De stiefdochters van de klimaatwetenschap (1) Geo-engineering

Is het mogelijk om klimaatverandering tegen te gaan door de natuur te beïnvloeden in plaats van alternatieven voor koolstofhoudende brand- en grondstoffen te ontwikkelen?

Donald Trump was ervan overtuigd, een groep natuurwetenschappers denkt van wel, een grotere groep denkt dat, als het al kan, het een riskant middel is en milieuactivisten zijn fel tegen[1]. Populair is geo-engineering in elk geval niet.

In deze post bespreek ik drie manieren om de opwarming van de aarde te verminderen, naast de vermindering van de uitstoot van broeikasgassen: 

  • Beïnvloeding van de instraling van de zon (SRM, solar radiation management), 
  • Uit de atmosfeer of de oceanen verwijderen van CO2 (CDR, carbon dioxide removal)
  • Opvangen en opslaan van CO2 (CCS, carbon capture and storage). 

Deze laatste methode is het minst controversieel.

Beïnvloeden van de instraling door de zon

De uitbarsting van de Mount Pinatubo op de Filippijnen in 1991 bracht 20 miljoen ton zwaveldeeltjes in de lucht met als gevolg dat gedurende een jaar de gemiddelde temperatuur op aarde 0,5oC daalde. Dit zette wetenschappers aan het denken. Het is niet moeilijk om zo’n effect ook met vliegtuigen of ballonnen te bewerkstelligen. Gesproken wordt dan over SAI, stratospheric aerosol injection. Schattingen van de kosten lopen uiteen van $2,5 – $140 miljard. De universiteiten van Harvard en Delft doen onderzoek op dit gebied, vooralsnog uitsluitend aan de hand van computermodellen. De grote vraag is. Heb je de spreiding van de zwaveldeeltjes door de stratosfeer met zijn krachtige windsystemen in de hand?. De uitbarsting van de Mount Pinatubo had wereldwijde gevolgen: Droogte in de Sahel, met honderdduizenden doden tot gevolg en overmatige regenval in het zuiden van de VS. 

Er zijn nog andere methoden om de instraling van de zon te beïnvloeden zoals huizen wit maken, wolken lichter kleuren door er zeezout in te pompen en ook het plaatsen van tienduizenden km2 aan spiegels in de woestijn. De scepsis is begrijpelijk. Voor de kosten van al deze maatregelen, kan de uitstoot van CO2 substantieel worden teruggedrongen[2].

Verwijderen van CO2 uit lucht en water

SRM mag weinigen overtuigen, feit blijft dat vrijwel alle klimaatwetenschappers het erover eens zijn dat met beperking van de CO2-uitstoot alleen, de Parijse doelstellingen niet gehaald worden. 

In zijn laatste rapport[3] benadrukt het gezaghebbende Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) de noodzaak van ‘negatieve emissie’ zelfs tot ver in de 22ste eeuw, in aanvulling op alle voorgenomen inspanningen om de uitstoot van broeikastgassen terug te brengen. Het is immers niet de CO2-uitstoot zelf die de opwarming van de aarde veroorzaakt, maar de ontzaglijke hoeveelheid CO2-equivalenten die zich inmiddels in de atmosfeer bevindt.

Negatieve emissies – bron: World Resources Institute

Verwijderen van CO2 kan op natuurlijke en op kunstmatige wijze. Planten, bossen, de aarde en de oceanen nemen elk jaar ongeveer de helft op van de geproduceerde CO2. Probleem is dat de opnamecapaciteit van de aarde daalt door het kappen van bossen en de geïndustrialiseerde landbouw. Maar ook dat de zeeën steeds zuurder worden wat ten koste gaat van het zeeleven, denk aan de koraalriffen. Stoppen met de kap van bestaande bossen en radicale verandering van het agrarisch bodemgebruik zijn essentieel. Aanplant van nieuwe bossen ook, vooral met het oog op de toekomst.

Methoden om COuit de lucht te verwijderen

Hoe kan, behalve door de natuur zelf, koolstof aan lucht en water worden onttrokken? Een betrekkelijk eenvoudige, maar kostbare techniek is DACS, direct air capture with storage, het op grote schaal filteren van de lucht. Een veelbelovende methode leek het stimuleren van de groei van algen met ‘ijzerbemesting’ van de zeewateren. Algen leggen CO2 vast en na hun dood zouden ze zinken naar de bodem van de oceaan, ware het niet dat voor het zover is, ze al fungeren als visvoer en in de voedsel kringloop terechtkomen. Het mineraal olivijn bindt eveneens CO2 maar daarvan zijn dan miljarden tonnen per jaar nodig. Eenvoudiger is de kunstmatige ondergrondse productie van houtskool (biochar).  Ook zijn er kunstmatige bomen ontworpen die 33x zo veel CO2 uit de lucht halen dan gewone bomen, dat vervolgens opgeslagen kan worden. 

Direct air capture – bron: Carbon Engineering

Opvang bij de bron en opslag (CCS)

Het gaat hier om te voorkomen dat geproduceerd COin lucht of water komt. Vaak genoemd wordt het uitbreiden van de productie van biogas en daarbij vrijkomend CO2 afvangen (BECCS; bioenergy with carbon capture and storage). Deze methode ondervangt niet het groeiende bezwaar tegen biomassa zelf, namelijk het permanente risico dat de productie ervan ten koste gaat van de voedselproductie en met name van bosgebieden (zie mijn volgende blogpost). 

Zeker voor Nederland geldt dat er voldoende aanleiding is om in een aantal industrieën CO2 op te vangen. Tegenstanders vrezen dat dit deze industrieën in dat geval minder haast maken met de ontwikkeling van koolstofvrije productietechnieken. Uit onderzoek van de universiteit van Delft in opdracht van Natuur & Milieu, blijkt dat vooral in de ijzer- en staalindustrie en bij waterstof- en ammoniakproductie koolstofvrije productietechnieken nog op zich zullen laten wachten[4]. Hier is CCS aan de orde. Het Klimaatakkoord begrenst de subsidiëring van CCS voor de ontwikkeling van dergelijke technieken, waarmee een deel van de bezwaren wordt ondervangen. Verder is in het akkoord afgesproken dat de opslag van afgevangen CO2 in voormalige gasvelden onder de zeebodem zal plaatsvinden.

De ontwikkeling van CCS gaat vooralsnog traag vanwege de financiële risico’s.

Porthos is een van de weinige consortia die ermee begonnen is. Dit is een joint venture van het Havenbedrijf Rotterdam, de Gasunie en EBN die in 2024 de eerste CO2 onder de grond kan brengen.

Het is terecht dat universiteiten geo-engineering onderzoeken.

De stelling dat mensen niet zouden mogen ingrijpen in natuurlijke processen houdt geen stand. Dat is vanaf het begin van de mensheid gebeurd. We zijn nu voor het eerst in de geschiedenis in staat de directe en indirecte effecten van dergelijke ingrepen te doorgronden. Deze kennis is een verbindende voorwaarde voor de toepassing van geo-engineering. Echter, ondanks mét wat er nu aan kennis is, zijn de vooruitzichten op grootschalige toepassing nog beperkt en dat is, met het oog op de uitvoering van de Parijse akkoorden een probleem.


[1] https://www.vn.nl/geo-engineering-klimaatverandering/

[2] Daan Boezemen & Henk Donkers: Draaien aan de thermostaat van de atmosfeer. Geografie, april 2014 

[3] https://www.ipcc.ch/sr15/

[4] https://www.natuurenmilieu.nl/wp-content/uploads/2020/12/Rapport-Kosteneffectieve-alternatieven-voor-CCS_Def.pdf

Discussie over mondkapjes. Toont niet de onmacht van de politiek maar die van wetenschappers

Herman van den Bosch over filterbubbels

Een waarschuwing vooraf: Hier volgt geen mening over mondkapjes. Deze hebben de meeste mensen al. Ze kunnen kiezen uit een rijke variatie aan opvattingen die dagelijks in diverse praatprogramma’s voorbijkomt. In een interessant artikel in De Volkskrant spreekt de auteur, Sander van Walsum, over filterbubbels: Mensen die over allerlei kwesties en dus ook mondkapjes, een vluchtige mening vormen en zich daarbij aansluiten bij een groep en zichzelf vervolgens afsluiting van andere opvattingen.


Dit is de eerste afleving van een nieuwe reeks blogposts nu de reeks over De humane stad af is. Zij zal wat meer aansluiten bij het motto van deze blog, Betrokken Wetenschap, maar de leefbaarheid van steden en het welzijn van de bewoners blijft een centrale rol spelen. Wel zullen ze veel korter zijn.


Elk land wel een instelling als het RIVM die de overheid over mondkapjes moet informeren op basis van wetenschappelijke inzichten.  Daarnaast zijn er nog de nodige andere deskundigen, vaak met afwijkende opvattingen die ook gebaseerd zijn op wetenschappelijke kennis. In Nederland kennen we bijvoorbeeld het C19 RED team, dat inmiddels ook al de nodige media-aandacht heeft gehad. Over één ding is iedereen het eens. De beste maatregel om de verspreiding van het coronavirus tegen te gaan is social distancing. Maar anderhalve meter afstand houden kan lang niet altijd. Waar voldoende afstand houden niet kan, ligt het voor de hand om te denken aan mondkapjes en hier begint de onenigheid.

Het C19 RED team hamert allang op de wenselijkheid van mondkapjes in de openbare ruimte. Dus, behalve in het openbaar vervoer, ook in drukke winkelstraten en de publieke binnenruimte (winkels, kantoren en scholen). Het RIVM is echter bang dat dragers van een mondkapje mensen onverschilliger maakt en zij minder afstand zullen houden. Het instituut verwijst daarbij naar publicaties die dit zouden aantonen. Anderen trekken de waarde daarvan in twijfel en halen studies aan die het tegendeel zouden bewijzen. Een daarvan is een analyse van beelden van beveiligingscamera’s waar geen verschil blijkt tussen gedrag van mensen met of zonder mondkapjes.

Dr. Redfield, directeur CDC – public domain

Dr. Redfield, directeur van de US Centers for Disease Control and Prevention (CDC), het Amerikaanse RIVM, stelde tijdens een bijeenkomst van de Senaat zelfs dat het dragen van mondkapjes, als iedereen dat doet, een betere bescherming biedt en het virus sneller zal terugdringen dan een eventueel vaccin: Als iedereen buitenshuis een mondkapje draagt is de bescherming algemeen, de immuniteit van een vaccin ligt rond de 70%.

Politici kunnen bijna niet anders dan met compromissen komen om eigen deskundigen niet af te vallen. President Trump is minder subtiel. Volgens hem zijn mondkapjes flauwekul en hij onderstreept die opvatting door ze zelden te dragen. Deze link verwijst naar een reeks foto’s die daar een veelzeggende illustratie van is. Nadat de door hemzelf benoemde dr. Redfield zich zo duidelijk voor mondkapjes had uitgesproken, kon de president alleen nog stellen deze in de war was. Of zijn gedrag verandert nu hij zelf besmet is valt te bezien.

Nu gaat het mij zoals gezegd niet om welke mening de juiste is. 

Mijn grote zorg is dat wetenschappers, als het over mondkapjes gaat, zich net als het publiek in filterbubbels opsluiten. Want een ding is duidelijk. Er zijn geen grondige studies over de bestrijding van het corona virus. Ze zijn allemaal fragmentarisch, zo ook een van de bewijzen die dr. Redfield aanhaalt, namelijk twee medewerksters van een kapsalon (met mondkapjes) die zonder dat ze het wisten besmet waren en 139 klanten (met mondkapjes) hebben geknipt, waarvan niemand achteraf het virus bleek te hebben overgenomen. 

Wat voor het onderzoek naar het corona virus geldt, gaat op voor vrijwel alle gedagswetenschappelijk onderzoek. Het toont iets aan of ontkracht iets, maar het resultaat kan zelden worden veralgemeniseerd. Dat komt door de beperkte omvang van de onderzochte groep, het geringe aantal variabelen en de omstandigheden waaronder het onderzoek plaats vond. Dit soort onderzoek is desondanks allesbehalve nutteloos. In tegendeel, maar onder één voorwaarde: Die is dat de onderzoekers tegenstrijdige uitkomsten zonder vooringenomenheid onderling bediscussiëren. Helaas gebeurt dat veel te weinig. Ook wetenschappers zoeken in plaats daarvan verwante geesten op. Onderlinge discussie, ook wel cognitief conflict genoemd, leidt meestal tot verdieping van de kennis, eensgezindheid over de beperkingen ervan en verschaft leken het voor het moment beste houvast om te handelen.

Een dergelijke discussie over mondkapjes ontbreekt. Wetenschappers van het RIVM, het C19 RED team en andere deskundigen zouden bij elkaar moeten zitten om alle voorhanden studies op hun waarde te beoordelen en tot het meest houdbare advies te komen.  Dit in plaats van meningen te ventileren in praatprogramma’s, elkaar te beschimpen, het publiek gelegenheid te geven om opportunistische keuzen te maken en politici in verwarring te brengen of partijpolitiek te bedrijven. Volgens hoogleraar Andreas Voss, lid van het Outbreak Managementteam, is het eindeloze gediscussieer op radio en televisie en het gepolder in de politiek de voornaamste reden dat het Nederlandse beleid veel minder effectief is dan het Duitse. Maar hij wijst er ook fijntjes op dat Duitsers gewoon braver zijn.