2. Een nieuwe kijk op de stikstofaanpak
De stikstofproblematiek in het kort
‘Nederland is het esdorp van de wereld’. Die uitspraak van de Wageningse bioloog Pieter Schroevers uit de jaren tachtig vat de stikstofproblematiek van Nederland goed samen. Zoals op de essen rond de dorpen op de hogere zandgronden nutriënten uit de omliggende heidevelden werden geconcentreerd, zo worden in Nederland nutriënten uit de hele wereld geconcentreerd.
Het grote aantal dieren dat in ons land wordt gehouden, wordt gevoed met voer (eiwit=stikstof)
Eiwitten zijn de enige stikstofbron die het lichaam kan benutten. Het stikstofgehalte van eiwit is ongeveer 16%.
dat voor het grootste deel elders in de wereld wordt geproduceerd. Daarnaast wordt op Nederlandse bedrijven kunstmest aangevoerd voor de groei van voedergewassen. Het voer en de kunstmest zijn de nieuwe bronnen van stikstof die het land binnenkomen. Dit wordt gebruikt om de productie van dierlijk en plantaardig voedsel te verhogen, met als gevolg dat de landbouwgronden waar het voer vandaan komt, verschralen. Hierbij geldt de wet van de afnemende meeropbrengst: naarmate er meer stikstof toegevoegd wordt, nemen de opbrengsten nog wel toe, maar nemen ook de verliezen naar de bodem, lucht en water steeds verder toe.
De landbouwhuisdieren produceren mest, urine en gassen, zoals ammoniak. Die beïnvloeden de kwaliteit van bodem, water en lucht en daarmee onze gezondheid en de kwaliteit van onze natuurgebieden. Een andere belangrijke bron van stikstof die de natuur belast, is de verbranding van fossiele brandstoffen, waarbij stikstofoxiden ontstaan. Dit gebeurt in de industrie, bij de energieproductie, transport over de weg en water en bij verkeer. Ook de bouw levert een bijdrage aan de stikstof in de natuur, zij het zeer beperkt.
Natuurgebieden zijn gebaat bij een relatief voedselarme situatie; te veel meststoffen zorgen voor verzuring en eutrofiëring van de bodem, een afname van kwetsbare soorten en daarmee ook een afname van insecten en beperking van het voedselweb
https://www.greenpeace.org/static/planet4-netherlands-stateless/2021/05/b0f273ff-0bobbink2021_rapportstikstofgreenpeace_def-2.pdf
https://www.wwf.nl/globalassets/afbeeldingen/nieuws/nieuws-2021/210408__rapport-stikstof-van-den-burg-et-al_.pdf
. Stikstof verspreidt zich via uitspoeling uit de bodem via grond- en oppervlaktewater, en via de lucht. Daarbij is het onderscheid tussen ammoniak (NH3) en stikstof-oxiden (NOx ) van belang
https://www.biomaatschappij.nl/artikel/ammoniak-schadelijker-voor-natuur-stikstofoxiden-voor-de-gezondheid/
.
Stikstofoxiden (NOx) komen vooral vrij bij de verbranding van fossiele brandstoffen, bijvoorbeeld in het verkeer en voor een klein deel uit overige bronnen, zoals industrie, bouw en vliegverkeer (zie figuur 2.1). Ammoniak (NH3) komt vooral vrij door veeteelt, bij gebruik van (kunst)mest, in huishoudens (schoonmaakmiddelen, huisdieren) en verkeer (bijproduct driewegkatalysator).
De totale emissie en depositie van stikstof is sinds de jaren negentig wel zo’n 60% gedaald, vooral door technische maatregelen als de invoering van de driewegkatalysator in het verkeer, lage NOx-branders in de industrie, end-of-pipe-oplossingen bij de grotere industrie en energieproductie, en in de landbouw door de invoering van het Mineralen Aangifte Systeem (MINAS), aanpassingen van stallen, mestopslagen en onderwerken van mest. Ondanks de maatregelen haalt Nederland de normen nog niet.
Weliswaar dalen de NOx-emissies nog door uitstootbeperkingen in het verkeer, maar sinds begin deze eeuw is de NH3-emissie weinig veranderd. Verder is er sprake van decennialange ophoping van stikstof in het natuurlijk systeem, wat nog lange tijd zal bijdragen aan negatieve effecten als de stikstofemissie niet fors daalt en herstelmaatregelen worden genomen. Conform de uitspraak van de Raad van State in 2019 inzake de Programmatische Aanpak Stikstof (PAS) zullen we de stikstofdepositie fors moeten reduceren om de instandhoudingsdoelen van Natura 2000-gebieden te halen.
Bron: CBS (2021)
Kritische depositiewaarden
Natura 2000 is een Europees netwerk van beschermde natuurgebieden. Daarin worden bedreigde planten- en diersoorten en hun natuurlijke leefomgeving beschermd. Het vormt de basis voor de bescherming van de biodiversiteit in zijn algemeenheid. Bescherming is vastgelegd in de Europese Vogel- en Habitatrichtlijn. Nederland heeft ruim 160 Natura 2000-gebieden, van in totaal zo’n 1.120 Mha oftewel circa 10% van het landoppervlak. Die zijn onderdeel van het Natuurnetwerk Nederland (NNN). Ze worden beschermd door de Wet natuurbescherming, waarin de verplichtingen uit bovengenoemde richtlijn zijn overgenomen. De natuurgebieden bestaan uit verschillende habitats, natuurlijke leefgebieden van planten en dieren, zoals kustgebieden, open wateren, heide en hoogvenen. Veel van die habitats zijn gevoelig voor stikstof omdat door eutrofiëring en verzuring de kwaliteit ervan sterk achteruitgaat
https://www.bij12.nl/onderwerpen/stikstof-en-natura2000/natuur/natura-2000-gebieden/
. Het merendeel van de Natura 2000-gebieden is stikstofgevoelig.
Per habitat in een natuurgebied is volgens internationale richtlijnen ecologisch bepaald wat de kritische depositiewaarde is – hoeveel stikstof maximaal mag worden ontvangen om de instandhoudingsdoelen niet in gevaar te brengen
https://www.pbl.nl/sites/default/files/downloads/pbl-2019-stikstof-in-perspectief-4020_1.pdf
. Er zijn andere factoren die de instandhoudingsdoelen bedreigen, zoals de grondwaterstand, klimaatverandering en exoten, maar hier richten we ons op stikstof. De mate van gevoeligheid voor stikstof is vertaald in ‘kritische depositiewaarde’ – de ecologische grens waarboven het risico op negatieve effecten stijgt als stikstofdepositie en blootstellingsduur toenemen. Die kritische depositiewaarde verschilt per habitat en dus per Natura 2000-gebied (en binnen het gebied als het bestaat uit meerdere habitats). In het algemeen varieert ze van zo’n 500 tot 2.000 mol stikstof (7 tot 28 kilo) per hectare per jaar, waarbij 500 mol typerend is voor heel gevoelige systemen, zoals zwak gebufferde vennen en herstellende hoogvenen (zie figuur 2.2). Meer uitleg over de KDW staat in Figuur 2.3.
Natura 2000-gebieden bestaan uit habitattypen die verschillende gevoeligheden kennen voor stikstof. Op deze gevoeligheid is de kritische depositiewaarde gebaseerd. Hoogveengebieden (bijv. het Fochteloër- veen) zijn het meest gevoelig en hebben daarom de laagste kritische depositiewaarde. Waterrijke gebieden (bijv. in de Biesbosch) zijn niet of licht gevoelig en hebben geen, of een hoge kritische depositiewaarde.
Emissie en depositie
Als je de invloed van stikstof op Natura 2000-gebieden effectief en kostenefficiënt wilt beperken, is het van belang om een aantal principes te begrijpen. Niet elk natuurgebied is even gevoelig voor stikstof, en de plek waar stikstof wordt uitgestoten is erg bepalend voor de impact op natuurgebieden, waarbij er een verschil is in het verspreiding- en depositiegedrag van NOx en NH3. Daar waar NOx voornamelijk naar het buitenland wordt getransporteerd (zie figuur 2.4: slechts 10% blijft in Nederland), blijft bijna de helft van de emissie van ammoniak uit de landbouw in Nederland. Door de goede oplosbaarheid en hoge reactiviteit van ammoniak in de lucht en aan het oppervlak is de depositie sneller. Het wordt eerder opgenomen op het bladoppervlak en in de bodem, waarmee de transportafstand korter is dan bij NOx. Verder komt een groot deel van de NOx uit hoge schoorstenen, waardoor het hoger in de lucht gebracht wordt en het al behoorlijk verspreid en verdund is voor het de grond bereikt.
Data: RIVM, bewerking en vormgeving: Vizualism
De mate waarin emissie leidt tot depositie op natuurgebieden is erg afhankelijk van de locatie en hoogte van de bronnen ten opzichte van de natuurgebieden, in combinatie met de dominante zuidwestelijke windrichting.
Bron: Erisman + Strootman Landschapsarchitecten
Figuur 2.5 illustreert de verspreiding van ammoniak en NOx. De verspreiding en depositie zijn afhankelijk van de hoogte waarop stikstof wordt geëmitteerd, de afstand tot het natuurgebied en de windrichting. De depositie, uitgedrukt in mol per hectare per jaar (1 mol NH3 = 14 gram stikstof, N), is het totaal van wat er met de neerslag neerdaalt (natte depositie) en wat als gas op de vegetatie en grond wordt afgezet (droge depositie).
De totale depositie van stikstof was in Nederland in 2018 gemiddeld 1.730 mol/ha/jaar. Ongeveer 500 mol/ha/jaar is afkomstig van geoxideerd stikstof, de rest is van ammoniak. De depositie was in de afgelopen decennia overigens een stuk hoger: in de jaren negentig circa 2.700 mol/ha/jaar. Als boeren zeggen dat er al veel is verbeterd, dan klopt dat dus: zij hebben de afgelopen jaren behoorlijke inspanningen geleverd. Het is echter helaas nog niet genoeg om aan Europese wetgeving te voldoen. Daarnaast is de landbouwemissie-reductie tot stilstand gekomen sinds begin deze eeuw en is er sprake van een enorme accumulatie van stikstof in de natuurgebieden. Figuur 2.6 geeft de herkomst van de depositie weer.
De depositie varieert sterk en is op sommige plaatsen veel hoger of juist veel lager dan het gemiddelde. De gemiddelde overschrijding van de kritische depositiewaarde (KDW) van natuurgebieden in Nederland is volgens berekeningen van het RIVM circa 700 mol/ha/jaar, maar varieert sterk aangezien de depositie en de KDW variëren
https://www.clo.nl/indicatoren/nl1592-kwaliteit-stikstofgevoelige-ecosystemen
(zie figuur 2.7). De stikstofproblematiek kan dus alleen slim en effectief worden opgelost door heel precies te kijken naar bronnen en ontvangers, en door maatwerk te leveren.
Data: Remkes et al. (2019), bewerking en vormgeving: Vizualism
Naast de landbouw zijn het verkeer en de industrie de grootste bijdragers aan deze overschrijding. In het overgrote deel van de stikstofgevoelige Natura 2000-gebieden wordt de kritische depositiewaarde (ruim) overschreden.
Focus op emissie door landbouw – en schade aan natuur
De maatschappelijke schade door te veel stikstof in Nederland is hoog (2,5 - 12,6 miljard euro per jaar
https://themasites.pbl.nl/balansvandeleefomgeving/jaargang-2012/integraal-stikstof/maatschappelijke-schade-door-stikstofvervuiling
). Hierin zijn ook de kosten voor klimaat en gezondheidsschade verwerkt. In dit toekomstperspectief richten wij ons echter alleen op de schade aan de natuur.
Per natuurgebied wordt door het RIVM berekend wat de depositie van stikstof is. Zo kun je bepalen in welke mate de depositie moet worden gereduceerd om te voldoen aan de Natura 2000-doelstellingen. Daarbij is het van groot belang om te bepalen waar de belangrijkste bronnen liggen, zodat je die heel doelgericht kunt aanpakken.
Slechts een deel van de totale depositie van stikstof is door Nederlands beleid beïnvloedbaar, aangezien zo’n 32% uit het buitenland komt. Circa 46% van de totale stikstofdepositie is afkomstig uit de landbouw, 11% van verkeer, 8% van industrie en gebouwde omgeving en 2% uit zee
https://www.rivm.nl/stikstof
(zie figuur 2.6). Aangezien de industriële en andere bronnen van geoxideerd stikstof (NOx) ver verspreid zijn en de geëmitteerde NOx maar voor 10% in Nederland neerslaat, heeft ruimtelijke optimalisatie van deze bronnen slechts beperkt effect.
Bij de landbouw is dat anders. De historisch-geografische ontwikkeling heeft bepaald dat Nederland voor het overgrote deel uit landbouwgronden bestaat, waar natuurgebieden als een soort eilanden uit het verleden zijn overgebleven. Veel natuurgebieden waren vanuit landbouwkundig perspectief ooit zo slecht, dat boeren er niet aan begonnen om ze te ontginnen – en als ze dat wel deden, gaven ze het vaak al snel weer op. De omgeving van die natuurgebieden kon – zeker op de hoge zandgronden – vaak pas in cultuur worden gebracht na het op grotere schaal beschikbaar komen van stikstofkunstmest tegen het eind van de 19e eeuw. Om allerlei redenen zijn de boerenbedrijven in de omgeving van natuurgebieden vaak ook relatief klein in oppervlakte, waardoor intensivering daar in de loop van de 20e eeuw relatief snel ging. Zo is dus de situatie ontstaan dat veel intensieve veehouderijen in de directe nabijheid van natuurgebieden liggen. Terugdringen van de uitstoot van stikstof uit de landbouw is dus heel effectief voor het halen van de KDW’en van Natura 2000-gebieden.
Een nieuwe methode
Op dit moment bestaat de aanpak van de reductie van de depositie van stikstof op Natura 2000-gebieden nog uitsluitend uit generieke reductie: het verkleinen van de stikstofdeken en de (vrijwillige) aanpak van piekbelasters. Die laatste zijn in de opkoopregeling varkenshouderij gedefinieerd als bedrijven die binnen 10 kilometer van een Natura 2000-gebied liggen en meer dan 2 mol/ha/jaar depositie bijdragen op dat gebied. Voor de bepaling of een bedrijf een piekbelaster is, wordt het OPS-model van het RIVM (ook onderdeel van Aerius) gebruikt om de bijdrage te berekenen. Dit is weliswaar effectief voor het betreffende natuurgebied, maar draagt niet per se bij aan de vermindering van de depositie op alle natuurgebieden in Nederland.
Wij hebben daarom het OPS-model op een andere manier ingezet. Op basis van een groot aantal GIS-berekeningen hebben we bepaald welke gebieden (van 1x1 kilometer) het meest bijdragen aan de depositie op álle (stikstofgevoelige) Natura 2000-gebieden
Erisman, J.W. en Brouwer, 2021 De stikstofdepositie bijdragekaart voor effectieve emissievermindering uit de landbouw
. Door op deze plaatsen de landbouwemissie te verminderen, wordt de stikstofdepositie effectief verminderd; we noemen dit generiek gebiedsgericht beleid. Deze methode is ook te gebruiken om te bepalen wat ammoniakemissies mogen zijn in landbouwgebieden, zodanig dat er geen overschrijding meer plaatsheeft van de KDW door de landbouw. Deze nieuwe methode geeft de mogelijkheid om aan gebieden kaders (emissieplafonds) mee te geven, als input voor gebiedsgericht beleid (zie figuur 2.8, figuur 2.9, figuur 2.10 en figuur 2.11 voor de illustratie van de methodiek). Dit vergt wel aannames en keuzen, waarover later meer.
De gebieden waar stikstofemissiebronnen in potentie het meest bijdragen aan de depositie in stikstofgevoelige Natura 2000-gebieden. De kaart is tot stand gekomen door in elk kilometervak van Nederland een vergelijkbare Aerius-berekening te doen. Gemiddelde windrichting en positionering ten opzichte van stikstofgevoelige Natura 2000-gebieden zijn de bepalende factoren van deze kaart.
Er is één punt met de hoogste potentiële depositiebijdrage van NL (ergens midden op de Veluwe). Alle andere kilometervakken scoren een bepaald percentage hiervan. De contourlijnen verdelen de kilometer- vakken en zones per 2%. Ter illustratie: in een zone met 2% effectiviteit zijn reductie-maatregelen 50 keer minder effectief dan in het hoogst scorende kilometer vak op de Veluwe.
De hoogte van deze emissie is een optelling van de stal- en oppervlakte- emissies. De stalemissies zijn bepaald met het NEMA-model door de WUR. Oppervlakte-emissie gaat om uitstoot vanaf agrarische percelen die voornamelijk wordt bepaald door het uitrijden van dierlijke mest en aanwending van kunstmest. De modelresultaten zijn gegeneraliseerd tot kilometervakken met het Initiator-model door de WUR. Waar meerdere stallen of agrarische percelen binnen één vak liggen, laat de kaart het totaal ervan zien.
De kaart illustreert voor elk kilometervak in Nederland wat de berekende depositiebijdrage vanuit de landbouw is op alle Natura 2000-gebieden. De donkerrode vakken leveren de grootste bijdrage aan de depositie op alle gebieden. Vaak gaat het hier om concentraties van veehouderij met zeer hoge emissiedichtheid die ofwel relatief dicht tegen Natura 2000-gebieden aanliggen danwel op een zodanige positie dat de verspreiding zorgt voor bereik naar alle gebieden. De feitelijke depositie- bijdragekaart komt tot stand door de landbouwemissiekaart te combineren met de potentiële depositiebijdragekaart.
De legenda is opgedeeld in 5 categorieën die elk 20% bijdragen aan de totale depositie. Binnen de dieprode kleur zit dus 20% van de totale depositiebijdrage van NL, alsook binnen de lichtroze kleur, etc.
Kosteneffectiviteit
Een slimme, effectieve strategie zoekt dus eerst naar gebieden met grote uitstoot in de directe omgeving van een natuurgebied – daar zitten ook piekbelasters bij – en investeert in reductie van die emissie. Daarnaast moet worden geïnvesteerd in ammoniakreductie van alle uitstoters door managementmaatregelen. Zoals modelberekeningen laten zien, zijn daarin nog allerlei keuzen mogelijk. In de gebieden waar de effectiviteit groot is, liggen vaak ook andere opgaven, zoals de uitspoeling van stikstof en fosfor naar grond- en oppervlaktewater en/of klimaatopgaven (bodemdaling, broeikasgasemissie, verdroging).
Figuur 2.11 laat vijf kaarten van Nederland zien, waarbij de aangegeven gebieden op elke kaart verantwoordelijk zijn voor 20% van de bijdrage aan de depositie op natuurgebieden. Het kleine deel van Nederland op de meest rechter kaart draagt dus net zoveel bij als het grote deel op de linkerkaart. Vermindering van de emissie in de gebieden die verreweg het meest bijdragen aan de overschrijding van de KDW kan heel (kosten)effectief zijn, omdat de investeringen in het beperken van de emissie in deze gebieden tegelijkertijd een aantal andere problemen kan oplossen (zie hoofdstuk 5 en 6). In het Verdiepingshoofdstuk Stikstofaanpak (v1) geven wij meer details over onze aanpak.
Op welke manier levert emissiereductie in de landbouw de meeste depositiereductie?
Om de maximaal toelaatbare stikstofverliezen in een gebied te bepalen, hebben wij uit de kritische depositiewaarden (KDW) voor Natura 2000-gebieden ammoniakemissieplafonds afgeleid. We zijn ervan uitgegaan dat iedere sector die nu een aandeel heeft in de overschrijding van de KDW ervoor verantwoordelijk is om dat deel terug te brengen tot nagenoeg nul. Als iedere sector en ook het buitenland dat doet, zullen de KDW-waarden worden gehaald. Wij richten ons hier, zoals gezegd, alleen op de landbouw en hanteren als uitgangspunt dat met aanpalend, voornamelijk generiek beleid de overige sectoren hun depositiebijdrage evenredignaar beneden zullen brengen
https://www.tweedekamer.nl/kamerstukken/nldetail?
id=2021D10594&did=
2021D10594
https://www.rijksoverheid.nl/documenten/rapporten/2020/06/08/niet-alles-kan-overal
https://www.aanpakstikstof.nl/documenten/rapporten/2021/03/19/rapport-normeren-en-beprijzen-van-stikstofemissies
. Aerius
www.aerius.nl
, bepaald wat de bijdrage van de Nederlandse landbouwemissie is aan de overschrijding van de KDW (zie figuur 2.12). Vervolgens hebben wij een optimalisatiemethode gebruikt om te bepalen waar en hoeveel ammoniakemissie uit de landbouw moeten worden gereduceerd om die overschrijding te minimaliseren (zie beschrijving in Verdieping stikstofaanpak v1).
Wij hebben verschillende varianten voor de emissiereductie per kilometervak doorgerekend en bepaald hoeveel de emissie moet worden verminderd om de overschrijding van de KDW op Natura 2000-gebieden naar nul te brengen. Zoals in figuur 2.13 is weergegeven, kun je met 30% landbouwemissiereductie op 95% van de hectaren de depositieoverschrijding als gevolg van de landbouw onder de KDW brengen. Afhankelijk van de reducties door andere sectoren wordt dan bepaald of de totale depositie ook onder de KDW komt. Figuur 2.13 illustreert dat 100% bescherming van de oppervlakte van de Natura 2000-gebieden een heel grote reductie van de emissie vergt: bij 80% reductie van de emissie zul je, om de laatste 5% hectaren Natura 2000-gebied te beschermen, nogmaals 30% emissie moeten reduceren. De vraag is of dat, gezien alle onzekerheden, realistisch is en of 90% bescherming wellicht voldoende is. Hierbij moet wel duidelijk zijn dat het altijd de meest stikstofgevoelige habitats, die dus de laagste KDW hebben, zullen zijn die deze extra reductie bepalen.
Grafiek met op de y-as het percentage oppervlakte van Natura 2000-gebieden waarin de landbouwbijdrage aan de kritische depositiewaarde 0 of minder is. Op de x-as het percentage totale emissie-reductie. De optimalisatie met 80% reductie stijgt sneller, dus is effectiever in het reduceren van de landbouwbijdrage aan de KDW-overschrijding van Natura 2000-gebieden dan de optimalisatie met 50% reductie.
Bron: Erisman, Brouwer en Strootman Landschapsarchitecten
Er zijn verschillende opties voor de benodigde emissiereductie voor doelrealisatie (aantal hectaren onder KDW voor wat betreft het landbouwaandeel in de overschrijding). Je kunt op een relatief groot aantal bedrijven een relatief beperkte emissiereductie toepassen, of op een relatief beperkt aantal bedrijven een relatief sterke emissie-reductie toepassen. In figuur 2.14 hebben we drie opties weergegeven, hier nog zonder ammoniakreductie van alle uitstoters door managementmaatregelen. De keuze voor de te volgen strategie wordt onder andere bepaald door politieke voorkeur, mogelijkheden voor het voeren van een gezond agrarisch bedrijf en efficiency c.q. kosten. Als het doel is om 75% van de hectaren Natura 2000-gebied te beschermen, zoals in de stikstofwet staat voor 2035, is een totale emissiereductie nodig van 21% wanneer wordt gerekend met 80% reductie per kilometervak; een totale emissiereductie van 23% voor 66% reductie per kilometervak; en een totale emissiereductie van 26% bij 50% reductie per kilometervak. Het relatief sterk beperken van de emissie in een beperkt aantal kilometervakken is dus het efficiëntst.
Bron: Erisman, Brouwer en Strootman Landschapsarchitecten