Ontkoppeling tussen CO2-uitstoot en BBP-groei niet in lijn met Parijs doelen

Is groene groei mogelijk? Waarschijnlijk niet helemaal, maar toch lijkt er in rijke of hoge-inkomenslanden in de laatste jaren een ontkoppeling plaats te vinden tussen economische groei (in termen van BBP) en CO₂-uitstoot: de CO₂-uitstoot gaat omlaag, en de economie groeit. Dat gegeven zou erop kunnen wijzen dat economische groei mogelijk is terwijl we succesvol klimaatverandering tegengaan. Ofwel, groene groei. Maar die ontkoppeling blijkt veel te traag te gaan. Een nieuwe studie laat zien dat het tempo van CO₂-emissiereductie, en het niveau aan ontkoppeling tussen uitstoot en economische groei, totaal niet in lijn is met de doelen van het Parijs akkoord. Met andere woorden: er is dus wel groei, maar deze is niet groen.

CO₂-emissies en Bruto Binnenlands Product

Als we de economische status – gemeten in per capita Bruto Binnenlands Product (BBP) – van landen over de hele wereld afzetten tegen de per capita CO₂-emissies, dan is er een duidelijke correlatie zichtbaar. Let wel: de assen zijn hier logaritmisch, dus dit is geen lineaire relatie maar een machtsfunctie. Dat er, in elk geval historisch beschouwd, een relatie bestaat tussen deze twee grootheden is niet bepaald onlogisch. Landen met hoge inkomens in het mondiale Noorden hebben hun economieën volledig opgebouwd op fossiele brandstoffen. Deze grafiek slaat veel nuances plat (daar gaan we in deze blog meer op in), maar hij zou kunnen suggereren dat er een positief verband bestaat tussen grootte van de economie en hoeveelheid emissies. Maar, correlatie is geen causaliteit.

De relatie tussen per capita BBP en per capita CO₂-emissies, per land. Bron: OurWorldInData

Verwijdering van kooldioxide: uitkomst of illusie?

Negatieve emissies maken deel uit van zo goed als alle economische scenario’s en beleidsplannen waarmee redelijkerwijs de doelen van het klimaatakkoord van Parijs nog te halen zijn: beperken van de opwarming tot ruim onder de 2 °C. Met negatieve emissies worden maatregelen bedoeld die CO₂ (of andere broeikasgassen, zoals methaan) aan de atmosfeer kunnen onttrekken, zoals:

• herbebossing en aanleg van nieuwe bossen;
• bevorderen van vastlegging van koolstof in de bodem;
• versnellen van verwering van gesteentes;
• bevorderen van opname door de oceanen;
• afvangen en opslaan van de uitstoot van energiecentrales of fabrieken;
• via nieuwe technologie direct CO₂ verwijderen uit de atmosfeer om die op te slaan of te gebruiken als industriële grondstof, bijvoorbeeld voor de productie van brandstof.

Opties om CO2 uit de atmosfeer te verwijderen. Bron: National Academies of Sciences, Engineering and Medicine.

Het verwijderen van CO₂ uit de atmosfeer om de opwarming te beperken is in feite een vorm van geo-engineering. Minder controversieel dan bijvoorbeeld het afkoelen van de aarde door aerosolen te injecteren in de stratosfeer, maar daarmee is het nog geen wonderoplossing voor het klimaatprobleem. Wetenschappers maken zich zorgen dat beleidsmakers en scenariobouwers te hoge verwachtingen hebben van deze manier van ingrijpen, zo blijkt uit verschillende artikelen die de afgelopen tijd zijn gepubliceerd.

Mag Nederland nog uitstoten?

Om de opwarming van de aarde te beperken, moeten we heel snel emissies reduceren. De verantwoordelijkheid voor emissiereductie wordt vaak evenredig verdeeld; elk land moet bijdragen. Sommige landen hebben vroeger alleen al heel veel uitgestoten, en hebben dus ook veel meer aan de huidige opwarming bijgedragen. Nederland is een van die landen. Uit een nieuwe analyse blijkt dat Nederland eigenlijk voor nóg meer emissies verantwoordelijk is, als je de emissies uit toenmalige koloniën meeneemt. Het leidt tot een vraag die weinig wordt gesteld: wie mag er nog uitstoten, en waarom?

We ‘mogen’ überhaupt niet zo veel meer uitstoten

Eerder schreef ik op de blog over het resterende koolstofbudget voor het 1,5°C doel: hoeveel kan er nog worden uitgestoten, als we een kans willen behouden om de opwarming tot 1,5°C graden te beperken? Met huidige mondiale emissies blijkt dat nog 6 jaar te zijn. Als we snel emissies reduceren, hebben we langer de tijd. De tijd begint nu zó ontzettend te dringen, omdat we mondiale emissiereductie té lang hebben uitgesteld. Waren we in 2000 al begonnen met het naar beneden halen van de uitstoot, dan was het pad naar 1,5°C een stuk comfortabeler geweest, zo laat de grafiek hieronder zien. 

Een rechtlijnig afbouwpad van de mondiale uitstoot om de opwarming tot 1,5°C graden te beperken, vanaf 2000 elk jaar tot nu. Bron

Hoewel er wel wat goed nieuws is, namelijk dat duurzame energie wereldwijd gezien met een enorme opmars bezig is, is de kans toch best groot dat we dat 1,5°C budget gaan opmaken. Dat komt vooral omdat de meeste landen fossiel verbruik niet snel genoeg afschalen, en er bovendien nog een groep landen is die de fossiele productie zelfs van plan is op te voeren (zo schreef ik in mijn vorige blog). Sommige van die landen hebben historisch gezien (nog) niet zo veel uitgestoten, zoals Nigeria en India, helemaal als je rekening houdt met bevolkingsaantallen. Maar een aantal landen die nu nog fossiele productie willen uitbreiden, zijn ook al voor het gros van de historische uitstoot verantwoordelijk, zoals Rusland en de VS.

Daarmee rijst automatisch de vraag: wie mág er binnen dat beperkte budget nog uitstoten?

Nog 6 jaar uitstoten en 1,5°C wordt (waarschijnlijk) bereikt

Een nieuwe studie in Nature bekijkt de hoeveelheid koolstof die we nog kunnen uitstoten als we een kans willen hebben om de opwarming van de aarde tot 1,5°C te beperken. Met huidige, mondiale, emissies hebben we nog zo’n 6 jaar totdat die hoeveelheid koolstof op is. In dat geval wordt het wel erg waarschijnlijk dat de opwarming de 1,5°C aantikt. Maar hoe sneller we emissies reduceren, hoe langer we onszelf nog geven om de doelen uit het Parijsakkoord te halen.

Nieuwe schattingen, geen meevallers

Het onderzoek, gepubliceerd in Nature Climate Change, maakt een schatting van het resterende koolstofbudget, de netto hoeveel CO₂ die de mens nog kan (of mag) uitstoten zonder een bepaalde grens aan opwarming te passeren. In het Parijsakkoord heeft de wereldpolitiek afgesproken om de opwarming van de aarde “ruim onder 2°C” te houden en “zich in te spannen om de temperatuurstijging te beperken tot 1,5°C” boven het pre-industriële niveau. Als we ons aan deze doelen committeren, hoeveel CO₂ kunnen we dan nog uitstoten?

Figuur uit Forster et al. waarin de opwarming van de aarde en het koolstofbudget voor 1,5°C zijn geüpdate met nieuwe waardes, een jaar na het verschijnen van IPCC AR6 WGI.

Leiden alle wegen naar Parijs?

Gastblog van Mathieu Blondeel (VU Amsterdam)

Foto: US Department of Agriculture / Flickr (cc)

Sinds enkele jaren buitelen overheden, bedrijven, investeerders en anderen over elkaar om ‘net-zero’ (of netto-nuluitstoot) beloftes te maken. Ook heel wat fossiele energiereuzen, zoals Shell en BP, willen ten laatste tegen 2050 netto-nuluitstoot bereiken. Maar wat houdt zo’n net-zero strategie eigenlijk in? En, bovenal, voor grote olie- en gasconcerns rijst de vraag hoe deze beloftes te rijmen vallen met een bedrijfsstrategie die de verkoop van olie en gas prioriteit blijft geven? Dat is de basis van ons artikel ‘Do all roads lead to Paris?’, dat recent verscheen in het wetenschappelijke tijdschrift Climatic Change.

CO₂ compensaties – een noodzakelijk kwaad?

Om deze vragen te beantwoorden, onderzocht ik samen met collega’s van de Kyoto en Tohoku universiteiten in Japan de net-zero strategie van vier olie- en gasbedrijven: Shell, BP, Chevron en ExxonMobil. Het resultaat is een unieke dataset die inzicht geeft in de haalbaarheid van claims van bedrijven als Shell om tegen 2050 CO₂ neutraal te zijn.

Hun ‘net-zero’ claims houden in dat ze de CO₂ emissies van hun productieactiviteiten, én die van de producten die ze verkopen, zo dicht mogelijk bij nul moeten brengen en alle resterende emissies moeten compenseren (‘offsetting’ in het Engels).[i] Voor die moeilijk uit te faseren, resterende emissies kan dan een ‘(carbon) credit’ gekocht worden voor elke ton CO₂ die vermeden of uit de lucht gehaald wordt. Die credits zijn gelinkt aan een compensatieproject, zoals, bijvoorbeeld, bosbeheer in Brazilië of een windmolenproject in Turkije.

Wie is er verantwoordelijk voor klimaatverandering?

COP27 is in volle gang. De jaarlijkse klimaatconferentie waar bijna alle landen ter wereld klimaatbeleid bespreken en vergaderen over nationale toezeggingen en internationale afspraken. Het zal waarschijnlijk veel gaan over ‘loss and damage’, oftewel het klimaatschadefonds. Landen die weinig hebben bijgedragen aan de oorzaak van de opwarming van de aarde, voelen het hardst de gevolgen, zo betogen ook de bekende klimaatactivisten Elizabeth Wathuti uit Kenia en Vanesse Nakate uit Oeganda. De regering van Pakistan riep na de historisch verwoestende overstromingen deze zomer rijke landen op om een deel van de schade te betalen. Het leidt tot de vraag: wie is eigenlijk verantwoordelijk voor de huidige opwarming van de aarde?

Het korte en algemene antwoord is: de mens. In het laatste rapport over de ‘physical science basis’ van klimaatverandering stelt het IPCC, op basis van decennia opstapelend wetenschappelijk bewijs, dat het ‘ondubbelzinnig’ vaststaat dat ‘menselijke invloed de atmosfeer, de oceaan en het land heeft opgewarmd’. Ook op deze blog hebben wij het afgelopen jaar nog aandacht besteed aan de bevindingen van het IPCC en de oorzaak van opwarming.

Toch is alleen ‘de mens’ nu geen bevredigend antwoord meer. We zijn met bijna acht miljard mensen op aarde, maar zeker niet elk persoon, elk land of elk bedrijf draagt evenveel verantwoordelijkheid. Deze ongelijkheid ligt ten grondslag aan het gesprek over klimaatrechtvaardigheid. Klimaatrechtvaardigheid is een begrip dat in brede zin slaat op twee vaststellingen:

1. de gevolgen van klimaatverandering treffen mensen in zeer ongelijke mate, onder andere afhankelijk van geslacht, sociaal-economische status en woonplaats, en
2. de (historische) verantwoordelijkheid voor klimaatverandering is tussen landen én binnen landen zeer ongelijk verdeeld.

In deze blog ga ik op het tweede punt verder in.

Krijgen we echt een groenere wereld met meer CO₂?

Het is – nog steeds! – een veelgehoorde opmerking als je het hebt over klimaatverandering: “Van al die extra CO₂ gaan de planten lekker groeien! We krijgen juist meer bossen, en betere landbouwopbrengsten!”. En zo vreemd is die gedachtegang niet. Tuinders voegen CO₂ toe aan de lucht in hun kassen om de plantengroei en oogst te stimuleren, en in Earth System Models zorgt dit “CO₂-bemestings effect” voor een negatieve terugkoppeling op atmosferische CO₂ concentraties: meer plantengroei betekent immers ook meer opname van CO₂ door de vegetatie. Deze extra groei zou wereldwijd de hoeveelheid stikstof die in de bodem beschikbaar is voor plantengroei doen dalen, zoveel zelfs dat de auteurs van een recent artikel – bizar genoeg – suggereerden dat we misschien onze natuurlijke ecosystemen moeten gaan bemesten. 

Natuurlijk eikenbos in het noorden van Engeland. Foto: Franciska de Vries.

Dat de wereld groener wordt is een feit. Maar in 2016 schreef Hans Custers al op deze blog dat we nog niet zoveel van de onderliggende mechanismen en de persistentie van dit effect begrepen, en dat hoewel het wel altijd als iets positiefs wordt gebracht, dit CO₂-bemestings effect niet persé positief is. In 2018 schreef Hans dat deze wereldwijde vergroening niet alléén door meer CO₂ in de atmosfeer wordt veroorzaakt, maar ook door hogere temperaturen, uitbreiding van het landbouwareaal, stikstofdepositie, en verandering in neerslag. 

Bovendien hoeft die extra plantengroei niet noodzakelijkerwijs te resulteren in meer langdurige CO₂-opslag in planten en bodem. Een voorbeeld van beide zaken – meer groei is niet persé positief, én kan door andere factoren veroorzaakt worden – is “Arctic greening”, Arctische vergroening. De Arctische toendra is een van de snelst opwarmende gebieden op aarde, en deze toenemende temperaturen zorgen voor meer groei en een toename in struikvormige vegetatie. Maar deze hogere temperaturen zorgen ook voor dooi van de permafrost, waardoor de bodem juist CO₂ en methaan (CH₄) verliest. 

Het CO₂-bemestings effect ligt dus duidelijk gecompliceerder dan simpelweg meer groei door meer CO₂, en ook het effect van die extra groei op de CO₂-opname van het ecosysteem is nog onduidelijk. De CO₂-terugkoppeling in Earth System Models is gebaseerd op korte termijn experimenten, maar er is toenemend bewijs dat het CO₂-bemestings effect minder permanent is dan gedacht, en bovendien afhankelijk van veel andere factoren, die helder op een rij worden gezet in een artikel door Maschler et al. dat net uit is gekomen. Dat is ook wel logisch, want voor plantengroei spelen veel meer factoren een rol dan CO₂. 

Het IPCC legt het nog één keer uit

De korte samenvatting: ja mensen we weten het zeker. Het klimaat warmt op door onze uitstoot van broeikasgassen, daardoor neemt extreem weer toe, smelt er steeds meer ijs en stijgt de zeespiegel steeds sneller. De toekomstige opwarming hangt in hoge mate af van de hoeveelheid broeikasgassen zoals CO₂ die wij met z’n allen nog gaan uitstoten. Om te voorkomen dat de opwarming een bepaalde waarde overstijgt (bijv. 2 graden boven het gemiddelde van eind 19^e eeuw) zal de netto CO₂-uitstoot naar nul moeten (bijv. omstreeks 2075).

De progressie in de klimaatwetenschap zoals die in de IPCC-rapporten vastgelegd wordt, betekent niet dat er plotseling drastisch nieuwe inzichten ontstaan, maar geeft vooral meer zekerheid en duidelijkheid over bestaande inzichten. De boodschap van het IPCC is dan ook al jaren grotendeels hetzelfde zoals onderstaande cartoon zo mooi weergeeft. 

Vanaf vandaag is het nieuwe IPCC rapport van werkgroep 1 publiekelijk beschikbaar. Deze gaat over de physical science basis; werkgroep 2 gaat over de effecten en adaptatie (aanpassing); werkgroep 3 over mitigatie (emissiereductie). Hans schreef al eerder een duiding van hoe het IPCC werkt. Hier pikken we een aantal krenten uit de pap van de Summary for Policymakers (SPM) van dit nieuwe IPCC-rapport.

Vorige IPCC rapporten gaven aan hoe waarschijnlijk het was dat de opwarming sinds 1950 door menselijke uitstoot van broeikasgassen (AR4) of menselijke activiteit (AR5) was veroorzaakt. Een vergelijkbare uitspraak lijkt in AR6 SPM te ontbreken. Daarvoor in de plaats opent het rapport  met een veel simpelere – en waarschijnlijk begrijpelijkere – uitspraak:

It is unequivocal that human influence has warmed the atmosphere, ocean and land.

Global Carbon Budget: jaarlijkse update van de emissies en opnames van CO2

De huidige klimaatverandering wordt veroorzaakt door de toename van de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer. Het is derhalve belangrijk om de grootte van de diverse emissiebronnen en de zogenaamde ‘sinks’, buffers in het klimaatsysteem die broeikasgassen kunnen opnemen, zo goed mogelijk in kaart te brengen. Het mondiale researchproject Global Carbon Project, opgericht in 2001, beoogt juist dat te doen. Vele wetenschappers werken hierin tezamen om jaarlijks het koolstofbudget, de emissies en opnames van CO₂, in kaart te brengen. Enkele jaren terug is daar het budget van methaan aan toegevoegd en vorig jaar ook dat van lachgas (N₂O).

Onlangs is het Carbon Budget 2020 gepubliceerd, hierin wordt een overzicht gegeven van de emissies en sinks van CO₂ vanaf de industriële revolutie tot en met 2019 en wordt een schatting gegeven voor dit jaar. Uiteraard is dat alles samengevat in een wetenschappelijke publicatie (Friedlingstein et al.), samengesteld door maar liefst 86 wetenschappers. Voor 2019 worden de CO₂-emissies door gebruik van fossiele brandstoffen en het produceren van cement geschat op 36,4 gigaton (1 gigaton is 1000 miljard kg). Vaak zie je ook dat emissies worden weergegeven in gigaton koolstof (C), 1 kg koolstof komt overeen met 3,664 kg CO₂. De uitgestoten hoeveelheid van 2019 was vrijwel gelijk aan die van 2018, twee jaren met de hoogste emissies tot nu toe. Naast deze emissies komt er ook CO₂ vrij door veranderend landgebruik (bijv. ontbossing), voor 2019 is dat ongeveer 6,6 gigaton. 2020 is het jaar van het Coronavirus, dat heeft een enorme invloed op ons leven en heeft al heel veel ellende veroorzaakt. De vele maatregelen die de overheden hebben genomen om infectieverspreiding tegen te gaan, hebben een forse invloed gehad op economie en daarmee ook op de menselijke CO₂-emissies. Wat via diverse klimaatonderhandelingen nog niet is gelukt, lukt het virus blijkbaar wel, maar dan wel op de slechtst denkbare manier. De emissies van CO₂ zijn in 2020 ongekend gedaald en worden bijna 7% lager ingeschat met 34,1 gigaton, ongeveer vergelijkbaar met die van 2011.

Biomassa en landgebruik

In de vorige blogpost stelt Ko van Huissteden terecht de vraag: “in hoeverre wordt er ook rekening gehouden met het verlies aan koolstof uit de bodem als er gekapt wordt? Vooral als er grotere stukken bos gekapt worden warmt de bodem op en kan de afbraak van bodem-koolstof flink versnellen, met hogere CO2 emissie en verlies van een deel van de organische stof in de bodem als gevolg.”

Guido noemt dit aspect weliswaar in zijn blog (“Initieel zal er wellicht bos voor gekapt zijn dat niet meer terug is gekomen (ontbossing) en ook nu kan er nog bodemkoolstof verloren gaan.”), maar de nadruk ligt inderdaad op de kort-cyclische processen van groei (waarbij CO2 wordt vastgelegd) en afbraak of verbranding van biomassa (waarbij de eerder vastgelegde CO2 vrijkomt). Daar is ook een reden voor: deze kort-cyclische processen worden namelijk vaak verkeerd begrepen of als irrelevant terzijde geschoven. Ik heb het recent meegemaakt in een activistische facebook-groep, waar sommige mensen toch meer vanuit hun onderbuik dan vanuit de wetenschap redeneren.

Dat neemt niet weg dat er forse koolstofemissies gemoeid kunnen zijn met het gebruik van biomassa. Die emissies zijn vooral gelieerd aan een eventuele verandering in landgebruik, met als archetypisch voorbeeld van hoe het niet moet het kappen van een regenwoud om plaats te maken voor een biomassa plantage (bijv suikerriet voor ethanol in de Amazone of palmolie in Indonesië en Maleisië). Vrijwel iedereen zal het er over eens zijn dat dat geen duurzame manier van energieproductie is – niet alleen uit het oogpunt van biodiversiteit, maar ook uit klimaatoogpunt: er vliegt meer koolstof de lucht in (uit zowel vegetatie als bodem) dan er voor honderden jaren (!) aan het gebruik van fossiele brandstof wordt vermeden. De koolstof is deels afkomstig uit de vegetatie en deels uit de bodem. Zeker bij veengronden kan er veel koolstof vrijkomen als de vegetatie wordt verwijderd (of als de waterspiegel wordt verlaagd, maar dat is weer een andere discussie). Ploegen zorgt ook voor het vrijkomen van koolstof uit de bodem.

Schematische weergave van de verandering in koolstofopslag in de veenbodem (zwart) en de vegetatie (grijs), nadat een perceel aan tropisch regenwoud plaats maakt voor een oliepalm plantage. De geproduceerde biobrandstof wordt gebruikt als substituut voor fossiele brandstof, maar het kan een tijd duren voordat de vermeden fossiele CO2-emissies even groot zijn als de CO2-emissies als gevolg van de verandering in landgebruik (i.e. wanneer de carbon stock van punt B gelijk is aan die van punt A). Bron: Verwer et al., 2008.