‘Stikstofmodel Aerius mist praktijkmetingen’

De Heij publiceerde op 5 november zijn onderzoek naar Aerius en gaf diezelfde avond een uitgebreide toelichting op zijn onderzoek in de studio van Agrio. Zijn zelfopgelegde vraagstelling was: hoe nauwkeurig zijn die modellen? Aerius is namelijk opgebouwd uit verschillende deelmodellen, die vervolgens op elkaar inwerken en tot een uitkomst leiden in de vorm van stikstofdepositie.
„Als je het hebt over nauwkeurigheid, dan kun je die opdelen in twee belangrijke factoren: juistheid en precisie. Stel je een bord voor met een roos in het midden. Juistheid is dan hoe dicht je bij de bulls-eye zit. Precisie is als je meerdere keren schiet: hoe dicht liggen de gaatjes dan bij elkaar? Ik heb gekeken naar de nauwkeurigheid van de emissiebronnen, de ammoniakconcentraties in de lucht, de natte depositie en de droge depositie. Dit is soms ook door het RIVM gedaan, maar ik heb er nu een dik rapport over geschreven, in de volledige breedte van het onderwerp.”

Ammoniakemissie

Hij onderzocht eerst de emissie. Wageningen UR maakte daar een model voor, genaamd Nema, en die gegevens zijn input voor Aerius. De universiteit gebruikt voor het vullen van Nema de dieraantallen uit de Gecombineerde Opgave en de standaard emissiefactoren van de RVO om de totale emissie van de stal te bepalen.
„Ik heb een sterk vermoeden dat daar een overschatting van 10 à 20 miljoen kilogram in zit. Dat is 10 tot 20 procent van alle emissies. Dat komt doordat ze nog steeds rekenen met 14 kilogram ammoniakemissie per koe per jaar, terwijl uit praktijkmetingen blijkt dat het eerder om 10 kilogram gaat, of nog minder. Als de totale emissie in het model te hoog is, heeft dat ook gevolgen voor de berekende stikstofdepositie.”
De Heij keek vervolgens naar de luchtconcentraties van ammoniak boven Nederland. Hij trekt daaruit de conclusie dat er grote verschillen zijn. „De laatste jaren hoorden we vaak dat er een zogeheten ‘ammoniakdeken’ over Nederland ligt. Een term waar ik niet zo blij mee ben, want dat suggereert dat er een soort deken is die overal even dik is. Dat is pertinent niet zo. In Friesland zijn er bijvoorbeeld gebieden met een verhoogde ammoniakconcentratie. Maar zolang er geen stikstofgevoelige natuurgebieden in de buurt zijn, is er niet veel aan de hand. De ammoniak gaat omhoog en komt verderop weer terecht. De boeren bemesten vooral elkaars landerijen. Kijk je naar een gebied als de Gelderse Vallei met een grote veedichtheid, dan zie je nog hogere ammoniakconcentraties. Maar een paar kilometer verderop zijn de concentraties boven de Veluwe weer erg laag. Dit betekent dat de concentratie van ammoniak van kilometer tot kilometer enorm kan verschillen.”

Stikstofdepositie

Het gaat erom hoeveel stikstof er uiteindelijk neerkomt op stikstofgevoelige natuur. Dat gaat via natte en droge stikstofdepositie. Volgens De Heij wordt er sinds 1978 op een vrij consequente manier gekeken naar de natte depositie. „Er zijn regenvangers verspreid over Nederland, die opengaan als het regent en die meten hoeveel millimeter er valt. In het laboratorium wordt gekeken naar de chemische componenten in dat regenwater, waaronder ammoniak en NOx-verbindingen. Uit de door het RIVM beschikbaar gestelde data blijkt dat de depositie van ammoniak in mol, dat zijn de aantallen moleculen per hectare per jaar, is afgenomen tot een waarde tussen de 200 en 400 mol. Ik was vooral geïnteresseerd in hoe goed het model de metingen voorspelt. Op het meetpunt in De Peel werd bijvoorbeeld 389 mol gemeten, maar voorspelde het model 455 mol aan natte depositie. Dat is een groot verschil van 66 mol. Op andere meetlocaties lagen de getallen dichter bij elkaar. Maar grosso modo wijkt de natte depositievoorspelling 40 tot 60 mol plus of min af van de realiteit.”
De Heij vindt dat praktijkmetingen altijd leidend moeten zijn. „Belangrijker nog zijn de regenvangers die zich sluiten na de regenval. Maar wat gebeurt er in de praktijk als er regen valt en verdampt? Daar zitten nog vragen. Gemiddeld verdampt 25 procent van alle regen. Dat weet eigenlijk elke boer. Als er geen water is om ammoniak in op te lossen, verwacht je dat de ammoniak weer de lucht in gaat. Dus ik denk dat er een systematische fout zit in OPS, het rekenhart van Aerius, van ongeveer 25 procent, waardoor de totale natte depositie overschat wordt. Dit punt verdient nader onderzoek.”

Huidmondjes

Het meten van droge stikstofdepositie is veel moeilijker. Dat komt doordat er verschillende processen bij betrokken zijn, stelt De Heij. „Droge stikstofdepositie is ammoniak die via huidmondjes van planten wordt opgenomen, via vochtige grond wordt opgenomen, of via condensatie op de bladeren aan bomen en planten, of ammoniak die zich hecht aan fijnstof en op de grond valt.”
Er zijn twee manieren om droge depositie te meten. De eerste methode is een fluxmeting. De Heij legt uit: „Daarbij meet je op twee verschillende hoogtes de concentratie ammoniak in de lucht. Op basis van een rekenmodel bereken je de depositiesnelheid en schat je in hoeveel ammoniak er op de grond terechtkomt. In Nederland staan drie zogeheten CoTag-palen die deze fluxmetingen doen. Dat is heel weinig.”
De tweede methode om droge depositie te meten, is biomarkers gebruiken. „Ze zet plantjes in potjes en kijkt hoeveel stikstof die opnemen en hoeveel ze daardoor groeien. Dit soort onderzoek, en vooral de combinatie van biomarkers en fluxmetingen, gebeurt veel te weinig. We hebben drie fluxmetingen en bijna geen biomarkeronderzoek. Bovendien vindt biomarkeronderzoek niet plaats op de locaties van de fluxmetingen. Daardoor vindt er geen validatie plaats en is niet te controleren of de berekeningen van droge depositie kloppen. Dat is een probleem, want als we naar het Aerius-model kijken, is droge depositie het grootste deel van de depositie. We hebben hier echt een achilleshiel te pakken.”

Landklassen

Dat het aantal meetlocaties voor de fluxmetingen zonder praktijkmetingen met biomarkers veel te laag is, is ook om een andere reden van belang. De module in Aerius die de stikstofdepositiesnelheid berekent (de Depac-module), bestaat uit negen verschillende landklassen, zo ontdekte De Heij. Grasland, bouwland, bossen en steden zijn enkele voorbeelden.
„Voor elke landklasse berekent Depac wat de droge depositie is. Doordat we maar op drie plekken meten, zonder validatie, is dat een probleem. Je moet minimaal negen CoTag-palen hebben. Ook dan heb je nog steeds maar één meting per landklasse. Bovendien is er recent een wetenschappelijke studie gepubliceerd over de duinen, waaruit blijkt dat de voorspelling van Depac bijna drie keer hoger was dan de metingen.”
Deze zomer was er paniek, omdat uit nieuw onderzoek bleek dat bomen meer stikstof opnamen dan gedacht. „Ik vertaal die kritiek echt anders. Bomen doen al tientallen jaren wat ze doen. Dus de data die in het model zitten, kloppen niet. Depac gaf dus een onderschatting van de droge depositie. Er zijn gewoon te weinig praktijkmetingen. Daardoor is de nauwkeurigheid van de voorspellingen laag.”

Literatuur

Om erachter te komen of de Depac-module goed staat ingesteld op basis van de wetenschappelijke literatuur, zette De Heij een deel van Depac om in een nieuwe computertaal om de depositiesnelheden te controleren. Hij trekt daaruit de volgende conclusies: „Ik denk dat er op graslanden een onderschatting is, dus dat er meer droge deposities op grasland plaatsvinden dan het model voorspelt. Van de steden vermoed ik, ik kan dat nog niet bewijzen, dat het model een factor twee te hoog zit. Dat tikt allemaal verschrikkelijk door in de totale massabalans. Zeker ook in de voorspelde totale depositie op natuurgebieden.”
Volgt hieruit dat de depositie op stikstofgevoelige natuurgebieden lager is dan het model nu aangeeft? „Dat kan ik niet zo zeggen. Maar één ding weet ik zeker. Je kan niet op 0,005 mol voorspellen wat het is. En niet eens op 10, 20 of 30 mol. Het model kan hooguit zeggen dat de depositie ergens tussen de 400 en 800 mol zit. Dat betekent dat de rekentool waar tientallen miljoenen in gestopt zijn, eigenlijk niet zoveel kan.”