwachten dat een behandeling met CO 2 een stabiliserend effect zal hebben op tal van zwelreacties die optreden bij nuttig hergebruik van bepaalde afvalstoffen. Bij een juiste toepassing (o.a. phcontrole en dosering pco 2 ) zou de CO 2 -capatatie derhalve kunnen gepaard gaan met een verbetering van de milieuhygiënische en bouwtechnische eigenschappen van de afvalstoffen. 2.6.5.3 Wat is het potentieel voor CCS binnen Vlaanderen? In theorie leent de Vlaamse ondergrond zich voor 3 types van geologische CO 2 -opslag: opslag in diepe, zoutwatervoerende reservoirs; opslag in niet-ontginbare koollagen; opslag in de voormalige Limburgse steenkoolmijnen. In de drie gevallen komt het erop aan situaties te onderkennen die voldoen aan de hoger vermelde vereisten met betrekking tot de geometrie, de reservoireigenschappen, de diepte en de temperatuur. Een inventarisatie uitgevoerd door VITO leert dat het potentieel binnen Vlaanderen beperkt is (Laenen et al., 2004) (tabel 13). Het eerste opslagpotentieel wordt gevormd door zoutwatervoerende reservoirs. Deze reservoirs kunnen in twee groepen onderverdeeld worden: deze met een capaciteit van 10 Mton en meer, en deze met een capaciteit kleiner dan 10 Mton. De Buntsandstein- en Neeroeteren zandstenen in het noordoosten van de provincie Limburg vormen de eerste groep. Hun opslagpotentieel lijkt aanzienlijk. Ze zijn echter nauwelijks geëxploreerd. De juiste omvang en karakteristieken van de reservoirs zijn bijgevolg slecht gekend. Verdere exploratie van de structuren en hun eigenschappen is noodzakelijk. Tot de tweede groep behoren de verkarste kalksteenkoepels en plateau s aan de top van de Kolenkalk Groep in de Kempen en potentiële invangstructuren in het Krijt. De omvang en de karakteristieken van deze reservoirs zijn vrij goed gekend. Gerichte exploratie blijft echter noodzakelijk om de mogelijkheden van individuele structuren te kunnen inschatten. De reservoirs in de Kolenkalk en eventuele invangstructuren in het noordoosten van Limburg komen ook in aanmerking voor de tijdelijke stockage van aardgas. Dit impliceert mogelijk belangenconflicten bij de ontwikkeling van opslagsites voor CO 2 in deze gebieden. januari 2007 85
Klimaatverandering Achtergronddocument Tabel 13: Overzicht van de kenmerken van de geologische CO 2 -opslagmogelijkheden in Vlaanderen Neeroeteren Buntsandstein Kolenkalk Krijt steenkool geologische kenmerken lithologie zandsteen zandsteen kalksteen en dolomiet calcareniten steenkool ouderdom Laat Westfaliaan Vroeg Trias Dinantiaan Laat Krijt tot (ev. incl. Vroeg Tertiair Devoon) Westfaliaan locatie Noordoost Limburg Noordoost Limburg Noorderkempen (Antwerpen) noorden v.d. Kempen Kempen type aquifer aquifer aquifer aquifer CO 2 -ECBM reservoireigenschappen diepte (m) 800 2 000 800 2 000 800 2 300 750 800 500 1 500 temperatuur ( C) > 40 > 40 40 150-30 65 porositeit (%) 6 20 5 20 1 20 < 30 < 1-5 permeabiliteit (mdarcy) 0,1 1000 0,3 400 2 3 000 < 500 0,1 1 CO 2 opslagcapaciteit totaal volume (m 3 CO 2 /km 2 ) Bron: VITO opmerkingen 15-24 x 10 6 6 0,6-1,7 x 12-24 x 10 10 6 8-13 x 106 0,8-2 x 10 6 alleen kleinschalige opslag? verder onderzoek noodzakelijk groot opslagpotentieel ; verder onderzoek noodzakelijk meerdere kleine reservoirs enkel beperkte opslagmogelijkheden beperkte opslagmogelijkheden; in vangmechanisme en veiligheid onzeker; verder onderzoek noodzakelijk opslagmogelijkheden per jaar en binnen individuele velden beperkt Het tweede bergingspotentieel wordt gevormd door niet-ontginbare steenkoollagen. Op basis van zeer conservatieve aannames schatte Van Tongeren en Laenen (2001) de totale opslagcapaciteit op ca. 280 Mton CO 2. Hierbij dient opgemerkt te worden dat individuele projecten slechts een beperkte opslagcapaciteit hebben van maximaal enkele miljoenen ton over perioden van 15 jaar of meer. Per jaar kan er in een doorsnee CO 2 -ECBM veld doorgaans dus maar een kleine hoeveelheid (enkele tienduizenden tot ongeveer honderdduizend ton) CO 2 geïnjecteerd worden. Omwille van de lage permeabiliteit van de Kempense steenkool wordt immers verwacht dat de injectiesnelheden laag zullen zijn. In theorie komen de verlaten Limburgse mijnen ook in aanmerking voor de opslag van CO 2 (Van Tongeren et al., 2002). Opslag in de verlaten mijnen verschilt in wezen niet van opslag in diepe reservoirs. Rechtstreekse injectie van vloeibaar CO 2 in niet volgelopen mijnen is technisch echter moeilijk en kostelijk. Daarenboven bestaat er onzekerheid over de integriteit van de afdichtende lagen en hun reactie op de injectie van CO 2. Omwille van de geringe diepte van de minst diepe gemijnde niveaus (ca. 500 m), is het volume CO 2 dat in de mijnen zouden kunnen opgeslagen worden, beperkt. 2.6.5.4 Wat kost CCS? CCS zal enkel ingang vinden indien de berging van CO 2 een marktwaarde heeft. De eerste opportuniteiten voor de ontwikkeling van CCS zullen waarschijnlijk samengaan met EOR. In een volgend stadium volgen mogelijk projecten die geassocieerd zijn met EGR en CO 2 - ECBM. Berging in diepe, zoutwatervoerende reservoirs zal waarschijnlijk alleen een feit worden indien er via taksen of belastingvoordelen een waarde wordt toegekend aan vermeden of geborgen CO 2. Het Europees systeem van verhandelbare emissierechten (ETS) vormt hier een aanzet toe. Het afvangen van het CO 2 is de kostelijkste stap in de keten. In een evaluatie van de technische en economische aspecten van CCS in Vlaanderen, schatte VITO de kosten voor het afvangen van CO 2 uit de rookgassen van een 100 MW e STEG-centrale (door middel van 86 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering chemische sorptie met mono-ethanolamineoplossingen) op 44 euro per ton vermeden CO 2 - uitstoot (Van Tongeren et al., 2004). Het prijsniveau voor een kolengestookte centrale is gelijkaardig. 80 % van de kosten zijn energiegerelateerd. In de evaluatie ging VITO er van uit dat maximaal gebruik gemaakt wordt van stoom. Als er geen stoomenergie aanwezig is en in alle energiebehoeften door elektriciteit zou moeten worden voorzien, kunnen de kosten voor het afvangen bijna verdubbelen. Daarnaast moet men rekening houden met het feit dat er dan voor de productie van deze extra benodigde elektriciteit per afgevangen ton CO 2 ongeveer 500 kg CO 2 geproduceerd wordt. In het geval van het optimale gebruik van stoom is dit daarentegen slechts ca. 60 kg per ton afgevangen CO 2. Voor chemische installaties die nagenoeg zuiver CO 2 als uitlaatgas geven, vervallen de kosten voor het afvangen. De CO 2 uit deze installaties moet mogelijk nog wel verder gezuiverd, gedroogd en gecomprimeerd worden. De hoge kosten voor het afvangen van CO 2 zijn voor een groot deel te wijten aan de energiebehoefte en de geringe efficiëntie van de verschillende technologieën. Veel van de technieken zijn nog in ontwikkeling en geen enkele werd reeds toegepast op de schaal die noodzakelijk is voor CCS. Het valt dan ook te verwachte dat bijkomende R&D zal resulteren in een gevoelige verbetering van de efficiëntie en dito verlaging van de captatiekosten. Zowel de EU (7e KP) als de US investeren in dit onderzoek. Het doel is om de kosten voor captatie tegen 2020 te verlagen tot 20 euro/ton. Dit doel zal vrijwel zeker gehaald worden. VITO schat de kosten voor het transportklaar maken van de afgevangen CO 2 op ruim 10 euro per ton vermeden CO 2. De kosten voor het transport zelf zijn zeer variabel. Ze worden bepaald door het te transporteren volume, de transportafstand en de complexiteit van de aanleg en de werking van de pijpleiding. Binnen Vlaanderen zijn de afstanden tussen de voornaamste bronnen en de mogelijke opslagsites relatief kort (25-100 km). Daar staat tegenover dat de aanleg van pijpleidingen in het dichtbebouwde Vlaanderen niet evident is. Technische knelpunten en omleidingen drijven de investeringkosten op. Globaal schat VITO de kosten voor het transport binnen Vlaanderen op 1,7 tot 9 euro per ton geborgen CO 2. In vergelijking met het afvangen zijn de kosten voor de ondergrondse berging van CO 2 marginaal. VITO schat de kosten voor de injectie in een voldoende groot, goed permeabel reservoir in de Kempen op ca. 2,5 euro/ton vermeden CO 2 (Van Tongeren et al., 2004). De investeringen maken ruim 50 % van het kostenplaatje uit. Het volume van het reservoir en het jaarlijks geïnjecteerde volume hebben bijgevolg een grote impact op de kostprijs van een specifiek project. In het ongunstige geval van de beging van een klein volume of injectie in een te klein reservoir, kunnen de kosten voor de ondergrondse installaties meer dan verdrievoudigen. De latente kosten voor het eventueel weglekken van CO 2 uit het reservoir zijn hierbij niet in rekening gebracht. De ervaring met ondergrondse gasopslag leert echter dat indien het reservoir conform de heersende normen wordt aangelegd, het jaarlijks verlies ruim onder 0,1 % zou moeten blijven (IPCC, 2005). In dat geval kan met spreken van een quasi perfecte langetermijnoplossing en is de economische impact van het weglekken van CO 2 verwaarloosbaar (Ha-Duong & Keith, 2003). 3 Atmosferische concentratie van broeikasgassen 3.1 Verband tussen klimaatveranderingen en concentratieniveau van broeikasgassen: afgeleide doelstellingen S Het klimaat op aarde heeft altijd al variaties vertoond. Sommige veranderingen zijn alleenstaande gebeurtenissen (bv. door inslag van een meteoriet), andere vertonen een regelmatig patroon en verlopen in cyclische bewegingen over periodes van honderden, duizenden of zelfs miljoenen jaren. Ze worden aangestuurd door natuurlijke fenomenen als verandering in de omwentellingen van de Aarde rond de zon, variaties in de spil van onze januari 2007 87
Klimaatverandering Achtergronddocument planeet, fluctuaties in zonneactiviteit en vulkaanuitbarstingen. Door de complexe interacties tussen het klimaat enerzijds en zowel natuurlijke als antropogene factoren anderzijds, is het onmogelijk een allesomvattende beschrijving te geven van de impact van klimaatveranderingen. Wat wel mogelijk is, is de beschrijving van goed gedefinieerde en meetbare onderdelen van het klimaatsysteem. De laatste decennia nemen de atmosferische concentraties van broeikasgassen en aërosolen hoofdzakelijk toe ten gevolge van menselijke activiteiten. Indien de emissies van broeikasgassen blijven doorgaan op het huidig niveau dus zonder nog verder toe te nemen, zullen de atmosferische concentraties van die broeikasgassen nog blijven stijgen gedurende de komende eeuwen. Aangezien de meeste broeikasgassen lang aanwezig blijven in de atmosfeer, zal de temperatuur zelfs nog blijven stijgen na stabilisatie van de concentratie van broeikasgassen. Zij het dan aan een veel trager tempo. Hoe lager het niveau waarop de concentraties gestabiliseerd worden, hoe lager de totale temperatuurstijging uiteindelijk zal zijn. Figuur 30 toont op basis van modelresultaten hoe de CO 2 -concentratie in de atmosfeer, de temperatuur en het zeeniveau nog zouden blijven stijgen lang nadat de antropogene CO 2 -uitstoot is afgenomen. Figuur 30: Gesimuleerde evolutie van de CO 2 -concentratie, de temperatuur en het zeeniveau t.a.v. wijzigende CO 2 -emissies Bron: IPCC. Het Raamverdrag van de Verenigde Naties inzake Klimaatverandering (UNFCCC; Rio de Janeiro, 1992) stelt voorop dat de atmosferische concentratie van broeikasgassen gestabiliseerd moet worden op een niveau waarop geen gevaarlijke antropogene verstoring van het klimaatsysteem optreedt. De timing waarop dit moet gebeuren dient de ecosystemen toe te laten zich op een natuurlijke wijze aan te passen aan de klimaatverandering, de voedselvoorziening te verzekeren en de economische ontwikkeling op een duurzame manier te laten voortgaan. Om deze doelstelling van het Klimaatverdrag te halen, moeten de emissies van broeikasgassen uiteindelijk dalen tot een heel kleine fractie van de huidige emissies (IPCC, 2001). In overeenstemming met de doelstelling van UNFCCC stelde de Europese Raad van Milieuministers op 25 juni 1996 een maximale wereldwijde temperatuurstijging van 2 C voorop ten opzichte van het pre-industriële niveau. Dit werd ook als doelstelling opgenomen in het Zesde Milieuactieprogramma, vastgesteld door het Europees Parlement en de Europese raad op 22.7.2002. De 2 C-doelstelling werd in maart 2005 door de Raad van 88 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Milieuministers herhaald. Volgens de EU dient daartoe de CO 2 -concentratie beneden 450 ppm v te blijven (of 550 ppm v voor de korf van broeikasgassen). Ze stelden dat daartoe de mondiale uitstoot van broeikasgassen binnen twee decennia zijn maximum moet bereiken om daarna sterk te dalen met 15 à 50 % tegen 2050 vergeleken met 1990. Ontwikkelde landen moeten volgens de Raad emissiereducties (t.o.v. 1990) overwegen van 15 à 30 % in 2020 en 60 à 80 % in 2050. De staatshoofden en regeringsleiders van de EU namen de 2 Cdoelstelling over op hun lentetop van maart 2005. Hun engagement tot het reduceren van de uitstoot ging echter niet zo ver. Ze bevestigden enkel de emissiedoelstelling voor 2020: -15 tot -30 % t.o.v. 1990. Er is echter heel wat wetenschappelijke twijfel of bij een CO 2 -concentratie van 450 ppm v (of 550 ppm v CO 2 -eq voor alle broeikasgassen samen) de temperatuurstijging beperkt zal blijven tot 2 C (Figuur 31). Onderzoek geeft aan dat enkel bij een plafond van 400 ppm v CO 2 -eq voor alle broeikasgassen samen) de temperatuurstijging waarschijnlijk tot 2 C te beperken (Hadley Centre, Exeter Conference, 2005). Een aantal studies hebben ook duurzaamheidsdoelstellingen vooropgesteld, gebaseerd op de beperkte capaciteit van soorten om zich aan te passen of te migreren: per decennium een maximale stijging van de temperatuur met 0,1 à 0,2 C en van het zeeniveau met 2 cm (Leemans & Hootsmans, 1998; WBGU, 2003a). Figuur 31: Waarschijnlijkheid om de 2 C-doelstelling te overschrijden bij verscheidene stabilisatiescenario s Bron: Hadley Centre, Met Office, Exeter Conference, 2005 De meest recente inzichten geven zelfs aan dat bij een stijging met 1 à 2 C de impact op ecosystemen al beduidend is. Daarom komt zelfs de gehanteerde basisdoelstelling van een maximale stijging met 2 C stilaan onder druk te staan. Sommigen schuiven inmiddels 1,5 C boven het pre-industriële niveau als maximale stijging naar voor, met een maximimale stijging van 0,05 C per decennium (Leemans & Van Vliet, 2004 en 2005). Tabel 14 geeft een overzicht van enkele te vermijden en vrij extreme gevolgen en de kritische klimaatdrempels waarbij die gevolgen zouden optreden. Niettemin blijft er wetenschappelijke onzekerheid bestaan omtrent de juiste positionering van te vermijden drempels, en zal de keuze van te hanteren drempelwaarden eerder afhangen van een maatschappelijk compromis. januari 2007 89
Klimaatverandering Achtergronddocument Tabel 14: Gevolgen van klimaatverandering en bijhorende klimaat-drempelwaarden gevolg van klimaatverandering kritische drempelwaarde klimaatparameters stilvallen van de Golfstroom 3 C in 100 jaar 700 ppm CO 2 desintegratie van de West-Antarctische ijsplaat 2-4 C, <550 ppm CO 2 desintegratie van de Groenlandse ijsplaat 1 C wijdverspreid afbleken van koraalriffen >1 C wijdverspreide impact op kwetsbare ecosystem 1-2 C sterke toename van het risicico op drinkwatertekorten in 450-650 ppm kwetsbare regio's beduidende toename van negatieve effecten in de meeste >3-4 C economische sectoren De temperatuurwaardes betreffen steeds toenames t.o.v. de temperatuur in de pre-industriële periode (1750). Bron: Schneider, 2005. 3.2 Historische evolutie broeikasgasconcentraties (CO 2, CH 4, N 2 O) S Aangezien hun verblijftijd in de atmosfeer veel langer is dan de tijd nodig om tot een homogene vermenging te komen, is de concentratie van broeikasgassen nagenoeg overal in de wereld gelijk. Alhoewel de meeste broeikasgassen in het Noordelijk Halfrond worden uitgestoten, verschillen de concentraties van de broeikasgassen CO 2, CH 4, N 2 O en CFK-11 er respectievelijk slechts 0,4 %, 2 %, 0,2 % en 0,4 % van de globale gemiddelde concentraties (EEA, 2004a). Net als de gemiddelde aardtemperatuur in de geologische geschiedenis van de aarde, worden de atmosferische concentraties van broeikasgassen als CO 2 en CH 4 bestudeerd aan de hand van ijsboringen in Antarctica en sedimentafzettingen op oceaan- en meerbodems. Een verontrustende vaststelling is dat de huidige concentraties CO 2 en CH 4 veel hoger zijn dan ze lang zijn geweest, en toenemen met een snelheid die nooit voordien werd vastgesteld (figuren 32a, b en c). Tussen 2 ijstijden bleef de CO 2 -concentratie in de atmosfeer telkens beperkt tot maximaal 280 à 300 ppmv. Het verschil t.a.v. van de 377,1 ppm v aan CO 2 in 2004 en de goede correlatie met de gemiddelde aardtemperatuur (zie 4.1) nopen tot een voorzorgsbeleid aangaande het klimaat. 90 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 32: Variatie atmosferische broeikasgasconcentraties tussen 650 000 v.c. en 2004 a) CO 2 CO 2 -concentratie (ppm v ) 400 in 2004: 377,1 ppm v 375 350 325 300 275 250 225 200 175 150-650.000-600.000-550.000-500.000-450.000-400.000-350.000-300.000-250.000-200.000-150.000-100.000-50.000 0 b) CH 4 CH 4 -concentratie (ppb v ) in 2004: 1 783 ppb v 1.800 1.700 1.600 1.500 1.400 1.300 1.200 1.100 1.000 900 800 700 600 500 400 300-650.000-600.000-550.000-500.000-450.000-400.000-350.000-300.000-250.000-200.000-150.000-100.000-50.000 0 januari 2007 91
Klimaatverandering Achtergronddocument c) N 2 O N 2 O-concentratie (ppb v ) 350 in 2004: 318,6 ppb v 300 250 200 150-650.000-600.000-550.000-500.000-450.000-400.000-350.000-300.000-250.000-200.000-150.000-100.000-50.000 0 Bron: VMM/MIRA op basis van Barnola et al. (2003), Blasing & Jones (2005), EEA (2004a), Siegenthaler et al. (2005), Spahni et al. (2005) en WMO (2006). Figuur 33 zoemt in op het concentratieverloop van de voornaamste broeikasgassen tijdens de laatste 1 000 jaar. Vooral de stijging van de concentraties sinds het aanbreken van de industriële revolutie (na 1750) is duidelijk waarneembaar. 92 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 33: Globale atmosferische concentratie van CO 2, CH 4 en N 2 O (1000-2000) Bron: IPCC, 2001. 3.3 Evolutie in atmosferische broeikasgasconcentraties (CO 2, CH 4, N 2 O, SF 6, HFK's, PFK's, CFK's en HCFK's) sinds de start van de industriële revolutie S Tabel 15 geeft voor de belangrijkste broeikasgassen de huidige en pre-industriële concentraties en de gemiddelde jaarlijkse verandering van het gas sinds 1990. januari 2007 93
Klimaatverandering Achtergronddocument Tabel 15: Concentratie van de voornaamste broeikasgassen in de globale atmosfeer preindustriële concentratie 1750 b/d 1990 a 2004 c/d gemiddelde jaarlijkse variatie sinds 1990 toegenomen radiatieve forcering* in de periode 1750-2004 d eenheid ppm v voor CO 2 ; ppbv voor alle andere gassen W/m² CO 2 280 354 377,1 1,65 1,66 CH 4 709 1 709 1 783 6,308 0,5 N 2 O 270 309 318,6 0,692 0,16 HFK's HFK-23 0 0,008 0,014 0,000 HFK-134a 0 0,000 0,021 0,002 PFK's CF 4 0 0,070 0,082 0,001 0,34** C 2 F 0 0,002 0,003 0,000 SF 6 0 0,002 0,005 0,000 0,002 troposferische ozon O 3 25 34 0,35 ozonafbrekende stoffen CFK-11 0 0,258 0,252-0,000 CFK-12 0 0,485 0,544 0,005 CFK-113 0 0,070 0,080 0,001 CFK-13 0 0,003 0,004 0,000 CFK-114 0 0,012 0,017 0,000 CFK-115 0 0,006 0,008 0,000 HCFK-22 0 0,094 0,165 0,005 HCFK-141b 0 0,000 0,015 0,001 HCFK-142b 0 0,001 0,014 0,001 CCl 4 0 0,105 0,093-0,001 CH 3 Cl 0,550 0,550 0,550 0,000 CH 3 CCl 3 0 0,132 0,023-0,008 CH 3 Br 0,010 0,010 0,010 0,000 * Dit betreft de verandering in de mate waarin bijkomende energie (wamte) beschikbaar is voor de aarde en de atmosfeer erboven, uitgedrukt per vierkante meter aardoppervlak, onder invloed van de gewijzigde broeikasgasconcentratie in de atmosfeer t.o.v. 1750. ** voor alle HFK s, PFK s, CFK s, HCFK s en andere gehologeneerden koolstofverbindingen samen, ook diegene die niet opgelijst zijn in deze tabel. Bron: a) EEA, 2004a; b) Blasing & Jones, 2005; c) WMO, 2006; d) Blasing & Smith, 2006. De gemiddelde atmosferische concentratie van CO 2 bedroeg 377,1 ppm v in 2004, wat een stijging met 35 % vertegenwoordigt ten opzichte van de pre-industriële concentratie het jaar 1750 wordt hierbij als referentiejaar genomen van 280 ppm v (WMO, 2006). De huidige CO 2 - concentratie stijgt sinds 1990 (en ook al sinds midden jaren '70) gemiddeld met ongeveer 1,5 ppm v per jaar, wat overeenkomt met een jaarlijkse netto toename van 2,8 gigaton koolstof in onze atmosfeer. De stijging varieerde in de jaren 90 tussen 0,4 en 2,8 ppm v /jaar. Deze fluctuatie is o.a. te wijten aan korte-termijn klimaatvariabiliteit, die de opname en afgifte van CO 2 door oceanen en landgebruik beïnvloedt (EEA, 2004a). De CO 2 -toename vertoont geen afvlakking (WMO, 2006). Uit een voorlopige analyse van de meest recente metingen blijkt dat de globale gemiddelde CO 2 -concentratie in 2005 verder is toegenomen tot 381 ppm v. Dat zou betekenen dat de snelheid waarmee de CO 2 -concentratie aangroeit, de laatste jaren gemiddeld gezien verdubbeld is t.o.v. 30 jaar geleden (NOAA, 2006; /WMO, 2006). Wetenchappelijk onderzoek toont aan dat de huidige CO 2 -concentratie niet is overschreden gedurende de laatste 650 000 jaar (Siegenthaler et al., 2005) en waarschijnlijk (66-90 % zeker) niet gedurende de laatste 20 miljoen jaar (IPCC, 2001). Het huidig tempo van toename ligt 200 maal hoger dan ooit tevoren in die laaste 650 000 jaar (Siegenthaler et al., 2005). Ongeveer 75 % van de antropogene emissies van CO 2 in de atmosfeer gedurende de laatste 20 jaar zijn het gevolg van de verbranding van fossiele brandstof. De rest is voornamelijk te wijten aan veranderingen in het gebruik van grond, voornamelijk ontbossing (WMO/WDCGG, 94 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering 2005). Detailmetingen sinds 1958 tonen aan dat de gemiddelde concentratietoename voor CO 2 in de atmosfeer overeenstemt met zo n 55 % van de hoeveelheid CO 2 uitgestoten bij de verbranding van fossiele brandstoffen. De overige 45 % werd uit de atmosfeer verwijderd door de oceanen en de terrestrische biosfeer (WMO, 2006). De hoogste concentraties worden aangetroffen in de hogere en middelste breedtegraden van de noordelijke hemisfeer, wat sterke netto bronnen van CO 2 in die regio's suggereert (WMO/WDCGG, 2005). Wanneer de gemiddelde concentratiestijging van de laatste jaren blijft aanhouden, zal het plafond dat de EU voorop stelt op termijn van een eeuw overschreden worden. Gebaseerd op een uitgebreide evaluatie van het adaptatievermogen van ecosystemen en de noden inzake voedselproductie, waterbeschikbaarheid, economische ontwikkeling en gezondheid, stelt de Duitste adviesraad inzake klimaatverandering (WBGU) echter dat de CO 2 -concentratie niet boven de 450 ppm v mag uitstijgen wil men de opwarming van de aarde beperken tot 2 C (WBGU, 2003a). Gelet op het naijleffect van de atmosferische concentraties (zie figuur 30) zullen de antropogene CO 2 -emissies tegen 2050 waarschijnlijk met 45 tot 60 % moeten dalen t.o.v. 1990 om niet boven dat plafond van 450 ppm v uit te stijgen (WBGU, 2003b). Voor CH 4 bedroeg de atmosferische concentratie in 2004 1 783 ppb v of meer dan het dubbele (+151%) van de waarde van de pre-industriële periode (709 ppb v ) (WMO, 2006; Blasing & Smith, 2006). De jaarlijkse accumulatiesnelheid bedroeg 20 ppb v in de jaren 1970. Gedurende de jaren 80 verminderde deze accumulatiesnelheid tot 9 à 13 ppb v per jaar. Sinds het begin van de jaren 90 varieerde de accumulatiesnelheid sterk: van een stabilisatie of lichte daling in 2001 en 2004 tot een toename met 13 ppb v in 1998 (EEA, 2004a; WMO, 2006; Blasing & Smith, 2006). In tegenstelling tot de CO 2 -concentratie vertoont CH 4 wel een afvlakking: de concentratie nam nog nauwelijks toe in 2004 en sinds 1999 bleef de jaarlijkse stijging beperkt tot minder dan 5 ppb v (WMO, 2006). De huidige CH 4 -concentratie is echter niet overschreden gedurende de laatste 650 000 jaar (Siegenthaler et al., 2005). Zo n 60 % van de methaanemissies zijn van antropogene oorsprong (onder meer het gebruik van fossiele brandstoffen, veeteelt, rijstteelt en storten) (WMO, 2006). Ook voor CH 4 geven regionale concentratieverschillen een indicatie van significante netto bronnen in het Noordelijk Halfrond (WMO/WDCGG, 2005). In 2004 bedroeg de atmosferische concentratie van N 2 O 318,6 ppb v, dit is 18 % meer dan de concentratie gedurende de pre-industriële periode (270 ppb v ) en het hoogste niveau in minstens 1 000 jaar. Sinds 1988 neemt de concentratie vrij constant toe met 0,8 ppb v per jaar (Blasing & Smith 2006; WMO, 2006). Slechts een derde van de globale lachgasemissies is van antropogene oorsprong. Door de afspraken gemaakt in het kader van het Protocol van Montreal (1987) ter bescherming van de stratosferische ozonlaag stabiliseren de atmosferische concentraties van de meeste ozonafbrekende stoffen of nemen ze zelfs af. De concentratie van hun vervangproducten (o.a. HFK's) neemt daarentegen sterk toe. Natuurlijke factoren hebben slechts een kleine bijdrage geleverd op de radiatieve forcering in de laatste eeuw. Figuur 34 geeft nog een overzicht van de toename van de atmosferische concentratie van alle broeikasgassen samen sinds 1750. Die wordt uitgedrukt als de toename inzake totale radiatieve forcering t.o.v. 1750 van al die gassen samen. Dit wordt bekomen door van de concentratietoename van ieder gas t.o.v. 1750 het opwarmend vermogen te berekenen, en vervolgens het verschil in opwarmend vermogen van alle gassen samen te tellen. Hieruit blijkt een duidelijke versnelling sinds het begin van de jaren 50 wanneer het energiegebruik sterk toenam en men stilaan CFK s en aanverwante gassen begon te gebruiken. De figuur maakt ook duidelijk dat de belangrijkste bijdrage aan de opwarming van de aarde komt van CO 2, maar dat ook de bijdrage van de andere gassen niet verwaarloosbaar is. De 3 belangrijkste broeikasgassen staan samen in voor 88 % van de toename inzake radiatieve forcering sinds het begin van de industrialisatie (1750): 63 % voor CO 2, 19 % voor CH 4 en 6 % voor N 2 0 (NOAA, 2006). De laatste 10 jaar is het aandeel van CO 2 in de toenemende radiatieve forcering zelfs opgelopen tot 90 % (WMO, 2006). januari 2007 95
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 34: Toename van het opwarmend vermogen van broeikasgassen in de mondiale atmosfeer sinds 1750 (1750-2005) * voorlopige cijfers voor het jaar 2005 Bron: MIRA/VMM op basis van EEA (2004a) en NOAA (2006). In 2006 werd voor het eerst de jaarlijkse broeikasgasindex voorgesteld (AGGI of Annual Greenhouse Gas Index). Die index moet toelaten de effectiviteit te evalueren van de internationale inspanningen om zowel de natuurlijke als de antropogene broeikasgasconcentraties te bedwingen. De index wordt berekend vertrekkende van concentratiemetingen wereldwijd voor de voornaamste langlevende broeikasgassen (CO 2, CH 4, N 2 0 en de CFK s met hun vervangproducten) sinds 1979, en geeft het verschil in totale radiatieve forcering ervan weer tussen het jaar van de metingen en het pre-industriële referentiejaar 1750. Daarbij is net als voor figuur 34 enkel met de directe effecten van de belangrijkste broeikasgassen rekening gehouden: complexe terugkoppelingen t.a.v. waterdampconcentraties, ozonafbraak en de aanwezigheid van aerosolen zijn hier niet beschouwd. De bekomen waardes worden gedeeld door de waarde voor het jaar 1990, het referentiejaar uit het Kyoto-protocol. Voor 2005 is de AGGI opgelopen tot 1,22. Dit betekent dat het opwarmend vermogen van de broeikasgassen aanwezig in onze atmosfeer in 2005 al 22 % hoger lag dan in 1990 (NOAA, 2006). Voor CO 2 alleen bedroeg de toename in die periode zelfs 28 %, maar de afremming van de aangroei voor CH 4 en de concentratie-afname voor verschillende CFK s hebben het effect van CO 2 verzacht (figuur 35) 96 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 35: Jaarlijkse broeikasgasindex of AGGI (Mondiaal, 1979-2005) Bron: NOAA, 2006. 4 Temperatuur 4.1 Historische evolutie temperatuur S In de laatste 1,7 miljoen jaar vertoont het klimaat een cyclisch patroon waarin ijstijden en warmere periodes elkaar afwisselen. Hiermee vergeleken was het klimaat in de laatste 8 000 jaren relatief stabiel, met temperatuursvariaties kleiner dan 2 C (EEA, 2004a). De variaties in CO 2 -concentratie en temperatuur op aarde zijn duidelijk gecorreleerd (figuur 36): periodes van sterke concentratieveranderingen hingen steeds samen met de overgang tussen glaciale en interglaciale periodes. januari 2007 97
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 36: Variaties in CO 2 -concentratie en temperatuur in de atmosfeer, gereconstrueerd a.d.h.v. ijsboringen Bron: UNEP, 2005. Sinds het begin van de 20 ste eeuw nam de temperatuur op aarde toe met 0,7 C, en zelfs met 0,95 C in Europa. Deze verandering is ongewoon zowel in omvang als in snelheid waarmee ze plaatsvindt en overtreft ruimschoots de natuurlijke klimaatfluctuaties van de laatste 1 000 jaren (figuur 37). Figuur 37: Afwijking van de temperatuur t.o.v. de referentieperiode 1961-1990 (Noordelijk halfrond, 1000-2000) Data afkomstig van thermometers zijn weergegeven in het rood, data afgeleid uit boomringen, koralen en ijskappen zijn in het blauw. De zwarte lijn geeft het gemiddelde over 50 jaar weer. De grijze zone geeft het 95 % betrouwbaarheidsinterval weer. Bron: IPCC, 2001. 98 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering 4.2 Evolutie van de temperatuur sinds het midden van de 19 de eeuw S 4.2.1 Waarnemingen De evolutie van de gemiddelde aardtemperatuur in de geologische geschiedenis van de aarde wordt sinds 1861 gemeten. Om de evolutie te reconstrueren vanaf het jaar 1 000 baseert de wetenschap zich op de metingen van ijsboringen, koraalriffen en de ringen van boomstammen. Op basis van alle beschikbare wetenschappelijke kennis stelt het IPCC in zijn recentste rapport dat de globale gemiddelde oppervlaktetemperatuur in de 20 ste eeuw met 0,6 C gestegen is (99 % zeker) (figuur 38). De toename van de atmosferische concentratie van broeikasgassen lijkt de grootste oorzaak te zijn van die stijging. De jaren 90 waren het warmste decennium sinds het begin van de instrumentale metingen in 1861 (90-99 % zeker). De tien warmste jaren zijn, in afnemende volgorde: 1998, 2002 & 2003 & 2005 (gelijk), 2004, 1997, 2001, 1995, 1990 & 1999 (gelijk), 1991 & 2000 (gelijk). De toename van de globale temperatuur bedraagt momenteel 0,18±0,05 C per decennium. Bovendien is het 66-90 % 10 zeker dat de opwarming in het Noordelijk Halfrond van de aarde gedurende de 20 ste eeuw de grootste was gedurende de laatste 1 000 jaar (IPCC, 2001). Door de grote variabiliteit tussen de jaren, is het aangewezen naar een tienjarig gemiddelde te kijken om de evolutie duidelijker af te lezen. In de figuren werd daarom de temperatuurverandering tevens weergegeven als het tienjarig voortschrijdend gemiddelde van de afwijking t.o.v. de gemiddelde temperatuur tijdens de officiële WMO-referentieperiode 1961-1990. Dat voortschrijdend gemiddelde wordt bekomen door voor ieder jaar het gemiddelde te berekenen van de temperaturen in de 5 voorafgaande jaren, het jaar zelf en de 4 nakomende jaren. Zo is het cijfer voor 1999 een gemiddelde gebaseerd op de temperaturen van 1994 tot en met 2003. 10 In haar derde assessment rapport gebruikt het IPCC volgende betrouwbaarheidsintervallen: zo goed als zeker (meer dan 99 % kans dat een resultaat waar is), zeer waarschijnlijk (90-99 % kans), waarschijnlijk (66-90 % kans), matige waarschijnlijkheid (33-66 %), onwaarschijnlijk (10-33 % kans), zeer onwaarschijnlijk (1-10 % kans), uitzonderlijk onwaarschijnlijk (minder dan 1 % kans) januari 2007 99
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 38: Afwijking van de globale jaargemiddelde temperatuur (1856-2005) C 1,5 1 0,5 0-0,5-1 -1,5 1856 1877 1898 1919 1940 1961 1982 2003 jaargemiddelde 10-jaargemiddelde De temperatuurverandering wordt uitgedrukt als 1) de afwijking van de jaargemiddelde temperatuur t.o.v. de gemiddelde temperatuur tijdens de officiële WMO-referentieperiode 1961-1990, 2) het tienjarig voortschrijdend gemiddelde van de afwijking t.o.v. dezelfde referentie. Bron:University of East Anglia, 2006 In Europa is de temperatuur nog sterker gestegen dan het mondiale gemiddelde: een toename met 0,95 C sedert 1900 (EEA, 2004a). Het warmste jaar was 2000 (figuur 39). De zeven andere warmste jaren vonden allemaal plaats in de laatste veertien jaar. De stijging is groter in de winter dan in de zomer: respectievelijk +1,1 C en +0,7 C. Daardoor worden de winters zachter en zijn de verschillen tussen de seizoenen kleiner. Volgens het European Climate Assessment is de opwarming tussen 1946 en 1990 gecorreleerd met een significante daling van het aantal vorstdagen. Evoluties in andere extreme weerfenomenen konden niet met voldoende significantie vastgesteld worden (ECA, 2002). 100 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 39: Afwijking van de Europese jaargemiddelde temperatuur (1851-2004) 1,500 1,000 0,500 C 0,000-0,500-1,000-1,500 1851 1861 1871 1881 1891 1901 1911 1921 1931 1941 1951 1961 1971 1981 1991 2001 jaargemiddelde 10-jaargemiddelde De temperatuurverandering wordt uitgedrukt als 1) de afwijking van de jaargemiddelde temperatuur t.o.v. de gemiddelde temperatuur tijdens de officiële WMO-referentieperiode 1961-1990, 2) het tienjarig voortschrijdend gemiddelde van de afwijking t.o.v. dezelfde referentie. Bron: EEA/KNMI, 2004. In ons land vertonen de metingen door het KMI in Ukkel ook een duidelijk stijgende trend (figuur 40). januari 2007 101
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 40: Verandering van de jaargemiddelde temperatuur in Ukkel (1833-2006) C 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0-0,5-1,0-1,5-2,0-2,5-3,0 1833 1842 1851 1860 1869 1878 1887 1896 1905 1914 1923 1932 1941 1950 1959 1968 1977 1986 1995 2004 jaargemiddelde 10-jaargemiddelde De temperatuurverandering wordt uitgedrukt als 1) de afwijking van de jaargemiddelde temperatuur t.o.v. de gemiddelde temperatuur tijdens de officiële WMO-referentieperiode 1961-1990, 2) het tienjarig voortschrijdend gemiddelde van de afwijking t.o.v. dezelfde referentie. Bron: KMI, 2006 Statistische analyse van de temperatuurreeks sedert 1833 (figuur 41) bakent drie onderscheiden perioden af. Van 1833 tot 1910 bedroeg de jaarlijkse gemiddelde temperatuur 8,8 C. Tussen 1911 en 1987 was het gemiddeld 9,6 C warm en van 1988 tot 2003 bedroeg de gemiddelde temperatuur 10,7 C. 102 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 41: Evolutie van de jaargemiddelde temperatuur in Ukkel (1833-2006) C 12 11 jaargemiddelde temperatuur 10 9 8 7 gemiddelde temperatuur per periode 6 1833 1842 1851 1860 1869 1878 1887 1896 1905 1914 1923 1932 1941 1950 1959 1968 1977 1986 1995 2004 Bron: Vito op basis van KMI, 2005. Volgens een Belgische studie (van Ypersele & Marbaix, 2004) zal de stijging van de temperatuur in België zich in de 21 ste eeuw sterk doorzetten. Modelberekeningen met twee IPCC-scenario s geven een toename van de wintertemperatuur van 1,7 C à 4,6 C (scenario B2) of 2,9 C à 4,9 C (scenario A2) tussen het einde van de 20 ste en het einde van de 21 ste eeuw. De zomertemperatuur zou zelfs toenemen met 2,4 C à 4,6 C (B2) of 3,1 C à 6,6 C (A2). Door de stijging van de gemiddelde wintertemperatuur zal het aantal vorstdagen en het aantal dagen dat de sneeuw blijft liggen, dalen. Door de hogere zomertemperaturen zal de kans op uitzonderlijk warme zomers, met meer hittegolven, aanzienlijk verhogen. Aan het einde van de 21 ste eeuw zou één zomer op twee ten minste zo warm zijn als de zomer van 2003. Om een vergelijking te maken tussen de evolutie van de temperatuur op mondiaal, Europees en regionaal vlak, hebben we figuren 38, 39 en 40 in één grafiek samengebracht tot figuur 42. Bij deze figuur dient opgemerkt dat de klimaatverandering niet noodzakelijk sterker wordt waargenomen in Ukkel t.o.v. van Europa en de hele wereld. De lijnen die de evolutie voor Europa weergeven zijn immers een gemiddelde van heel wat verschillende meetstations, en de lijn die de mondiale temperatuurevolutie aangeeft is de resultante van nog heel wat meer meetstations. Achter beide lijnen schuilen dan ook heel wat verschillende temperatuurverlopen. januari 2007 103
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 42: Verandering van de 10-jaargemiddelde temperatuur in België, in Europa en op wereldvlak (1861-2005) temperatuurverandering ( C) 1,5 1,0 0,5 0,0-0,5 Ukkel Europa wereld -1,0-1,5 1861 1889 1917 1945 1973 1997 De temperatuurverandering wordt uitgedrukt als het tienjarig voortschrijdend gemiddelde van de afwijking t.o.v. de gemiddelde temperatuur tijdens de officiële WMO-referentieperiode 1961-1990. Dit gebeurde op basis van de jaargemiddelde temperaturen voor de jaren 1856-2002. Bron: Vito op basis van KMI en KNMI (2007) Mondiaal was 1998 het warmste jaar van de voorbije anderhalve eeuw. De temperatuur lag 0,58 C boven het gemiddelde van de periode 1961-1990 (de internationale referentieperiode). Daarna komen 2002, 2003 en 2005 (+0,47 C). Met een temperatuur die 0,45 C boven de referentie lag, was 2004 op wereldvlak het op drie na warmste jaar sinds er er statistieken worden bijgehouden. In Europa was 2000 het recordjaar, met een temperatuursverschil van 1,14 C t.o.v. de referentie. Zowel in Europa als op wereldvlak blijken de jaren 90 het warmste decennium te zijn sedert het begin van de waarnemingen in het midden van de 19 de eeuw (EEA, 2004a). In Ukkel werd in 2006 een gemiddelde jaartemperartuur genoteerd van 11,4 C genoteerd (+1,6 C boven de referentie). Daarmee werd het record van 1989 (11,3 C) gebroken. Het vorige record was reeds meermaals benaderd met een waarde van 11,2 C (+1,4 C) in 1990, 2000 en 2002. In 2003 lag de jaargemiddelde temperatuur in Ukkel nauwelijks lager: 11,1 C (+1,3 C); hetzelfde niveau als in 1994 en 1999. 2004 lag met een jaargemiddelde temperatuur van 10,7 C slechts 0,9 C boven de referentie. Binnen recordjaar 2006 was voornamelijk de herfst zéér uitzonderlijk zacht. Op basis van statistische parameters van de temperatuursreeks van de gemiddelde waarden te Ukkel, heeft een dergelijk evenement een terugkeerperiode boven de 500 jaar. Maar anderzijds was het te verwachten dat dit record zich zou manifesteren. Immers, de septembermaand was de warmste sinds het begin van de waarnemingen te Brussel-Ukkel in 1833. De gemiddelde temperatuur bedroeg 18,4 C, het vorige record dateerde uit 1949 en 1999 met een waarde van 17,7 C (norm. : 14,6 C). Met 14,2 C was de waarde van de gemiddelde temperatuur van de maand oktober opmerkelijk hoog : hij komt op de tweede plaats in de reeks van de warmste oktobermaanden, het record dateert uit 2001 met 14,4 C (norm. : 10,4 C). Met een vierde plaats in de reeks warmste novembermaanden, bereikte de maand november een gemiddelde temperatuur van 9,1 C terwijl de normale 6,1 C bedraagt. Het resultaat was een gemiddelde temperatuur voor de herfst die bijzonder hoog was met 13,9 C. Het vorige 104 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering record, dat dateerde uit 2005, werd zo maar eventjes met 1,6 C verbeterd : een bijzonder indrukwekkende gebeurtenis. Binnen Europa bestaan er grote ruimtelijke verschillen in opwarming tussen west (maritiem) en oost (continentaal) en tussen zuid (mediterraan) en noord (arctisch). Het grootste gedeelte van Europa kende evenwel een temperatuurstijging in de twintigste eeuw. De opwarming was het sterkst in Midden- en Oost-Europa. Enkele Zuideuropese stations stelden een zeer kleine daling vast. Alleen in IJsland werden significante dalingen vastgesteld. De opwarmende trend blijkt ook te verschillen tussen de seizoenen. Op figuur 43 is te zien dat de opwarming tijdens de winter groter is dan tijdens de zomer. Figuur 43: Evolutie van de Europese jaar-, winter- en zomertemperatuur (in C en uitgedrukt als 10-jaar gemiddelde afwijking t.o.v. de gemiddelde temperatuur in de periode 1961-1990). Bron: EEA. De snelheid waarmee de temperatuur momenteel toeneemt, bedraagt bijna 0,2 C per decennium. Hiermee bereiken of overschrijden we zelfs het niveau dat in de literatuur als duurzaamheidsdrempel beschouwd wordt, gezien de aanpassingsmogelijkheden van ecosystemen. (Zie o.a.leemans & Hootsmans, 1998) januari 2007 105
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 44: Gemiddelde mondiale temperatuurverandering ( C) per decennium Bron: EEA Naast de stijging van de gemiddelde jaarlijkse temperatuur, kunnen we nog andere patronen onderzoeken. We bekijken gegevens vanaf 1968, omdat het KMI toen een nieuwe meettechniek in gebruik genomen heeft waarvan de resultaten niet vergelijkbaar zijn met oudere gegevens. Daaruit kunnen volgende conclusies getrokken worden (figuur 45): vorstdagen (dagen waarop de minimumtemperatuur onder 0 C ligt): er is een licht dalende trend waar te nemen; winterse dagen (dagen waarop de maximumtemperatuur onder de 0 C ligt): hier zien we geen duidelijke trend gedurende de voorbije decennia; zomerse dagen (dagen waarop de maximumtemperatuur 25 C of meer bedraagt): het aantal zomerse dagen is gestegen sedert 1968; tropische dagen (dagen waarop de maximumtemperatuur 30 C of meer bedraagt): het aantal tropische dagen neemt toe met de jaren. Figuur 45: Jaarlijks voorkomen van vorstdagen, winterse dagen, zomerse dagen en tropische dagen (Ukkel, 1968-2005) 100 vorstdagen 35 winterse dagen 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 70 72 66 62 60 62 56 51 53 51 55 55 52 52 47 40 40 37 33 35 36 30 3130 26 23 15 88 82 363635 29 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 52 26 51 47 48 30 25 20 15 10 5 0 13 1211 9 12 5 2 0 1 1 9 14 9 9 6 5 1 29 21 16 15 12 11 10 7 7 7 6 5 4 4 3 3 00 1 0 1 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 106 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering 60 50 40 30 20 10 0 14 31 28 19 9 37 13 26 48 15 16 14 10 12 zomerse dagen 31 44 19 18 27 16 12 44 38 2727 22 32 43 34 29 30 43 36 20 20 24 17 14 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 3 2 2 0 0 1 0 8 19 tropische dagen 2 1 1 11 0 6 3 3 2 2 0 0 8 2 2 12 0 13 6 4 2 2 1 5 4 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 9 1 6 Bron: KMI 4.2.2 Verwachtingen voor de 21 ste eeuw 4.2.2.1 Mondiaal Doorrekening van verschillende scenario's met klimaatmodellen geeft een verdere stijging van de gemiddelde temperatuur op aarde aan met 1,4 C tot 5,8 C tussen 1990 tot 2100 (figuur 46). Het is erg waarschijnlijk (90-99 % zeker) dat de temperaturen boven bijna alle landoppervlaktes sneller zullen opwarmen dan het gemiddelde. In het bijzonder geldt dit voor hoge breedtegraden in de winter. Zeer opmerkelijk ook is de opwarming in het noordelijk deel van Noord-Amerika, Noord- en Centraal-Azië, waar de temperatuurstijging in alle modellen nog meer dan 40 % hoger ligt dan het gemiddelde voor de planeet. De geprojecteerde temperatuurstijging is dus nog veel groter dan de veranderingen die geobserveerd werden in de 20 ste eeuw, en is zeer waarschijnlijk zonder precedent gedurende ten minste 10 000 jaar. Naast de toename van de gemiddelde temperaturen, is er ook een verwachte toename van de extreme temperaturen. Dit is echter veel moeilijker te modelleren. C. Schär van het ZIT (Zwitsers Instituut voor Technologie) berekende samen met collega s dat een Europese zomer zoals deze van 2003 statistisch slechts éénmaal om de 46 000 jaar zou mogen plaatsvinden, zelfs rekening houdend met de klimaatsverandering. Hun simulaties met een regionaal computermodel tonen aan dat extreme temperaturen in de toekomst vaker zullen voorkomen in Europa (Schar, 2004). Anderen zien hiervoor (in Noord-Amerika) nog geen aanwijzingen, onder meer J. Christy, directeur van het Earth System Science Center van de University of Alabama in Huntsville (Nature, 2004). januari 2007 107
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 46: De volgens IPCC-scenario s verwachte gemiddelde temperatuurevolutie op Aarde in de 21 ste eeuw, in vergelijking met de afgelopen 1 000 jaar Bron: IPCC, 2001. Figuur 47 toont de regionale verschillen in de verwachte temperatuurstijging in 2080 t.o.v. de referentieperiode 1961-1990. De grootste opwarming wordt in Zuid-Europa verwacht. 108 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 47: Verwachte temperatuurstijging in 2080 t.o.v. referentieperiode 1961-1990 Bron: EEA, 2004a. 4.2.2.2 Scenario s over toekomstig klimaat in Nederland Op basis van de meest recente resultaten van klimaatonderzoek heeft het KNMI 4 nieuwe klimaatscenario s voor Nederland ontwikkeld. De klimaatscenario s zijn consistente en plausibele beelden van een mogelijk toekomstig klimaat. Ze zijn bedoeld om verkennende studies uit te voeren naar de effecten van klimaatverandering en maken het mogelijk hierop te anticiperen. De klimaatscenario s geven een beeld van de veranderingen in temperatuur, neerslag, wind en zeespiegel voor een klimatologische periode van 30 jaar. De scenario s voor 2050 zijn dus representatief voor het klimaat in de periode rond dat jaar (tussen 2036 en 2065). Evenzo is het klimaat in het gekozen basisjaar 1990 beschreven met gegevens van 1976 tot en met 2005. Onder winter wordt hier verstaan december, januari en februari, zomer staat gelijk aan juni, juli en augustus. Onderstaande figuur geeft een schematisch overzicht van de 4 scenario s. januari 2007 109
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 48: Schematisch overzicht klimaatscenario s Nederland Bron: KNMI, 2006 De tabellen geven de mogelijke klimaatveranderingen rond respectievelijk 2050 en 2100, uitgedrukt in cijfers. In elk scenario komen een aantal dezelfde kenmerken van de klimaatverandering in Nederland en omgeving naar voren: de opwarming zet door, hierdoor komen zachte winters en warme zomers vaker voor; de winters worden gemiddeld natter en ook de extreme neerslaghoeveelheden nemen toe; de hevigheid van extreme regenbuien in de zomer neemt toe, maar het aantal zomerse regendagen daalt; de berekende veranderingen in het windklimaat zijn klein ten opzichte van de natuurlijke grilligheid; de zeespiegel blijft stijgen. 110 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Tabel 16: Klimaatverandering in Nederland rond 2050 ten opzichte van het basisjaar 1990 volgens de vier KNMI'06 klimaatscenario's. 2050 G G+ W W+ wereldwijde temperatuurstijging +1 C +1 C +2 C +2 C verandering in luchtstromingspatronen in West Europa nee ja nee ja winter gemiddelde temperatuur +0,9 C +1,1 C +1,8 C +2,3 C koudste winterdag per jaar +1,0 C +1,5 C +2,1 C +2,9 C gemiddelde neerslaghoeveelheid +4% +7% +7% +14% aantal natte dagen ( 0,1 mm) 0% +1% 0% +2% 10-daagse neerslagsom die eens in de 10 jaar wordt overschreden +4% +6% +8% +12% hoogste daggemiddelde windsnelheid per jaar 0% +2% -1% +4% zomer gemiddelde temperatuur +0,9 C +1,4 C +1,7 C +2,8 C warmste zomerdag per jaar +1,0 C +1,9 C +2,1 C +3,8 C gemiddelde neerslaghoeveelheid +3% -10% +6% -19% aantal natte dagen ( 0,1 mm) -2% -10% -3% -19% dagsom van de neerslag die eens in de 10 jaar wordt overschreden +13% +5% +27% +10% potentiële verdamping +3% +8% +7% +15% zeespiegel absolute stijging 15-25 cm 15-25 cm 20-35 cm 20-35 cm Bron: KNMI, 2006 Tabel 17: Klimaatverandering in Nederland rond 2100 ten opzichte van het basisjaar 1990 volgens de vier KNMI 06 klimaatscenario s. 2100 G G+ W W+ wereldwijde temperatuurstijging in 2050 +1 C +1 C +2 C +2 C wereldwijde temperatuurstijging in 2100 +2 C +2 C +4 C +4 C verandering in luchtstromingspatronen in West Europa nee ja nee ja winter gemiddelde temperatuur +1,8 C +2,3 C +3,6 C +4,6 C koudste winterdag per jaar +2,1 C +2,9 C +4,2 C +5,8 C gemiddelde neerslaghoeveelheid +7% +14% +14% +28% aantal natte dagen ( 0,1 mm) 0% +2% 0% +4% 10-daagse neerslagsom die eens in de 10 jaar wordt overschreden hoogste daggemiddelde windsnelheid per jaar +8% +12% +16% +24% -1% +4% -2% +8% zomer gemiddelde temperatuur +1,7 C +2,8 C +3,4 C +5,6 C warmste zomerdag per jaar +2,1 C +3,8 C +4,2 C +7,6 C gemiddelde neerslaghoeveelheid +6% -19% +12% -38% aantal natte dagen ( 0,1 mm) -3% -19% -6% -38% dagsom van de neerslag die eens in de 10 jaar wordt overschreden +27% +10% +54% +20% potentiële verdamping +7% +15% +14% +30% zeespiegel absolute stijging 35-60 cm 35-60 cm 40-85 cm 40-85 cm Bron: KNMI, 2006 januari 2007 111
Klimaatverandering Achtergronddocument 5 Neerslag 5.1 Neerslagvariatie S 5.1.1 Waarnemingen Een eerder uitgevoerde analyse van de neerslaggegevens in de 20 ste eeuw leert dat in ons land de gemiddelde jaarlijkse neerslaghoeveelheid is toegenomen (figuur 49). Opgedeeld in intervallen van 25 jaar, bedroeg de toename 6,6 %. Beschouwd in intervallen van 10 jaar, vertoonde de stijging eerder een golvend maar ook stijgend patroon. Daarbij kwam de jaargemiddelde neerslaghoeveelheid in het laatste decennium 16 % hoger te liggen dan in het eerste decennium. Daar staat evenwel tegenover dat het tweede decennium (1910-1919) in de beschouwde periode bijna even nat was als het voorlaatste decennium (1980-1989) (Van Damme, 2003). Figuur 49: Evolutie jaargemiddelde neerslaghoeveelheden (Ukkel, 1898-1999) 1898-1909 neerslag (mm) 1 000 950 900 850 800 750 700 650 600 1910-1919 1898-1924 1920-1929 1930-1939 1925-1949 1940-1949 1950-1959 1960-1969 1950-1974 1970-1979 1980-1989 1975-1999 1990-1999 gemiddelde 25 j. gemiddelde 10 j. Bron: Van Damme, 2003. In een eigen analyse komt het KMI tot de vaststelling dat er slechts een lichte stijging is van de neerslag in de periode nà 1910 in vergelijking met de periode ervóór (KMI, 2003). Het IPCC geeft aan dat het 90-99 % zeker is dat de neerslag in de meeste gebieden tussen 35 en 85 NoorderBreedte is toegenomen met 0,5 % tot 1 % per decennium in de 20 e eeuw. Dit stemt overeen met een stijging van 7 tot 12 % de afgelopen 100 jaar (IPCC, 2001). In Europa nam de gemiddelde jaarlijkse neerslag tijdens de periode 1900-2000 toe met 10 tot 40 % in het noorden, maar werd het zuiden geconfronteerd met een neerslagdaling die oploopt tot 20 % (Klein Tank et al., 2002). Sinds het begin van de waarnemingen in Ukkel zijn 2001 en 2002 absolute recordjaren met neerslaghoeveelheden van respectievelijk 1088,5 en 1077,8 mm ten aanzien van de normale 780,1 mm. In het uitzonderlijk warme 2003 bereikte de totale neerslag nog 670,5 mm. Deze waarde ligt ver verwijderd van het droogterecord van 1921 met slechts 406,4 mm neerslag. 2005 bleek opnieuw een vrij normaal jaar te zijn met 751,0 mm neerslag. Analyse van de neerslagdata toont aan dat er steeds nadrukkelijker meer natte dan droge jaren voorkomen in ons land (figuur 50), één van de (vele) factoren in de recente toename van overstromingen in ons land (zie ook "Achtergronddocument Verstoring van de waterhuishouding" op www.milieurapport.be). In ieder geval is het zo dat de natuurlijke variatie van de neerslag van jaar tot jaar veel groter is dan de trend over een bepaalde periode. Dit maakt dat de signaalruisverhouding eerder klein is. Dat maakt voorspellingen maken tot een moeilijke taak en zal het zeker niet zo zijn dat de trend die verwacht wordt ieder jaar zal optreden. 112 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 50: Afwijking van de jaargemiddelde neerslag t.o.v. de normaalweerslag* (Ukkel, 1898-2005) 100% 4 80% 60% 40% 20% 3 2 1 0% -20% -40% -60% -80% 1898 procentuele afwijking t.o.v. de normaalneerslag (linker Y-as) glijdend 10-jaargemiddelde afwijking t.o.v. normaalneerslag (linker Y-as) cumulatieve afwijking t.o.v. de normaalneerslag (rechter Y-as) 2005 0-1 -2-3 -100% -4 1898 1902 1906 1910 1914 1918 1922 1926 1930 1934 1938 1942 1946 1950 1954 1958 1962 1966 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006 normaalneerslag = 780,1 mm Bron: VMM op basis van KMI. De veranderingen in neerslag kunnen zich niet enkel tonen door veranderende jaargemiddelden. Belangrijker nog met het oog op de mogelijke impact, zijn de verschuivingen per seizoen en het voorkomen van extreme neerslagperiodes. Zo wordt de start van het groeiseizoen niet enkel bepaald door de temperatuur, maar ook door de waterbeschikbaarheid, en is het gevaar voor erosie bij hevige regenval het grootst in de wintermaanden, aangezien op dat ogenblik veel landbouwpercelen braak liggen. De veranderingen in neerslag deden zich in Europa het sterkst voor tijdens de wintermaanden (Klein Tank et al., 2002). In Nederland blijkt de toename van de jaargemiddelde neerslag (+ 18 % in de periode 1906-2005) vooral het resultaat te zijn van een neerslagtoename in de winter (+ 26 %), het voorjaar (+ 21 %) en de herfst (+ 26 %). In de zomer is de neerslaghoeveelheid er nauwelijks veranderd (+ 3 %) (KNMI, 2006). Voor Ukkel blijken de neerslagdata per seizoen te sterk te variëren in de periode 1833-2005 om een significante trend per seizoen af te leiden (figuur 51a). Toch lijkt ook hier de algemene trend inzake neerslaghoeveelheid eerder stijgend te zijn, vooral tijdens de winter. Dit blijkt nog duidelijker uit figuur 51b waarin ieder kalenderjaar werd opgedeeld in een winter- en een zomerhelft: de trend tijdens de winterhelft is duidelijk stijgend, terwijl de neerslag tijdens de zomerhelft geen evolutie kent. januari 2007 113
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 51: Evolutie van de neerslaghoeveelheden a) per seizoen en b) per half kalenderjaar (Ukkel, 1833-2005) a) neerslag per seizoen (mm) 450 400 350 300 250 herfst zomer winter lente 200 trend herfst 150 100 trend winter trend zomer b) 50 0 1833 1837 1841 1845 1849 1853 1857 1861 1865 1869 1873 1877 1881 1885 1889 1893 1897 1901 1905 1909 1913 1917 1921 1925 1929 1933 1937 1941 1945 1949 1953 1957 1961 1965 1969 1973 1977 1981 1985 1989 1993 1997 2001 2005 trend lente neerslag per half kalenderjaar (mm) 700 600 zomerhelft (mei -> okt.) 500 400 winterhelft (nov. -> april) 300 trend zomerhelft 200 100 trend winterhelft 0 1833 1837 1841 1845 1849 1853 1857 1861 1865 1869 1873 1877 1881 1885 1889 1893 1897 1901 1905 1909 1913 1917 1921 1925 1929 1933 1937 1941 1945 1949 1953 1957 1961 1965 1969 1973 1977 1981 1985 1989 1993 1997 2001 2005 Winter = januari en februari van kalenderjaar + december voorgaand kalenderjaar; lente = maart -> mei; zomer = juni -> augustus; herfst = september -> november. Winterhelft = de maanden januari, februari, maart, april, november en december van een kalenderjaar; zomerhelft = de maanden mei, juni, juli, augustus, september en oktober van een kalenderjaar. De trendlijnen zijn bekomen door lineaire regressie toe te passen op alle punten per seizoen. Deze trendlijnen blijken door de te grote variatie van jaar tot jaar echter niet significant te zijn (R² < 0,1). Bron: VMM op basis van KMI. Doorheen Europa worden ook wijzigingen waargenomen in het voorkomen van extreme neerslagperiodes, bv. het aantal erg natte dagen (dagen met meer dan 20 mm neerslag). Vaak zijn die wijzigingen ook explicieter dan de trend inzake gemiddelde neerslag. Vooral in Midden- en Noord- Europa tonen de meeste weerstations over de periode 1976-2004 een 114 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering significante toename van het aantal erg natte dagen, terwijl dat aantal stagneert of zelfs afneemt in het Zuiden (figuur 52). Figuur 52: Variatie in het aantal erg natte dagen in de periodes 1946-2004 (Europa) 'Erg natte dag' is gedefinieerd als een dag met meer dan 20 mm neerslag. Bron: ECA&D (2006). België (Ukkel) telt jaarlijks gemiddeld 201 dagen met meetbare neerslag ( 0,1 mm/d). Uitersten waren 1921 en 1974 met respectievelijk 153 en 266 neerslagdagen. De verschillen tussen de seizoenen zijn vrij beperkt met 54 regendagen voor de winter, 49 voor de lente, 47 voor de zomer en 51 voor de herfst. Een analyse van de neerslaggegevens sinds 1833 toont dat de lichte (niet-significante) toename van het aantal dagen met meetbare neerslag ( 0,1 mm/d) (figuur 53) enkel waarneembaar is in de lente en de winter, terwijl in de zomer het aantal neerslagdagen net als de eerder besproken neerslaghoeveelheid constant blijft. januari 2007 115
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 53: Aantal dagen met meetbare neerslag per jaar en per seizoen (Ukkel, 1833-2006) aantal dagen met meetbare neerslag per seizoen 140 120 100 80 60 40 20 aantal dagen met meetbare neerslag per jaar 300 250 200 150 100 50 lente zomer herfst w inter jaar lineaire trend jaar lineaire trend w inter lineaire trend herfst lineaire trend zomer 0 0 1833 1876 1919 1962 2005 lineaire trend lente De trendlijnen zijn bekomen door lineaire regressie toe te passen op alle punten per seizoen of jaar. Deze trendlijnen blijken door de te grote variatie van jaar tot jaar echter niet significant te zijn (R² < 0,1). Bron: KMI. Van al die neerslagdagen zijn er jaarlijks gemiddeld maar 4 waarop we kunnen spreken van zware neerslag ( 20 mm/d). Ook het aantal dagen met zulke zware neerslag lijkt toe te nemen (niet significante trend): figuur 54. Het recordjaar was 2004 met 12 dagen van zware neerslag. Figuur 54: Aantal dagen met zware neerslag (Ukkel, 1951-2005) aantal dagen met neerslag >= 20,0 mm 12 10 w aarnemingen 8 6 4 2 Lineaire trendlijn (R²=0,0588) 0 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Bron: KMI. 116 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering 5.1.2 Verwachtingen voor de 21ste eeuw Op basis van de simulaties op wereldschaal verwacht het IPCC dat de neerslaghoeveelheden in de loop van de 21 ste eeuw globaal zullen blijven stijgen, en dat in vele gebieden de jaarlijkse fluctuaties sterker zullen worden. Deze klimaatverandering gaat gepaard met een toename in frequentie en intensiteit van ruimtelijke en temporele veranderingen in de regenpatronen (seizoensmatig, lengte van de droge periodes en de regenperiodes). Regionale veranderingen kunnen substantieel afwijken van de globale gemiddelden. Uit het Third Assessment Report van IPCC (2001) blijkt dat in de 2 de helft van de 21 ste eeuw de neerslag zal toenemen tijdens de wintermaanden in de noordelijke middelen hoge breedtegraden (66 tot 90 % zeker); in de meeste van deze gebieden zullen de jaarlijkse fluctuaties steeds sterker worden (90 tot 99 % zeker). In de gebieden dichter bij de evenaar zijn er zowel regionale toenames als afnames op land te verwachten. Gezien het kleine oppervlak van België en de natuurlijke wisselvalligheid van het neerslagpatroon, heersen er nog heel wat onzekerheden omtrent de specifiek voor België te verwachten neerslagevolutie in de 21 ste eeuw. Belangrijk is wel dat alle modellen onder verschillende scenario s voor de winter steeds een neerslagtoename aangeven tussen +3 en +30% tegen 2100. Voor de zomer daarentegen voorzien de modellen een status quo tot een daling met 50 % op dezelfde termijn. Ook de kans op hevige regenbuien zou daarbij toenemen (Nationale Klimaatcommissie, 2006). Ook de klimaatscenario s die het KNMI in 2006 voor Nederland doorrekende, geven voor de winterperiode (december - januari - februari) een toename van de gemiddelde neerslaghoeveelheid tussen 4 en 14 % tegen 2050 (t.o.v. basisjaar 1990). Voor de zomerperiode (juni - juli - augustus) lopen de voorspellingen in de verschillende scenario s uiteen van een stijging met 6 % tot een daling met 19 %. Het klimaat van het basisjaar 1990 is hier het gemiddeld klimaat van de periode 1976-2005. De voorspellingen in de laatste Nederlandse klimaatscenario s aangaande het aantal neerslagdagen zijn voor de winterperiode (dec-jan-feb) minder uitgesproken dan de neerslaghoeveelheden. Een stijging van 2 % tegen 2050 (steeds t.o.v. basisjaar 1990) is de hoogst voorkomende waarde en in twee van de vier scenario s wordt geen trend in het aantal winterneerslagdagen verwacht. Voor de zomer (jun-jul-aug) wordt een duidelijkere negatieve trend in het aantal neerslagdagen verwacht. Wat betreft extreme neerslag en zware buien in de toekomst stellen Nederlandse onderzoekers: In alle scenario s neemt in de zomer de gemiddelde neerslaghoeveelheid op dagen met veel regen juist toe door de zwaardere buien. [ ] Voor de winter geldt in alle scenario s dat de hoeveelheden in langere periodes met veel neerslag (extreme 10-daagse winterneerslag) ongeveer evenveel veranderen als de gemiddelde neerslagsom. (KNMI, 2006). Frei et al. (2006) hebben het effect van de IPCC-scenario s op het neerslagpatroon in Europa van nabij geanalyseerd met behulp van met 6 regionale (Europese) klimaatmodellen. Boven de 45 ste breedtegraad, dus ook in België, verwachten ze tegen 2100 een verhoogde frequentie en intensiteit van extreme neerslagperiodes tijdens de lente, de winter en de herfst. Periodes van extreme regenval die tot op heden maar om de 40 à 100 jaar voorkwamen, zouden tegen 2100 al om de 20 jaar optreden. Daarmee zouden de extreme neerslagperiodes zelfs sneller toenemen dan hetgeen we kunnen afleiden uit de evolutie van het weerspatroon in de afgelopen decennia. Voor de zomermaanden is de te verwachten evolutie volgens Frei et al. minder duidelijk. Het MICE-onderzoeksproject kwam tot analoge conclusies: in de Noordelijke helft van Europa zal de neerslag toenemen tijdens de winter, maar eerder dalen tijdens de zomer. De verhoogde frequentie en intensiteit van regenperiodes die nu al wordt waargenomen, zal nog verder toenemen, voornamelijk tijdens de wintermaanden (MICE, 2005). 5.2 Overstromingen S 5.2.1 Waarnemingen en schade Overstromingen zijn een natuurlijk fenomeen dat niet te allen tijde kan vermeden worden. Rivieren overstromen telkens wanneer het natuurlijke of het door mensen aangelegde waterafvoersysteem niet in staat is de watervolumes afkomstig van neerslag te verwerken of januari 2007 117
Klimaatverandering Achtergronddocument wanneer overstromingsbarrières (bv. dijken) falen. Overstromingen ten gevolge van rivieren die buiten hun oevers treden kunnen sterk variëren in omvang en duur. Grote rivieren worden gevoed door heel wat zijrivieren waardoor de overstroming vaak pas een tijd na de intense neerslagperiode optreedt en wel dagen, weken tot zelf maanden kan duren. Ook erg plotse overstromingen zijn mogelijk, vaak als gevolg van een lokale, bijzonder hevige regenval. Tot slot zijn er ook overstromingen in kustzones mogelijk ten gevolge van stormen op zee met windstoten die de golven over land stuwen. Ook combinaties van verschillende types overstromingen zijn natuurlijk mogelijk, met bijzonder zware schade tot gevolg. De basis van overstromingen (neerslag en stijgend zeeniveau, voor dit laatste zie 6) zijn natuurlijke, niet-controleerbare fenomenen. Maar het feit of een gegeven neerslaghoeveelheid of hoogwaterstand aanleiding geeft tot overstromingsschade wordt wel in belangrijke mate bepaald door menselijke ingrepen: het vrijmaken van bosbodems stroomopwaarts, rechttrekken van rivieren en supprimeren van natuurlijke overstromingsgebieden, een ontoereikende drainage (bv. verharding van oppervlaktes), en vooral de bebouwing van gebieden met een hoog overstromingsrisico. Vaak ligt onwetendheid met betrekking tot overstromingsrisico s aan de basis van die ingrepen. En hoe langer geleden de laatste overstroming heeft plaatsgevonden, hoe meer het bewustzijn inzake overstromingen daalt met vaak verminderde aandacht voor het onderhoud van bestaande overstromingsbarrières tot gevolg. Vlak na een overstroming is er daarentegen veel druk vanuit de maatschappij voor snelle ingrepen. Maar die druk resulteert vaak in ad hoc maatregelen die niet tenvolle rekening houden met andere aandachtspunten (bv. waterkwaliteit, landbouw, transport, ruimtelijke planning) en toekomstige ontwikkelingen (bv. klimaatverandering). Een bijkomend probleem is dat overstromingen vaak unilateraal worden aangepakt met focus op 1 specifieke lokatie (Europese Commissie, 2006b). Rivieren stoppen echter niet aan landsgrenzen en lokale ingrepen hebben over de gehele rivieras bekeken soms meer nadelen dan voordelen. Daarbij komt nog dat er weinig mogelijkheden zijn om een probleem op te lossen door stroomopwaartse maatregelen. Enkel retentiebekkens kunnen daar een significante invloed hebben. Een verlaging van het zomerbed daarentegen zorgt voor een lagere waterstand stroomopwaarts, maar heeft geen invloed stroomafwaarts. Hierbij is wel gebruik gemaakt van de assumptie dat het gaat om rivieren met een constante afvoer, wat in de natuur niet het geval is. De hoofdlijnen van de conclusie blijven evenwel gelijk. Klimaatveranderingen kunnen ook leiden tot een verhoogd risico op overstromingen, zowel qua intensiteit als qua frequentie, door zware regenval en stijging van het zeeniveau (zie ook 6.1 en 7.1). Overstromingen zijn de meest voorkomende natuurramp in Europa (WHO, 2003). Het aantal zware 11 overstromingen in Europa is in de periode 1970-2001 significant toegenomen (EEA, 2005b) (figuur 55). Een internationale databank van rampen registreerde 238 overstromingen in Europa tussen 1970 en 2001. Het laatste decennium werden in Europa door overstromingen 417 000 mensen (tijdelijk) dakloos en vielen er 1 940 doden (WHO, 2003). In 2002 werd Europa getroffen door 15 zware overstromingen die 250 doden maakten en 1 miljoen mensen hebben getroffen. Afzonderlijk bekeken is geen enkele van deze overstromingen toe te schrijven aan de klimaatverandering. Maar uit de projecties blijkt wel dat er statistisch gezien een hoger risico te verwachten valt. Naast klimaatveranderingen kunnen ook een toegenomen bevolkingsdruk in laaggelegen gebieden, verbeterde registratiemogelijkheden, enz. leiden tot toegenomen schade ten gevolge van overstromingen. Klimaatverandering is dus maar één van de oorzaken van overstromingen. Het effect ervan op het totale risico is veel kleiner dan het wijzigingen in bodemgebruik, bevolkingsaantallen enz. Toch blijft het interessant onderzoek naar de relatie klimaatverandering en overstromingen te intensifiëren om de totale onzekerheid te verkleinen. De publieke opinie is ook klaar voor berichten over klimaatverandering en maatregelen die moeten genomen worden, veel meer dan bijvoorbeeld het terugdraaien van de klok in bepaalde gebieden wat betreft bodemgebruik. Wetenschappers en beleidsmakers kunnen zich moeilijk permitteren deze opportuniteit om de bevolking bewust te maken van de gevolgen van natuurrampen, te negeren. 11 Gedefinieerd als overstromingen waarbij meer dan 10 doden vallen, 100 of meer slachtoffers zijn, internationale hulp wordt gevraagd of de noodtoestand wordt uitgeroepen. De definite van zware overstromingen is dus gemaakt op basis van de gevolgen, en niet enkel op basis van klimatologische, hydrologische en hydraulische omstandigheden. 118 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 55: Aantal zware overstromingen (Europa, 1970-2001) aantal Bron: EM-DAT: The OFDA/CRED International Disaster Database, www.cred.be/emdat - Université Catholique de Louvain Brussels, data verwerkt door de London School of Hygiene and Tropical Medicine, 2003. Tussen 1998 en 2004 werd Europa getroffen werd door meer dan 100 grote overstromingen, en men verwacht dat zowel het aantal als de intensiteit van de overstromingen nog zal toenemen onder invloed van klimaatverandering (Europese Commissie, 2006a). Die overstromingen in de periode 1998-2004 kostten 700 mensen het leven, en zo n half miljoen mensen verloren hun woonst. Het (verzekerd) economisch verlies t.g.v. van die overstromingen bedroeg minstens 25 miljard euro. Overstromingen in de zomer van 2005 (o.a. in Frankrijk, Duitsland en Oostenrijk) hebben die cijfers nog verder de hoogte ingejaagd. En naast maatschappelijke en economische schade, kunnen overstromingen ook ernstige gevolgen veroorzaken voor het milieu, bv. wanneer waterzuiveringsinstallaties of fabrieken waar grote hoeveelheden toxische chemicaliën liggen opgeslagen, overlopen. Zijn de overstromingen in Europa daarmee belangrijk op wereldschaal? Op ecnomisch vlak en wat betreft (verzekerde) schade zeker wel. En voor iedereen die getroffen wordt door een overstroming is dit een ingrijpende gebeurtenis. Wanneer andere grootheden gebruikt worden om de ernst van een overstroming te meten, komen we in Europa nog goed weg. Het totale aantal slachtoffers en getroffenen ligt in dichtbevolkte (bv. Aziatische gebieden als Bangladesh en China) regio s nog vele malen hoger. Nog belangrijker is de tijd die men nodig heeft om opnieuw op het voormalige levenspeil te komen. Deze liggen in Europa bij de laagste van de wereld 12. De inspanningen om klimaatveranderingen tegen te gaan, komen echter niet alleen lokaal ten goede, maar verlagen ook risico s in andere gebieden. Ook in Vlaanderen hebben zich altijd al overstromingen voorgedaan, het is en blijft immers een natuurlijk proces. Wel dragen menselijke activiteiten ertoe bij dat de kans op overstromingen en de omvang van de daardoor veroorzaakte schade toenemen. Zo valt op dat we vrij recent een aantal belangrijke overstromingen gekend hebben: de winters 1993-1994 en 1994-1995, augustus 1996, september 1998, december 1999, februari 2002 en december-januari 2003. En daarbij werden vaak gebieden overstroomd die bij mensenheugenis nog nooit overstroomd waren. Een mogelijke verklaring hiervoor is dat, als gevolg van hogere winterneerslag gedurende enkele jaren, de verzadigingsgraad in de hydrografische bekkens lange tijd hoog was, naast een toename van de verharde oppervlakte etc.. 12 De schade per getroffene ligt in de meeste gebieden in de wereld veel lager dan in Europa. Enerzijds ligt in de meeste gevallen ook het verzekerde percentage veel lager, en anderzijds gaat het vaak om mensen die daarbij hun hele bezit verloren zijn en niet kunnen terugvallen op compensaties en herstelbatalingen vanuit de overheid en een systeem van sociale zekerheid. januari 2007 119
Klimaatverandering Achtergronddocument Behalve bij overstromingen ten gevolge van overbelasting van rioleringen, vinden overstromingen plaats in de nabijheid van de rivieren en beken. De meeste overstromingen doen zich voor op relatief beperkte oppervlakten en het zijn in Vlaanderen vaak dezelfde locaties die steeds opnieuw overstroomd worden (de natuurlijke valleien). Dit is een zeer groot verschil met de situatie in Nederland 13 waar bij overstromingen die niet tijdig gestopt worden een volledige dijkring kan onderlopen. Ook bij overstromingen van het rioolstelsel zijn de gevolgen qua oppervlakte meestal beperkt. Anderzijds blijkt dat overstromingen in Vlaanderen een toch een wijdverspreid fenomeen zijn: tussen december 1993 en maart 2003 deden 241 van de 309 gemeenten in Vlaanderen een beroep op het Rampenfonds voor tussenkomst na overstromingen. Op basis van waarnemingen in de laatste 100 jaar en aangevuld met modelberekeningen werd op de overstromingskaart van Vlaanderen 71 390 ha ingekleurd als zone met een actueel risico op overstroming. Dat komt neer op 5,3 % van het totale Vlaamse grondgebied (Afdeling Water AMINAL, 2003). Naar gewestplanbestemming zijn de overstroombare gebieden samengesteld uit 58,9 % agrarisch gebied, 18 % groengebied, 8,6 % woongebied, 3,1 % bosgebied, 2,3 % bedrijfszones en 2,1 % parkgebied. Gebieden waar schade per oppervlakte tengevolge van overstromingen hoog kan oplopen (woongebied + bedrijvenzones) maken dus iets meer 10 % uit van het totale overstromingsgebied. Belangrijke overstromingen uit de 20 ste eeuw waren deze van 1953 en 1976. Ook daarna traden rivieren nu en dan buiten hun oevers met schade tot gevolg, zoals de Maas in 1986. De jaren 90 werden gekenmerkt door verschillende wassen die in telkens min of meer grote delen van Vlaanderen voor wateroverlast zorgden. Ook na de milleniumwisseling was er in Vlaanderen wateroverlast, bijvoorbeeld in februari 2002 en januari 2003. In Europa waren de overstromingen van 2002 (o.a.elbe) en de grote overstromingen in Oost-Europa van 2006 aanleiding om versneld te werken aan een richtlijn. In Vlaanderen zijn de overstromingen van 1993 en 1995 aangegrepen om onderzoek naar de gevolgen van overstromingen op te starten. De periode sindsdien (met 6 belangrijke wasperiodes: december 1993, januari 1995, september 1998, december 1999, februari 2002 en januari 2003) is nog te kort om significante uitspraken te doen over trends en zeker aangaande hun oorzaken. Sinds de gebeurtenissen van 1999 lijken schade en risico evenwel toe te nemen. Ook al treffen overstromingen relatief beperkte gebieden, toch kan de problematiek niet op lokaal niveau opgelost worden. Vroeger was het beleid erop gericht het water zo snel mogelijk af te voeren naar grotere waterlopen en richting zee. Dit zorgde stroomopwaarts wel voor een verlichting van de druk, maar stroomafwaarts ontstond er opnieuw wateroverlast. De nieuwe visie bekijkt de overstromingsproblematiek integraal van bron tot monding. Er wordt getracht het water maximaal op te houden (infiltratie, bufferen) en vervolgens, indien nodig, te bergen in speciaal daarvoor aangeduide gebieden (overloopgebieden, natuurlijke overstromingsgebieden) (Waterbeleidsnota 14 ). Overstromingen krijgen voortaan de ruimte om op vooraf bepaalde plaatsen in de natuurlijke vallei en op een gecontroleerde manier plaats te vinden. De afbakening van die gebieden blijft een delicate oefening en moet de instemming genieten van de maatschappelijke actoren. Maar op die manier kan men bescherming bieden tegen de schade veroorzaakt door het water, het risico op slachtoffers vermijden, de schadekost beperken en de risico s die de veiligheid aantasten, terugdringen. Voor een meer uitgebreide bespreking van het onderwerp overstromingen verwijzen we naar het Achtergronddocument 'Verstoring van de waterhuishouding' op www.milieurapport.be 5.2.2 Risico s en verwachtingen voor de 21 ste eeuw 5.2.2.1 Verwachtingen m.b.t. overstromingen In Europa ligt de komende decennia een hoger risico op overstromingen met bijkomende economische schade in de lijn der verwachtingen (EU, 2006), en wel om 3 redenen: 13 In Vlaanderen zijn slechts enkele gelijkaardige gebieden: de laaggelegen polders langsheen de Zeeschelde en het Mijnverzakkingsgebied aan de Maas. 14 www.ciwvlaanderen.be 120 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering 1. Zeeniveau en neerslagintensiteit: De klimaatverandering met meer intense neerslagperiodes en een hoger zeewaterpeil zal de omvang en de frequentie van overstromingen waarschijnlijk doen toenemen; 2. Vertraagde waterafvoer: Inadequaat beheer van de stroomgebieden kan leiden tot nieuwbouw in riviervlaktes, met een reductie van de oppervlakte bodem geschikt voor absorptie van overstromingswater tot gevolg; 3. Verhoogde schadegevoeligheid: De potentieel overstroombare gebieden kennen een steeds hogere bevolkingsdichtheid, en ook het aantal bedrijven en industriële installaties in die gebieden blijft toenemen. Daarom, en omwille van de hoge schade door overstromingen tussen 1998 en 2005, bereikten de Leefmilieuministers op de Raad van de EU op 27.6.2006 een akkoord over een nieuwe ontwerp-richtlijn omtrent de beoordeling en het beheer van overstromingsrisico s. Deze richtlijn zal betrekking hebben zowel op de nationale als de grensoverschrijdende stroomgebieden. De bedoeling is dat de lidstaten, voor wat grensoverschrijdende stroomgebieden betreft in onderling overleg, tegen uiterlijk 22.12.2012 een voorlopige overstromingsrisicobeoordeling uitvoeren voor alle stroom- en kustgebieden, waarbij rekening wordt gehouden met de verwachte impact van klimaatverandering en een inschatting dient te gebeuren van de gevolgen van toekomstige overstromingen rekening houdend met langetermijnontwikkelingen zoals klimaatverandering. Tegen 22.12.2019 moeten de overstromingsgevaarkaarten en de overstromingsrisicokaarten afgetoetst worden en bijgewerkt zijn. Ten slotte moeten tegen 2021, en daarna met zesjaarlijkse herziening, beheersplannen inzake overstromingen opgemaakt worden. Sleutelwoorden bij deze plannen zijn preventie, bescherming en paraatheid. Ze hebben tot doel de kans op overstromingen te reduceren en de mogelijke gevolgen van overstromingen te beperken. De kost om zulke kaarten op te maken wordt geschat op 100 tot 350 EUR per km² (Europese Commissie, 2006b). Deze kost ligt heel wat lager dan de overstromingsschade die vermeden kan worden door de kaarten te hanteren bij de verdere inrichting van de stroomgebieden. Door de vele verschillen inzake geologie, hydrologie en vestigingspatronen tussen de lidstaten, krijgen de lidstaten een grote vrijheid bij het vaststellen van het vereiste beschermingsniveau en bij het bepalen van de noodzakelijk te treffen maatregelen. Deze richtlijn loopt nauw samen met de al eerder goedgekeurde Kaderrichtlijn Water (Richtlijn 2000/60/EG). Die Kaderrichtlijn Water (KRW) is gericht op een goede ecologische en chemische toestand voor elk stroomgebied. Daarvoor worden geïntegreerde beheersplannen voorzien, die zullen bijdragen tot de afzwakking van de gevolgen van overstromingen. Maar de KRW is niet prioritair gericht op de vermindering van het overstromingsrisico en houdt evenmin rekening met eventuele toekomstige risico s veroorzaakt door klimaatverandering. Naast de dreiging die uitgaat van een steigend zeeniveau (zie 6), zal ook het wijzigend neerslagpatroon in België het risico op overstromingen doen toenemen. De neerslagtoename verwacht voor de wintermaanden zou periodiek het grondwaterniveau doen stijgen. Dat zou gedeeltelijk het risico op droogte in de zomermaanden kunnen compenseren. Maar op enkele specifieke lokaties in België zal een toename van de grondwatertafel aanleiding geven tot overstromingen: namelijk in de streken met oude steenkoolmijnen. Doorrekening van verschillende klimaatscenario s geeft voor de wintermaanden ook een verhoogd debiet aan voor onze rivieren: een toename met 4 tot 28 % tegen 2100. Uit berekeningen uitgevoerd voor de Schelde blijkt dat het effect hiervan op de waterstanden van de Beneden-Zeeschelde gering zal zijn. Maar voor de Schelde stroomopwaarts van Dendermonde zou dat wel tot een toename van overstromingen kunnen leiden, zeker wanneer die verhoogde rivierafvoer valt in een periode van waterverzadigde bodems (AWZ, 2000). 5.2.2.2 Mogelijke maatregelen De ingrepen om overstromingsrisico s te beheersen (en te verminderen) kunnen zeer divers zijn. Aangezien het risico een combinatie is van kansen en gevolgen, kan enerzijds de kans op een overstroming aangepakt worden en anderzijds kunnen bij gelijke kansen de (negatieve) gevolgen van de overstroming beperkt worden. Verminderen van de overstromingskansen kan door harde en zachte maatregelen uit te voeren. Het aanpassen januari 2007 121
Klimaatverandering Achtergronddocument van de dijkhoogtes is het meest bekende voorbeeld van een harde maatregel. Zachte maatregelen zijn bijvoorbeeld het laten meestromen van het winterbed en de strandsuppleties. Op de grens tussen harde en zachte maatregelen vinden we het inrichten van gecontroleerde overstromingsgebieden (GOG) en gereduceerde getijgebieden (GGG). Ook technische maatregelen zoals het plaatsen van pompen en kleppen kunnen het risico doen dalen doordat de overstromingskans en de waterdiepte in een gebied verminderd worden. Zowel op korte als op lange termijn hebben de harde maatregelen hun effect. Ze zulllen het overstromingsrisico in het gebied waarvoor ze bedoeld zijn doen dalen. Toch zijn 2 opmerkingen op hun plaats: het effect langsheen andere stukken van de rivier kan hierdoor mogelijks negatief beïvloed worden, waardoor het nemen van een maatregel op de ene plaats een ongewenst effect heeft elders; door andere ingrepen (baggeren, in keurslijf dwingen van rivier, ) langsheen de rivier of door klimaatwijzigingen kan de kans van voorkomen van extreme waterstanden opnieuw toenemen. Het zal technisch niet mogelijk zijn altijd maar meer en hogere verdedigingen te bouwen. Geen enkele maatregel is in staat te garanderen dat overstromingen uitgesloten zijn. Rekening houdend met vaker voorkomende extreme waterstanden en debieten, kan dan ook het meest heil verwacht worden van een beperking van de negatieve gevolgen van overstromingen. Als het water niet meer in de rivier kan geborgen worden, kunnen de overstromingen best daar plaatsvinden waar het op een gecontroleerde manier kan gebeuren en waar de schade het kleinst is. En als er dan een uitzonderlijke gebeurtenis plaatsvindt, is iedereen best voorbereid. Het risico gevoelig doen dalen kan door de gevolgen te beperken: een ruimtelijke ordening die rekening houdt met de positie van laaggelegen gebieden en daar dan ook geen schadegevoelige constructies en activiteiten toelaat, is in dit kader de belangrijkste maatregel. Lokaal beschermen van schadegevoelige constructies (ringdijkjes, terpen) kan een belangrijke tussenoplossing zijn. Het is evenwel moeilijk hiervoor een maatschappelijk draagvlak te vinden, zeker in een regio waar de voorbije decenia straten als Waterstraat, Moerhoflaan, Waterpolder en Beemdenlaan verkaveld zijn. Een studie in het bekken van de Zeeschelde (Vanneuville et al. 2006) leert dat kleine variaties in extreme waterstanden slechts een beperkt effect hebben op het risico. Eens een drempel overschreden worden de verschillen wel significant. Zo kunnen scenario s gedefinieerd worden waarbij door een combinatie van verdieping en verruiming, kleine ontpolderingen en het aanlegen van enkele grote gecontroleerde overstromingsgebieden (totaal +/- 3 000 ha) het risico herleid wordt tot 25 % van de actuele waarde. Ondanks het feit dat klimaatveranderingen die risicoreductie langzaam teniet doen, blijft het een belangrijke reductie van het risico teweegbrengen. Een kosten-batenanalyse moet dan een afweging maken tussen de kostprijs voor bouw en onderhoud van die ingrepen enerzijds en de maatschappelijke haalbaarheid ervan anderzijds. Dat kan gebeuren tijdens de uitwerking van een Vlaams adaptatieplan zoals voorzien het Vlaams Klimaatbeleidsplan 2006-2012. 6 Zeeniveau en zeetemperatuur 6.1 Zeeniveau S 6.1.1 Waarnemingen Het zeeniveau wordt op wereldschaal beïnvloed door tal van factoren, waaronder: thermische uitzetting: volumetoename van een gelijke watermassa bij oplopende temperaturen; uitwisseling van watermassa met (afsmeltende) ijskappen en gletsjers, voor zover deze op het land gelegen zijn: o.a. het Zuidpoolgebied, Groenland en de gletsjers in gebergtes. Afsmelting van zeeijs (bv. in het Noordpoolgebied) levert geen bijdrage. Het drijft op zee en verplaatst net zoveel water als het eigen gewicht; 122 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering veranderende opslag van water op het land. Alle factoren samen hebben voor een gemeten stijging van het globale gemiddelde zeeniveau gezorgd met 1,5 mm/j in de periode 1910-1990. Ter vergelijking komen de schattingen dus berekend d.m.v. de beste beschikbare modellen over de invloed van menselijke activiteiten op het zeeniveau uit op een jaarlijkse stijging tussen -0,8 mm/j en +2,2 mm/j (IPCC, 2001). Het is erg waarschijnlijk dat de opwarming in de 20 ste eeuw onder invloed van menselijke activiteiten significant heeft bijgedragen tot de waargenomen stijging van het zeeniveau, met name door thermische uitzetting en de wijdverspreide afsmelting van ijskappen en gletsjers (WMO, 2004). De lokale verschillen kunnen verklaard worden door andere oorzaken, zoals verticale verschuivingen van aardplaten en wijzigingen in overheersende windrichting of stromingsrichtingen (EEA, 2004). In totaal is het globale gemiddelde zeeniveau met zo'n 120 meter gestegen sinds het einde van de laatste ijstijd 20 000 jaar geleden, en met 1 à 2 mm per jaar in de 20 ste eeuw (Defra, 2005). Die jaarlijkse stijging in de 20 ste eeuw is verder op te splitsen in een bijdrage van de thermische uitzettingen van water (0,5 mm ± 0,2 mm) en een bijdrage van de toegenomen waterafvoer naar de oceanen voornamelijk door afsmelting van landijs (Alley et al., 2005). Tegen het eind van de 21 ste eeuw verwacht men onder invloed van de globale opwarming een toename met 0,5 m ± 0,4 m ten opzichte van het huidig zeeniveau. De grote foutmarge op deze toename is het resultaat van de onzekerheid omtrent de bijdrage afkomstig van het landijs op Groenland en Antarctica (Alley et al., 2005): zie 6.1.2. In Europa (figuur 56) werd vorige eeuw op alle plaatsen een toename van het zeeniveau gemeten (gemiddeld 1,6 mm/j), gaande van gemiddeld 0,8 tot 3,0 mm/j (data gecorrigeerd voor de verticale bewegingen van aardplaten) (Liebsch et al., 2002). Op sommige plaatsen wordt daarmee de als duurzaam geformuleerde doelstelling van max. 2 cm per decennium overschreden. januari 2007 123
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 56: Wijziging van het zeeniveau (Europa, 1896-1996) Bron: Liebsch et al., 2002. Maar in tegenstelling tot het afsmelten van de gletsjers (zie verder) kon voor het zeeniveau lang geen versnelde evolutie (in dit geval toename) aangetoond worden onder invloed van klimaatverandering. Dat kan te wijten zijn aan de enorme omvang en thermische opslagcapaciteit van de oceanen en de trage reactie van de grote ijskappen aan de polen op de snelle wijzigingen in atmosferische temperaturen. Pas recent verschenen de eerste onderzoeksresultaten die toch een versnelling aangeven: Church et al. kwamen na analyse van de getijdengolven tussen januari 1870 en december 2004 in combinatie met gedetailleerde satellietmetingen vanaf 1993 tot de conclusie dat het globale gemiddeld zeeniveau in de periode 1870-2004 met 19,5 cm is toegenomen, dat de gemiddelde toename 1,7 mm per jaar bedroeg in de 20 ste eeuw, èn dat er sinds de jaren 50 een significante versnelling van de wereldwijde zeespiegelstijging met 0,013 mm per jaar is ingezet. Sinds 1993 zit de jaarlijkse zeespiegelijstijging al aan 3 mm per jaar en meer. Wanneer deze versnelling blijft aanhouden doorheen de 21 ste eeuw, dan zou het zeeniveau tussen 1990 en 2100 gemiddeld met 28 tot 34 cm toenemen (Church et al. 2006; Jarraud, 2006). Zo n toename ligt volledig binnen de projecties uitgevoerd door het IPCC (zie 6.1.2). Miller et al. (2005a, 2005b) gingen zelfs nog een stap verder, en onderzochten het zeeniveau in tegenstelling tot Church et al. nu slechts voor 1 kustzone: in New Jersey (V.S.) aan de hand 124 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering van grondboringen. Op die manier konden ze de evolutie van het zeeniveau reconstrueren over een veel langere periode. Daaruit bleek dat het zeeniveau tussen 5000 en 200 jaar geleden toenam aan een vrij constante snelheid van 1 mm per jaar, voornamelijk ten gevolge van de afsmelting van ijskappen resterend uit de vorige ijstijd. De oorzaak voor de versnelling van de zeespiegeltoename naar 2 mm per jaar sinds 1850 leggen de onderzoekers bij de activiteiten van de mens. In totaal ligt bijna 100 000 km² van Europa minder dan 5 meter boven het zeeniveau. Dat stemt overeen met 2 % van de oppervlakte van de huidige 20 Europese landen (EU-lidstaten + kandidaat-lidstaten) met een kustlijn. Meer dan de helft van die 100 000 km² ligt op minder dan 10 km van de kustlijn. Nederland en België zijn de 2 meest kwetsbare Europese landen voor overstromingen t.g.v. een stijgend zeeniveau (EEA, 2006a): meer dan 85 % van het kustgebied ligt er lager dan 5 meter boven het zeeniveau (figuur 57). Naast het directe verlies van land, bedreigt een stijgend zeeniveau de Europese kustzones ook indirect met versterkte erosie, intrusie van zout water in grondwaterwinningen, verstoorde werking van rioleringssystemen in kuststeden met mogelijke gezondheidseffecten, en degradatie van kustecosystemen met verlies van biodiversiteit. Figuur 57: Oppervlakte lager gelegen dan 5 meter boven zeeniveau (Europa, 2005) Bron: EEA, 2006a. In de kustzones van het zuidelijke deel van de Noordzee komen per periode van 50 jaar maximale golfhoogtes voor van 3 meter bovenop het normale zeeniveau: tijdens de stormvloed van 1953 steeg het water in Antwerpen met 2,79 meter. Figuur 58 illustreert duidelijk de kwetsbaarheid van de Belgische kustzone: de Vlaamse polderstreek en het Oostvlaamse krekengebied bevinden zich gemiddeld ca. 2 meter lager dan het niveau van een gemiddelde jaarlijkse storm. Bepaalde komgebieden, zoals de Moeren te Veurne en de Lege Moeren te Meetkerke, liggen zelfs nog 1-2 m lager dan dit omliggende niveau (Verwaest et al., 2005). januari 2007 125
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 58: Berekend niveauverschil tussen het Vlaamse land en de Noordzee tijdens een gemiddelde jaarlijkse storm* * Een gemiddelde jaarlijkse storm komt overeen met een zeeniveau van +5,5 m ten opzichte van het referentieniveau van de Tweede Algemene Waterpassing of TAW. Bron: VMM op basis van Verwaest et al. (2005) Ook aan de Belgische kust wordt een stijging van het zeeniveau waargenomen (figuur 59). Meerjarige trends kan men afleiden na wegfiltering van verschillende cyclische processen met invloed op het zeeniveau die spelen op tijdsschalen kleiner dan 1 jaar: o.a. golven, wind, atmosfeerdruk en tij. Zo geven metingen in Oostende, waarvoor de langste tijdsreeks bestaat, een gemiddelde stijging aan van 1,7 mm/j 15 over de periode 1937-2005. De later opgestarte meetreeksen in Zeebrugge en Nieuwpoort laten zelfs stijgingen van 2,3 mm/j en 2,6 mm/j zien. Nader onderzoek heeft aangetoond dat deze gemiddelde toename de resultante is van een gemiddelde lineaire stijging van 18 cm/eeuw en een sinusoïdale schommeling met een amplitude van ongeveer 3,5 cm en een periode van 18,61 jaar. Die schommeling is een gevolg van de langzame variatie van de hoek tussen aarde, zon en maan. Omwille van het gelijktijdig optreden van deze twee fenomenen (de lineaire stijging en de sinusoïdale schommeling) is het dus níet zo dat de zeespiegel elk jaar gemiddeld een beetje stijgt. Wél wisselen periodes van ongeveer 9,3 jaar zeespiegelstijging af met periodes van ongeveer 9,3 jaar geringere zeespiegeldaling, met als netto resultaat wel een stijging. Gedurende stijgende jaren is de snelheid van zeespiegelstijging ongeveer 10 mm per jaar en gedurende de dalende jaren is de snelheid van zeespiegeldaling ongeveer 6 mm per jaar. Het netto resultaat is dan een stijging met een snelheid van ongeveer 2 mm per jaar (Verwaest et al., 2005). De tijdsreeks voor de Belgische kust is nog niet lang genoeg om significante uitspraken te kunnen doen over het al dan niet versnellen van zeeniveaustijging (Verwaest et al., 2005). Wel kon eerder al aangetoond worden dat de stijging sterker is bij hoog- dan bij laagwater: 2 mm/j ten opzichte van 1 mm/j (Van Cauwenberghe, 2000). In Antwerpen is het waterniveau bij hoogwater met 30 cm toegenomen in de periode 1895-1995, terwijl de stijging bij 15 Dit cijfer verschilt van het cijfer vernoemd in figuur 62 omdat voor de opmaak van figuur 63 een langere datareeks kon in rekening gebracht worden. 126 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering laagwater beperkt bleef tot 18 cm. De gemiddelde waterstand nam er in die periode toe met 20 cm. Figuur 59: Evolutie zeeniveau aan de Belgische kust (Oostende, 1937-2005; Nieuwpoort, 1943-2005; Zeebrugge, 1962-2005) zeeniveau (mm RLR) 7.200 jaargemiddelde Nieuw poort 7.150 jaargemiddelde Oostende 7.100 jaargemiddelde Zeebrugge 7.050 lineaire trend Nieuw poort 7.000 linaire trend Oostende 6.950 lineaire trend Zeebrugge 6.900 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 Het zeeniveau wordt uitgedrukt in mm RLR (Revised Local Reference). Daarbij zijn de data van een lokale referentie (voor de Belgische Kust is die de TAW of Tweede Algemene Waterpassing) omgezet t.a.v. het internationaal refentieniveau. Bron: VMM op basis van Afdeling Kust en PSMSL (2006). Een stijgend zeeniveau doet de kans toenemen op overstromingen, verhoogde erosie in kustgebieden en zelfs verlies van hele kustgebieden. Het stijgend zeeniveau zet zich bovendien landinwaarts door langsheen rivieren die in open verbinding staan met de zee (bv. tot in Gent voor wat de Zeeschelde betreft), met intrusie van zout water en de bedreiging van ecosystemen tot gevolg. Daarnaast komen ook de economische activiteiten langs de kust en de bewoning van kustzones onder druk te staan. Aanpassing aan de toename van het zeeniveau veronderstelt enorme investeringen om de bestaande infrastructuur en ecosystemen in kustzones en langsheen tijrivieren te beschermen. 6.1.2 Verwachtingen voor de 21 ste eeuw In de scenario s die het IPCC bestudeerd heeft, volgt uit de simulaties een stijging van de zeespiegel met 9 tot 88 cm tussen 1990 en 2100 (figuur 60). Voor Europa wordt tegen 2050 al een gemiddelde stijging tussen 13 en 68 cm verwacht. De hoofdoorzaken zijn de vooral thermische uitzetting van het zeewater, en ook het afsmelten van gletsjers en ijskappen. Wanneer we het bijkomend effect van lokale landplaatbewegingen in rekening brengen voor de Belgische kust -5 cm per eeuw, voornamelijk als gevolg van post-glaciale reboundeffecten komen we voor onze Belgische kust uit op een verwachte zeespiegelstijging van januari 2007 127
Klimaatverandering Achtergronddocument 14 tot 93cm in de periode 1990-2100 (Nationale Klimaatcommissie, 2006). Als de waargenomen verhouding tussen stijging bij hoog- en laagwater aan de Belgische kust blijft aanhouden (zie 6.1.1), dan zal een stijging van het gemiddeld zeeniveau voor de Belgische kust met 60 cm tegen 2100 het uitgangspunt van het geactualiseerde Sigmaplan (zie 6.1.3. en 10.2.3) resulteren in een stijging met 90 cm voor de hoogwaterstand en 55 cm voor de laagwaterstand. Deze scenario s houden geen rekening met moeilijk te modelleren, extreme gebeurtenissen (bv. het afbreken van grote stukken ijs op Antarctica of het ontdooien van het permafrostgebied in Siberië) en zijn in die zin zeker geen worst-case scenario s. Onderzoek geeft immers aan dat op verschillende plaatsen dooi van permafrostgebieden is ingetreden (Stokstad, 2004) en dat de omtrek van het zee-ijs rondom Antarctica sinds 1950 is afgenomen met 20 % (Curran et al., 2003). Figuur 60: Verwachte stijging van de zeespiegel op wereldschaal (1990-2100) Bron: MIRA/VMM op basis van IPCC (2001) Meer recente doorrekeningen van klimaatmodellen geven voor Nederland een stijging van de zeespiegel in 2050 aan met 15 tot 35 cm t.o.v. 1990 (figuur 61). Naar 2100 toe komen de Nederlandse modellen uit op +35 tot +85 cm. En ook na 2100 verwachten onze noorderburen een aanhoudende zeespiegelstijging: tegen 2300 tot 1 à 2,5 meter boven het niveau van 1990 (KNMI, 2006). 128 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 61: Gemiddelde zeespiegelstand langs de Nederlandse kust tussen 1900 en 2004 ten opzichte van 1990 (= absolute zeespiegelstijging), en de klimaatscenario s tot 2050 (gekleurde stippen). De dikke zwarte lijn volgt een voortschrijdend 30-jaar gemiddelde in de waarnemingen. De dikke gekleurde gestippelde lijnen verbinden elk klimaatscenario met het basisjaar 1990. De grijze band illustreert de jaar-op-jaar variatie die is afgeleid uit de waarnemingen. Bron: KNMI, 2006. Ijs zal blijven reageren op klimaatverandering en bijdragen tot een stijging van de zeespiegel gedurende duizenden jaren nadat het klimaat en dus ook de broeikasgasconcentraties zou zijn gestabiliseerd. Het afsmelten van drijvend ijs zorgt niet voor een stijging van het zeeniveau. Maar wanneer alle ijskappen en gletsjers op landoppervlaktes volledig zouden afsmelten, zou het zeeniveau met ongeveer 70 meter stijgen. Gletsjers en kleine ijskappen zouden instaan voor een 0,5 meter, terwijl het afsmelten van de grote kappen op Groenland en Antarctica het zeeniveau met respectievelijk 7 meter en 61 meter zou doen toenemen (PSMSL, 2003). Een plaatselijke temperatuurstijging met 3 C lijkt al voldoende te zijn om een onomkeerbaar proces in gang te zetten waarbij de Groenlandse ijskap in belangrijke mate zou kunnen afsmelten over een periode van zo'n 1 000 jaar. Dit scenario kan enkel door het nemen van drastische maatregelen die heel wat verder gaan dan de huidige Kyotoafspraken nog afgewend worden (Gregory et al., 2004). Het verdwijnen van ijsoppervlaktes (ook drijvend ijs) zorgt ook voor een verminderde weerkaatsing van zonlicht, wat het broeikaseffect nog kan versterken. Het is nog onduidelijk in welke mate dit fenomeen wordt gecompenseerd door de verhoogde opnamecapaciteit voor CO 2 van de oceanen (cf. groter wateroppervlak bij stijgend zeeniveau) of net wordt versterkt door de verlaagde CO 2 -opnamecapaciteit van de oceanen bij verhoogde zeewatertemperatuur. 6.1.3 Effecten van een zeespiegelstijging opvangen Een stijging van het gemiddelde zeepeil met 1 meter zou ertoe kunnen leiden dat in België bijna 63 000 hectaren land onder het zeeniveau komen te liggen. Bij een mogelijke stijging van 8 meter over duizend jaar zou meer dan een tiende van het huidig Belgische grondgebied onder de zeespiegel verdwijnen. We kunnen proberen deze situatie aan te pakken zoals in Nederland met passende beschermende maatregelen. Na de overstromingen van januari 1976 in het bekken van de benedenloop van de Schelde, veroorzaakt door een hevige NW-storm in de Noordzee, heeft de overheid het Sigmaplan (zie 10.2.3) ingesteld (van Ypersele & Marbaix, 2004). Dit plan werd in juli 2005 geactualiseerd, en houdt nu rekening met een stijging van het gemiddeld zeepeil met 0,6 m tegen 2100. Het voorziet in nieuwe gecontroleerde overstromingszones, gereduceerde getijzones en dijkaanpassingen waar nodig. januari 2007 129
Klimaatverandering Achtergronddocument Een voldoende hoge en sterke zeewering aanleggen en onderhouden is de basis van de kustverdediging. Langs onze kust zijn de duinen de natuurlijke zeewering. In badplaatsen en havens is deze natuurlijke zeewering vervangen door constructies zoals zeedijken en kaaimuren. Welk soort zeewering het ook is, de hoogte van de relatieve zeespiegel is een bepalende factor bij het beoordelen van de overstromingsrisico s. Door gelijktijdige verhoging van de zeespiegel en van het strand en de vooroevers nemen de overstromingsrisico s niet toe (Verwaest et al., 2005). De mate waarin de relatieve zeespiegelstijging zich in de 21 ste eeuw zal doorzetten heeft belangrijke gevolgen voor de kustverdediging. Een relatief kleine zeespiegelstijging kan immers de risico's van schade door de zee bij storm sterk doen toenemen. Zo is berekend dat bij een zeespiegelstijging van een halve meter de risico's met een factor 10 toenemen, wat uiteraard niet toelaatbaar is. Het is dan ook belangrijk zicht te hebben op de mate waarmee de natuurlijke zeewering vanzelf zal aangroeien of eroderen bij een bepaalde zeespiegelstijging. Elke verandering van in zeeniveau kan immers het patroon van stroming en golfinslag wijzigen, waardoor ook de afzetting of het wegspoelen van zand van op het strand evolueert. Onze zandige kust wordt gekenmerkt door een ondiepe zeebodem met zandbanken, relatief brede vooroevers en stranden, en duinen die op vele plaatsen door menselijke ingrepen zijn afgesneden van het strand. Dat maakt dat er erg weinig zanduitwisseling is tussen strand en duinen. De voorbije decennia bleek de morfologie aan onze westkust (Franse grens tot Nieuwpoort) stabiel: een beperkte erosie van de vooroever en een beperkte aangroei van de stranden, beide in de orde van grotte van 1 miljoen m³ zand per decade, compenseren elkaar. De middenkust (Nieuwpoort tot Blankenberge) is van nature echter ersosief met een gemiddelde erosie van ca. 10 miljoen m³ zand per decade. De oostkust (Zeebrugge tot Nederlandse grens) is globaal aangroeiend a rato van ca. 10 miljoen m³ zand per decade. Over de natuurlijke morfologische respons voor de verschillende zones aan onze kust onder invloed van een versnelde zeespiegelstijging is nog maar weinig geweten. Het in 2005 opgestarte Europese onderzoeksproject SAFECoast (www.safecoast.org), waaraan ook Vlaamse onderzoekers deelnemen, tracht tegen medio 2008 op deze vraag een antwoord te bieden (Verwaest et al., 2005). Toch voorziet het Vlaamse Gewest nu al in het compenseren van een zeespiegelstijging met een structurele verhoging en versterking van de zeewering. Dit kan best door middel van het uitvoeren van zandsuppleties op het strand en op de vooroever. Die maatregel is heel wat minder complex en bovendien goedkoper en meer flexibel dan de aanpassing van zeedijken. Om één kilometer kust zo te beschermen dat de overstromingsrisico's niet toenemen, is er een suppletievolume nodig in de orde van grootte van 100 000 m³ zand per 10 cm zeespiegelstijging. In een gemiddeld scenario van zeespiegel-stijging (+60 cm tegen het jaar 2100) betekent dit voor onze 65 km lange kustlijn dat er in de loop van de 21 ste eeuw structurele verstevigingen van onze zandige kust gerealiseerd dienen te worden met een volume in de orde van grootte van 40 miljoen m³. Dit komt overeen met een gemiddelde jaarlijkse aanvoer van 400 000 m³ zand (~ 40 000 vrachtwagens) of 3 maal de huidige zandsuppletietoevoer (Verwaest et al., 2005). 6.2 Zeetemperatuur S De toename van de zeetemperatuur, onder invloed van een toegenomen atmosferische temperatuur, is één van de oorzaken van het stijgend zeeniveau (zie hiervoor). De oceanen hebben een enorme capaciteit om warmte op te slaan en te (her)verdelen (zie ook figuur 62). Door warmte op te slaan, remmen ze de wereldwijde temperatuurtoename (in de atmosfeer) af. Ze kunnen dit ook indirect doen door CO 2 op te nemen. Maar bij opwarming van de oceanen, zal die opname van CO 2 gaandeweg afnemen, en dus zullen gelijkblijvende antropogene emissies in een sterker broeikaseffect resulteren. Anderzijds zorgt een hogere temperatuur van het oceaanwater voor een activatie van het plankton, waardoor de biologische opname en fixatie van CO 2 in de oceanen toeneemt. Alhoewel beide processen tegengestelde effecten hebben, haalt op wereldschaal de afnemende opnamecapaciteit van warmere oceanen duidelijk de bovenhand (EEA, 2004a). Sinds het einde van de 19 de eeuw vertonen alle oceanen een temperatuurtoename van gemiddeld 0,6 C. Gedurende de laatste 100 jaar werd een eerste opwarmingsfase 130 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering opgetekend tussen 1910 en 1945. Daarna volgde een afkoeling. Een tweede opwarmingsfase loopt sinds het begin van de jaren '70. Uit waarnemingen blijkt dat de laatste 4 decennia zelfs bijna 84 % van de totale warmteopname door onze aarde (oceanen + atmosfeer + cryosfeer + continenten) in de oceanen terecht kwam (Levitus et al., 2005). Barnett et al. (2005) kwamen recent tot de conclusie dat de opwarming die de laatste 40 jaar in alle oceanen wordt opgetekend, duidelijk een gevolg zijn van antropogene activiteiten. De natuurlijke interne klimaatvariabiliteit of de invloed van de zon of vulkaanuitbarstingen kunnen de waarnemingen niet verklaren. Figuur 62: Componenten in de warmtebalans van de aarde (1955-1998) geabsorbeerd in de atmosfeer 4,04% gebruikt voor afsmelting gletsjers in 1,73% bergregio's gebruikt voor 0,58% afsmelting Noordpool-ijs 0,01% gebruikt voor afsmelting Antarctisch zee-ijs gebruikt voor afsmelting continentale gletsjers 4,62% gebruikt voor afsmelting zee-ijs in Noordelijke hemisfeer 0,03% geabsorbeerd door continenten 5,20% geabsorbeerd door oceanen 83,78% Bron: Levitus et al., 2005. In vergelijking met de grote oceanen, worden de temperaturen van de relatief kleine Europese zeeën sterk beïnvloed door regionale weer- en stroompatronen. Daardoor is de globale opwarming van de oceanen slechts ten dele waarneembaar in de temperatuursverlopen van de Europese zeeën. Niettemin kan voor de Noordzee (figuur 63) sinds 1980 een toename van de zeewatertemperatuur vastgesteld worden, zowel in de winter als de zomer (EEA, 2004a). januari 2007 131
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 63: Verandering van de zee(oppervlakte)temperatuur in de Noordzee en de omliggende wateren (1981-2000) Rode vlakke geven een temperatuurtoename aan, blauwe vlakken een daling. Bron: Defra, 2005. Analyse van meetgegevens langs de Belgische zijde van de Noordzee (slechts beschikbaar volgens éénzelfde methode vanaf 1991) toont geen significante trend, laat staan een toename (figuur 64) van de zeewatertemperatuur. Figuur 64: Oppervlaktetemperatuur zeewater op open zee (België, 1990-2005) temperatuur w ater open zee ( C) 20 18 16 14 "temperatuur w ater in open zee" 12 10 8 6 4 2 0 trendlijn w atertemperatuur in open zee 1/01/1991 1/01/1992 1/01/1993 1/01/1994 1/01/1995 1/01/1996 1/01/1997 1/01/1998 1/01/1999 1/01/2000 1/01/2001 1/01/2002 1/01/2003 1/01/2004 1/01/2005 1/01/2006 y = -0,0002x + 17,217 R 2 = 0,0081 Bron: IDOD-databank MUMM, 2006. 132 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Het IPCC verwacht dat de opwarming van de zeeën zo'n 20 % lager zal liggen dan de opwarming van het land. Ten opzichte van 1990 wordt afhankelijk van het doorgerekende scenario, een verdere stijging van de globale zeewatertemperatuur verwacht met 1,1 tot 4,6 C tegen 2100. Een hogere zeewatertemperatuur zorgt niet enkel voor een stijging van het zeeniveau, maar beïnvloedt ook de mariene ecosystemen, heeft een effect op de visserij en verhoogt het gezondheidsrisico voor de mens door de woekerende bacteriën en algenbloei. 7 Andere tekenen van klimaatverandering 7.1 Eeuwige sneeuw en ijs S Gletsjers en ijskappen worden gevormd op plaatsen waar er meer sneeuw valt in de winter dan er in de zomer kan smelten en/of verdampen. Veranderingen doorheen de tijd inzake massa, volume, oppervlakte, dikte en lengte van die gletsjers en ijskappen zijn enkele van de duidelijkste signalen van klimaatverandering. Gletsjers in koude berggebieden reageren aan een hoog tempo op temperatuurveranderingen. Bij de bundeling van het wetenschappelijk onderzoek m.b.t. eeuwige sneeuw en ijs komt het IPCC tot de volgende conclusies (IPCC, 2001): Het is 99 % of meer zeker dat de gletsjers buiten de poolgebieden massaal gekrompen zijn gedurende de 20 ste eeuw; Het is 90-99 % zeker dat, op basis van satellietfoto s, de oppervlakte aan eeuwige sneeuw met 10 % is afgenomen sinds het einde van de jaren 60; Het is 66-90 % zeker dat in de laatste decennia de dikte van het Noordpoolijs met ongeveer 40 % is afgenomen tijdens de zomer en vroege herfst. Recent onderzoek slaagde erin de evolutie van de ijsmassa in Antarctica te reconstrueren sinds 1840. Daaruit bleek dat de omtrek van de ijsmassa rondom Antarctica is beginnen afnemen sinds 1950, in totaal met ongeveer 20 % (Curran et al., 2003). Het gros van deze afname gebeurde tussen 1950 en 1970. Onderzoeken die zich baseren op satellietbeelden leken eerder een stabilisatie of toename van ijsmassa op Antarctica vast te stellen. Maar deze onderzoeken vergelijken vnl. beelden van eind jaren '70 / begin jaren '80 met beelden uit het midden van de jaren '90, en missen dus de periode met sterke afname in de eerste decennia na 1950. Voor alle Europese gletsjers werd een massaverlies waargenomen geduren de laatste 150 jaar. De laatste decennia lijkt er zelfs een versnelde afsmelting op te treden. In de Alpen blijkt de oppervlakte van de gletsjers met een 35 % verminderd te zijn tussen 1850 en 1980, en zelfs met bijna 50 % in 2000. Ook hun massa is in die periode 1850-1980 gehalveerd, waarna nog een versnelling is ingezet: de Alpijnse gletsjers verloren sindsdien nog bijkomend 20 à 30 % van hun resterende massa. Alleen al in het extreem warme jaar 2003 nam het ijsvolume van de Alpijnse gletsjers af met 5 à 10 %. Het afsmelten van de gletsjers gebeurt aan het hoogste tempo uit de laatste 5 000 jaren. Enkel de Noorse gletsjers vertonen sinds enkele tientallen jaren weer een herstel. Maar ook deze aangroei is een gevolg van de klimaatveranderingen, nl. van een verhoogde neerslag (sneeuw) tijdens de wintermaanden in de Noord-Europese landen (EEA, 2004a; Zemp et al., 2006). In Zwitserland verwacht men dat tegen 2035 de helft en tegen 2050 drie vierden van huidige gletsjers zullen verdwenen zijn (Maisch & Haeberli, 2003). Meer recente inschattingen van Zemp et al. (2006) geven zelfs aan dat de Alpen tegen het eind van deze eeuw 80 % van hun oppervlakte zullen verliezen wanneer de gemiddelde zomertemperatuur met 3 C toeneemt, en nagenoeg volledig zouden verdwijnen wanneer de stijging oploopt tot 5 C. 7.2 Extreme gebeurtenissen S Gaandeweg krijgt de wetenschap een beter zicht op de relatie tussen broeikasgasconcentraties en extreme weersomstandigheden. In een aantal gebieden zal er bij tropische cyclonen een toename zijn in pieksnelheden van de wind evenals een toename in gemiddelde en maximale neerslaghoeveelheden (66-90 % zeker) (IPCC, 2001). En recent januari 2007 133
Klimaatverandering Achtergronddocument nog toonden Leckebusch et al. (2006) aan dat hogere broeikasgasconcentraties deze eeuw zullen leiden tot een significante toename, zowel inzake intensiteit als frequentie, van extreme windsnelheden in Europa. Vooral de landen die grenzen aan de Noordzee zouden getroffen worden. Een andere extreme gebeurtenis waarvoor verschillende wetenschappers waarschuwen, is het stilvallen van de warme Golfstroom. Als dit zou gebeuren, wordt de huidige opwarming in Noord-Europa weliswaar afgezwakt maar zal ook het zeeniveau een bijkomende stijging ondergaan. Het stilvallen van de Golfstroom komt in geen enkele van de door IPCC in 2001 onderzochte scenario's voor in de periode tot 2100. Toch wordt de kans op het stilvallen van de Golfstroom in de komende 200 jaar ingeschat op meer dan 2 kansen op 3 bij het uitblijven van een mondiale aanpak van de klimaatproblematiek. En zelfs bij de onmiddelijke uitvoering van de meest doorgedreven pistes inzake klimaatbeleid blijft de kans op het stilvallen van de Golfstroom 1 op 4 (Schlesinger et al., 2005). 8 Gezondheidseffecten van klimaatverandering 8.1 Inleiding Op wereldvlak zijn de mogelijke gevolgen van klimaatverandering potentieel extreem. Op de Conferentie van Toronto werden de mogelijke gevolgen van klimaatverandering vergeleken met een wereldwijde nucleaire oorlog 16. De mogelijke impact simuleren van een verandering van het klimaat op Aarde is nog complexer dan de klimaatverandering zelf simuleren. Naast fysische fenomenen spelen daarbij ook veel socio-economische factoren en menselijke beslissingen een belangrijke rol (bv. demografische veranderingen en reacties van de bevolking op klimaatveranderingen zoals migratie uit de kustgebieden). De sleutelkenmerken inzake kwetsbaarheid voor en aanpassing aan de klimaatverandering zijn verbonden met variabiliteit en extremen, niet eenvoudigweg met een verandering in gemiddelden (IPCC, 2001). Verschillende menselijke systemen zijn gevoelig voor klimaatverandering: watervoorraden, landbouw en voedselveiligheid, kustzones, visserij, menselijke nederzettingen, energiebevoorrading, industrie, verzekeringen, menselijke gezondheid, De kwetsbaarheid hiervan varieert met de geografische ligging, maar ook in de tijd en volgens sociale, economische en milieuvoorwaarden. Op wereldvlak zijn er een groot aantal negatieve tot sterk negatieve gevolgen van een klimaatverandering voor de mens mogelijk : verminderde opbrengsten voor de landbouw in tropen en subtropen, verminderde beschikbaarheid van water in waterarme gebieden in de subtropen, hogere blootstelling aan malaria en cholera, hogere mortaliteit t.g.v. hitte, verhoogd risico op overstromingen door zware regenval en stijging van het zeeniveau en een hogere energieconsumptie voor koeling in de zomer. Daarnaast kunnen ook enkele positieve effecten optreden: hogere opbrengsten voor de landbouw in gematigde gebieden, stijging van de mondiale houtopbrengst uit goed beheerde bossen, stijging beschikbaarheid van water in droge gebieden in Zuid-Oost Azië, daling van de mortaliteit door koude in de gematigde en koude streken en lagere energieconsumptie voor verwarming in de winter. 8.1.1 Ontwikkelingslanden De gevolgen van de klimaatverandering op het vlak van volksgezondheid zullen naar verwachting het grootst zijn in ontwikkelingslanden en in het bijzonder bij de kinderen. De klimaatverandering zou nu al verantwoordelijk zijn voor jaarlijks 150 000 extra doden (cijfers voor 2000) volgens een recente studie van de WereldGezondheidsOrganisatie, de Wereld Meteorologische Organisatie WMO en het Milieuagentschap van de Verenigde Naties UNEP 16 Prof. J.P. Van Ypersele (Institut d'astronomie et de Géophysique Georges Lemaître, Université Cath. De Louvain (UCL), IPCC Workshop UNFCC Workshop 9/05/03, Mons) 134 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering (WHO, 2003). De studie onderzocht onder meer hoe klimaat, luchtvervuiling, en water- en voedselverontreiniging invloed hebben op het opduiken van ziekten. Klimaatverandering wordt met de meest recente gegevens verantwoordelijk geacht voor 2,4 % van alle gevallen van diarree wereldwijd en voor 2 % van alle gevallen van malaria. In het jaar 2000 werden naar schatting 150 000 doden en 5,5 miljoen 'Disabilabilty Adjusted Life Years' (DALYS) veroorzaakt door klimaatverandering (WHO, 2003). De studie geeft ook aanbevelingen voor alle lidstaten voor de opvolging en controle van gezondheidseffecten van klimaatverandering. De WHO en partners formuleren in de studie ook adviezen om de gezondheidseffecten van de klimaatverandering te verminderen. De meeste doden zouden vallen in Afrika, Latijns-Amerika en Zuid-Oost Azië. Deze regio s worden het ergst getroffen door (IPCC 2001, WHO 2003): verminderde beschikbaarheid van water in waterarme gebieden: ongeveer 1,7 miljard mensen, één derde van de wereldbevolking, leeft nu in landen die onder water-stress staan. Dit aantal stijgt in de vooruitzichten tot 5 miljard mensen in 2025, afhankelijk van de bevolingsgroei. De voorspelde klimaatverandering zou de aanvoer en de grondwaterhervulling in vele van deze gebieden verder kunnen verminderen (o.m. in Centraal-Azië, zuidelijk Afrika, en landen rond de Middellandse Zee), in enkele andere echter verbeteren (onder meer in delen van Zuid-Oost Azië); hogere blootstelling aan malaria en cholera: op basis van de uitkomst van 8 verschillende modellen stelt het IPCC met matig tot hoog vertrouwen 17 dat de gebieden waar malaria of cholera voorkomt zullen uitbreiden als gevolg van de verandering van het klimaat op Aarde. Een voorbeeld: Hooglandmalaria in Afrika: In de tropische hooglanden in Afrika komt op dit moment nauwelijks malaria voor, omdat het daar net te koud is voor de ontwikkeling van de malariaparasiet. De hoogte waarboven malaria niet meer voorkomt verschilt per regio: in Burundi, Ethiopië, Kenia, Marokko en Rwanda ligt deze grens rond de 2000 meter, maar in Zimbabwe rond de 1200 meter. Een kleine temperatuurstijging is voldoende om grote delen van deze hooglanden wel geschikt te maken voor malaria. Extra probleem is dat de bevolking van de hooglanden geen immuniteit heeft opgebouwd tegen malaria. Daardoor kan malaria extra verwoestende effecten hebben, zoals bleek tijdens de malaria-epidemie in de Ethiopische hooglanden in 1958, waarbij 150 000 mensen stierven, en de epidemie in Madagaskar eind jaren 80, die 20 000 doden opleverde; de stijging van het zeewater en een toename van tropische cyclonen die maken dat tientallen miljoenen mensen in laaggelegen gebieden (vnl. in Azië) zullen moeten verhuizen (IPCC 2001, figuur 65). Eén miljard mensen staat nu reeds bloot aan de risico s van overstromingen die gemiddeld één maal om de 100 jaar kunnen voorkomen. Maar door de klimaatverandering kan dit aantal verdubbelen in twee generaties volgens onderzoekers van United Nations University in Tokyo/Bonn. De onderzoekers voorspellen ook dat, omdat overstromingsgebieden de meest vruchtbare gronden zijn, meer en meer mensen naar de gevarenzone zullen verhuizen tegen 2050, aangezien de wereldbevolking tegen dan toeneemt tot naar schatting 10 miljard mensen (UNU 2004). 17 Matig vertrouwen : 33-67 % kans ; Hoog vertrouwen : 67-95 % kans. januari 2007 135
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 65: Aantal mensen dat zal getroffen worden door overstromingen veroorzaakt door een beperkte stijging (40 cm.) van het zeepeil in 2080, met en zonder aanpassingen (bv. verhoging en versteviging dijken) Bron: IPCC, 2001. 8.1.2 Europa Een aantal mogelijke gevolgen voor de menselijke samenleving in Europa, in het bijzonder deze met belangrijke impact voor de volksgezondheid, zijn: 8.1.2.1 Temperatuurgerelateerde effecten Een rapport van het Milieu- en Natuurplanbureau uit Nederland (MNP, 2005) verduidelijkt de relatie tussen temperatuur en sterfte: Uit veel studies blijkt dat er een relatie bestaat tussen temperatuur en overlijden. Uit een Nederlandse studie door Huynen et al. bleek dat deze relatie U-vormig is (figuur 66), waarbij de optimale temperatuur (de gemiddelde temperatuur met de laagste sterfte) ca. 16.5 C is. Boven en onder dit optimum neemt de sterfte toe. Uit hun resultaten bleek ook dat temperatuur vooral de sterfte door hart- en vaatziekten en ademhalingsproblemen bevordert en vooral de sterfte onder ouderen (65+) doet stijgen. Deze toegenomen sterfte boven en onder het optimum zal ook een toename van ziekte inhouden, waarvan de omvang minstens proportioneel is en wellicht groter. Klimaatverandering in gematigde of koude gebieden zoals Nederland zal leiden tot warmere zomers en zachtere winters, nog los van soms voorkomende extreme omstandigheden. Op basis van de temperatuur-sterfte-relatie is de veronderstelling dat de toegenomen sterfte in zomers mogelijk wordt gecompenseerd door een afgenomen sterfte tijdens winters. 136 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 66: Relatie tussen de gemiddelde temperatuur en relatieve sterfte in Nederland (1979-1997) De relatie tussen de gemiddelde temperatuur en sterfte in Nederland, zoals gemeten tussen 1979-1997, kent een optimum met de laagste sterfte (uitgedrukt als relatieve sterfte = waargenomen sterfte /gemiddelde sterfte in die periode). Bron: Huynen et al. (2001) in MNP (2005) 8.1.2.2 Effecten van temperatuurextremen Effecten van koudegolven: De kans op extreme koudeperioden neemt af, zij het niet zo sterk als de verschuiving in gemiddelde temperaturen. De kans op oversterfte bij perioden van extreme kou zal dus beperkt afnemen (MNP, 2005). Effecten van hittegolven: Eén van de grootste bedreigingen van klimaatverandering voor de volksgezondheid kan het aantal doden zijn door de extra hittegolven. Het inzicht groeit dat vroegere projecties het effect ervan op de mortaliteit onderschatten (Harvard Medical School, 2003). De zomer van 2003 was waarschijnlijk de heetste sedert het jaar 1 500 (Nature, 2004). Niettegenstaande extreme weerfenomenen ook toevallig kunnen gebeuren, speelt de menselijke invloed een grote rol. Onderzoekers van de universiteiten van Reading en Oxford geven aan dat menselijke activiteit het risico op een dergelijke hittegolf verdubbelt, dit met een zekerheid van minstens 90 % (Stott et al., 2004). Volgens gegevens van de nationale autoriteiten vielen er in de zomer van 2003 11 435 extra doden in Frankrijk in de periode 1 15 Augustus, 1 316 doden toewijsbaar aan de hitte in Portugal tussen 30 Juli en 12 Augustus, en ca. 4 175 extra doden in Italië tussen 15 Juli en 16 Augustus (WHO, 2003; EEA, 2004a) (figuur 67). Er zijn aanwijzingen dat bejaarden, mensen met hart- en vaatziekten en kinderen jonger dan 4 jaar het meest kwetsbaar zijn voor warmtestress (WHO 2003). De buitengewone sterfteratio tijdens hittegolven is immers het hoogst bij bejaarden en bij mensen die vooraf reeds ziek waren. In veel landen vindt vergrijzing van de bevolking plaats, waardoor het aantal mensen, die gevoelig zijn voor hittestress, toeneemt en klimaatverandering daarop dus een extra invloed heeft. Baby s en jonge kinderen vormen mogelijk ook een risicogroep omdat hun temperatuurregulatie nog in ontwikkeling is en ook uitdroging kan optreden (MNP, 2005). De specifieke gezondheidsimpact van hittegolven is nog onbepaald in termen van verloren levensjaren: een deel van de sterftes tijdens een hittegolf komt voor bij gevoelige personen die anders in de daaropvolgende weken of maanden gestorven zouden zijn. Niettemin is het zo goed als zeker dat een verhoogde frequentie en intensiteit van hittegolven het aantal bijkomende sterftes door warm weer verhoogt (IPCC, 2001); januari 2007 137
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 67: Aantal gerapporteerde doden versus minimum- en maximumtemperatuur in Parijs gedurende de hittegolf in de zomer van 2003. Groene kolommen: doden in ziekenhuizen. Rode kolommen: doden gerapporteerd door de brandweer. Bron : IVS, 2003 geciteerd in EEA, 2004a. Er is een versterkende wisselwerking tussen extreme temperaturen en de mate van luchtverontreiniging (MNP, 2005). Weersomstandigheden bepalen voor een deel de luchtkwaliteit door hun invloed op de vorming en verspreiding van luchtverontreinigende stoffen. Dit leidt vaak tot overschrijding van grenswaarden (zomersmog- en wintersmogepisoden). Bij gezondheidseffecten van luchtverontreiniging zijn vooral twee componenten van belang: ozon (op leefniveau) en fijn stof. Ozon is alleen in de zomer van belang. Fijn stof is gedurende het gehele jaar een probleem maar s winters zijn de niveaus hoger. Uit gezondheidskundig onderzoek blijkt dat korte- en lange-termijnblootstelling aan deze stoffen samengaat met een groot aantal gezondheidseffecten (waaronder vervroegde sterfte en toegenomen ziekte). Daarnaast zijn er aanwijzingen dat gezondheidseffecten van gelijktijdige blootstelling aan stressvolle weercondities en luchtverontreiniging, groter zijn dan de som van de afzonderlijke effecten. Er wordt verwacht dat klimaatverandering van invloed zal zijn op zowel zomersmog als wintersmog. Toegenomen luchtverontreiniging als gevolg van klimaatverandering kan, naast een invloed op landelijke regio s, vooral ook een probleem vormen in stedelijke gebieden. Uit onderstaande figuur 68 blijkt dat de concentratie van ozon in de buitenlucht hoger is in perioden met hogere temperaturen. Door een fotochemisch proces wordt op zonnige en warme dagen in de middag en vroege avond uit stikstofoxiden en vluchtige organische stoffen ozon in hoge (piek)concentraties gevormd. Hoewel het nog onzeker is, lijkt er geen drempelwaarde voor ozoneffecten te bestaan. Hoe hoger de ozonconcentratie, hoe groter de toename en de ernst van de effecten. Risicogroepen zijn mensen die zich inspannen in de buitenlucht, mensen met ziekten aan hart- en vaatstelsel en luchtwegen en mensen die extra gevoelig zijn voor ozon. Klimaatverandering in onze streken leidt waarschijnlijk tot een toename in het aantal zomerdagen, waardoor de kans op smogvorming groter wordt. Een ander fenomeen, dat voor een deel met klimaatverandering gepaard gaat, is de verhoging van de achtergrondconcentratie van ozon op het hele noordelijk halfrond. Bij afwezigheid van een drempelwaarde zal een verhoging van deze achtergrondconcentratie direct een negatieve invloed op de gezondheid hebben. Kwantitatief is dat nog moeilijk aan te geven (MNP, 2005). 138 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 68: Sterke relatie tussen landelijke maximum ozonconcentraties en de maximum temperatuur (zomer 2004 in Nederland) Bron: RIVM,2004 in MNP, 2005 Fijn stof is een algemeen luchtverontreinigingprobleem met grote negatieve gevolgen voor de gezondheid. Mensen met luchtwegaandoeningen of hart- en vaatziekten, ouderen en mensen die zich inspannen in de buitenlucht lopen als eerste een risico op gezondheidseffecten In de winter tijdens stabiel koud weer met vorst kunnen perioden vóórkomen waarbij de fijnstofniveaus sterk en langdurig zijn verhoogd (wintersmog) en waarbij gezondheidseffecten toenemen. Wanneer onze winters door klimaatverandering gemiddeld minder koud worden, kan de kans op wintersmog afnemen. Ook in de toekomst kunnen echter nog steeds extreme koudegolven optreden. Tijdens zulke perioden is de kans op wintersmog groter (MNP, 2005) 8.1.2.3 Allergieën In Europa lijken allergische aandoeningen om nog onbekende redenen toe te nemen, hoewel recente berichten aangeven dat intussen de top gepasseerd zou zijn. Onder deze aandoeningen vallen allergische hooikoorts (met loopneus en niezen), allergisch eczeem en astma. Klimaatverandering zou hierop een nadelig effect hebben bijvoorbeeld door toename van de blootstelling aan pollen en huismijten. Gezondheidskundig kunnen dit significante effecten zijn, omdat deze aandoeningen in belangrijke mate bijdragen aan ziekte, verlies van arbeidsproductiviteit en een forse aanslag betekenen op de kosten voor de gezondheidszorg in Europa (MNP, 2005). Hooikoorts: Het aantal gevallen van astma en hooikoorts is de afgelopen decennia significant toegenomen (Arrighi, 1995). Het aantal pollen is aan het stijgen, waarschijnlijk door stijgende CO 2 -niveaus, warmere winters en/of excessieve stikstof (Wayne, 2002). Opwarmingstrends in de afgelopen 50 jaar zijn gelinkt aan het aantal pollen dat wordt vrijgegeven door diverse Europese boomsoorten (Emberlin, 1997; Jaeger, 1996; Emberlin, 1994). Gecontroleerde experimenten hebben aangetoond dat een verdubbeling van de CO 2 -concentratie tot een stijging leidt van de ambrosia-productie met 61 %, met een corresponderende toename van het aantal pollen (Wayne, 2002). Een klimaatverandering kan daarom tot een toename leiden van het aantal gevallen van kinderallergieën en astma (Bunyavanich, 2003); Huisstofmijt: De huisstofmijt is een van de belangrijkste bronnen van allergenen binnenshuis. Allergie voor huismijt gaat gepaard met oogirritaties, hooikoorts, astma en huidproblemen (eczeem). Veranderingen in temperatuur en vochtigheid kunnen leiden tot een toename van huisstofmijten. Vocht is voor mijten een levensvoorwaarde; daarom januari 2007 139
Klimaatverandering Achtergronddocument gedijen mijten het best in een stabiele vochtige omgeving met een relatieve vochtigheid tussen de 65-85 %. Vooral in de herfst neemt hun aantal flink toe door de hogere luchtvochtigheid in huis. Hoewel een effect van klimaat op de huisstofmijt waarschijnlijk lijkt, ontbreken kwantitatieve gegevens om de omvang van het effect te voorspellen (MNP, 2005). 8.1.2.4 Vectorgebonden ziekten Een belangrijk potentieel effect van klimaatveranderingen en temperatuursstijging is de toename en overdracht van vector(drager)-gerelateerde ziekteverwekkers (MNP, 2005). Enkele voorbeelden hiervan zijn malaria, de ziekte van Lyme en Blauwtong bij schapen: Malaria vormt voornamelijk een probleem voor de ontwikkelingslanden (zie hoger); De ziekte van Lyme: is een bacteriële infectieziekte die in Europa frequent voorkomt en meestal wordt veroorzaakt door de schapenteek. Het oprukken van de ziekte van Lyme wordt mede in verband gebracht met de opwarming van de aarde: zie ook 8.3. Overdracht van de bacterie vindt vooral plaats in perioden dat teken actief zijn, te weten gedurende de lente, zomer en herfst (april - oktober). Het is mogelijk dat door klimaatveranderingen de ziekte van Lyme meer gaat vóórkomen omdat warmere en nattere winters en vroegere lentes zorgen voor een verlenging van de overdrachtperiode (MNP, 2005). Daarnaast kan klimaatverandering leiden tot meer natuurrecreatie, wat het risico op besmetting ook verhoogt. Het is op dit ogenblik nog niet mogelijk exact vast te stellen hoeveel gevallen van de ziekte van Lyme te wijten zijn aan de klimaatverandering (WHO, 2003; EEA, 2004a). Blauwtong (Engels: Bluetongue disease) is een virusziekte die voornamelijk voorkomt bij schapen. De ziekte is vernoemd naar een van de symptomen die als gevolg van deze ziekte kan optreden, namelijk de blauwe tong die dieren kunnen krijgen, wat veroorzaakt wordt door cyanose. Naast schapen kunnen ook rundvee, geiten, dromedarissen, buffels en wilde herkauwers besmet worden met het blauwtongvirus. Blauwtong is niet overdraagbaar op mensen en vormt dus geen bedreiging voor de mens. Vanwege de economische schade die de ziekte kan veroorzaken staat blauwtong op de A-lijst van de OIE (wereldorganisatie voor diergezondheid). De verspreiding van blauwtong is afhankelijk van de verspreiding van de vector. De vector komt voornamelijk voor rond de evenaar tussen 40 N en 35 Z. Die ziekte is waargenomen in Australië, Afrika, Azië, Amerika en Europa. Met het opwarmen van de aarde neemt het verspreidingsgebeid van de vector toe en daarmee ook het verspreidingsgebied van de ziekte. Binnen Europa komt de ziekte voor in Spanje, Griekenland en Italië. In augustus 2006 was er ook een uitbraak in Nederland, België en Duitsland. De uitbraak van blauwtong in noordwest Europa is veroorzaakt door het zogenaamde type-8 blauwtongvirus. Dit type kwam tot nu toe niet voor in Europa, maar beperkte zich tot het gebied in Afrika onder de Sahara. 8.2 Aantal slachtoffers bij hittegolven in België I Ook in ons land waren de gevolgen van hittegolven voor de volksgezondheid de afgelopen 10 jaar reeds twee maal duidelijk zichtbaar, namelijk in 1994 en 2003. In de zomer van 1994 werd België getroffen door een hittegolf en hoge waarden aan troposferisch ozon. Een studie van het Wetenschappelijk Instituut Volksgezondheid (Sartor et.al., 1995) heeft uitgewezen dat dit op 6 weken tijd het leven kostte aan 1 226 mensen (figuur 69). Verdere analyse toonde aan dat niet enkel de hoge temperaturen de verklaring waren voor de vele slachtoffers: ook de hoge ozonconcentraties speelden een belangrijke rol. De onderzoekers van het Wetenschappelijk Instituut Volksgezondheid (WIV) hebben de 123 betrokken dagen opgedeeld volgens de gemiddelde dagtemperatuur: van 9,9 tot 15,4 C, van 15,5 tot 20,3 C en van 20,4 tot 27,6 C. Zij kwamen tot de conclusie dat in de twee eerste groepen de stijging van de ozonconcentratie de enige verklarende factor was voor het hogere sterftecijfer. Voor de dagen met de hoogste temperatuur (20,4 tot 27,6 C) was de hogere sterfte waarschijnlijk meer toe te schrijven aan de temperatuur dan aan de ozon en in deze groep versterkte de ozon ook het effect van de temperatuur. 140 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 69: Evolutie van het sterftecijfer bij personen van 65 jaar en ouder (links) en van de temperatuur (rechts) tijdens de zomer van 1994 (België) Voor het sterftecijfer betekent een verhouding (ratio) van 1,2 (bijvoorbeeld) een overschrijding van het verwachte gemiddelde sterftecijfer met 20 %. Bron: Sartor et al., 1995. In de zomer van 2003 werd ons land geteisterd door een hittegolf die nog heviger was dan deze van 1994. Ook toen waren de ozonconcentraties zeer hoog, de periode van luchtvervuiling door troposferisch ozon tijdens de tweede hittegolf (3-17 augustus) was waarschijnlijk de meest ernstige die ooit in ons land is vastgesteld. Nadat eerst was beweerd dat er in ons land in tegenstelling tot Frankrijk geen extra doden waren gevallen tijdens de hittegolf, blijkt uit de recent gepubliceerde analyse van het WIV dat de hittegolf van 2003 het leven kostte aan 1 258 tot 1 297 mensen in België (Sartor, 2004). Zowel in 1994 als in 2003 vielen de slachtoffers vooral onder 65-plussers. In Vlaanderen lag het aantal slachtoffers relatief lager dan in Wallonië en in Brussel. De oorzaken voor deze verschillen dienen nog verder te worden onderzocht (Sartor, 2004). 8.3 Aantal gevallen van de ziekte van Lyme in België I Ook het oprukken van de ziekte van Lyme wordt mede in verband gebracht met de opwarming van de aarde (Lindgren, 1998; Daniel, 1998; Martens, 2000; Lindgren, 2001; Martens & McMichael, 2002; Epstein, 2002; WHO, 2003; EEA, 2004a). Deze ziekte is de meest frequente door teken overgebrachte aandoening, waarbij letsels kunnen worden opgelopen ter hoogte van huid, hart, zenuwstelsel, ogen, nieren en lever. De verwekker is een spirocheet die door de teek wordt overgedragen tijdens het bloedzuigen. Gelukkig zijn niet alle teken besmet: slechts 10 % van alle teken bevat de ziekteverwekkende kiem (Borrelia). De teken komen voor in een plantenrijke omgeving met hoog gras, struiken en een rijke onderbegroeiing. Het aantal geregistreerde gevallen van de ziekte van Lyme is in België gestegen van 42 in 1991 tot 1 004 in 2004 (figuur 70). Door haar ernst en de uitbreiding die ze neemt, wordt zij een zorgwekkende ziekte en verdient ze de volle aandacht van artsen en, meer in het algemeen, van alle gezondheidswerkers die rechtstreeks met patiënten in contact komen (Van Loock, 1999). In België mogen we van een endemische infectie spreken. Ze vormt een bedreiging voor al wie in het bos wandelt. Kinderen zijn het meest kwetsbaar (Bunyavanich, 2003). januari 2007 141
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 70: Aantal gevallen van de ziekte van Lyme (België, 1991-2004) aantal gevallen ziekte van Lyme 1 100 1 000 900 800 975 1004 700 722 600 500 542 400 352 389 300 301 200 234 250 184 198 100 101 134 42 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Bron: Wetenschappelijk Instituut Volksgezondheid - Louis Pasteur, 2005. Teken komen voor in bossen, lage begroeiing (hoog gras, varens, struiken), weiden en groene stadsruimten. In 2005 bleken bijna in heel het land gevallen van de ziekte van Lyme voor te komen (figuur 71). 142 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 71: Verdeling, per arrondissement, van de incidentie (N/100.000 inwoners) van gevallen met de Lymeziekte in functie van de plaats van besmetting (2005) Bron: Wetenschappelijk Instituut Volksgezondheid - Louis Pasteur, 2005. 9 Effecten van klimaatveranderingen op de natuur 9.1 Inleiding Onder invloed van een versterkt broeikaseffect kunnen grote klimaatzones zich verleggen, inkrimpen of uitbreiden. Door hun beperkt aanpassingsvermogen zijn heel wat ecosystemen erg kwetsbaar voor zulke veranderingen. Ze kunnen onomkeerbare schade oplopen. Voorbeelden van kwetsbare ecosystemen zijn gletsjers, koralen, mangroven, boreale en tropische wouden. Sommige soorten zullen zich verder verspreiden. Andere zullen bedreigd worden met verdwijning, hetgeen leidt tot verlies van biodiversiteit. Leemans & Eickhout (2003) toonden aan dat bij een toename van de gemiddelde temperatuur met 1 C op wereldvlak al ruim 10 % van de ecosystemen wordt aangetast. Bij een toename met 2 C en 3 C loopt dat aantal verder op tot repectievelijk 16 % en 22 %. Voornamelijk bosecosystemen blijken zich moeilijk te kunnen aanpassen aan snel oplopende temperaturen. Recent onderzoek toonde aan dat de komende 50 jaar 15 tot 37 % van de plant- en diersoorten op Aarde kunnen verdwijnen als gevolg van de stijgende temperaturen (Thomas et al., 2004). De onderzoekers komen tot deze conclusies op basis van de meest uitgebreide studie ooit op de effecten van kimaatverandering op biodiversiteit, waarbij ze 1 103 soorten in de 6 ecologisch waardevolste gebieden op Aarde bestudeerden. Tegen 2080 verwachten Thuiller et al. (2005) na onderzoek op 1 350 plantsoorten, representatief voor de Europese flora, dat de opwarming van de aarde minstens de helft van de Europese plantensoorten kwetsbaar maakt en zelfs in hun voortbestaan bedreigt. januari 2007 143
Klimaatverandering Achtergronddocument Bij een onderzoek van wereldwijd trends inzake fenologie (seizoenale activiteiten zoals leggen van eieren, botten van bomen, ontwaken uit winterslaap, trek van migrerende soorten) bij 677 soorten bleek dat 62 % hun activiteiten vervroegd hadden, 27 % geen trend kenden en 9 % hun activiteit verlaat hadden (figuur 72) (Parmesan & Yohe, 2003). Vooral bij de planten (meer dan 70%) en amfibieën (75%) bleek een meerderheid van de onderzochte soorten zijn activiteiten vervroegd te hebben. Voor vogels (46%) en insecten (37%) lag het aandeel soorten met vervroegde activiteit lager. Gemiddeld genomen vervroegde de activiteiten 2,3 dagen per decade. Figuur 72: Percentage soorten per soortengroep dat de seizoensgebonden activiteit verschuift (wereldwijd) Bron: De Bruyn, 2005 op basis van Parmesan & Yohe, 2003 Een gelijkaardig resultaat werd gevonden door Root et al. (2003). Deze onderzoekers baseerden hun onderzoek op 1 468 soorten waarvan bij 1 190 of ruim 80 % de lenteactiviteit vervroegde met gemiddeld 5 dagen (figuur 73). 144 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 73: Gemiddelde seizoensgebonden verschuivingen voor verschillende soortengroepen (wereldwijd) -2 gemiddeld aantal dagen veranderd per decade -3-4 -5-6 -7 ongewervelden amfibieën vogels niet-bomen bomen samen Bron: Root et al., 2003. Parmesan & Yohe (2003) onderzochten ook geografische verschuivingen die zijn opgetreden onder invloed van klimaatveranderingen. Zij onderzochten 1 046 soorten. 49% van de soorten bleek hun areaal verschoven te hebben in de richting van de polen zoals te verwachten onder opwarming van de aarde. 27 % van de soorten kenden geen areaalverschuiving en de verschuiving van 24 % kon niet toegewezen worden aan klimaatveranderingen. Voor de soorten waar geen verandering opgemerkt werd is nog extra onderzoek nodig. Er zijn immers verschillende verklaringen mogelijk: a) de soort is effectief niet afhankelijk van klimaatveranderingen, b) de soort is wel afhankelijk, maar onze data zijn nog niet voldoende om dit op te meten, c) de soort is wel afhankelijk, maar er zijn factoren die migratie belemmeren. Soorten kunnen bijvoorbeeld een gelimiteerde dispersiecapaciteit hebben. Dit kan inherent zijn aan de soort, maar kan ook afhankelijk zijn van habitatfragmentatie (de habitatvlekken van de soort liggen zo ver uit elkaar dat de soort die niet meer kan bereiken). De areaalverschuivingen verschillen afhankelijk van de onderzochten soortengroep (figuur 74). Het grootste aandeel soorten die naar de polen migreerden, worden gevonden bij de planten en marien zoöplankton (bijna 90 %) en reptielen (85 %). Zoogdieren laten we hier voorlopig buiten beschouwing omdat slechts twee soorten onderzocht werden. januari 2007 145
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 74: Aandeel van soorten die een verschuiving ondergaan onder invloed van klimaatveranderingen (wereldwijd) Bron: Bron: De Bruyn, 2005 op basis van Parmesan & Yohe, 2003 Uit bovenvermelde studies blijkt dat de resultaten sterk kunnen verschillen naargelang de soorten die mee in de studie opgenomen worden. Desondanks kunnen wel de algemene patronen afgeleid worden en is het een duidelijk bewijs voor de effecten van klimaatveranderingen. Het gaat hier immers over een wijd verspreid fenomeen (globaal, alle continenten en alle soortengroepen), het zijn voorspelbare effecten, het patroon is eenduidig, de respons is sterker op plaatsen waar de temperatuursstijgingen het grootst zijn (nabij de polen, op grote hoogtes in de bergen). Het feit dat organismen hun activiteiten aanpassen (vervroegen) aan de stijgende temperaturen in de lente, of hun areaal naar het Noorden verschuiven naar koelere oorden is op zich geen probleem. In tegendeel zelfs, zij volgen de evolutie van hun omgeving. Problemen treden op wanneer de soorten deze veranderingen niet kunnen volgen (De Bruyn, 2005). Seizoenale en geografische verschuivingen zijn de best bestudeerde effecten van klimaatveranderingen op natuur. Daarnaast zijn er echter nog andere effecten (De Bruyn, 2005): Door het verschil tussen soorten in gevoeligheid aan temperatuursverschuivingen, kan de samenstelling van gemeenschappen gevoelig veranderen waardoor nieuwe (competitieve) interacties ontstaan in die gemeenschappen; Buitenlands onderzoek heeft ook uitgewezen dat klimaatveranderingen kunnen leiden tot een grotere kans op uitbraak van plaaginsecten, waarbij ook de schade groter is (Gan, 2004; Hodar & Zamora, 2004). Aan de oorzaak liggen verhoogde wintertemperaturen waardoor er een grotere overleving van de plaagsoorten plaatsvindt; Tot slot kunnen klimaatveranderingen niet alleen veranderingen teweegbrengen bij inheemse soorten. Ze kunnen ook zorgen dat uitheemse soorten elders ecosystemen gaan verstoren. 9.2 Effecten van klimaatverandering op Belgische ecosystemen I 9.2.1 Algemene observaties Ook Belgische wetenschappers hebben voor het eerst getracht om specifiek voor België in te schatten hoe groot het aandeel zal zijn van de soorten die door de opwarming van het klimaat dreigen te verdwijnen of kans maken om toe te nemen (Hambuckers, 2004). Daartoe hebben zij de soorten eerst opgedeeld naargelang hun voorkomen in een biogeografisch of klimaattype (boreaal, continentaal, oceanisch, enzovoort). Op die manier konden zij de 146 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering soorten die in België leven, opsplitsen in drie categorieën: soorten van gematigde streken, soorten van warme streken en soorten van koude streken. De huidige verspreiding van de soorten geeft feitelijk aan welke omstandigheden zij nodig hebben om te overleven en te kunnen toenemen (dat wil zeggen, welke hun ecologische niche is). De soorten van koude streken worden het eerst bedreigd. De soorten van koude streken zijn in België hoofdzakelijk te situeren op de Ardense plateaus en in de lage Kempen. Een eenvoudige vergelijking van elementaire klimaatgegevens toont dat de verwachte klimaatverandering van dezelfde orde is als het onderscheid tussen het klimaat van de Ardense plateaus en dat in de rest van België. De specifieke klimaatomstandigheden die het behoud van soorten van koude streken in België mogelijk lijken te hebben gemaakt, dreigen dus te verdwijnen en daardoor zullen ook de betrokken soorten verdwijnen. De opwarming zal wellicht de uitbreiding van soorten uit warme streken begunstigen; het gaat om submediterrane (en zelfs mediterrane) soorten, die ofwel al plaatselijk aanwezig zijn in België, ofwel aanwezig zijn in de aangrenzende streken. Het is ook mogelijk dat er een uitbreiding komt van soorten uit drogere streken en soorten van warme standplaatsen. Ca. 7 000 soorten planten en dieren die in België voorkomen werden ingedeeld in één van de drie categorieën. De resultaten zijn heel verschillend: voor de meerderheid van de onderzochte groepen, behoren de soorten vooral tot de gematigde zone (tot 92 % van de soorten voor de bruinwieren) met ook een belangrijk aandeel van soorten van warme streken (tot 31 % voor de kranswieren) en heel weinig soorten van koude streken. Maar voor zoetwatervissen en mossen bestaat een groot deel uit soorten van koude streken, die het meest worden bedreigd door de opwarming. Zo kunnen we bijvoorbeeld voor onze streken verwachten dat soorten van zoet water zoals alvertjes, voorns en zeelten geleidelijk aan zullen worden vervangen door soorten die beter aangepast zijn aan een warmer klimaat. Op termijn is het bij een voortdurende temperatuurstijging niet uitgesloten dat ook gematigde soorten verloren gaan, vooral soorten met een lange levensduur zoals bosbomen. Dit zou het geval kunnen zijn voor de beuk (Hambuckers, 2004). Ook voor de fauna en flora van de Noordzee zijn veranderingen aan de gang. Er zijn verschillende factoren die erop wijzen dat de Noordzee momenteel een opwarming kent, vooral in de omgeving van de kusten (Kerckhof, 2004). Vanuit biologisch oogpunt is de verandering voor het eerst gebleken uit planktononderzoek. Uit een analyse van gegevens die doorheen de jaren verzameld werden, bleek dat de samenstelling van het plankton rond het eind van de jaren 1980 duidelijk was veranderd. Er bleek een wijziging te zijn opgetreden in de verhouding tussen soorten van koud en warm water ten voordele van de warmwatersoorten (Reid et.al., 2001). Bovendien zijn er nu in de Noordzee steeds meer waarnemingen van verscheidene zuidelijke vissoorten zoals sardine of ansjovis. Van talrijke mariene organismen is nog niet veel gekend over de invloed van de temperatuur op hun ontwikkeling. Toch kunnen zeepokken een goede graadmeter vormen voor een mogelijke opwarming. De Europese fauna kent niet zoveel soorten zeepokken, die zijn tamelijk goed gekend en ze zijn commercieel niet belangrijk. Er zijn minstens drie tropische en subtropische soorten die zich blijvend in de Noordzee wisten te vestigen. Eén daarvan, de paarsgestreepte zeepok Balanus amphitrite is een warmwatersoort die vroeger vooral in de Middellandse Zee leefde. Tegenwoordig komt ze algemeen voor in onze havens en daarbuiten (Kerckhof, 2002). Anderzijds was er ook de sterke achteruitgang van enkele koudwatersoorten zoals kabeljauw, schelvis en heilbot. Mogelijke effecten van een gewijzigde temperatuur zijn moeilijk te onderscheiden van natuurlijke fluctuaties in de populaties van dieren en planten, die soms aanzienlijk kunnen zijn, en van andere belangrijke invloeden zoals de druk vanwege de visserij (bijvoorbeeld voor kabeljauw) en eutrofiëring. Bij de commerciële soorten lijkt de garnaal wel een trend aan te geven. De laatste jaren is de visserijdruk op de garnaal niet toegenomen, maar toch blijkt de garnaalvisserij in de zuidelijke Noordzee en in het noordoostelijke deel van het Kanaal over een langere termijn sterk te zijn achteruitgegaan (Kerckhof, 2004). Het lijkt erop dat de zuidelijke grens van het verspreidingsgebied van de garnaal naar het noorden opschuift. We bespreken nu op welke manieren de levensgeschiedenis en populatiedynamiek van soorten in Vlaanderen reageren op veranderingen van het klimaat. januari 2007 147
Klimaatverandering Achtergronddocument 9.2.2 Seizoenale shift Over het algemeen blijken vooral activiteiten die in de lente gebeuren gedurende de laatste eeuw steeds vroeger in het jaar plaats te vinden. Uit waarnemingen in de ons omringende landen blijken per decennium voor planten het bloeien en in blad komen 1,4 tot 3,1 dagen vroeger te gebeuren, vlinders beginnen 2,8 tot 3,2 dagen vroeger rond te vliegen, amfibieën roepen vroeger en leggen vroeger eieren, terwijl voor vogels de vroege lentetrek 1,3 tot 4,4 dagen en eileggen 1,4 tot 4,8 dagen vroeger gebeurt. Deze verschuivingen die gelijklopen met de gemiddelde lentetemperatuurstijging, kunnen belangrijke implicaties hebben. Zo wees onderzoek in Nederland uit dat door warmere lentes het uitsluipen van de wintervlinderrupsen niet meer gesynchroniseerd is met het ontluiken van de bladeren van de waardplant (eik). Hierdoor is op zijn beurt de piekdensiteit van de rupsen niet meer gesynchroniseerd met de ontwikkelingsperiode van de jongen van de koolmees, waarbij bij deze laatste grotere mortaliteit optreedt. Ook bij ons vervroegen de organismen hun lenteactiviteiten (De Bruyn, 2005). Zo bleek bij een studie van 15 soorten trekvogels dat de eerste aankomstdatum tussen 1985 en 2004 vervroegd is met bijna 8 dagen. Het grootste verschil werd opgetekend voor tjiftjaf (20 dagen of 1,16 dagen/jaar), het kleinste voor bosrietzanger (3 dagen of 0,17 dagen/jaar): figuur 75. Figuur 75: Evolutie van de gemiddelde eerste aankomstdata in Vlaanderen bij 15 vogelsoorten (Vlaanderen, 1985-2004) Bron: De Bruyn, 2005 op basis van Leysen & Herreman, 2004. Uit een observatie van 542 plant- en 19 diersoorten in 21 Europese landen bleek recent nog dat de eerste lenteactiviteiten gemiddeld 6 tot 8 dagen vroeger plaatsvinden dan 30 jaar geleden. 78 % van alle plantsoorten vertoonden vervroegingsverschijnselen, waarvan 30 % significant. Slechts 3 % bleek zijn lenteactiviteiten verlaat te hebben over de periode 1971-2000. De vervroeging is het duidelijkst merkbaar in landen die over dezelfde periode de grootste temperatuurstoename hebben ondergaan. Zo loopt in België net als in sommige Zuid-Europese landen (bv. Spanje) de verschuiving op tot 2 volle weken. Naast de waarnemingen voor de lente werd in mindere mate ook een verlating van de herfstverschijnselen waargenomen: gemiddeld 3 dagen later over de laatste 30 jaar (Menzel et al., 2006). De onderzoekers leidden volgende relaties af tussen temperatuursvariatie en fenologische verandering: vervroeging lente- en zomerverschijnselen met 2,5 dagen per graad temperatuurstoename en uitstel van bladkleuring en bladval met 1 dag per graad temperatuurstoename. 148 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering 9.2.3 Verspreidingsverschuivingen Onder stijgende temperaturen verschuiven soorten hun verspreidingsareaal noordwaarts. Verschillende zuidelijke soorten libellen zoals zwervende houtpantserjuffer, kanaaljuffer en vuurlibel waren bijvoorbeeld vroeger alleen bekend als een toevallige bezoeker in Vlaanderen. Nu worden ze recent veel algemener aangetroffen, en worden zelfs voortplantende populaties gevonden. Wanneer we het aantal waarnemingen per jaar voor 7 zuidelijke libellensoorten uitzetten blijkt dat deze voor 1990 niet, of slechts sporadisch werden waargenomen. Na 1990 schoten de aantallen fors omhoog (figuur 76). Figuur 76: Voorkomen van zuidelijke libellensoorten (Vlaanderen, 1980-2004) Bron: www.natuurindicatoren.be, 2006. Klimaatveranderingen kunnen niet alleen veranderingen teweegbrengen bij inheemse soorten. Ze kunnen ook zorgen dat uitheemse soorten hier voor problemen gaan zorgen. Zo zijn er vier mierensoorten (tropische staafmier, ergatoïde staafmier, plaagmier, faraomier) die momenteel enkel nog maar in verwarmde gebouwen en/of in stedelijk milieu aangetroffen worden omdat zij strikt gebonden zijn aan warme milieus (Dekoninck et al., 2003). De Amerikaanse roodwangschildpad komt momenteel nog niet tot voortplanting wegens te lage temperaturen. En ook de Zuidamerikaanse beverrat komt reeds sinds 1900 voor in Vlaanderen, maar bleef door strenge winters het aantal beverratten in België steeds laag (Verbeylen, 2003). Sinds het ontbreken van strenge winters neemt ook hier hun aantal sterk toe (De Bruyn & Verbeylen, 2003). Als de temperatuur in de toekomst gaat toenemen, kan verwacht worden dat deze soorten (verder) gaan uitbreken naar natuurlijke ecosystemen. 9.2.4 Soorten verdwijnen, soorten verschijnen In tegenstelling tot historische migraties moeten soorten nu migreren door een door de mens sterk gefragmenteerd landschap. Bijgevolg liggen vele gebieden welke klimatologisch gezien geschikt zouden zijn, buiten het dispersiebereik van de soorten. Soorten met een laag aanpassingsvermogen en/of dispersiecapaciteit zullen een veel hogere kans lopen om uit te sterven. Klimaatveranderingen zullen niet voor alle soorten desastreus zijn. 28 van de 31 vlindersoorten die in het Verenigd Koninkrijk werden onderzocht, blijken positief te reageren op verhoogde temperaturen en zullen volgens klimaatscenario s toenemen in de toekomst. Deze positieve trend wordt echter bij de meeste soorten teniet gedaan door habitatdegradatie en -destructie. januari 2007 149
Klimaatverandering Achtergronddocument 9.2.5 Veranderingen in gemeenschapsstructuur en soortinteracties In de Vlaamse soortenrijke veengebieden zijn het vooral de zeldzame soorten die verdwijnen bij verlengde periodes van droogte tijdens de zomer. Zij worden vervangen door meer tolerante soorten zoals pijpestrootje, wat dus vergrassing in de hand werkt. Experimenten in graslanden toonden ook aan dat verhoogde CO 2 en temperatuur resulteerden in verandering in de relatieve densiteiten van de soorten. Terwijl voor de ene soort de kans verkleint dat de temperatuur zakt onder de dodelijke limiet waardoor deze kan uitbreiden, wordt voor een andere de kans groter dat de dodelijke maximumtemperatuur bereikt wordt. De impact van klimaatveranderingen op één soort kan via trofische interacties verder inwerken op andere soorten in de gemeenschap. Onderzoek heeft bijvoorbeeld aangetoond dat onder invloed van warmere winters de voortplantingsperiode van amfibieën naar voor geschoven is. Deze verschuiving is echter groter voor salamanders dan voor de bruine kikker. Salamanders komen bij gevolg vroeger in de voortplantingsplassen waardoor embryo s en larven van de bruine kikker meer blootgesteld worden aan predatie. 9.2.6 Mogelijke maatregelen ter vrijwaring van onze ecosystemen Het Natuurrapport 2005 komt tot de conclusie dat klimaatveranderingen een ingrijpend effect hebben op onze natuurlijke ecosystemen. Indien niet de nodige stappen ondernomen worden zullen we een groot deel van onze biodiversiteit verliezen (De Bruyn L., 2005). Naast het reduceren van de broeikasgasuitstoot kunnen ook reeds acties ondernomen worden om de veerkracht en resistentie van natuurlijk ecosystemen tegen klimaatveranderingen te verhogen (Hansen et al., 2003). Die acties kunnen in 3 groepen onderverdeeld worden: 1) Aflijnen van geschikte gebieden: Bij het uittekenen van beschermde gebieden voor natuur moet in de toekomst ook rekening gehouden worden met optredende klimaatveranderingen. Bufferzone s en corridors moeten migratie van soorten mogelijk maken, zodat ze de areaalverschuivingen kunnen volgen. Aandacht moet besteed worden aan specifieke klimaatrefugia waar effecten lager zijn dan in andere gebieden; 2) Limiteren van niet-klimaatgebonden stressfactoren: Klimaatveranderingen treden niet onafhankelijk op en kunnen een synergetisch effect hebben met andere stressfactoren. Zo kan de toxiciteit van poluenten toenemen wanneer de temperatuur stijgt. Temperatuurstijgingen zullen ook een groter effect hebben op plaatsen die onder druk staan van verdroging. Gewoonlijk zijn een aantal van deze niet-klimaat stressen makkelijker aan te pakken, en leveren sneller resultaat op dan maatregelen aangaande klimaatverandering (bv. vermindering vervuilende uitstoot en/of stoppen van het oppompen van water in gevoelige gebieden); 3) Toepassen van een actief en adaptief beheer: Veel van de effecten die zullen optreden door klimaatveranderingen zijn nog onduidelijk, waardoor het toegepast beheer flexibel zal moeten zijn t.a.v. de veranderende omstandigheden. Monitoring van de effecten is nodig om tijdig veranderingen aan te brengen. In bepaalde gevallen waar duidelijk is welke effecten zich voordoen en waar algemene beheersmaatregelen onvoldoende zijn, kunnen specifieke acties ondernomen worden: bv. actieve translocatie voor soorten die niet meer kunnen migreren, niet-chemische controle van pest- en ziekte-epidemieën, controle van invasieve soorten, 10 Gevolgen van klimaatverandering voor de economie Zowel klimaatverandering zelf als het beleid dat klimaatverandering tracht tegen te gaan, kunnen economische implicaties hebben. We bespreken achtereenvolgens de effecten van klimaatverandering en het klimaatbeleid, en hebben ook aandacht voor de aanpassing ( adaptatie ) van onze maatschappij aan de onvermijdelijke (effecten van) klimaatverandering. 150 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering 10.1 Globale economische impact van klimaatverandering I 10.1.1 Mogelijke effecten Veranderingen van de temperatuur, de neerslag, hebben ook een invloed op de economie. Denk maar aan de landbouw en de veeteelt. De effecten zijn erg streekgebonden. In de tropen neemt het risico op verminderde opbrengsten toe. In de gematigde streken daarentegen kan een stijging van de minimumtemperatuur aanvankelijk resulteren in een hogere opbrengst. Door heviger neerslag zal in sommige gebieden de bodemerosie toenemen, wat een negatief effect heeft op de teeltopbrengsten. In andere gebieden zal dan weer de droogte verergeren. Klimaatverandering heeft ook een invloed op de migratie van vis in de oceanen. Dit kan de visserijsector in sommige landen negatief beïnvloeden. Sterke effecten op landbouw, veeteelt en visserij beïnvloeden de vestiging en de migratie van bevolkingsgroepen. Dit heeft een effect op andere economische sectoren. Zo is er o.a. een invloed op de industrie die de landbouw- en visserijproducten verwerkt, op de bouwsector en de dienstensector. Een verandering van het klimaat zal ook een invloed hebben op het toerisme in sommige landen. De financiële dienstensector vormt een unieke indicator voor de potentiële socio-economische impact van klimaatverandering. Deze sector integreert de effecten op de andere sectoren. Er zijn cijfers beschikbaar over sommige schadeposten in het recente verleden, onder meer over de direct meetbare schade van een aantal extreme weersfenomenen (bv. orkanen). Tussen de jaren '50 en de jaren '90 is die economische schade vertienvoudigd (figuur 77). Het verzekerd aandeel van deze verliezen groeide van een verwaarloosbaar niveau naar ongeveer 23 % van de totale schade in de periode 1990-2000. De schade door extreme weersfenomenen is dus gestegen, ondanks verhoogde inspanningen om infrastructuur te versterken en een verbeterde rampenplanning. Het gevolg is alleszins dat (her)verzekeringsmaatschappijen steeds kwetsbaarder worden voor de gevolgen van natuurrampen. januari 2007 151
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 77: Wereldwijde kosten* van natuurrampen (1950-2005) Natuurramp = extreem fenomeen met met minstens 100 slachtoffers of 100 000 miljoen US $ schade. * in vaste prijzen van 2003 (dus aangepast voor inflatie) Bron: T. HLatky (2006) Het Amerikaanse Worldwatch Institute verzamelde cijfers over de kosten van natuurrampen, die gerelateerd kunnen worden aan ecologisch rampzalige beslissingen. Met name een sterke bevolkingsgroei in gebieden die als buffer voor natuurrampen kunnen dienen, is volgens het instituut funest. De maatschappelijke kosten zouden de afgelopen tien jaar wereldwijd zijn opgelopen tot 567 miljard dollar: dat bedrag is even groot als de gecombineerde kosten over de periode 1950 tot en met 1989. Het Worldwatch Institute houdt bij de formulering van oorzaak en gevolg echter wel een slag om de arm: "Ook al kan geen enkele storm direct gelinkt worden aan klimaatverandering, wetenschappers zijn het er wel over eens dat warm zeewater tropische stormen aanwakkeren. De zeetemperatuur in tropische gebieden is de afgelopen honderd jaar met 2 graden Fahrenheit gestegen (nog geen graad Celsius). Katrina transformeerde pas van een storm in de Categorie 1 tot Categorie 5 toen zij van de Atlantische Oceaan in de veel warmere Golf van Mexico terecht kwam." Een andere belangrijke schadepost zullen de landbouwopbrengsten zijn. De landbouwexperts in het IPCC voorspellen verminderde opbrengsten voor landbouw in tropen en subtropen bij nagenoeg eender welke temperatuurtoename en hogere landbouwoogsten in de meeste gebieden met een gematigde breedtegraad bij beperkte toenames in de jaargemiddelde temperatuur, maar verminderde landbouwoogsten in deze gebieden bij toenames in de jaargemiddelde temperatuur met meer dan een paar C. De bodemkwaliteit zal afnemen ten gevolge van een warmer en droger klimaat. Dit kan de bodemfuncties verstoren, waarop ecosystemen en ook de plaatselijke samenleving gebaseerd zijn. De productiviteit in commerciële wouden zal stijgen in Noord Europa, maar waarschijnlijk dalen in Zuid-Europa en Continentaal-Europa door een toegenomen risico op droogte en bosbranden. De verminderde vorst laat het gebruik van wintergewassen in de landbouw toe tot hogere breedtegraden en verhoogt de opbrengst ervan. In Centraal- en Oost-Europa zou de oogst toenemen en in het Westen zou de oogst afnemen. De verminderde neerslag in het Zuiden vermindert de opbrengst en doet de vraag naar irrigatiewater stijgen. Extreme evenementen 152 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering tijdens cruciale periodes in het groeiseizoen kunnen echter toenemende schade aanrichten. De gestegen atmosferische CO 2 -concentratie kan de opbrengst van landbouwgewassen verhogen in Noord-Europa. In Zuid-Europa wordt dit tegengewerkt door de toegenomen droogte. Deze voorspellingen van de landbouwexperts van het IPCC lijken te worden bevestigd door de recentste observaties. Een Europees rapport dat in augustus 2003 door het Joint Research Centre van de EU in Brussel werd vrijgegeven, toont dat de landbouwoogsten in Zuid-Europa sterk gedaald zijn (bv. graanoogst in Portugal -30 %, suikerbieten en maïs in Italië -25 %) en gestegen in Noord-Europa (bv. suikerbietenoogst in Ierland +25 %, in Zweden +5 %). Door de extreme hitte zijn de graanoogsten in Midden- en Oost-Europa de slechtste in 3 decennia. Volgens schattingen van het US Department of Agriculture en van de International Grains Council was de graanopbrengst in 2003 wereldwijd 32 respectievelijk 36 miljoen ton lager dan verwacht. Duitsland is het zwaarst getroffen EU-land: sommige boeren in het zuidoosten van het land zouden de helft van hun graanoogst verloren hebben. De totale financiële schade in de Europese landbouw als gevolg van de hittegolf in 2003 wordt door Munich Re, één van de grootste herverzekeringsbedrijven ter wereld, op 10 miljard dollar geraamd. De impact van de hittegolf van 2003 is ook in het bijzonder relevant omdat de extreme temperaturen van 2003 een voorbeeld zijn van wat het gemiddelde klimaat zou kunnen zijn op de langere termijn (2070-2100) (EEA, 2004a). De economische activiteiten in de kuststroken hebben het aanpassingsvermogen van kustsystemen aan klimaatschommelingen en zeespiegelstijging aangetast. Heel wat kuststroken (o.a. in Vlaanderen, Nederland en Duitsland) zijn kwetsbaar voor stormen en overstroming. Veranderingen in neerslag en in windsnelheid zijn bijkomende zorgen. De meeste impact kan met relatief kleine investeringen vermeden worden. Dit is echter niet zo voor een aantal laaggelegen stedelijke gebieden en voor sommige kustecosystemen (bv. het Zwin), die zelfs nog verdere schade kunnen ondervinden ten gevolge van de beschermingsmaatregelen. Tenslotte zal in onze regio het energiegebruik toenemen in de zomer (koeling) en afnemen in de winter (verwarming) (IEA, 2004). Infrastructuren, gebouwen en steden zijn gebouwd voor koudere klimaten en vereisen aanpassing, vooral voor hittegolven. In gebieden met verhoogde neerslag is er een bijkomend risico voor landverschuivingen en overstromingen (EEA, 2004a). De opwarming van ons klimaat kan ook het koelproces van onze thermische elektriciteitscentrales verstoren, eventueel met het noodzakelijk stilleggen van de centrale en een gebrekkige elektriciteitsvoorziening tot gevolg (MICE, 2005). Economisch gezien zullen veel ontwikkelingslanden al te lijden hebben onder relatief kleine temperatuurstijgingen. Vanaf een stijging met enkele C zullen deze negatieve gevolgen zich ook in geïndustrialiseerde landen laten voelen. Kleine eilandstaten en laaggelegen kustgebieden lopen een bijzonder risico, ten gevolge van de zeeniveaustijging en de verwachte toename van de frequentie en intensiteit van stormen. In alle landen zullen de gevolgen zich het eerst en het meest laten voelen bij de armste bevolkingsgroepen. De verdeling over de wereld van de nadelen verbonden aan klimaatverandering, is dus zeer ongelijk. Bovendien hebben de armere landen vaak minder capaciteiten (rijkdom, technologie, infrastructuur, ) om zich tegen de nadelige effecten te wapenen. Daarom worden bij de internationale afspraken rond vermindering van de uitstoot van broeikasgassen de ontwikkelingslanden enigszins ontzien. Aangezien de industriële groei in het Zuiden een grote druk op het milieu zal veroorzaken, is het aan de reeds geïndustrialiseerde landen om technologie, kennis en financiële middelen ter beschikking te stellen van de ontwikkelingslanden om de milieuschade te beperken. Dit mag de rijke landen er echter niet van ontslaan ook in eigen land te streven naar een verminderde uitstoot. Bij toekomstige internationale onderhandelingen over de periode na 2012 valt te verwachten dat de ontwikkelingslanden ook zullen onderworpen worden aan verplichtingen inzake de uitstoot van broeikasgassen. januari 2007 153
Klimaatverandering Achtergronddocument 10.1.2 Algemene methodologie om de totale maatschappelijke kosten van klimaatverandering in te schatten Klimaatverandering zal de welvaart en het welzijn van de huidige en toekomstige generaties in Vlaanderen, Europa en de wereld op erg uiteenlopende wijzen beïnvloeden. Gegeven de complexiteit is het niet verwonderlijk dat de schattingen van dit welvaartsverlies erg uiteen lopen, en dat de meningen verdeeld zijn op welke wijze deze problematiek moet aangepakt worden, en welke lessen men kan of moet trekken uit de bestaande informatie. Eind 2006 heeft het zogenaamde Stern-rapport met een economische analyse van klimaatverandering deze discussie aangezwengeld door impactschattingen naar voor te schuiven die oplopen van 5 tot 20 % van het mondiale BNP bij ongewijzigd beleid, wat een heel stuk hoger is dan eerdere resultaten uit een brede waaier van studies (Stern, 2006). Aan de ene kant is dit rapport onthaald als een grote stap voorwaarts in de economische analyse van klimaatverandering, terwijl verschillende klimaateconomen zeer kritische bemerkingen hebben gemaakt op dit rapport (Tol, 2006; The economist 2006). Omdat dit soort studies en deze discussie enkele essentiële vragen uitvergroot met betrekking tot de evaluatie van de impact van klimaatverandering en beleid, staan we eerst stil bij enkele methodologische aspecten alvorens enkele resultaten te bespreken. De analyse van de economische weerslag van klimaatverandering omvat veschillende aspecten, zowel m.b.t. de omvang van de potentiële schade, de bepalende factoren als de verdeling van die impacts in tijd en ruimte. Naast de inschatting van deze indicatoren zelf zijn er even belangrijke vragen met betrekking tot de criteria om deze indicatoren en gelateeerde onzekerheden te beoordelen. De methode om het verlies van welvaart door klimaatverandering in te schatten sluit enerzijds aan bij de methodes die men hanteert voor de inschatting van gevolgen op de economie voor andere milieuthema s. Figuur 78 geeft een beknopt overzicht van hoe de schadefunctiemethode, route-effect of keten-effectbenadering zich vertaalt voor klimaatverandering. Men herkent in deze figuur de verschillende stappen uit de DPSIR keten en de analogie met methodiek om welvaartsverlies als gevolg van luchtverontreiniging of energiegebruik in MIRA in te schatten is groot (Torfs 2005). Het grote verschil is evenwel de complexiteit en de schaal van de impacts, waardoor men verschillende soorten impacts in verschillende werelddelen voor huidige en toekomstige generaties moet aggregeren en moet afwegen. Omwille van de schaal van de problematiek is er een nood aan indicatoren die een globaal beeld van de gevolgen kunnen schetsen. Cijfers voor schade aan één sector, een beperkte groep van landen of over een beperkt aantal jaren kunnen illustratief zijn, maar zijn weinig nuttig om ze te vergelijken met bv. de wereldwijde kosten van klimaatbeleid. Cijfers voor één sector of problematiek lijken vrij snel groot maar zijn moeilijk of niet te interpreteren, en geven mogelijks een verkeerd beeld. Een globaal cijfer daarentegen is logischerwijze zeer onzeker, gegeven de omvang en schaal van de problematiek, en de vele onzekerheden in de verschillende stappen van de analyse. Vandaar dat we deze toelichting richten op het in beeld brengen van de bandbreedte voor een dergelijk globaal cijfer en de factoren die het globale cijfer bepalen. 154 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 78: Methodiek om economische gevolgen van klimaatverandering in te schatten Bevolking, technologie, productie, consumptie Socio-economische Scenario s Emissies van BKG Atmosferische concentraties van BKG Wereldwijd klimaat klimaatmodellen Regionaal klimaat en weer Directe impacts (gewassen, ecosystemen, ) Dosis-effect relaties Socio-economische impacts Waardering ( markt en nietmarkt ) effecten aanpassing billijkheid verdiscontering Kosten van klimaatswijziging (, % BNP) externe kosten van emissies BKG ( /ton CO2 eq) baten van klimaatbeleid (, % BNP,..) Bron: Vito, gebaseerd op Hope (2005) januari 2007 155
Klimaatverandering Achtergronddocument De omvang (aantal effecten) en schaal van de problematiek naar ruimte en tijd maken het moeilijker om deze methodiek te ontwikkelen dan voor bijv. luchtverontreingiging in Europa, zodat het niet verwonderlijk is dat de uitkomsten van dit soort modellen naar verhouding meer onzeker zijn. Figuur 78 geeft de verschillende stappen aan voor het inschatten van de economsche gevolgen van klimaatverandering, en welke inputs hiervoor nodig zijn. Er zijn verschillende modellen en studies die dergelijke aanpak (ongeveer) volgen om de economische gevolgen van klimaatverandering in te schatten. Enkele modellen worden toegelicht in het Sternrapport (2006) terwijl Tol (2005) 103 resultaten van 28 studies heeft samengebracht en vergeleken. Alvorens we de resultaten van deze impactstudies bekijken, geven we een korte oplijsting van de basiskenmerken en -aannames waarin die studies en modellen verschillen: de aard van klimaatscenario s die ze doorrekenen (lagere of hogere temperatuurstijgingen, de mate dat ze (de kans op) feedback-mechanismen rond klimaat meenemen; de reikwijdte van het model naar aantal sectoren en impacts, de mate waarin dat naast economische effecten ook niet-geprijsde welvaartseffecten worden meegenomen; de tijdshorizon: normaliter 2100 of 2200; aannames rond adaptatie of aanpassingsmaatregelen; aannames om de impacts te aggregeren over verschillende landen (impacts voor armere landen of landengroepen hoger waaderen) en generaties (gehanteerde discontovoet); aannames voor verrekenen van onzekerheden, en vooral met betrekking tot scenario s, feed-back mechanismen of impacts met een lage kans van voorkomen maar grote schade; keuze van indicatoren (totale kosten, kosten voor groepen, % van BNP, externe kost per ton CO 2 eq, ). Naast de verschillen inzake basiskenmerken en -aannames moet men voor een juiste interpretatie van de resultaten ook de gehanteerde, onderliggende mechanismen begrijpen: Netto-effecten: Klimaatverandering leidt zowel tot kosten als baten en beide bepalen het netto effect. Centraal in de schatting staan de dosis-effect relaties. Deze geven aan hoe klimaatverandering op een directe (via een stijging van temperatuur) of indirecte wijze (stijging van de zeespiegel of intensiteit en frequentie van stormen) gevolgen heeft voor de verschillende sectoren zoals landbouw, industrie,...). Voor elke sector en impact zijn er logischerwijze eigen curves. Aanvankelijk gaf het klimaatonderzoek vaak lineaire of kwadratische inschattingen van de schade in functie van de temperatuurstijging. Naar het einde van vorige eeuw kreeg het klimaatonderzoek echter ook aandacht voor positieve gevolgen en kregen de dosis-effect relaties vaker de vorm van een heuvelvormige curve (Mendelson, 2006): figuur 79. Deze curve geeft aan dat voor vele sectoren in landen met een gematigd klimaat een beperkte temperatuurstijging aanleiding geeft tot een voordeel, bijv. meer landbouwopbrengst, minder kosten voor verwarming of minder gezondheidseffecten te wijten aan de koude. Dit zijn effecten die vooral belangrijk worden geacht voor de rijkere landen en op de korte termijn. Aan de andere kant staan de negatieve effecten, die vooral belangrijk zijn voor de armere landen en voor warmere streken. We moeten verder opmerken dat dosis-effect relaties vooral opgesteld zijn op basis van gegevens voor de rijkere landen; De aard en omvang van de effecten hangen samen met de omvang en snelheid van temperatuurstijging. Bij eerder matige temperatuurstijgingen (1 tot 2 C) kunnen vooral rijkere landen netto baten van klimaatverandering hebben (IPCC, 2001) terwijl armere landen reeds de kosten van klimaatverandering zullen voelen. Bij grotere temperatuurstijgingen zullen in alle sectoren en landen de kosten groter zijn dan de baten. Figuur 80 en 81 illustreren dat de aard en omvang van de gevolgen niet liniair zijn met de beschouwde temperatuurstijging. De omvang van de kosten hangen ook af van een reeks parameters die we verder bespreken. 156 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 79: De heuvelvormige curve voor dosis-effect relaties van klimaatverandering. Bron: Mendelsohn et al, (2006) 18 Wat de impacts betreft die de modellen mee in rekening brengen, springen volgende punten in het oog: Vele van de impacts verlopen via effecten op de watercyclus (Stern, 2006), terwijl net die effecten vaak het minst gekend zijn of onderschat worden in de economische modellen (Tol, 2005); Klimaatverandering leidt zowel tot risico s op overstroming als op droogte; Dalende voedselopbrengsten, vooral in Africa. In gematigde klimaatzones kan de voedselopbrengst aanvankelijk stijgen, maar die zal bij grotere temperatuurstijgingen nadien terug dalen; In koudere klimaatzones zullen koude-gerelateerde gezondheidseffecten dalen, maar globaal beschouwd zullen de negatieve gezondheidseffecten door hittestress en ondervoeding toenemen. Zonder aanpassing kan verspreiding van ziektes (bijv. malaria) dit nog versterken; In tegenstelling tot de mens die zich sneller kan aanpassen aan of beschermen tegen nieuwe risico s, zullen ecosystemen meer lijden onder klimaatveranderingen zodat 15 tot 40 % van de soorten reeds bij temperatuurstijgingen tot 2 C kunnen verdwijnen; Een stijging van de zeespiegel zal de overstromingsrisicio s sterk doen toenemen. Bij beperkte temperatuurstijgingen kunnen vooral rijkere landen zich hiertegen beschermen via dijken en andere waterkeringen. Zonder hulp zullen armere landen zich eerder moeten aanpassen via migratie. Bij hogere temperatuurstijgingen wordt het ook moeilijker en minder kosten-effectief voor rijkere landen om zich te beschermen via dijken en waterkeringen. 18 Mendelsohn, Dinar A;, Williams L., The distributional impact of climate change on rich and poor countries, Environment and Development Economics, 11: 159 178, 2006 januari 2007 157
Klimaatverandering Achtergronddocument Figuur 80: Overzicht van de mogelijke risico s van klimaatverandering en hun intensiteit in functie van de temperatuurstijging Bron: IPCC, WG II, 2001 158 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 81: Voorbeelden van de voornaamste effecten van klimaatverandering in functie van de temperatuurstijging Bron: Stern (2006) Waardering van de effecten: om een verlies van welvaart te meten wordt het effect van klimaatverandering uitgedrukt in euro s. Voor de gevolgen op vermarkte goederen en diensten zoals landbouw, energiegebruik, herstelkosten infrastructuur of ziekenhuiskosten kan dit op basis van marktprijzen. Maar er zullen ook effecten zijn op niet-vermarkte goederen en diensten zoals het verlies aan gezondheid, de beperking van recreatiemogelijkheden en het verlies aan biodiversiteit. Voor milieuthema s zoals luchtverontreiniging is het huidige welvaartsverlies per jaar voor de hele Vlaamse bevolking een relevante indicator. Deze kan dan vergeleken worden met het huidige BNP in Vlaanderen of met de kosten voor beperking van die impacts in Vlaanderen. Voor klimaatverandering zijn deze criteria ook relevant, maar hun berekening is meer onzeker of minder relevant om verschillende redenen. We sommen een aantal factoren op die aanleiding kunnen zijn tot verschillende maar daarom nog niet tegenstrijdige resultaten in verschillende studies naar de economische impact van klimaatverandering: Als indicator kan men het welvaartsverlies in termen van het wereldwijde BNP hanteren, verdisconteerd over een lange periode (100, 200 of meer jaar). Een overzicht van de verschillende studies is weergegeven in Tol (2005). Stern (2006) bouwt hierop verder, maar met andere hypotheses. Het totale netto resultaat lijkt eenvoudig (% BNP) maar is toch moeilijk te interpreteren voor beleidsstudies. Sommige studies hanteren een andere januari 2007 159
Klimaatverandering Achtergronddocument indicator: de marginale milieuschadekosten per ton CO 2 (-equivalent). Een overzicht van de literatuur hierover en hoe de indicatorwaarden kunnen gebruikt worden in beleid is samengevat in Watkiss et al (2005). Deze indicator bouwt voort op de eerste, maar is makkelijker te linken met de kosten van klimaatbeleid; De voornaamste gevolgen van klimaatverandering doen zich voor op de lange termijn en men moet minstens tot 2100 of langer welvaartsverlies inschatten. Hiertoe moet men ten eerste veronderstellingen maken over demografie, economische groei en mate en snelheid van aanpassen aan klimaatverandering. Om dat welvaartsverlies te interpreteren zijn er twee criteria. Ten eerste kan men de totale schade over die ganse periode integreren en omrekenen naar de netto contante waarde vandaag voor het geheel van die verliezen. Hiertoe moet men toekomstige schade verdisconteren. Er is evenwel geen eensgezindheid onder economen welke discontovoet men hiertoe moet hanteren. Gangbare maatschappelijke discontovoeten om kosten en baten over enkele decennia te beoordelen zijn in de orde van 3 % tot 5 %. Een discontoevoet weerspiegelt zowel de tijdsvoorkeur van de mensen (we verkiezen consumptie vandaag boven uitgestelde consumptie) als de productiviteit van kapitaal (men kan het uitgespaarde geld gedurende die tijd inzetten voor andere productieve doeleinden). Private sectoren en huishoudens hanteren hogere discontovoeten voor hun beslissignen, en naarmate projecten hier meer bij aanleunen of investeringen risicovol zijn worden ook iets hogere maatschappelijke discontovoeten gehanteerd. Maar voor effecten van klimaatverandering die over verschillende generaties gaan worden ook nog veel lagere discontovoeten naar voor geschoven, zoals 1 % (wat ongeveer overeenkomt met de langetermijn groeivoet) of 0,1 % bij Stern; Klimaatverandering heeft zowel positieve als negatieve gevolgen, en de totale cijfers zullen dus het saldo zijn van die twee. Het eindresultaat kan dan een vertekend beeld opleveren: achter een relatief beperkt netto effect kunnen de gevolgen (en baten) tussen landen, sectoren en generaties erg ongelijk verdeeld zijn; De waardering van effecten wordt ook beïnvloed door het welvaartniveau in een land. De effecten in rijkere landen wegen daarom zwaarder door. Omdat klimaatverandering zowel positieve als negatieve gevolgen heeft en de positieve gevolgen zich vooral voordoen in rijkere landen en op korte termijn, wegen in de totale schattingen de positieve effecten relatief zwaar door. Om deze vertekening te vermijden hanteren de meeste studies één of andere vorm van equity weighting: dwz. dat effecten in armere landen zwaarder worden gewogen en dat men corrigeert voor het lagere welvaartniveau in die landen. Een typisch voorbeeld is de effecten opgezondheid te waarden aan de hand van één wereldwijde waarde voor verandering op de kans op vervroegde sterfte (waarde van een statistisch leven). Maar ook deze aanpak krijgt soms kritiek, bv. van B. Lomberg, die stelt dat op deze wijze klimaatbeleid een soort inefficiënte ontwikkelingshulp wordt, en dat men het geld voor klimaatverandering efficiënter kan aanwenden in bv. directe gezondheidshulp; Een goede inschatting moet uitgaan van rationeel gedrag van de mensen en voorzien dat mensen zich zullen aanpassen aan de klimaatverandering. De effecten zijn dan ook beperkter naarmate men meer aanpassing in de modellen inbouwt. Een bijkomend effect is dat aanpassing vaak bijkomende baten oplevert die zich vooral in de nabije toekomst voordoen. Een typisch voorbeeld voor Vlaanderen is de actualisatie van het Sigmaplan. Dit leidt niet alleen tot een betere bescherming tegen zeespiegelstijging, maar ook tot een betere bescherming bij overstromingen met een andere oorzaak (bv. toenemende bevolkingsdichtheid en verharde oppervlakte). Als al de baten van dit soort maatregelen worden meegenomen dalen de netto milieuschadekosten van klimaatverandering. De grootste negatieve effecten van klimaatverandering zijn te verwachten bij de hoogste temperatuurstijgingen, indien feed-back mechanismen worden meegerekend en indien meerdere ook onzekere effecten worden meegerekend en men over een lange termijn kijkt (na 2100). Naarmate men meer onzekere informatie meeneemt, zullen de kosten stijgen; Alle modellen gaan uit van een economische groei waardoor toekomstige generaties rijker zullen zijn dan de huidige. Hierdoor is ook de draagkracht van die generaties om toekomstige aanpassingskosten te dragen groter. De literatuur rond duurzaamheid en klimaatverandering schuift geen duidelijke en concrete criteria naar voor om hiermee om te gaan of te verrekenen. 160 januari 2007
Achtergronddocument Klimaatverandering Figuur 82: Illustratie van de baten van aanpassing aan klimaatverandering Source: Mendelsohn et al, (2006) 10.1.3 Hoe groot zijn de maatschappelijke kosten van klimaatverandering? Het samenspel van alle in 10.1.1 vermelde factoren verklaart de verschillen in de schattingen voor de totale wereldwijde kost van klimaatverandering. De meeste studies geven aan dat de totale impact beperkt is tot enkele procenten van het BNP. Deze studies geven een soliede ondergrens van de totale kosten, maar zijn onvolledig omdat ze zich beperken tot de best gekende impacts en zich voornamelijk beperken tot de schade in economsiche sectoren en volksgezondheid. Die cijfers kunnen ook vertaald worden naar externe kosten per ton uitgestoten broeikasgas. Op basis van 97 schattingen uit 27 studies besluit Tol dat er weinig evidentie is om externe kosten hoger in te schatten dan 14 $/ton CO 2 eq. Watkiss et al. (2005) suggereren in een recente studie iets hogere cijfers cijfers, waarbij de externe kost stijgt in de tijd, en met een centrale schatting van 14 tot 53 euro per ton CO 2 eq. uitgestoten in 2000. De totale bandbreedte gaat van 4 tot 89 euro/ton CO 2 eq. Tabel 18: Marginale externe kosten van klimaatverandering in functie van jaar van uitstoot [euro per ton CO 2 eq] lagere centrale schatting hogere centrale schatting ondergren s centrale schatting 2000 22 14 53 4 89 2030 41 14 105 8 150 2050 85 53 170 12 223 Bron: Watkiss et al. (2005) bovengrens De recente studie van Stern (2006) wijkt op verschillende vlakken af van deze literatuur. Ze probeert om ook de meer onzekere effecten van hogere temperatuurstijging mee te nemen. Daarnaast hanteert ze een zeer lage discontovoet (0,1 %). De wijze waarop alle effecten januari 2007 161