Analyse CO2-controle

Milieupolitie in de ruimte: Nieuwe satellieten zien hoe de planeet ademt

Concrete maatregelen om de broeikasuitstoot terug te dringen. Dat is de inzet van de klimaattop in New York komende maandag. Maar wie controleert of landen hun doelen wel halen? Europa werkt aan een soort milieupolitie in de ruimte. Tegen valsspelen en CO2-leugens.

Beeld Antonia Hrastar

Oeps, bij nader inzien hebben we jarenlang meer CO2 uitgestoten dan we eerder zeiden. Foutje, bedankt. Dat was ongeveer de strekking van een statistisch rapport dat China een paar jaar geleden publiceerde. 

China presenteerde de nieuwe cijfers zelf zonder tamtam, maar kenners reageerden geschokt. Het land bleek de uitstoot door kolen met ongeveer een miljard ton per jaar te hebben onderschat. Ter vergelijking: de extra uitstoot die China ineens bijboekte is vergelijkbaar met de totale jaarlijkse uitstoot van fossiele brandstoffen van heel Duitsland, rekende de New York Times uit.

Reden van de misser: ontbrekende gegevens van kleine fabrieken en energiecentrales.

Het voorval met China laat zien dat er flinke uitglijders mogelijk zijn bij de manier waarop experts de CO2-uitstoot per regio of per land registreren. Terwijl de betrouwbaarheid van dit soort cijfers alleen maar belangrijker wordt. Deze week komen in New York regeringsleiders samen op een klimaattop van de Verenigde Naties. Secretaris-generaal António Guterres vraagt de landen om te komen met ‘concrete, realistische plannen’ om de hoeveelheid broeikasgassen de komende tien jaar al met 45 procent te verlagen. Hoe berekenen de landen of ze dit ook echt halen? En: wat maakt het rekenwerk zo lastig?

Wolkje melk

Gassen, en dus ook CO2, waaien alle kanten op. Het is als het wolkje melk in de koffie: vlak nadat je het scheutje erin hebt gegooid, concentreert het zich nog op één plek. Maar al snel zit de melk overal en is de bron niet meer te traceren. De wereldwijde concentratie van CO2 is dan ook prima te meten, bijvoorbeeld met de meetapparatuur bij Mauna Lao op Hawaii, die al decennialang een verontrustende stijging van dit broeikasgas toont. Maar de lokale uitstoot is een ander verhaal. Nu wordt die vastgesteld aan de hand van enorme boekhoudingen, waarbij landen onder meer bijhouden hoeveel olie, gas en steenkool ze jaarlijks verstoken. Wie weet hoeveel koolstof er in die brandstoffen zit, kan dat omrekenen naar de hoeveelheid koolstofdioxide die er bij de verbranding de lucht in gaat. 

Hoe goed die boekhouding is? Dat hangt er helemaal vanaf hoe nauwkeurig de energiestatistieken zijn, en hoe nauwkeurig de gemiddelde koolstofinhoud van verschillende brandstoffen bekend zijn. Tegelijkertijd heeft deze boekhouding grote politieke impact, nu landen elkaar bij klimaatakkoorden plechtig beloven minder CO2 uit te stoten. 

Beeld Antonia Hrastar

Aardobservatie

Het is een methode met flinke beperkingen, vindt Guido Levrini, specialist aardobservatie bij de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. ‘Vergelijk het met een situatie waarbij iedereen thuis moet meten hoeveel afval hij produceert. Als jij claimt minder dan de buurman te produceren, is dat dan echt zo? Of komt het omdat jij net even anders meet dan de buurman? Of omdat je vals speelt?’

Levrini is hoofd van het Copernicus-programma, een wereldwijd systeem van aardobservatiesatellieten voor metingen van onder meer luchtkwaliteit, klimaatverandering en zeespiegelstijging. Momenteel zijn Levrini en zijn collega’s druk bezig met het ontwerp van drie nieuwe satellieten die wereldwijd CO2-metingen gaan verrichten. Als de Europese politici later dit jaar de begroting goedkeuren, gaan de satellieten in 2025 omhoog, waarna Europa een eigen wereldwijde ‘milieupolitie’ heeft voor de uitstoot van het belangrijke broeikasgas. Waar ter wereld je ook stookt, eens per drie dagen gaat er zo’n satelliet over je hoofd heen die de uitstoot in kaart brengt. De satelliet kijkt in infrarood naar hoe het zonlicht weerkaatst op het aardoppervlak. Hoe meer CO2 er in de lucht zit, hoe meer warmte de atmosfeer vasthoudt, hoe zwakker het infraroodsignaal dat de satelliet oppikt.

Levrini: ‘Iedere wetenschapper, waar ook ter wereld, kan de metingen inzien. Dit systeem is open en transparant. Het meet de uitstoot zelf, en voor iedereen op dezelfde manier. Zonder enige aarzeling zeg ik: deze manier van CO2-uitstoot meten wordt de nieuwe standaard.’

Beeld Antonia Hrastar

Koeienvoer

Andere experts zijn daar minder zeker over. Neem Margreet van Zanten, bij het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) verantwoordelijk voor de jaarlijkse inventarisatie van de broeikasemissies. ‘Ik juich het toe dat we de uitstoot nu ook op een heel andere manier gaan meten. Maar ik verwacht zeker voor westerse landen geen enorme verrassingen, waarbij er volgens die nieuwe meting ineens veel meer of minder CO2-uitstoot te zien is.’

Ze wijst op het dikke internationale handboek vol regels over hoe landen de CO2-uitstoot moeten inschatten. Iedereen moet dat op precies dezelfde manier doen, tenzij je een overtuigend verhaal hebt waarom het in jouw land anders werkt. Van Zanten: ‘Ik noem maar wat: als de koeien hier ander voer krijgen dan in andere landen en daardoor relatief weinig van het broeikasgas methaan uitstoten, dan mag je dat verrekenen. Maar alleen na goedkeuring van het klimaatbureau van de Verenigde Naties in Bonn, dus er wordt echt wel op gelet of landen zichzelf niet rijk rekenen met de impact van klimaatmaatregelen.’

En zo’n situatie als met China, waarbij ineens miljarden tonnen extra CO2 bleken te zijn uitgestoten? Van Zanten: ‘Dat gaat in Nederland niet gebeuren. Wij zien hier echt geen energiecentrale over het hoofd. Maar bij een land als China kun je je wel afvragen of we een eerlijk beeld krijgen voorgeschoteld. Daar zouden die satellieten bij kunnen helpen, net als bij het beter inschatten van de CO2-uitstoot in ontwikkelingslanden waar de rapportages van zaken als het aantal gereden kilometers van alle auto’s nog te wensen overlaat.’

Steenkoolsoorten

Maximaal 3 procent, dat is volgens Van Zanten de afwijking van de CO2-inventarisatie van Nederland met wat er werkelijk wordt uitgestoten. Maar voor een land als Rusland gaat dat al naar de 10 procent, zegt Jos Olivier, onderzoeker klimaat, luchtkwaliteit en energie bij het Planbureau voor de Leefomgeving. ‘Soms zie je gekke dingen. Bijvoorbeeld dat de productie, import en export van brandstoffen van alle provincies samen een ander plaatje laat zien dan de productie, import en export van het hele land.’ 

De hoeveelheid koolstof in een product, bijvoorbeeld steenkool, kan ook voor flinke interpretatieverschillen zorgen. Het internationale klimaatpanel IPCC adviseert een standaard-omrekenfactor voor de verbranding van steenkool in koolstofdioxide. In het wetenschappelijk tijdschrift Nature namen onderzoekers in 2015 de proef op de som voor steenkoolsoorten uit China. Uitkomst: doordat bij de verbranding van Chinese steenkool relatief veel as vrijkomt (waarin een deel van de koolstof wordt opgeslagen), veroorzaakt die volgens de auteurs beduidend minder CO2-uitstoot dan eerder werd aangenomen. Maar voordat de milieuvlag nu alsnog triomfantelijk wordt uitgehangen: diezelfde onderzoekers becijferden ook dat de totale energieconsumptie in China jarenlang beduidend hoger lag dan de officiële Chinese cijfers aangaven.

Beeld Antonia Hrastar

Luchtbalonnen

Kunnen de nieuwe Europese satellieten een einde maken aan dit getouwtrek over de werkelijke omvang van de CO2-uitstoot? Levrini van ESA denkt van wel, al zijn CO2-metingen vanuit de ruimte ook complex. Zo kan bewolking de metingen beïnvloeden. Bovendien moet de satelliet onderscheid kunnen maken tussen koolstofdioxide van auto’s, energiecentrales en andere verbrandingsprocessen, en de CO2-uitstoot van natuurlijke bronnen, zoals oceanen en vegetatie. De satelliet doet dit onder meer door ook te letten op andere stoffen die vrijkomen bij verbranding, zoals stikstofoxiden. Metingen op gebouwen en onder luchtballonnen, waarbij wetenschappers precies de hoeveelheid CO2 uit verbrandingsprocessen kunnen meten, moeten de satellietwaarnemingen ijken. Levrini: ‘Uiteindelijk denken we zo te komen tot een afwijking van maximaal 1  procent ten opzichte van de werkelijke uitstoot.’

Een nauwkeurigheid die andere experts als hopeloos optimistisch zien. Olivier: ‘De huidige manier van CO2-uitstoot berekenen kent onzekerheden, dat is waar. Maar metingen vanuit de ruimte hebben ook onzekerheden. Ik zie deze satellieten meer als een aanvulling op de bestaande methode, vooral handig als er grote veranderingen in de uitstoot van een land zijn en om te zien of kolencentrales wel of niet werken. Meldt een land een flinke afname van de CO2-uitstoot door een massale overstap op zon- en windenergie? Dan is het natuurlijk interessant om te weten of de satellieten diezelfde trend zien.’

Methaan

Pieter Tans – hoofd van het broeikasonderzoek bij NOAA in de Verenigde Staten, een instituut vergelijkbaar met het KNMI in Nederland – heeft nog grotere bedenkingen bij de metingen vanuit de ruimte. Die zitten er vaak gigantisch naast, laat hij per e-mail weten. Ter illustratie stuurt hij een onderzoek mee waarbij uit satellietwaarnemingen zou blijken dat de hoeveelheid methaan plotseling stijgt bij de overgang van poolijs naar oceaan.

Methaanconcentratie lijkt ineens omhoog te gaan bij de overgang van ijs naar zee, maar klopt dat wel? Beeld NOAA NESDIS

Totale onzin, aldus Tans, methaan verspreidt zich gelijkmatig door de lucht, concentraties gaan niet opeens omhoog bij de overgang van ijs naar water. Wat wél omhoog gaat bij die overgang: de temperatuur die de infraroodsensors van de satellieten oppikken. Die stijging is foutief aangezien voor een plaatselijke toename van methaan, denkt Tans. Hij hamert op meer metingen van broeikasgassen op gebouwen en onder commerciële vliegtuigen om een betrouwbaarder beeld te krijgen van de uitstoot van regio’s en landen.

Levrini van ESA pareert de scepsis van de andere onderzoekers door te wijzen op eerdere revoluties in de ruimtevaart. ‘Toen we decennia geleden de eerste weersatellieten lanceerden, zeiden meteorologen: ‘Waarom zouden we? We hebben onze meetstations, onze weerballonnen, gaat prima zo toch?’ Al snel bleek hoeveel kennis de waarnemingen vanuit de ruimte toevoegden. Inmiddels zijn weersatellieten onmisbaar. Zo zal het ook gaan bij de satellieten die CO2 meten. Elke dag vele duizenden metingen overal ter wereld, die steeds beter en beter worden. Geen twijfel mogelijk, dit is de toekomst.’

Koolstofputten 

China heeft er al een, net als de Verenigde Staten, en binnenkort moet Europa volgen met drie stuks. Satellieten die het aardoppervlak afspeuren naar CO2-uitstoot zijn een trend. De satellieten dienen onder meer om te controleren of landen hun klimaatdoelen halen, maar zijn ook cruciaal voor het beter begrijpen van zogeheten koolstofputten. Denk aan oceanen waarin een flink deel van de uitgestoten CO2 oplost (en daar verzuring veroorzaakt) of bossen die meer CO2 opnemen dan dat ze uitwasemen. Een niet te onderschatten factor: ongeveer de helft van de koolstofdioxide afkomstig van industrie, verkeer, gebouwen en andere verbrandingsprocessen verdwijnt in zo’n koolstofput. 

Waar bevinden die koolstofputten zich precies en hoe sterk nemen ze koolstofdioxide op? Hoe verandert de capaciteit van bossen en oceanen om CO2 op te nemen als het klimaat verandert? Door regelmatig boven dezelfde plekken op aarde metingen te verrichten, kunnen satellieten hierin meer inzicht geven. 

De Amerikaanse OCO-2 satelliet gaf alvast een voorproefje in 2015, toen het weer-fenomeen El Niño het weer wereldwijd op z’n kop zette. De CO2-uitstoot nam flink toe, maar de reden daarvan verschilde per continent, schrijven onderzoekers van onder meer Nasa in Science. In Azië waren bosbranden een belangrijke oorzaak van de extra uitstoot, in Zuid-Amerika de verminderde neerslag en in Afrika de hitte. 

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden