Dossier Stikstof VS Broeikasgassen

Stikstof, fijn stof, koolstof,… We worden om de oren geslagen met nieuws over allerlei stoffen in onze lucht. Wat al die stoffen dan precies doen, is niet voor iedereen even duidelijk. Eén ding weten we wel: We hebben er liever niet te veel van in onze lucht hangen. Maar de ene stof is de andere niet. Stikstof zorgt bijvoorbeeld voor milieuproblemen, terwijl koolstofdioxide (CO2) voor klimaatproblemen zorgt. In deze ‘Klimaat in Klare Taal’ leggen we uit waarom dat een belangrijk verschil is, en waarom een oplossing voor het ene probleem soms het andere belemmert.

Volg het klimaatonderzoek op ILVO
Mestrobot

Wat doet ILVO?

  • Drie holsteinkoeien staan te eten uit RIC-bakken. Deze registreren hoeveel voeder iedere koe individueel opneemt.
    ILVO onderzoekt een variatie aan pistes om zowel stikstof- als broeikasgasemissies te reduceren.

Milieu en klimaat: Komt dat niet op hetzelfde neer?

Milieu

Het milieu verwijst naar de omgeving waarin we leven: de lucht die we inademen, het water dat we drinken, en de bodem waarin onze gewassen groeien. Milieuvervuiling ontstaat wanneer schadelijke stoffen in deze natuurlijke omgeving terechtkomen. Denk aan fijnstof, pesticides of PFAS. Deze stoffen kunnen de luchtkwaliteit verslechteren, de biodiversiteit bedreigen en het ecosysteem uit balans brengen.

Ook stikstofverbindingen veroorzaken milieuproblemen. Ze verzuren en vermesten de bodem in natuurgebieden. Plantensoorten die exclusief groeien op schralere grond worden zo weggeconcurreerd door meer algemene plantensoorten zoals netels, grassen en bramen, waardoor het ecosysteem uit balans geraakt. Maar liefst 40 van de 46 Vlaamse Natura 2000 gebieden staan onder druk als gevolg van hoge stikstofdeposities.

Bij stikstof gaat het vooral over ammoniak (NH3), afkomstig van dierlijke mest, en stikstofoxiden (NOx), afkomstig uit verbrandingsprocessen vanuit industrie en transport.

Fig. 1 – Echte koekoeksbloem, een plantensoort die onder druk komt te staan door een teveel aan stikstof.
Fig. 1 – Echte koekoeksbloem, een plantensoort die onder druk komt te staan door een teveel aan stikstof.

Klimaat

Klimaat verwijst naar de lange-termijnpatronen van temperatuur en neerslag op aarde. De klimaatproblematiek wordt veroorzaakt door de verhoogde uitstoot van broeikasgassen, zoals koolstofdioxide (CO2), methaan (CH4) en lachgas (N2O). Deze gassen houden warmte vast in de atmosfeer, wat leidt tot de opwarming van de aarde. Het dossier rond klimaatmitigatie en klimaatadaptatie gaat hier dieper op in.

Verschil tussen milieu en klimaat

Hoewel de termen "milieu" en "klimaat" vaak door elkaar worden gebruikt, gaat het om twee verschillende concepten, met elk hun eigen uitdagingen en oplossingen. De belangrijkste verschillen zijn:

  • Schaal: Milieuvervuiling is meestal een lokaal of regionaal probleem. Stikstof dat door een landbouwbedrijf wordt uitgestoten valt binnen enkele kilometers van de bron neer, en gaat lokaal natuurgebieden aantasten. Klimaatverandering daarentegen is een globaal fenomeen. De uitstoot van broeikasgassen, waar ter wereld ook geproduceerd, draagt bij aan de opwarming van de aarde en heeft wereldwijd gevolgen.
  • Tijdspanne: Milieuvervuiling heeft vaak directe en snel zichtbare gevolgen, zoals de achteruitgang van biodiversiteit of de verzuring van bodems. Klimaatverandering verloopt over een langere periode en de effecten daarvan, zoals stijgende zeespiegels en extremere weersomstandigheden, worden pas op veel langere termijn zichtbaar.
  • Wetgeving en aanpak: De aanpak van milieuproblemen is vaak gebonden aan nationale of regionale regelgeving, zoals de Programmatorische Aanpak Stikstof (PAS) in Vlaanderen. Klimaatproblemen vereisen daarentegen internationale samenwerking, zoals het Akkoord van Parijs of de Europese Green Deal. Die wereldwijde overeenkomsten worden dan verder vertaald naar lokale wetgeving door de lidstaten. In Vlaanderen is dat het Vlaams Energie- en klimaatplan (VEKP).
“Milieuproblemen gebeuren lokaal, klimaatverandering gebeurt globaal”

Hoeveel stikstof en broeikasgassen stoot de landbouwsector uit?

Stikstof

Van de totale stikstofemissies in Vlaanderen komt 53% vanuit de landbouw (vooral ammoniak), 30% van transport en 13% uit de industrie (vooral NOx) (VMM, 2024 [1]). In absolute cijfers gaat het om zo’n 38.000 ton NH3 per jaar vanuit de landbouwsector. Ammoniak wordt vooral geproduceerd uit dierlijke mest. Urease, een enzyme in de faeces, zet ureum of urinezuur aanwezig in urine om in NH3.

“Ammoniak ontstaat uit dierlijke mest, door de omzetting van ureum door het enzyme urease”

We produceren dus zelf al heel wat stikstof in Vlaanderen. Er wordt echter ook veel stikstof geïmporteerd vanuit de buurlanden. Maar liefst 48% van alle stikstof die neerslaat in Vlaanderen komt uit het buitenland (fig. 2). Daar tegenover staat dat ook heel wat van de stikstof geproduceerd in Vlaanderen buiten onze grenzen neervalt, en dus geëxporteerd wordt. De export van stikstof uit Vlaanderen naar onze buurlanden is maar liefst 4x zo groot als de import.

Fig. 2 – De stikstofbalans (import, depositie, emissie, en export) voor ammoniak (NH3) en stikstofoxiden (NOx) in Vlaanderen (kg N/ha/jaar), gebaseerd op de emissie- en depositiegegevens voor 2021 van de Vlaamse Milieumaatschappij (VMM; https://www.vmm.be/lucht/stikstof). Bron: KVAB, 2024
Fig. 2 – De stikstofbalans (import, depositie, emissie, en export) voor ammoniak (NH3) en stikstofoxiden (NOx) in Vlaanderen (kg N/ha/jaar), gebaseerd op de emissie- en depositiegegevens voor 2021 van de Vlaamse Milieumaatschappij (VMM). Bron: KVAB, 2024 [2]

De totale stikstofemissies zijn de afgelopen vijftien jaar (2008-2022) afgenomen, maar dat is vooral te danken aan een daling van de NOx-emissies van het transport (-58%) en de industrie (-36%). De uitstoot van ammoniak door de landbouwsector is relatief stabiel gebleven, met slechts een kleine daling van 11% in diezelfde tijdspanne.

Broeikasgassen

De landbouwsector staat in Vlaanderen voor 10% van de totale broeikasgasemissies. Het komt daarmee na sectoren zoals de industrie (25%) en transport (23%). Landbouw is een buitenbeentje t.o.v. die andere sectoren. Waar in andere sectoren vooral CO2 (±95%) wordt uitgestoten, gaat het in landbouw in Vlaanderen om drie belangrijke broeikasgassen: CH4 (±45%), CO2 (±30%) en N2O (±25%)​. CH4 wordt vooral gevormd in de pens van herkauwers (vooral melkvee en vleesvee) en tijdens de opslag van mest (vooral varkens). De belangrijkste bron van CO2 is de tuinbouw. N2O tenslotte komt vooral vrij uit bodems bij de toepassing van (kunst)mest.

“CH4 wordt gevormd in de pens van herkauwers en tijdens de opslag van mest, CO2 wordt vooral geproduceerd in de tuinbouw, en N2O komt vrij bij toepassing van mest op het veld”

Sinds 1990 is de uitstoot van landbouw verminderd met 16,8% (fig. 3). Vooral tussen 1998 en 2007 was er een sterke daling, door een afname van de veestapel en een verbeterde mestverwerking. Nadien kwam er een stagnatie en zelfs een lichte stijging (+13%) van de broeikasgasemissies tot 2021. Daarna daalden de emissies opnieuw sterk (-7%), onder invloed van de gedaalde varkensstapel en de energiecrisis.

Fig. 3 – Evolutie van de uitstoot van broeikasgassen door de Vlaamse landbouwsector tussen 1990 en 2022. Data: VMM (2024)
Fig. 3 – Evolutie van de uitstoot van broeikasgassen door de Vlaamse landbouwsector tussen 1990 en 2022. Data: VMM (2024)

Hoe kunnen we de uitstoot van stikstof en broeikasgassen reduceren?

Ammoniak wordt vooral geproduceerd uit dierlijke mest. Urease, een enzyme in de faeces, zet ureum of urinezuur aanwezig in urine om in NH3. Vooral mestputten of stalvloeren zijn dus grote emissiebronnen van ammoniak. Ruwweg zijn er vier opties om ammoniakemissies uit stallen te reduceren:

  1. Minder eiwit voederen, zodat er minder input is van stikstof
    Voorbeelden: Voederpas, Kringloopkoe, Unipig
  2. Urine en faeces scheiden, zodat de omzetting van ureum naar NH3 minder plaatsvindt – bvb. Koeientoilet, bepaalde stalsystemen
  3. De mest behandelen, zodat er minder vorming is van gasvormige NH3 – bvb. mest koelen, aanzuren, zeolieten strooien
    Voorbeelden: Rambo, Zeogoat, Rambio
  4. De stalemissies verhinderen – bvb. luchtwassers

Wat betreft broeikasgassen hangt de oplossing af van het type gas. Iedere broeikasgas wordt via een ander proces geproduceerd, dus er zijn veel verschillende technieken en maatregelen nodig om de uitstoot te reduceren. Binnen het ILVO Expertisecentrum Landbouw & Klimaat (ELK) worden heel wat van die opties onderzocht. Hieronder slechts een paar voorbeelden:

  • De vorming van CH4 in de pens kunnen we verminderen door bepaalde voeders of voederadditieven te geven aan het vee, zoals lijnzaad, nitraat, 3-NOP,...
    Voorbeelden: MelkMethGras, Metheen
  • CO2-emissies uit de tuinbouw kunnen verminderd worden door met isolerende schermen te werken of door dampwarmtepompen te installeren.
    Voorbeelden: ENERGLIK
  • De uitstoot van N2O kunnen we tegengaan door correct te bemesten en de bodem duurzaam te beheren.
    Voorbeelden: Lila

Wie hier meer over wil weten kan het dossier over Klimaatmitigatie en klimaatadaptatie lezen.

“Voor de reductie van NH3 moeten we op de mest focussen. Voor de reductie van broeikasgasemissies hangt de focus af van het type gas: voor CH4 kijken we naar de pens van herkauwers en naar mest, voor CO2 naar energie- en brandstofverbruik, en voor N2O naar de bodem.”

Kan een oplossing voor de uitstoot van stikstof ook negatieve gevolgen hebben voor de uitstoot van broeikasgassen? Of omgekeerd?

In een ideale wereld vinden we oplossingen die meteen álle problemen oplossen. Helaas is dat slechts zelden het geval. Meer nog, soms vormt een oplossing voor het ene probleem een extra uitdaging voor het andere probleem. Het is dan afwegen welke problematiek de prioriteit krijgt als boer, als onderzoeker of als consument. Een paar voorbeelden van dit soort ‘trade-offs’ tussen stikstof en broeikasgassen:

  • Beweiding: Koeien op de weide stoten minder stikstof uit dan in de stal, omdat urine en faeces minder vaak met elkaar in aanraking komen. Voor een aantal methaanreducerende voeders moeten koeien echter continue toegang hebben tot het stalrantsoen. Een melkveehouder die aan beweiding wil doen als PAS-maatregel heeft dus minder mogelijkheden om ook de methaanuitstoot te reduceren.
  • Mestinjectie: Mest injecteren in de bodem zorgt voor een efficiëntere bemesting en een lagere emissie van ammoniak. Echter, door die injectie worden anaerobe omstandigheden gecreëerd in de bodem, die gunstig zijn voor de omzetting van stikstof naar lachgas (N2O), een broeikasgas.
  • Luchtwassers: Luchtwassers worden in varkens- en pluimveestallen geïnstalleerd om ammoniak uit de stallucht te filteren. Deze luchtwassers verbruiken echter veel water en energie (en dus CO2).
Fig. 4 – Koeien in de weide stoten minder stikstof uit, maar hebben minder mogelijkheden om methaanreducerende voeders te gebruiken.
Fig. 4 – Koeien in de weide stoten minder stikstof uit, maar hebben minder mogelijkheden om methaanreducerende voeders te gebruiken.

Ook in andere sectoren bestaan trouwens trade-offs. Denk maar aan ons wagenpark: Dieselauto’s stoten minder CO2 uit dan benzineauto’s, maar dragen wel meer bij aan luchtvervuiling door de uitstoot van stikstofoxiden. Elektrische auto's hebben dan weer een lagere uitstoot van zowel CO2 als stikstofoxiden, maar de productie van batterijen vergt veel energie en grondstoffen.

Oei, wat nu?

Bestaan er dan geen oplossingen die verschillende problemen ineens oplossen? Jawel! Enkele voorbeelden:

  • Je kan als boer het eiwitgehalte van een rantsoen verlagen (= minder stikstof) door minder sojaschroot te voeren (= minder CO2-impact). Dat vraagt wel wat extra denkwerk en management, zeker als je de productie van vlees of melk even hoog wil houden.
  • Mest met een lagere pH stoot veel minder ammoniak én methaan uit. In Denemarken wordt mest al vaak aangezuurd, maar bij ons heeft de techniek nog maar weinig ingang gevonden. Er zijn nog vragen bij de invloed op de kwaliteit van de mest bij het uitrijden, en op de invloed ervan op de bodem.
  • Door mest zo snel mogelijk te verwijderen uit de stal wordt de emissie van zowel ammoniak als methaan en lachgas gereduceerd.
  • ...

Hoe gaat ILVO om met die complexe problemen?

Bij ILVO geloven we sterk in het concept van systeemdenken. We staren ons niet blind op één deelaspect van landbouw, maar zoeken naar relaties tussen verschillende deelproblemen en mogelijke feedback lussen. Er zijn namelijk heel wat verschillende factoren die allemaal in meer of mindere mate beïnvloed worden door de keuzes die je als boer maakt.

In dit dossier hebben we het over stikstof en broeikasgassen, en de trade-offs die hiertussen bestaan. Maar wie breder kijkt ziet nog heel wat andere aspecten om mee rekening te houden: Dierenwelzijn, waterverbruik, economische haalbaarheid, praktische en sociale haalbaarheid,… Het doel is om maatregelen te vinden die op meerdere vlakken positieve effecten hebben, zonder dat ze op andere terreinen voor nadelige gevolgen zorgen. Helaas is dat vaak niet het geval. Dan is het zaak om de afwegingen en mogelijke trade-offs op een wetenschappelijk, objectieve manier in kaart te brengen en te kwantificeren, zodat de sector en het beleid daar verder keuzes mee kan maken.

“Het doel is om maatregelen te vinden die op meerdere vlakken positieve effecten hebben, zonder dat ze op andere gebieden voor nadelige gevolgen zorgen.”


Referenties

[1]: VMM. (2024). Aandeel sectoren in vermestende emissie (2021). https://www.vmm.be/lucht/stiks...

[2]: Koninklijke Vlaamse Academie van België voor Wetenschappen en Kunsten (KVAB) (2024). Vermindering van stikstofdepositie in Vlaanderen - Eindrapport denkersprogramma ‘Stikstof: alle redelijkheid’. https://kvab.be/sites/default/rest/blobs/4012/NL_Stikstof_KVAB.pdf

Ook interessant

Video 07/05/2024

Wetenschap uitgedokterd 2024

Wetenschap uitgedokterd
Wetenschap Uitgedokterd haalt jonge wetenschappers uit hun vertrouwde lab of bureau en plaatst ze voor een camera met een duidelijke opdracht: vertel het grote publiek in een heldere 3-minuten-pitch o...