Schepen op zee stoten enorme hoeveelheden stikstof uit. Dat is een wereldwijd en vooral complex probleem. Onderzoekers van Wageningen University & Research deden met satellietmetingen een opvallende ontdekking over de uitstoot van de nieuwste schepen. Hun conclusie doet stof opwaaien bij de Internationale Maritieme Organisatie van de VN.
Het stikstofprobleem houdt het landbouwdebat in zijn greep, in ieder geval in Nederland. Industrie en transport over land en door de lucht zijn - in mindere mate - ook onderwerp van gesprek. Maar de internationale scheepvaart blijft grotendeels buiten schot in het publieke debat, terwijl de uitstoot van stikstofverbindingen aanzienlijk is. De wereldwijde uitstoot van NO2 per jaar door schepen bedraagt 24,4 miljard kilogram, schrijft de afgelopen najaar aan Wageningen University & Research gepromoveerde Christoph Riess. Hoewel de uitstoot van schepen niet direct bijdraagt aan het neerslaan van stikstof in de Nederlandse natuur (zie figuur 1), zorgt deze uitstoot van stikstof wel voor luchtvervuiling.
Figuur 1: Herkomst (%) stikstofdepositie in Nederland, 2021.
Ruim 24 miljard kilogram komt neer op 20 procent van de totale stikstofuitstoot, al is dat mogelijk een onderschatting. ‘We weten het simpelweg niet precies, omdat de meetmethoden verre van optimaal zijn’, zegt Riess. ‘Bovendien kan dit aandeel nog toenemen, doordat de internationale scheepvaart groeit en andere sectoren beter op weg zijn om de stikstofuitstoot te verminderen’. Finse en Amerikaanse onderzoekers schatten het aantal mensen dat jaarlijks eerder overlijdt als gevolg van luchtvervuiling door de scheepvaart op 800.000.
Landen staan daarom voor de uitdaging om de stikstofuitstoot van schepen terug te dringen. De Internationale Maritieme Organisatie van de VN is verantwoordelijk voor het maken van afspraken hierover, naast de oorspronkelijke taak van de organisatie, gericht op veiligheid. De laatste internationale regelgeving die gaat over de uitstoot van stikstofoxides stamt uit 2011, hoewel er voor de Noordzee recentere nieuwe normen zijn. Kortgezegd komt het erop neer dat nieuwere schepen aanzienlijk minder mogen uitstoten dan oudere schepen. ‘Handhaving is ingewikkeld bij dit soort internationale wetgeving, maar het begint met goede metingen’, zegt Riess.
Hoe de metingen en controles nu plaatsvinden in Nederland, weet Jasper van Vliet, Chief Data Scientist, bij de Inspectie Leefomgeving en Transport (ILT). Deze overheidsdienst controleert schepen die in Nederland aanleggen, onder andere op de uitstoot van stikstof. Dit soort inspecties aan boord maakt echter alleen duidelijk hoe de motor ‘op papier’ presteert. Daarnaast staan er ‘snuffelpalen’ op de kade die de uitstoot van langsvarende schepen meten en vliegen er drones rond. ‘Maar met deze technieken kunnen we slechts een deel van de tienduizenden schepen die Nederlandse havens bezoeken controleren, en daarnaast weten we niet hoe schepen zich op open zee gedragen’, zegt Van Vliet. En dus was niet duidelijk of de wetgeving het verwachtte effect heeft.
De ILT nam voor deze vraag contact op met de leerstoelgroep Meteorologie en Luchtkwaliteit en met onderzoekers van de Universiteit Leiden. Gezamenlijk – en met financiering van het ILT - startten zij een onderzoek om de stikstofuitstoot van schepen over de hele wereld te meten. Het meetinstrument voor hun onderzoek, TROPOMI, bevindt zich op 824 kilometer hoogte. Dit in Nederland ontwikkelde meetinstrument zit vast aan een satelliet van de European Space Agency. In één dag brengt TROPOMI de hele aardse atmosfeer volledig in kaart. Zo ‘ziet’ het de belangrijkste bestanddelen van de dampkring, waaronder ozon, stikstofdioxide (NO2), zwaveldioxide (SO2), koolmonoxide (CO), methaan (CH4), formaldehyde (HCHO) en fijnstof.
Het bleek met deze satellietdata mogelijk om de pluimen te detecteren die varende schepen uitstoten (zie ook figuur 2). Metingen met vliegtuigen zijn vervolgens gebruikt om de satellietdata te valideren. Op deze manier konden de onderzoekers de betrouwbaarheid van de satellietdata vaststellen en ook de gegevens omrekenen naar de werkelijke uitstoot dichter bij het schip
Het gebruik van satellietdata kan een nieuwe meetmethode worden als aanvulling op de bestaande, verwacht Van Vliet. ‘Dit soort metingen maakt straks een betere selectie mogelijk vóórdat schepen de haven binnenkomen. We weten dan bij welke schepen we aan boord moeten stappen om de papieren te controleren’.
Figuur 2: Stikstofuitstoot van zeeschepen in Europa.
Opvallend was het verschil tussen nieuwere en oudere schepen. Vreemd genoeg stoten die nieuwe schepen helemaal niet minder uit dan oudere schepen, ontdekte Riess. ‘Dat is opmerkelijk, want deze nieuwste schepen moeten motoren hebben die volgens testen in de fabriek minder stikstof uitstoten dan oudere schepen.’ Bij deze testen wordt de uitstoot bij verschillende snelheden gemeten en omgerekend tot gemiddelden. De gemiddelden bij hogere snelheden krijgen meer gewicht vergeleken met de uitstoot bij lagere snelheden. Riess: ‘Daardoor komt de berekende uitstoot niet overeen met de praktijk, want schepen varen vaak langzaam om brandstof en dus kosten te besparen. Maar als je naar stikstof kijkt, verhoogt dat juist de uitstoot.’
De richtlijnen voor nieuwe schepen lijken dus weinig bij te dragen aan minder stikstofuitstoot. Hoe kan het anders? Riess: ‘Het zou beter zijn om de berekening voor dat gemiddelde aan te passen op de snelheden die we in de praktijk zien. Dan zou de uitstoot bij lagere snelheden meer gewicht moeten krijgen bij het vaststellen van de stikstofuitstoot van nieuwe scheepsmotoren. Een andere optie is om een bovengrens in te stellen ongeacht de snelheid. Dan kun je de uitstoot beoordelen op basis van metingen.’
Collega’s Van Vliet stuurden de resultaten van het onderzoek naar de IMO. Op basis van deze studie en studies uit landen als Duitsland, België en Canada is in oktober besloten dat de regels uit 2011 geëvalueerd moeten worden. Nieuwe regelgeving gaat dan op zijn vroegst over vijf jaar in, verwacht Van Vliet. ‘Dat lost helaas nog niet alles op, want handhaving blijft lastig. Boetes moeten namelijk worden opgelegd door het land waar het schip geregisterd staat. Het verschilt nogal per land of dit ook gebeurt. Maar als wij, samen met andere landen, kunnen bijdragen aan beter bewijs, dan is dat een stap vooruit.’
