Voorspelling, Effecten en Beleid

In figuur 2.9 geeft de voorspelling van de ontwikkeling van de gemiddelde mondiale temperatuur op aarde onder een aantal scenarios.

Figuur 2.9: Voorspelling ontwikkeling mondiale temperatuuar (bron: IPPC, 2007)

Hieruit is op te maken dat de temperatuur ook bij constante CO₂verder zal stijgen. De realiteit is echter dat de uitstoot van CO₂in de periode 1970-2005 sterk is toegenomen (Kattenberg, 2008, 21).

2.5.1 Effecten gerelateerd aan Klimaatverandering

De temperatuurstijging leidt tot het smelten van ijskappen en gletsjers, en daarmee tot zeespiegelstij-ging. Een minstens zo belangrijk effect is dat zeewater niet alleen opwarmt, maar daarmee ook uitzet - het volume wordt groter. De huidige modelberekeningen laten zien dat dit effect 2x zo groot is (1.6 [mm/jaar]) als het effect van smeltende ijskappen en gletsjers (0.8 [mm/jaar]). Ten slotte is er nog de Groenlandse en Antarctische ijsbedekking, waarvan het effect samen weer de helft kleiner is [0.4 [mm/jaar]. Totaal is de zeespiegelstijging dus 2.8 [mm/jaar]. Voor de 21eeeuw wordt gerekend op 18 tot 59 cm, of 18 - 59 [mm/jaar].

Dit lijkt een beperkte stijging, maar omdat een groot deel van de mensheid aan kusten woont zullen veel gebieden – deltas zoals Nederland – hiermee te maken krijgen.

2.5. Voorspelling, Effecten en Beleid

Figuur 2.10: Voorspelling Temperatuur, Zeespiegelstijging, Ijs en sneeuwbedekking (bron: IPPC, 2007)

Omdat door de opwarming en energie-opname van de oceanen de hydrologische kringloop inten-siveert, zal het weer veranderen. Er zullen meer hittegolven zijn, periodes van droogte en van extreme neerslag. Als gletsjers daadwerkelijk afsmelten, veranderen rivieren als de Rijn en de Rh ˆone in regenri-vieren – hun

”^{basis” debiet van de gletsjer smeltwater valt weg.}

Voor Nederland betekent dit dat we zowel aandacht moeten besteden aan onze zeewering als aan de grote rivieren - in de herfst en winter zijn extreem hoge debieten te verwachten, in de zomer kan de wa-terstand juist enorm teruglopen, waardoor scheepvaart onmogelijk wordt en de zoetwatervoorziening in het gedrang komt.

Meer intensieve neerslag heeft vooral gevolgen voor de ruimtelijk ordening, bouwen en wonen en de aanleg van (energie)infrastructuur - je wilt niet dat gebieden zover onder water lopen dat schade optreedt, ICT en elektriciteitsnetwerken uitvallen etc..

Wereldwijd zullen er effecten zijn op ecosystemen, landbouw en voedselvoorziening - landbouw is bij uitstek afhankelijk van water, droogte en stormen kunnen oogsten doen mislukken.

2.5.2 Global Warming Potential

Uit het voorgaande is duidelijk geworden dat sommige gassen een (veel) grotere invloed hebben op het versterkt broeikaseffect dan andere gassen:

1 sommige gassen zoals bijvoorbeeld SF₆absorberen infraroodstraling in het atmospheric window (zie §2.2.8), anderen alleen in het gebied van H₂O en CO₂.

2 de beginconcentratie in de atmosfeer van veel broeikasgassen is laag, waardoor het effect van een kleine concentratiestijging al direct groot is

3 broeikasgassen kunnen kort (weken) of lang (honderden jaren) in de atmosfeer blijven voordat ze worden afgebroken of met regen worden uitgespoeld

Het zijn deze drie aspecten die tot uitdrukking komen in het zgn. Global Warming Potential of GWP van een individueel (broeikas)gas. Het GWP is een relatieve maat.

Het GWP wordt uitgedrukt in het effect van het brengen van 1 ton van de stof in de atmosfeer t.o.v. het brengen van 1 ton CO₂in de atmosfeer over een vaste tijdspanne

Omdat stoffen uit de atmosfeer worden verwijderd cq. in de atmosfeer worden afgebroken is het GWP over 20, 100 of 500 jaar verschillend. Stoffen die straling absorberen in de atmospheric window, die een lage beginconcentratie hebben en een lange levensduur zullen een hoge GWP hebben. De meeste chloor-fluor koolwaterstoffen, de CFK’s, vallen in deze categorie. CFK-11 heeft bijvoorbeeld een GWP100

van 4750 (zie tabel 2.1. De meeste vluchtige koolwaterstoffen hebben ook een hoog GWP. De GWP20van methaan is bijvoorbeeld 72 - verlies van methaan naar de atmosfeer draagt dus per kilo 72 keer zoveel bij als de na verbranding van dat zelfde methaan uitgestoten CO₂(per molecuul of mol is dat 72*16/44 = 26.2). De GWP van methaan zou hoger zijn als het niet in gemiddeld 2 jaar zou worden afgebroken in de atmosfeer.

Hoe groot is het GWP van water, H₂O, bij benadering denk je?

Het Global Warming Potential is niet te verwarren met de Radiative Forcing! of RF - deze is gedefini-eerd als de afwijking op de aardse energiebalans (in [W/m2]) van een aantal thans bekende fenomenen die van invloed zijn op die energiebalans (zie paragraaf 2.2.10)

Stof Formule GWP Kooldioxide CO₂ 1 Methaan CH₄ 25 Lachgas N₂O 298 Chloroform CHCl3 13 Methylchloroform H₃C−CCl₃ 146 Tetra CCl₄ 1400 CFK-11 CCl₃F 4750 CFK-12 CCl₂F₂ 10900 CFK-13 CClF₃ 14400 HFK-23 CHF₃ 14800 Zwavelhexafluoride SF₆ 22800

Tabel 2.1: GWP¹⁰⁰van een aantal broeikasgassen (bron: IPCC, 2007)

Kooldioxide, methaan en lachgas N₂O zijn met ozon in de troposfeer de belangrijkste broeikasgas-sen. Uit tabel 2.1 blijkt dat vooral chloor-fluor-koolwaterstoffen (CFK’s) een sterke broeikaswerking hebben. Sinds de aanname van het Protocol van Montreal (1987) en de in werking treding van dit protocol (1989) om de verdere afbraak van de ozonlaag te stoppen wordt de uitstoot van deze stoffen wereldwijd teruggedrongen. Echter, de enige tijd ter vervanging gebruikte HFC’s hebben ´o ´ok hoge GWP’s.

Het GWP kan gebruikt worden in bijvoorbeeld de CO₂emissiehandel. Met behulp van het GWP kan de uitstoot van andere broeikasgassen dan CO₂ook beprijsd worden - de uitstoot van ´e´en ton methaan komt dan overeen met de uitstoot van 25 ton CO₂.

2.5.3 Oplossingsrichtingen

Wereldwijd is interesse getoond in de 2-graden doelstelling, het doel van het Europese klimaatbeleid. Deze doelstelling zegt dat alle inspanningen er op gericht zouden moeten zijn om de mondiale

tem-2.5. Voorspelling, Effecten en Beleid

peratuurstijging te beperken tot 2^◦C ten opzichte van de heersende temperatuur in het pre-industri¨ele tijdperk.

De consensus onder wetenschappers is dat er een 20 tot 70% kans is dat deze 2-graden doelstelling wordt gehaald als het aantal CO₂-equivalenten in de atmosfeer kleiner of gelijk blijft dan 450 [ppm], en een slaagkans van 40-90% als de concentratie beperkt blijft tot 400 ppm (Kattenberg, 2008, 27).

In opdracht van de Britse regering heeft de econoom Stern in 2006 een groot onderzoek gedaan of het mogelijk is om dit te realiseren. Zijn (enigzins verrassende) uitkomst was dat de mensheid de technische mogelijkheden heeft om e.e.a. te realiseren, en dat dit weliswaar grote kosten met zich meebrengt, maar dat die kosten niet meer bedragen dan jaarlijks ± 2% van het Bruto Nationaal Product (Kattenberg, 2008).

De technische sleutel ligt in een transitie van onze energievoorziening – van koolstofintensief naar koolstofvrij, duurzaam –. Echter, hoewel de techniek beschikbaar is (zie spm1520, Duurzame Energie), is deze nog niet altijd competitief of betrouwbaar genoeg. Ook ontbreekt de mogelijkheid tot grootschalige opslag van elektriciteit – terwijl bijvoorbeeld windenergie een wisselend aanbod kent, als de wind waait. Grote systemen zoals het plan voor een Europees supergrid op en rond de Noordzee vergen weer veel co ¨ordinatie tussen vele partijen - dat leidt tot onzekerheid, en langzame uitvoering. Ondertussen kiezen stroomproducenten daarom toch nog voor uitbreiding met aardgas- of kolengestookte eenheden.

Een andere oplossingsrichting is opslag van CO₂, zogenaamde

”^{Carbon Capture and Storage” of} CCS. In de Europese Unie zullen tot 2020 13 demonstratie projecten worden ontwikkeld, waar CO₂ van kolencentrales wordt afgevangen en getransporteerd en opgeslagen in lege aardgasvelden. Het eerste demonstratieproject in Nederland, in Barendrecht, ontmoette echter veel weerstand vanwege de veronderstelde veiligheidsrisicos en is inmiddels afgeblazen.

Ten slotte is een oplossingsrichting om goed te kijken naar landgebruik, en ontbossing tegen te gaan. Daarmee kan wellicht de albedo een zetje in de goede richting worden gegeven, net als de netto kool-stofbalans van de biosfeer.

Water

3.1 Inleiding

“Water is leven” is de slogan van het Hoogheemraadschap Delfland (www.hhdelfland.nl). De evolu-tie van het leven op aarde is begonnen in de oceanen; het leven zelf is afhankelijk van de bijzondere eigenschappen van water, H₂O. In de waterwereld waarin wij leven is 97 % zout water - zeewater, dat gemiddeld 24 [g/l] keukenzout, NaCl, bevat. Daarmee is het ongeschikt voor humane consumptie -mensen ´en dieren hebben zoet water nodig om niet uit te drogen, de mens gemiddeld 3 liter per dag.

natriumchloride NaCl 24 magnesiumchloride MgCl₂ 5

natriumsulfaat Na₂SO₄ 4 calciumchloride CaCl₂ 0,7 magnesiumbromide MgBr₂ 0,8 Tabel 3.1: Samensteling Zeewater

De mens gebruikt zoet water niet alleen om te drinken; grote hoeveelheden water worden gebruikt in de landbouw (irrigatie), de industrie (productie) en door huishoudens (persoonlijke hygi¨ene, was-sen, toilet, tuin etc.). Voor al dit gebruik is voldoende water nodig (hoeveelheid - kwantiteit) dat van geschikte samenstelling (kwaliteit) moet zijn. In het waterbeheer gaat het dus zowel om kwantiteits- als kwaliteitsbeheer. Wereldwijd leidt dit tot problemen - er zijn grote gebieden die te kampen hebben met droogte en watertekort, en op veel plaatsen is watervervuiling een ernstig, acuut probleem.