Transcript De historische CO 2 uitstoot in Nederland

De historische CO2 uitstoot
in Nederland
Gilles Erkens
Michiel J. van der Meulen
Hans Middelkoop
Deltares – Universiteit Utrecht – TNO/Geologische Dienst
Een oud gezegde…..
God created the world…….,
but the Dutch created Holland.
13 april 2015
De venige geschiedenis van Nederland
Palaeogeografie
800 A.D.
Vos (2010)
naar Visscher 1949
Orange - coastal peats
Brown - upland peats
Berendsen 2005
De metamorfose van Nederland
VOOR
NA
Photo: S. van Asselen
13 april
2015 Asselen
Photo:
S. van
Photo: H.J.A. Berendsen
De ontginningen van veengebieden
Drainage
Afgraven
Berendsen 2005
Doel van het onderzoek
Nederland is gekenmerkt door:
Het voorkomen van grote hoeveelheden veen (organische stof) in de
ondergrond van West- en Noord-Nederland (de kuststreek)
Een lange intensieve landgebruikgeschiedenis: sinds ca. 1000 AD zijn de
veengebieden ontwaterd om landbouwgrond te winnen.
Drainage van veengebieden veroorzaakt oxidatie van het veen, en daardoor:
i) daling van het landoppervlak
ii) CO2 uitstoot
Onderzoeksvraag:
Hoeveel CO2 is er totaal uitgestoten door landgebruik in Nederland?
Waarom willen we dit weten:
i) omdat we weinig weten over de magnitude van dit soort bronnen
(zeker op de lange termijn!)
ii) om de potentiële toekomstige CO2 uitstoot door landgebruik in
veenrijke kustgebieden elders kunnen bepalen
13 april 2015
Aanpak (i)
After Wetenschappelijke Atlas van Nederland
Van de Ven, 1993
Drainage = oxidatie van veen = daling van het landoppervlak
Aanpak (ii)
Hoeveel veen is er verloren gegaan door 1000 jaar landgebruik?
Landgebruik = bodemdaling over een bepaald gebied =
een volume verdwenen veen
Benodigde informatie:
i) Hoogte van het huidige landoppervlak
ii) Hoogte van het landoppervlak van 1000 jaar geleden
13 april 2015
Methode (i) – volume berekeningen
Huidig landoppervlak:
Actueel Hoogtebestand Nederland (AHN)
• Laserhoogtemetingen
• Landsdekkend
• Hoge resolutie van 1 x 1 x 0.05 m
Bodemdaling door veenoxidatie:
Het land dat op dit moment onder NAP1000
ligt, lag ooit op of boven NAP1000.
Dit klopt niet voor:
i) Hooggelegen veengebieden
(boven 1 m + NAP1000)
i) Gebieden met open water
ii) Gebieden zonder veen in de
ondergrond
Volume verdwenen ‘Oud’ veen:
Het volume tussen -0.30 m NAP en het
huidig landoppervlak.
13 april 2015
MSL1000 =
~ 0.3 m -NAP
Van de Plassche, 1982
Methode (ii) – volume berekeningen
Landoppervlak van 1000 jaar geleden:
palaeogeografische en
palaeobotanische reconstructies
• Informatie uit boorkernen
• Historische gegevens
• Landsdekkend
• Lage resolutie
Soorten veengebieden:
i) Veenkoepels (~2 m boven NAP)
ii) Veenvlakten (~80 cm boven NAP)
Volumeberekeningen:
Het volume tussen NAP1000 en de
koepel/vlaktehoogte
Disclaimer: Alle schattingen en aannames
zijn conservatief!
13 april 2015
Veenkoepels 800 A.D.
naar Pons (1992)
Resultaten (i)
Veentype
Oppervlak
(km2)
Hoogte
(m)
Volume
(km3)
‘Oud’ veen (onder NAP1000)
6661
-
8.3
Veenkoepels
beste schatting
(boven NAP1000) spreiding
4360
2
8.7
-
1-4
3.7 – 14.8
Veenvlakten
beste schatting
(boven NAP1000) spreiding
3534
0.8
2.9
-
0.5 – 1.5
1.8 – 5.3
Totaal
beste schatting
7895
-
20.0
spreiding
-
-
13.8 – 28.4
Gemiddelde bodemdaling in de laatste 1000 jaar door de mens: ~ 2.5 m
De daling van het landoppervlak door drainage bestaat uit 3 componenten:
1. krimp (verwaarloosbaar op langere tijdschalen)
2. compressie/compactie (~ 15 % op langere tijdschalen)
3. oxidatie (~ 85 % op langere tijdschalen)
13 april 2015
Methode (iii) – Bulk dichtheid
Massa organische stof per m3 in de Nederlandse ondergrond (n = 664)
350
Netherlands-UU
Netherlands-UU
Netherlands-UU
Netherlands-UU
Netherlands-UU
Netherlands-UU
Poland
Netherlands-TNO
Sediment Veen
300
OM (kg/m3)
250
200
150
Gemiddelde organische stof dichtheid = 116 kg/m3
100
(spreiding 80 – 150 kg/m3)
50
0
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
LOI (%)
13 april
2015
Data van de UU, Deltares, and
TNO
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
Resultaten (ii)
Gemiddeld 50 % van de organische stof bestaat uit koolstof (C)
De totale hoeveelheid bodemkoolstof vrijgemaakt gedurende de laatste 1000 jaar is:
1.0 Gton (1012 kg) spreiding: 0.5 – 2.0 Gton
1 kg bodemkoolstof staat gelijk aan 3.67 kg atmosferische CO2
De totale hoeveelheid CO2 uitgestoten door landgebruik in Nederland in 1000 jaar:
3.6 Gton (1012 kg) spreiding: 1.7 – 7.3 Gton
Dit staat gelijk aan een toename van de atmosferische CO2 concentratie met:
0.46 ppmv (parts per million by volume) spreiding: 0.2 – 0.9 ppmv
50 % van de CO2 emissies worden opgenomen door de oceanen en de biosfeer
De netto toename in atmosferische CO2 concentratie is 0.23 ppmv
13 april 2015
De verschillende bronnen
Drie bronnen van CO2 uit veen:
1. Verbranding (de kachel) ~ 20%
2. Erosie van oevers na vervening ~ 9%
3. Oxidatie door drainage ~ 71%
Verveningen in NL
Figuur naar Histland
Chris de Bont, Alterra
CO2 uitstoot door de tijd
10,0
DRAINAGE
Mton
8,0
6,0
VERBRANDING
4,0
2,0
0,0
1650
1750
1859
1899
1970
2005
In absolute hoeveelheden nu meer CO2 uitstoot door drainage dan door
historische verbranding!
NB getallen zijn bewerking van de resultaten van Gerding (1995)
Discussie: Is dit eigenlijk veel?
In vergelijking met andere bronnen van CO2 uitstoot:
Het is minder dan de jaarlijkse CO2 uitstoot door fossiele brandstof in de USA
(~ 5.7 Gton CO2)
Het staat gelijk aan 50 jaar non-stop Eyjafjallajökull erupties
(0.15 - 0.30 Mton CO2 per dag)
13 april 2015
Discussie: wereldwijde impact?
In vergelijking met totale landgebruik gerelateerde CO2 uitstoot:
Het Nederlands veen heeft 2.3 % voor zijn rekening genomen
(studiegebied is slechts 0.1 % van wereldwijde veengebieden).
Nederlandse uitstoot is significant vanwege:
• Intensieve drainage
• Lange tijdspanne
• Dikke veenpakketten
Extrapoleren van Nederlandse resultaten naar de komende eeuw:
• Totaal gemiddeld volumeverlies: 2000 km3
• Totale gemiddelde bodemdaling: 25 cm
• Totale uitstoot: 23 ppmv
13 april 2015
Conclusiepunten
1. Met een geologische blik en de juiste data (AHN, palaeogeografische en –botanische reconstructies) is het mogelijk om
verandering in veen volumes door de tijd te bepalen.
2. Drainage van veengebieden veroorzaakte een gemiddelde
bodemdaling van 2.5 m in de kustzone
3. Het stug doorzetten van drainage van veenrijke (kust)gebieden
zorgt op de lange termijn voor een meetbare en significante
toename van CO2 in de atmosfeer
4. De Nederlandse gegevens kunnen gebruikt worden om de
potentiële toekomstige uitstoot van CO2 in veenrijke kustgebieden
elders te schatten.
13 april 2015
De historische CO2 uitstoot
in Nederland
Gilles Erkens et al.