Onzekerheden rond het klimaat

klimaat, broeikaseffect, duurzaamheid

Inleiding
Door het broeikaseffect is het op aarde gemiddeld 15 °C. Zonder dit effect zou het gemiddeld minus 17 °C zijn en zou de aarde niet geschikt zijn voor de flora en fauna zoals wij die kennen.
Als gevolg van het op grote schaal verbranden van fossiele brandstoffen door de mensheid neemt de koolstofdioxideconcentratie in de atmosfeer toe waardoor dit broeikaseffect wordt versterkt. In dit artikel bespreek ik eerst de huidige stand van zaken met betrekking tot de klimaatsveranderingen. Vervolgens noem ik de onzekerheden en ook hoe je met die onzekerheden om kunt gaan. Tenslotte geef ik een aantal concrete aanbevelingen voor christenen in het bedrijfsleven, de politiek en als consument.

De feiten
De zon verwarmt de aarde met haar lichtstralen. Als de aarde geen atmosfeer had, dan zou er een evenwicht bestaan tussen de energie die door de zon wordt ingestraald en de energie die de aarde weer uitstraalt bij een temperatuur van min 17 °C. In dat geval zou de hele aarde bedekt zijn met een grote ijslaag en zou er van een interessante vorm van leven geen sprake zijn.
De planeet aarde heeft echter een luchtlaag die de warmtestraling die van het aardoppervlak terugkomt absorbeert. Deze luchtlaag wordt daardoor extra verwarmd. We noemen dit het broeikaseffect. Het is een effect van 32 °C. Daardoor is het op aarde gemiddeld 15 °C (Boeker 1999). Het broeikaseffect op zich is dus heel gunstig voor ons leven op aarde. Dit broeikaseffect wordt veroorzaakt door een aantal gassen in de atmosfeer, namelijk: waterdamp met een bijdrage van 20,6 °C; ozon, 2,4 °C; lachgas, 0,8 °C; methaan, 0,8 °C; HFC, 0,6 °C, en koolstofdioxide (CO2) met een bijdrage van 7,2 °C (Boeker 1999). De concentraties van die laatste twee gassen nemen door menselijke activiteiten toe, en daarmee neemt ook het broeikaseffect toe.
Dat noemen we het versterkte broeikaseffect. Dit effect heeft een aantal gevolgen. Het eerste gevolg is dat meer water van de oceanen verdampt, waardoor er meer regenbuien en orkanen ontstaan (Wentz et al. 2007). Het tweede effect is dat de gemiddelde temperatuur van de atmosfeer stijgt. Dit zorgt er weer voor dat de temperatuur van het zeewater stijgt. Het water zet uit en daardoor stijgt de zeespiegel gemiddeld een tiental centimeters per 100 jaar (Meehl 2005).
Als de ijsmassa’s op landoppervlakken zoals op Groenland gaan smelten dan zal zeespiegelstijging zelfs enkele meters bedragen (Gregory 1998).
De toename van het CO2 gehalte in de atmosfeer wordt veroorzaakt door het op grote schaal verbranden van de fossiele brandstoffen aardgas, olie en steenkool. Het gaat hier in totaal om 7 miljard ton koolstof per jaar. Omdat we de regenwouden massaal kappen en deze bomen verbranden komt daar nog eens 2 miljard ton koolstof per jaar bij. In totaal is dit 9 miljard ton koolstof per jaar dat de lucht in gaat in de vorm van CO2. De oceanen absorberen netto 3 miljard ton koolstof per jaar waardoor het CO2 gehalte ieder jaar stijgt met 6 miljard ton koolstof. Daardoor stijgt ook ieder jaar het versterkte broeikaseffect. Deze stijgsnelheid en het CO2 gehalte in de atmosfeer is de laatste 160.000 jaar niet zo hoog geweest. De genoemde getallen zijn alle vrij zeker omdat ze over een lange reeks van jaren nauwkeurig zijn gemeten (IPCC).
Op zich merken we in Nederland weinig van het versterkte broeikaseffect. Het heeft de tweede helft van de vorige eeuw wel meer geregend dan in de eerste helft en we hebben de afgelopen twintig jaar wat meer warme zomers gehad. Maar dat is dan ook alles. Politici met een korte termijn politiek kunnen daarom dit versterkte broeikaseffect negeren, zonder dat ze daarvoor door kiezers of door de weersomstandigheden worden gestraft.

De onzekerheden
Er bestaat veel onzekerheid over de toekomstige effecten van het steeds maar toenemende CO2 gehalte in de atmosfeer. We weten sinds een aantal jaren door de meteoroloog Edward Lorenz dat het weer zich gedraagt als een sterk-niet-lineair gekoppeld systeem, en daarom voor de lange termijn – hoe krachtig computers ook worden – niet met modellen te voorspellen is. Een lokale minieme verandering, zoals het klappen van de vleugels van een vlinder op een eiland in de stille oceaan, kan uitgroeien tot een orkaan die een ravage aanricht in Florida.
Wat voor het weer in het algemeen geldt, geldt ook voor lokale klimaatsystemen. We kunnen niet voorspellen hoe die zullen veranderen op basis van modellen of op basis van metingen.
We zien gebieden met langere droogte-perioden zoals in Australië, maar weten niet of dit een willekeurige variatie is, of een systematische trend, veroorzaakt door het versterkte broeikaseffect (Kroonenberg 2006, Fannery 2005).
Het enige wat we zeker weten, is dat met het toenemende CO2 gehalte in de atmosfeer, er meer energie in die atmosfeer wordt gepompt. Maar of dat op den duur tot gevolg heeft dat bijvoorbeeld de warme Golfstroom door de Noordzee stopt, waardoor we plotseling weer een ijstijd meemaken en leven zoals we dat in Nederland kennen onmogelijk wordt, dat weten we niet. Er zijn ook nog andere bronnen van variaties, zoals variaties in de aardbaan rond de zon, die de waarschijnlijke oorzaak zijn van de ijstijden en die ongeveer iedere honderdduizend jaar optreden, en variaties in intensiteit van de zon (Kroonenberg 2006).

Omgaan met onzekerheden
Hoe gaat men momenteel om met de bovenstaande onzekerheden? Hier zien we twee typen reacties. De ene reactie is: We hebben op dit moment geen probleem en weten niet of we in de toekomst een probleem hebben, dus we doen nu niets en als het in de toekomst zeker wordt dat we een probleem hebben, dan pakken we het dan aan. Dit kun je de ‘pioniersbenadering’ noemen. Een pionier gelooft dat hij de onbekende problemen die hij zal tegenkomen in de toekomst wel zal kunnen oplossen met de middelen die hij op dat moment bij zich heeft. Dit is tot nu toe de benadering geweest van de Verenigde Staten van Amerika, en deze wordt gedeeld door onderzoekers zoals Kroonenberg (2006).
De andere benadering maakt gebruik van het zogenaamde ‘voorzorgsprincipe’ (Harremoes et al. 2002). Het potentiële toekomstige probleem zou zo groot kunnen uitpakken dat we het niet meer kunnen bestrijden, en dat de effecten ervan onomkeerbaar blijken te zijn. Het zou bijvoorbeeld kunnen dat door de temperatuurstijging de permament bevroren toendragebieden ontdooien, waardoor rottingsprocessen opgang komen en daarmee methaanemissie naar de atmosfeer, die het versterkte broeikaseffect versnellen en daarmee de temperatuurstijging laten accelereren. De zeespiegel zou dan snel zo hoog stijgen dat het merendeel van de mensheid niet meer kan leven. Om die situatie te voorkomen is het beter nu maatregelen te nemen. Je hanteert dan het voorzorgsprincipe. Dit is de officiële benadering van een meerderheid van staten in de wereld, zoals vastgelegd in de verklaring van Rio de Janeiro, Principle no. 15 (United Nations 1992):

“In order to protect the environment, the precautionary approach shall be widely applied by States according to their capabilities. Where there are threats of serious or irreversible damage, lack of full scientific certainty shall not be used as a reason for postponing cost-effective measures to prevent environmental degradation.”

In werkelijkheid hanteren de landen, met uitzondering van de Scandinavische landen, het voorzorgsprincipe niet echt voor het broeikasgas effect. Dat zou namelijk betekenen dat ze het CO2 gehalte in de atmosfeer niet verder mogen laten stijgen, wat inhoudt dat de CO2 emissie van 9 miljard ton koolstof per jaar heel snel naar 3 miljard ton koolstof per jaar zou moeten worden gebracht. Want dan is de emissie gelijk aan de absorptie en heb je een stabiele situatie.
Volgens het voorzorgsprincipe zou de emissie dus met een factor 3 gereduceerd moeten worden (67 % afname). Een complicerende factor is bovendien dat een aantal partijen belangen hebben bij het vergroten van de onduidelijkheid over de situatie van de klimaatsverandering en dat ook doelbewust doen (Ehrlich 1996).

Concrete aanbevelingen
In Genesis 1 geeft de Schepper aan de mens de opdracht om te heersen over de vissen van de zee en de vogels in de hemel; oftewel om verantwoording te dragen voor de hele planeet. Er zijn veel theologen, zoals Elsdon (1992), die hebben aangetoond dat de opdracht om zorgvuldig met de schepping om te gaan door de hele Bijbel heen te vinden is. Ook veel niet-christenen vinden de aardse levende natuur van grote waarde. Een mooie uiteenzetting wordt onder andere gegeven door Ward (2000). De huidige omgang van de mensheid met de schepping is ver verwijderd van dit gedrag. Niet alleen neemt de kwaliteit van de biodiversiteit af, maar zelfs de essentiële functies die de natuur verzorgt (zoals schoon drinkwater, lucht en voedsel) verzwakken, hoewel ze een economische waarde vertegenwoordigen die veel groter is dan alle Bruto Nationale Producten van de wereld bij elkaar opgeteld (Constanza 1997). Dus ook vanuit economisch oogpunt is de huidige gang van zaken heel onverstandig (Daley 1994). Diamond (2005) laat zien dat samenlevingen zichzelf op deze manier te gronde kunnen richten, maar geeft tevens richtlijnen voor hoe ze verstandig met de natuur kunnen omgaan. Ook Van Dieren (1995) geeft handvatten voor hoe het anders kan.
Als je verantwoording draagt voor de natuur in haar geheel, dan ga je geen risico’s aan waarvan de mogelijke gevolgen niet meer goed te maken zijn. Dit betekent dat we heel snel de broeikasgasemissies zo ver moeten beperken, dat we tot een stabiele situatie kunnen komen. En dit houdt concreet in dat de emissie op korte termijn met een factor 3 (67 %) teruggedrongen moet worden. De cruciale vraag is dus hoe we die factor 3 op korte termijn gaan halen. Hiertoe is het handig om eerst enig inzicht te krijgen in wat de belangrijkste processen zijn voor de CO2 emissie naar de atmosfeer. Die processen zijn: (i) het verbranden van de fossiele bronnen aardgas en steenkool om gebouwen te verwarmen, (ii) het verbranden van de fossiele bron olie (in de geraffineerde vormen benzine, diesel, kerosine en scheepsbunkerolie) voor alle vormen van transport, (iii) het verbranden van aardgas en steenkool om elektriciteit op te wekken, nodig voor de verlichting van de gebouwde omgeving en voor het aandrijven van pompen en compressoren in de industrie en (iv) het verbranden van fossiele brandstoffen in de industrie, nodig voor het verwarmen van processtromen. Als we de benodigde elektriciteit verdelen over de gebouwde omgeving en de industrie dan houden we drie sectoren over waar fossiele brandstoffen worden verbrand. Ik geef die hier als het percentage van het totaal: Gebouwde omgeving: 35 %, Transport: 19 % en industrie 46 % (IPCC).
Per sector zal ik nu kort bekijken welke reducties haalbaar zijn. Voor het warm houden van gebouwen heb je theoretisch gezien maar een paar procent nodig van het huidige brandstofverbruik. In de praktijk kun je heel dicht bij die theoretische waarde komen door het gebruik van warmte en koude opslag en door het gebruik van warmtepompen en goede isolatie. Het nieuwe Shell laboratorium in Amsterdam bijvoorbeeld heeft een factor 30 lagere CO2 emissie in vergelijking met oude gebouwen. Als de warmtepompen en de verlichting met elektriciteit worden gevoed, die is verkregen door zonnepanelen, dan is het mogelijk om klimaatneutrale gebouwen te bouwen met de huidige stand der techniek. Het Nederlandse aannemersbedrijf DHV heeft onder andere zulke gebouwen ontworpen voor China. Voor nieuwbouw is de CO2 emissie dus gemakkelijk terug te brengen tot heel lage waarden. Voor bestaande huizen is dit veel moeilijker. Echter, met verbeterde isolatie- en zonnepanelen lijkt ook hier die factor 3 wel te halen.
Voor transport is de CO2 emissiereductie met een factor 3 juist heel moeilijk te halen. Personenauto’s kunnen nog wel zuiniger, maar voor vrachtauto’s en voor vliegtuigen is 10 % zuiniger al een hele opgaaf. Bovendien is de inzet van hernieuwbare grondstoffen ook maar heel beperkt mogelijk, omdat de conversieprocessen van biomassa-afval zoals stro en hout naar vloeibare transportbrandstoffen als benzine, diesel en kerosine nog in de kinderschoenen staan, en biomassa zoals maïs, koolzaad, palmolie en suikerriet maar beperkt geproduceerd kan worden binnen ecologische grenzen (Berg 2009). De reductie moet hier vooral komen van ander gedrag van mensen, en wel domweg minder reizen. Vooral vliegreizen veroorzaken enorm veel CO2 emissie, vanwege de lange afstanden die worden afgelegd. Iedereen die wel eens een ecologische voetafdruk heeft laten berekenen ziet dat zijn vlieggedrag de voornaamste oorzaak is van het leven op te grote voet.
De industrie wordt enerzijds steeds efficiënter in het gebruik van primaire energiebronnen voor de productie van goederen. Zo vermindert bijvoorbeeld de chemische procesindustrie in Nederland vanaf 1992 het energieverbruik ieder jaar met zo’n 2 % per ton product, en wellicht is dit te verhogen tot 3 % besparing per jaar (Berg 2009). De productie van het aantal goederen neemt anderzijds echter met een iets groter percentage toe, waardoor het totale effect is dat het energieverbruik toch toeneemt (dit wordt het terugkaatseffect genoemd). Opnieuw is hier het gedrag van de consument een belangrijke factor. Als wij minder vaak nieuwe spullen kopen dan helpt dat enorm om de CO2 emissie te reduceren.
Elektriciteitsproductie op basis van hernieuwbare bronnen is sterk in ontwikkeling. Voor de korte termijn zijn dat windenergie, zonnecellen en biomassa (Berg 2009). Voor de lange termijn kan zogenaamde ‘blauwe elektriciteit’ een significante bijdrage gaan leveren (Veerman et al. 2010). Blauwe elektriciteit wordt verkregen door rivierwater en zeewater langs twee verschillende membranen te leiden. De positieve en de negatieve delen van het zout van het zeewater worden door de membranen gesplitst, waardoor er een elektrisch spanningsverschil ontstaat en elektrische stroom wordt opgewekt.
De rol van de politiek in het reduceren van CO2-emissies is voor alle bestuursniveaus uitgewerkt door Van den Berg & Nijhoff (2009). Kort samengevat wordt voorgesteld internationale afspraken te maken voor het gebruik van hernieuwbare grondstoffen en limieten te stellen aan de CO2 emissies. Daarnaast pleiten de onderzoekers ervoor om op Europees en landelijk niveau wettelijke kaders te scheppen, een landelijke energiecommissie in te stellen, en beleidsinstrumenten in te voeren die moeten gaan zorgen voor energiebesparing met een factor 3 ten opzichte van het huidige verbruik. Door het gebruik van duurzame bronnen, in plaats van fossiele bronnen, zou men in totaal kunnen komen tot een factor 4 lagere uitstoot van koolstofdioxide (Berg 2009).
Voor het bedrijfsleven houdt een structurele emissiereductie in dat ze nieuwe producten op de markt brengen die over de hele levenscyclus een factor 3 lagere CO2 emissie hebben. Dit kan gerealiseerd worden door innovatieve nieuwe processen te ontwikkelen met een factor 3 lager energieverbruik, of door het gebruik van hernieuwbare energie en grondstofbronnen te komen tot een factor 3 lagere CO2 emissie. Steeds meer bedrijven hebben duurzame ontwikkeling in hun doelstellingen staan en werken daar hard aan, zoals te zien is in de beschreven industriële praktijkvoorbeelden van Harmsen (2003, 2010). De zakelijke onderbouwing voor dit streven is heel goed weergegeven door Hart (1997) en Keiner (2006). De methoden om duurzame producten en processen te ontwerpen en ontwikkelen zijn uitvoerig beschreven door Korevaar (2004).
Voor de persoonlijke levenssfeer betekent het willen terugdringen van CO2-emissie met een factor 3 concreet: minder (verre) vliegreizen maken, minder ver van het werk gaan wonen, het huis goed isoleren, gebruikmaken van zonne-energie, en langer doen met gebruiksartikelen. Mocht de lezer nu optimistisch zijn geworden, dan komt dat waarschijnlijk omdat de aanbevelingen veel te kort door de bocht beschreven zijn. Om het bovenstaande mogelijk te maken is niet alleen een verandering van het consumentengedrag noodzaak, maar ook een markteconomie die functioneert in samenhang met een betrouwbare overheid, die bovendien een consistent beleid nastreeft. Het realiseren hiervan is niet eenvoudig. Dus of het gaat lukken om tot een stabiele situatie voor het klimaat te komen is ongewis. Wat christenen, politici, werknemers en consumenten te doen staat is echter wel duidelijk.

Conclusies
Wereldwijde klimaatsverandering roepen christenen op om hun verantwoordelijkheid te nemen en over te gaan tot daden in de politiek, het bedrijfsleven en in de persoonlijke levenssfeer. Voor de politiek houdt dit in: wettelijke kaders scheppen, een landelijke energiecommissie instellen, beleidsinstrumenten invoeren die zorgen voor energiebesparing met een factor 3 ten opzichte van het huidige verbruik, en aanmoedigen tot het gebruik van duurzame bronnen in plaats van fossiele bronnen, voor in totaal een factor 4 lagere uitstoot van CO2. In het bedrijfsleven dient men te zorgen dat er een continu verbeteringsproces op gang komt, waarbij energiebesparing een heel belangrijk element is. Voor de persoonlijke levenssfeer betekent het willen terugdringen van CO2-emissie: minder verre vliegreizen maken, minder ver van het werk gaan wonen, het huis goed isoleren, gebruikmaken van zonne-energie, en langer doen met gebruiksartikelen.

Prof. ir G.J. (Jan) Harmsen is als bijzonder hoogleraar duurzame chemische technologie verbonden aan de Rijksuniversiteit Groningen en hij is directeur van Harmsen Consultancy B.V. Hij geeft advies op het gebied van duurzame innovatie. E info@harmsenconsultancy.nl

Literatuur
Boeker, E. (1999). Environmental Physics. Chichester: John Wiley.
Brundtland, G.H. (1987). World Commission on Environment and Development: Our Common Future. Oxford: Oxford University Press.
Costanza, R., d’Arge, R., De Groot, R., Farber, S., Grasso, M., Limburg, K., Naeem, R., O’Neill, R.V.,Paruelo, J., Raskin, R.G., Sutton, P. & Van de Belt, M. (1997). The Value of the World’s ecosystem Services and Natural Capital. Nature 387 (6230), 253- 260.
Daly H.E.; J.B. Cobb (1994). For the common good: Redirecting the Economy towards Community, Environment and a Sustainable Future. Boston: Beacon Press, 2nd ed.
Diamond, J. (2005). Collapse: how societies choose to fail or survive. London: Penguin books.
Dieren, van W. (1995). Taking nature into account: toward a sustainable national income. New York: Springer Verlag.
Elsdon, R. (1992). GreenHouse Theology: Biblical Perspectives on Caring for Creation. Monarch: Tunbridge Wells.Ehrlich P., Ehrlich, A.H. (1996). Betrayal of science and reason: How Anti-Environmental Rhetoric Threatens Our Future. Washington, DC: Island Press.
Fannery, T. (2005). The Weather makers. London: Penguin books.
Gregory, J.M. & Oerlemans, J. (1998). Simulated future sea-level rise due to glacier melt based on regionally and seasonally resolved temperature changes. Nature 391, 474-476.
Harmsen, G.J. & Powell, J.B. eds. (2010). Sustainable Development in the Process Industries Cases and Impact. New York: John Wiley & Sons.
Harmsen, G.J., Korevaar, G. & Lemkowitz, S.M. (2003). Process intensification contributions to sustainable development. In Stankiewicz, A. & Moulijn, J.A., (eds.), Re-engineering the chemical processing plant. New York: Marcel Dekker.
Harremoes, P., Gee, D., MacGarvin, M., Stirling, A., Keys, J. & Wynne, B. et al. eds. (2002). The precautionary principle in the 20th century. London: Earthscan. Hart, S. (1997). Beyond greening: strategies for a sustainable world. Harvard Business Review, 66-76. IPCC reports available from http://www.ipcc.ch.
Korevaar, G. (2004). Sustainable Chemical Processes and Products: New Design Methodology and Design Tools. Delft: Eburon.
Kroonenberg S. (2006). De menselijke maat: de aarde over tienduizend jaar. Amsterdam: Atlas.
Meehl, G.A. (2005). How Much More Global Warming and Sea Level Rise? Science 307(5716), 1769-1772.
Keiner, M. ed. (2006). The Future of Sustainability. Dordrecht: Springer.
United Nations (1992). The Rio Declaration. United Nations Conference on Environment and Development (UNCED), Rio de Janeiro.
Van den Berg, H. & Nijhoff, R. (2009). Bio-energie natuurlijk beter? Kort commentaar no 15. Wetenschappelijk Instituut van de ChristenUnie.
Veerman, J., Saakes, M., Metz, S.J. & Harmsen, G.J. (2010). Electrical Power from sea and River water by reverse electrodialysis: a first step from the laboratory to a real power plant. Environmental Science & Technology (forthcoming).
Ward, P.D. & Brownlee, D. (2000). Rare Earth Why Complex Life is Uncommon in the Universe. New York: Springer Verlag.
Wentz, F.J., Ricciardulli, L., Hilburn, K. & Mears, C. (2007). How Much More Rain Will Global Warming Bring? Science 13: 233-235.

Deze tekst is geautomatiseerd gemaakt en kan nog fouten bevatten. Digibron werkt voortdurend aan correctie. Klik voor het origineel door naar de pdf. Voor opmerkingen, vragen, informatie: contact.

Op Digibron -en alle daarin opgenomen content- is het databankrecht van toepassing. Gebruiksvoorwaarden. Data protection law applies to Digibron and the content of this database. Terms of use.

Printen