Een haalbaarheidsstudie naar het gebruik van de NAMWA voor het bepalen van (in)direct waterverbruik en watervervuiling op sector niveau

(In)direct watergebruik en watervervuiling op sector niveau

RIZA werkdocument 99.188x

Een haalbaarheidsstudie naar het gebruik van de NAMWA voor het bepalen van (in)direct waterverbruik en

watervervuiling op sector niveau

Februari 2000 Auteurs:

K.J. Noorman H.C. Moll

IVEM, RU Groningen Nijenborgh 4

9747 AG Groningen Tel: 050-3634613

e-mail: k.j.noorman@fwn.rug.nl

$ Recover

Voorwoord

Het voorliggende rapport is opgesteld in het kader van het onderzoeksprogramma 'anticiperend onderzoek' van de afdeling Emissies van het RIZA. Dit programma dient als voorbereiding op vragen van overmorgen in het waterbeheer, en heeft daardoor een meer verkennend, innovatief maar ook risicodragend karakter. Deze studie betreft een methodologisch haalbaarheidsonderzoek naar het gebruik van de NAMWA voor het bepalen van het (in)direct waterverbruik en watervervuiling op sector niveau. De uitvoering was in handen van dr. Klaas Jan Noorman en dr.

Henk Moll (IVEM, Centrum voor Energie en Milieukunde, RU Groningen), intern IVEM bijgestaan door R.M.J. Benders, S. Nonhebel, en A.J.M. Schoot Uiterkamp, en geadviseerd door de volgende deskundigencommissie: dr. Reinout Heijungs (CML), dr. Mark de Haan en drs.

Henk Verduin (CBS), drs. Kees Vringer (RIVM), drs. Jetske Bouma, dr. Roy Brouwer en drs.

Leo Breedveld1 (RIZA).

Het doel van het onderzoek is het verkennen van de meerwaarde van Input-Output analyses voor het waterbeleid. Voor water betreft dit de NAMWA (National Accounting Matrices Water Accounts), welke voor het eerste is uitgewerkt door het CBS.

Op basis van expertise op het gebied van Energy accounting zijn voor Water accounting een aantal methodologische knelpunten gei'nventariseerd zoals databeschikbaarheid, inpasbaarheid van temporele en ruimtelijke aspecten in een input-output kader, onduidelijke systeemgrenzen tussen verschillende watertypen, en het kort-cyclische karakter van water (hoge doorstroomsnelheid en een sterk varierende verblijftijd van water). Kernpunt is de vraag hoe de koppeling tussen waterverbruik (kwantiteit) en watervervuiling (kwaliteit) kan worden gemaakt.

In het algemeen bestaan er 2 sporen van Water accounting: een smal spoor gebaseerd op financiele transacties binnen het economische systeem (huidige NAMWA) en een breed spoor gebaseerd op de stofstroomanalyse waarbij de fysieke waterstromen zelf centraal staan. Het brede spoor doet meer recht aan de complexiteit van het watersysteem, maar is tegelijkertijd ook veel bewerkelijker.

De meerwaarde van de NAMWA ligt met name in het verkrijgen van inzicht in waterstromen met betrekking tot het (in)directe waterverbruik en watervervuiling van sectoren en/of producten.

Deze kennis kan bijdragen aan een beter gebruik van de beschikbare zoetwatervoorraad en het reduceren van waterverbruik per capita. Dit is van belang omdat waterschaarste in toenemende mate optreedt en omdat het huidige verbruik veelal niet duurzaam is. Voor het Nederlandse waterbeleid kan o.a. worden gedacht aan de volgende toepassingen: 1) doorontwikkelen van input-output analyses om inzicht te verkrijgen in het verbruik van een bepaald watertype (bijv.

grondwater), waardoor een bijdrage kan worden geleverd aan een vermindering hiervan; 2) het in beeld brengen van de (in)directe gevolgen van het waterverbruik en watervervuiling van een bepaalde sector (bijv. landbouw); 3) inzicht in de baten van water gekoppeld aan de diverse sectoren uit de input-output analyse; en 4) inzicht in andere watergerelateerde milieueffecten op sector- en/of productniveau, welke relevant zijn voor het algemene milieubeleid.

1 Voor meer informatie over dit project, vragen en/of suggesties kunt u contact opnemen met Leo Breedveld, tel:

0320-256430, e-mail: l.breedveld@riza.rws.minvenw.nl.

Voor het uitvoeren van deze toepassingen dienen de geschetste methodologische vraagpunten op een pragmatische manier te worden overwonnen. Hierbij is met name databeschikbaarheid een belangrijk knelpunt. Het is de bedoeling om gezamenlijk met het CBS en andere kennisinstituten op het gebied van Water accounting een aantal onderzoekslijnen uit te zetten. Input-output analyses zijn een belangrijk (en onderbenut) hulpmiddel om de wisselwerking tussen economische en hydrologische systemen te bestuderen. Hierbij kan gedacht worden aan een up- date van de NAMWA door het CBS, het uitvoeren van een case-studie op regionaal niveau, maar belangrijker is nog om eerst gezamenlijk met mogelijk gei'nteresseerden (CBS, R1KZ, RIZA, IVEM, CML, WL, Eurostat Task Force over Water accounting, etc.) relevante watergerelateerde milieuvraagstukken te benoemen. Deze vragen kunnen vervolgens structurerend werken voor de benodigde ontwikkelingen op het gebied van Water accounting. We hopen dat deze studie hiervoor een eerste methodologische aanzet heeft gegeven en in de toekomst zal leiden tot een nuttige toepassing van input-output analyses in het waterbeleid gericht op een duurzaam watergebruik.

RIZA, Lelystad, februari 2000

(In)direct watergebruik en watervervuiling op sector niveau

Een haalbaarheidsstudie naar het gebruik van de NAMWA voor het hepalen van (in)direct waterverbruik en watervervuiling op sector niveau

PARAGRAAF 1: INLEIDING

In toenemende mate ontstaat de behoefte aan gegevens over energie-, materiaal-, en waterstromen binnen het economisch systeem en tussen het economisch systeem en het milieu teneinde beter inzicht te krijgen in de wisselwerking tussen productie- en consumptieprocessen en (de kwaliteit van) het fysieke milieu. Resource Accounting wordt binnen de milieukunde gebruikt als benadering om het gebruik van natuurlijke hulpbronnen (energie, materialen, water) in het economisch systeem inzichtelijk te maken. Met name in het energie-analyse onderzoek zijn diverse methoden ontwikkeld en toegepast om inzicht te krijgen in het directe en indirecte energiegebruik dat gepaard gaat met productie en consumptieprocessen. In het energie onderzoek wordt naast procesanalyse gebruik gemaakt van input-output analyse om op sectomiveau het cumulatieve gebruik van energie te koppelen aan productie activiteiten. Input-output analyse kan tevens worden gebruikt om de gevolgen van veranderingen in economische ontwikkeling op het sectorale energiegebruik en op welke wijze deze veranderingen doorwerken op andere sectoren te onderzoeken. Van meer recente datum is het toepassen van input-output analyse voor het inzichtelijk maken van materialengebruik. Het koppelen van data over het fysieke gebruik van natuurlijke hulpbronnen aan tabellen van de Nationale Rekeningen in de NAMEA benadering leidt tot het vergroten van het inzicht in de verbanden tussen economische activiteit en de fysieke omgeving.

Tot op heden is er relatief weinig bekend over het verband tussen het directe en indirecte watergebruik en watervervuiling en productie activiteiten. Dergelijke informatie kan een belangrijke rol spelen bij operationalisatie van ketenbeheer en waterbeheer management. Het verkrijgen van inzicht in hoe de verschillende sectoren via watergebruik en watervervuiling zijn gekoppeld kan leiden tot 'handvatten' voor waterbeleid die mede gebaseerd zijn op nieuwe gegevens over de relatie tussen productie, het gebruik van verschillende watertypen van verschillende kwaliteit en watervervuiling.

Het CBS heeft een eerste NAMWA (National Accounting Matrices- Water Accounts) rekening ontwikkeld waarin diverse waterstromen zijn opgenomen. De vraag op welke wijze NAMWA kan worden gebruikt voor het bepalen van het cumulatieve watergebruik en watervervuiling op sectomiveau en vervolgens het inschatten van de meerwaarde van deze gegevens voor gebruik ten behoeve van onder meer waterbeleid op verschillende schaalniveaus gaat vergezeld met een aantal wezenlijke methodologische vraagstukken. In deze verkennende studie wordt ingegaan op een aantal essentiele methodologische vragen. Vervolgens zal aan de hand van de uitkomsten van deze verkenning worden aangegeven onder welke methodologische randvoorwaarden het gebruik van input-output analyse zinvol kan zijn voor het genereren van extra informatie ter ondersteuning van waterbeleid.

Dit leidt tot de volgende doelstelling:

Een methodologisch verkennende haalbaarheidsstudie naar de meerwaarde die input-output analyses (NAMWA) onder praktische randvoorwaarden kunnen hebben voor het waterbeleid.

Uit deze doelstelling zijn vier onderzoekopdrachten gedestilleerd:

1. Beschrijving van het methodologisch kader van input-output analyses en van de specifieke plaats van NAMWA hierin.

2. Het uitdiepen via methodologische overeenkomsten en verschillen tussen studies naar het directe en het indirecte energiegebruik en indirect waterverbruik (via waterintensiteiten).

3. Het verkennen en karteren van praktische randvoorwaarden i.v.m. de haalbaarheid van het bepalen van het (in)direct waterverbruik en watervervuiling

4. Het verkennen van de meerwaarde van input-output analyses voor het waterbeleid, en in het bijzonder voor het bepalen van het (in)direct waterverbruik en vervuiling van sectoren.

Indien mogelijk zal aandacht worden besteed aan de koppeling van waterverbruik en vervui- ling aan producten.

Bij de opzet van de studie zal deels worden aangesloten bij bestaande kennis afkomstig uit energie-onderzoek, met name het toepassingsgebied energie input-output analyse (EIOA). Ook zullen bestaande water accountingstudies erbij worden betrokken. Aansluiting bij energie onderzoek is zinvol omdat het gebruik van input-output analyse als methode om fysieke informatie en financiele data te combineren daar reeds een lange onderzoekstraditie kent. Deze informatie alsmede de methodologische verschillen en overeenkomsten tussen 'energy accounting' en 'water accounting' kunnen richtinggevend zijn voor de inrichting van de studie.

Deze rapportage bestaat uit 7 paragrafen. In paragraaf 2 zullen de belangrijkste eigenschappen van water als natuurlijke hulpbron worden besproken. In paragraaf 3 zal worden ingegaan op input-output analyse als instrument en de plaats van NAMWA in dit instrumentarium. Tevens zal worden ingegaan op de vraag in hoeverre de bestaande input-output methodiek moet worden aangevuld of aangepast om het indirecte watergebruik op sectomiveau te bepalen. In paragraaf 4 zullen de methodologische overeenkomsten en verschillen tussen 'energy accounting' en 'water accounting' verder worden uitgewerkt. Op basis van de informatie gepresenteerd in de paragrafen 2 - 4 zullen in paragraaf 5 de praktische randvoorwaarden voor een methodologische opzet worden verkend. In paragraaf 6 wordt vervolgens de meerwaarde van input-output analyse voor het waterbeleid besproken. De rapportage wordt afgesloten met een discussie en conclusies.

PARAGRAAF 2:

EIGENSCHAPPEN VAN WATER ALS NATUURLIJKE HULPBRON

Bij het bestuderen van economie-milieu interacties (met name het gebruik van natuurlijke hulpbronnen en de effecten daarvan) is het van belang verschillende schaalniveaus te onderscheiden waarbij zowel ruimte als tijd als belangrijke dimensies worden beschouwd.

Waterkringlopen kunnen op diverse schaalniveaus worden beschreven en geanalyseerd varierend van mondiaal naar regionaal niveau. Rekening houdend met de systeemgrenzen van de NAMWA rekening als fysiek input-output model lijkt een beschrijving van de waterkringloop op nationaal niveau vooralsnog het meest haalbaar". Bij het samenstellen van invoer-uitvoer balansen is een integrate benadering van belang. Voor een dergelijke integrale benadering kan aansluiting worden gezocht bij de Derde nota Waterhuishouding (Ministerie van Verkeer en Waterstaat, 1989).

Hierin wordt een watersysteem omschreven als 'voorkomens van grond- en oppervlaktewater inclusief de directe, voor het functioneren van de voor het betreffende water relevante omgeving en de flora en fauna die daarbij horen'.

Uitstroom naar (Ca. 69 km')

Uitstroom grondwater (Ca. 6 km')

Neerslag (Ca. 29 km')

Verdamping (Ca. 23 km')

Instroom grote rjvieren

(Ca. 63 km3)

Instroom grondwater (Ca. 6 km3)

Figuur 1. Instroom-uitstroom model van het oppervlakte- en grondwatersysteem in Nederland.

De cijfers zijn indicatief. Gegevens over de grondwatervoorraden zijn niet beschikbaar.

Verdroging is het gevolg van netto-onttrekking van, met name, diep grondwater. De Haan (1997) schat de netto onttrekking aan de grondwatervoorraad in 1991 op 0,1 km .

- De beschikbaarheid van regionale input-output tabellen lijkt wellicht en bruikbaar startpunt om de mogelijkheden van een regionaal georienteerde NAMWA studie te verkennen waarbij mogelijkerwijs kan worden aangesloten op andere fluviale schalen (bijvoorbeeld) stroomgebieden.

De balans zoals weergegeven in figuur 1 is een statische weergave van een zeer dynamische werkelijkheid. Hoewel dit een algemeen aandachtspunt is binnen Natural Resource Accounting is dit voor het karteren van watergebruik en de milieugevolgen daarvan van meer eminent belang.

Bij het opstellen van 'water accounting rekeningen' komen als gevolg van een aantal elementaire kenmerken van water als hulpbron een aantal specifieke problemen aan de orde die slechts in mindere mate spelen bij andere vormen van Natural Resource Accounting. Vanwege het kort- cyclische karakter onderscheidt water zich in dit verband van vele andere natuurlijke hulpbronnen zoals hout, energie en ertsen. Het in de NAMWA rekening gemaakte onderscheid tussen verschillende watertypen kan als gevolg van het kort-cyclische karakter van water leiden tot problemen bij het bijhouden van 'de rekening'. Immers, een eenheid water kan binnen de balansperiode van een input-output tabel (meestal een jaar) diverse verschijningsvormen aannemen: grondwater kan worden opgewaardeerd tot leidingwater dat na gebruik als oppervlaktewater nog kan worden gebruikt als proces- of koelwater.

Mollgaard (1997) beschrijft in dit verband een aantal karakteristieken van water die van belang zijn bij het ontwerpen van een kader voor het opstellen van een NAMWA rekening:

1. De 'doorstroomsnelheid' van water is over het algemeen een stuk hoger dan dat van andere natuurlijke hulpbronnen (ertsen, hout, energie) en kan als gevolg hiervan slechts in veel mindere mate worden gecontroleerd. Dit betekent dat:

a) De controle over waterstromen, en in mindere mate watervoorraden, slechts beperkt is;

b) Gegevens over kwaliteit, plaats (ruimte) en tijd van groot belang zijn bij het bepalen van de 'waarde' van water als hulpbron voor economische activiteit en het bepalen van de 'waarde' van water voor het ecologisch (sub)systeem.

2. Water wordt min of meer beschouwd als een 'free good'(heeft geen of slechts een marginale prijs voordat het wordt gewonnen, i.t.t. bijvoorbeeld ertsen of energie). Dit betekent dat water als gevolg van het ontbreken van een (reele) prijs onzichtbaar is binnen economische werkkaders. In de meeste gevallen wordt een deel van het beschikbare water meer controleerbaar (in de zin van kwaliteit, tijd en plaats) en economisch 'zichtbaar' op het moment dat het wordt gebruikt door waterwinnings- en distributiebedrijven. De lage marginale prijs van water is in het verleden aanleiding geweest voor onderzoek naar criteria voor de economische waardering van water als natuurlijke hulpbron (zie onder andere McGauhey & Erlich, 1957).

Waterkringlopen zoals geschetst in figuur 1 komen voor een beperkt deel in beeld in de NAMWA rekening. Uit figuur 2 blijkt dat het watergebruik dat kan worden gerelateerd aan economische activiteiten ruim 10 procent van de totale 'water doorstroom' omvat. Hierbij kan onderscheid worden gemaakt tussen hemieuwbaar watergebruik (oppervlaktewater) en fossiel watergebruik (grondwater). Uit de figuur blijkt dat de som van de jaarlijkse instroom via de grote rivieren en neerslag ongeveer 92 km3 per jaar bedraagt. Hierbij moet worden opgemerkt dat als gevolg van seizoensinvloeden deze cijfers aanzienlijk kunnen fluctueren. Het totale volume van verdamping en uitstroom naar zee is gelijk aan de totale input. De Haan berekent het grondwatergebruik in 1991 op circa 1,2 km3. In dat jaar was de onttrekking aan de grondwatervoorraad groter dan de toevoer: de netto onttrekking werd geraamd op 100 miljoen m3.

Hernieuwbaar water:

(Ca. 10 km3)

f

NAMWA

Fossiel water (Ca. 1,2 km³)

Uitstroom naar (Ca. 61 km')

Uitstroom grondwater (Ca. 6 k m ' ) "

Vcrdamping (Ca :-'km')

Instroom grotc micren

(Ca. 63 km')

Instroom grondwater (Ca. 6 km')

Figuur 2. Registratie van watergebruik in NAMWA versus de waterbalans in Nederland (naar de Ham, 1997)

I d

PARAGRAAF 3: INPUT-OUTPUT ANALYSE ALS INSTRUMENT EN DE PLAATS VAN NAMWA HIERIN

3.1 Inleiding

Input-output analyse wordt binnen de milieukunde toegepast om op sectomiveau (en eventueel op productniveau) inzicht te krijgen in de wisselwerking tussen economische activiteiten en (de kwaliteit van) het milieu. Het methodologisch kader van 1-0 analyses is reeds uitgebreid beschreven. Naast een beschrijving van de methodologie is het voor dit onderzoek van belang om in te gaan op de aanvullende vraag: 'is het bestaande I-O kader toereikend' ingeval de methodiek dient als uitgangspunt om het gebruik van natuurlijke hulpbronnen zoals water te koppelen aan economische activiteiten. Deze vraag is relevant omdat integratie van natuurlijke hulpbronnen in I-O analyse plaatsvindt met een ander oogmerk dan de 'economische' 1-0 exercities'.

In dit deel van het onderzoek zal in de eerste plaats worden aangesloten bij bekende IVEM expertise op het gebied van Energie (Input-Output) analyse. Met energetische procesanalyse kan op activiteiten- of productniveau het energiebeslag worden bepaald. Het combineren van I-O data met energiestatistieken maakt het mogelijk het totale energiegebruik op sectomiveau te bepalen.

Het werken met homogene I-O tabellen waarin vele product(groepen) worden onderscheiden kan als het intermediaire niveau worden beschouwd. Een combinatie van procesanalyse en 10 analyse (zg. hybride methodes) kan een aantal tekortkomingen van beide methodes oplossen. In een dergelijke benadering worden belangrijke elementen in de procesketen nauwkeurig berekend met behulp van procesanalyse terwijl minder belangrijke aspecten met de minder nauwkeurige I-O analyse. Dergelijke analyse methoden bevatten een aantal cruciale assumpties die voor het inschatten van watergebruik ook van evident belang kunnen zijn. Het gaat dan met name om de systeemafbakening (tussen processen, in ruimte en tijd), zoals het waarderen van importen en exporten (de fluxen in en uit het systeem).

3.2 Economische input-output analyse

In deze paragraaf zal kort worden ingegaan op het input-output model en het gebruik ervan in de energie analyse. In een input-output tabel worden de goederen en dienstenstromen in en economisch systeem beschreven in financiele termen. Deze goederen en dienstenstromen betreffen (meestal) een periode van een jaar. Om relaties tussen economische sectoren te bestuderen wordt gebruik gemaakt van input-output analyse. Het primaire doel van input-output analyse is om voorspellingen te doen over de totale productie van economische sectoren bij veranderingen in de finale vraag. De input-output analyse is gebaseerd op het volgende input- output model:

x = ( I - A ) ' y (1) In dit model geeft x de totale productievector, y de finale vraagvector en A de technologische

matrix van een economisch systeem weer. Met de Leontief-inverse weergegeven in (1) kan voor een bepaalde finale vraag worden berekend hoeveel elke sector moet produceren. Hierbij wordt verondersteld dat de technologie, weergegeven door matrix A, constant blijft. Voor een uitgebreide beschrijving van economische input-output analyse wordt onder andere verwezen naar Leontief (1951) en Wilting en Biesiot (1993).

i i

3.3 Energetische input-output analyse

Het doel van de energetische input-output analyse is het bepalen van de totale hoeveelheid primaire energie die nodig is voor de productie van de finale leveringen (ook wel cumulatieve energie genoemd). Tot de cumulatieve energie behoort zowel de energie die direct bij het productieproces is gebruikt (directe energie) als ook de energie die nodig is geweest voor de productie van de bij het productieproces benodigde grondstoffen, kapitaalgoederen etc. (indirecte energie). Een belangrijke veronderstelling die ten grondslag ligt aan de energetische input-output analyse is dat de totale hoeveelheid primaire energie die in de economie wordt ingezet voor de productie van finale leveringen deze de economie uiteindelijk ook weer verlaat via de finale leveringen. Deze veronderstelling is in lijn met een brede interpretatie van de eerste hoofdwet van de thermodynamica in het economisch toepassingsgebied. Deze wet stelt dat in een geisoleerd systeem de totale hoeveelheid energie behouden blijft3. Uitgaande van deze veronderstelling ziet met algemene model om energie-intensiteiten te berekenen er als volgt uit:

er- dT( I - A ) - ' (2)

In dit model is e de vector van cumulatieve energie-intensiteiten, d de vector van directe energie- intensiteiten en A de technologische matrix. In het model wordt verondersteld dat voor elke economische sector de energiebalans in evenwicht is. Dit betekent dat de energie die een sector via de finale leveringen verlaat, via de intermediaire leveringen en een directe energie-inzet (c) de sector binnengekomen moet zijn:

cT + eT Z = eT xD (3)

waarbij Z de intermediaire leveringen representee!! en x de totale productievector.

Bij het berekenen van energie-intensiteiten dienen zich een aantal problemen aan die deels verband houden met het gebruik van een financieel model (input-output model) als basis voor het berekenen van fysieke inputs en deels betrekking hebben op de bepaling van systeemgrenzen.

Voor zover deze problemen relevant zijn voor de NAMWA berekeningen worden ze hier kort besproken. Het betreft problemen die samenhangen met de verschillen in energieprijzen en het verdisconteren van importen en exporten in de berekeningen. Voor een gedetailleerde beschrijving wordt verwezen naar Wilting en Biesiot (1993).

Prijzen

Bij het berekenen van de cumulatieve energie-intensiteiten wordt verondersteld dat de ingezette energie via de intermediaire leveringen in de finale leveringen terechtkomt en dat alle sectoren en finale gebruikers dezelfde energieprijs betalen. Dit is niet overeenkomstig de werkelijke situatie met als gevolg dat de leveringen van de energiesectoren in monetaire termen niet overeenkomen met de fysieke leveringen. Om aan dit probleem tegemoet te komen is het van belang om, indien

Vanzelfsprekend kan de eerste hoofdwet niet zonder meer worden toegepast op economische systemen. In tegenstelling tot geisoleerde systemen kunnen economische systemen worden gekarakteriseerd als 'open". Immers, beschouwd vanuit een fysiek perspectief, zijn economische productie en consumptie afhankelijk van fysieke inputs en gaan gepaard met de productie van afval. Materiaalbalansen zijn eveneens gebaseerd op deze fysieke 'wetmatigheid'.

12

dat mogelijk is, de leveringen van de energiesectoren weer te geven in fysieke eenheden. Hiermee is het probleem van de energieprijzen volledig opgelost4.

Importer!

Om een goede indruk te krijgen van het totale energiegebruik dat is gerelateerd aan de totale productie is het van belang dat alle in het productieproces gebruikte goederen en diensten in de productiecoefficienten tot uitdrukking worden gebracht. In de Nederlandse input-output tabellen is de invoer bij de primaire kosten ondergebracht met als gevolg dat de invoer niet is verwerkt in de gecumuleerde productiecoefficienten hetgeen leidt tot een onderschatting van deze coefficienten. Voor de zogenaamde concurrerende invoer (invoer van producten die ook in het binnenland worden geproduceerd) kan worden gecorrigeerd bij het berekenen van de cumulatieve productiecoefficienten (Wilting en Biesiot, 1993). Hierbij wordt verondersteld dat de productiestructuur in het buitenland overeenkomt met de binnenlandse productiestructuur. Voor de niet-concurrerende invoer zijn de directe leveringen die nodig zijn voor de productie van deze goederen en diensten niet bekend. Het meenemen van milieu-effecten van activiteiten in het buitenland die plaatsvinden ten behoeve van binnenlandse productie- en consumptieactiviteiten staan aan de basis van de 'ecological footprint' benadering. Een dergelijke benadering zou voor watergebruik kunnen worden geintroduceerd door het watergebruik dat gepaard is gegaan met geimporteerde goederen en diensten op te nemen in NAMWA. Opgemerkt dient te worden dat dit, met name wat betreft de databeschikbaarheid, problematischer lijkt te zijn dan het inschatten van de energie-inhoud van geimporteerde goederen en diensten.

Het gebruik van energie-intensiteiten

Met de berekende energie-intensiteiten kunnen de energiestromen (en gerelateerde emissiestromen) in kaart worden gebracht. Dergelijke stroomoverzichten bieden een goed overzicht van de fysieke transacties tussen productiesectoren en finale gebruikers Analoog aan de berekende intensiteiten kunnen de stroomdiagrammen tevens op het niveau van individuele energiedragers worden uitgewerkt.

3.4 Input-output analyse en NAMWA

NAMWA is een invulling van het bredere NAMEA kader. In de NAMWA rekening worden economische activiteiten gerelateerd aan het gebruik van water als natuurlijke hulpbron. Voor een aantal landen is reeds een NAMWA studie uitgevoerd (zie onder andere de Haan en Keuning, 1999; Bie en Simonsen, 1999). De Deense NAMWA studie bestaat uit een uitgebreide (127 * 127) matrix waarin vier watertypen (grondwater, oppervlaktewater, leidingwater en zeewater) worden onderscheiden. Tevens wordt het watergebruik onderverdeeld in 5 gebruiksdoeleinden:

leidingwaterproductie, koeling, productieprocessen, toegevoegd aan producten en overig gebruik.

In het gepresenteerde model wordt leidingwater dus zowel als type als doeleind beschouwd.

In de NAMEA benadering wordt alleen het gebruik van natuurlijke hulpbronnen voor zover ze kunnen worden gekoppeld aan economische activiteiten onderscheiden in de input-output tabel meegenomen in de analyse. De genoemde studies tonen aan dat de principes van input-output analyse ook voor water als hulpbron kunnen worden toegepast. Van meer belang is dan ook de plaatsbepaling van NAMWA binnen de Resource Accounting benadering. In dit kader is het van

4 Bij het maken van fysieke input-output tabellen streeft het CBS zoveel mogelijk naar het gebruik van fysieke gegevens.

\}

wezenlijk belang, mede gelet op de bredere discussie over het in kaart brengen van de wisselwerking tussen economie en ecologie, om bij het bestuderen van randvoorwaarden en eigenschappen voor een NAMWA benadering niet alleen in te gaan op de vraag op welke wijze het watergebruik ten behoeve van economische activiteiten inzichtelijk kan worden gemaakt maar ook hoe het economisch en hydrologisch systeem zijn verbonden met elkaar en hoe die koppelingen zich tot elkaar verhouden. Dit wordt weergegeven in figuur 3. In de figuur wordt NAMWA in het hydrologisch kringloopmodel gepositioneerd waarbij vraag (gebruik) en aanbod worden onderscheiden. Dit onderscheid is van wezenlijk belang in een water accounting model.

In een water accountingsysteem dienen zowel kwantiteit- als kwaliteits-aspecten te worden opgenomen.

Kwantiteitsaspecten zijn niet alleen van belang om inzicht te krijgen in de omvang van het gebruik per onderscheiden watertype en de dynamiek daarin maar ook om het inzicht te vergroten in de randvoorwaarden voor wateronttrekking aan de natuurlijke voorraden. Deze voorwaarden met betrekking tot beschikbaarheid kunnen fysiek van aard zijn (bijvoorbeeld water opgeslagen in bodems, ijs, of de effecten van seizoensinvloeden), een economische grondslag hebben (de kosten voor onttrekking, eventuele zuivering en distributie) of ecologisch van aard zijn. In het laatste geval wordt kwantitatieve beschikbaarheid in verband gebracht met kwaliteitsaspecten. Immers, randvoorwaarden voor wateronttrekking en watergebruik (en dus vervuiling) worden gerelateerd aan de kwaliteit van natuurlijke systemen waarvan watervoorraden en -stromen deel van uitmaken. Kwaliteit heeft dus niet alleen betrekking op de gewenste gebruikskwaliteit van het water maar ook op de kwaliteit van natuurlijke systemen. Uit bovenstaande blijkt dat een scherp onderscheid tussen kwantiteits- en kwaliteitsaspecten in een water accountingsysteem niet eenvoudig is te maken omdat er sprake is van wederzijdse beinvloeding: kwantiteitsaspecten zijn mede bepalend voor kwalitatieve aspecten en omgekeerd.

Op dit moment is er geen eenduidige methodiek beschikbaar die kan worden toegepast op zowel kwantiteits- als kwaliteitsvraagstukken met betrekking tot watergebruik. Met name het kort- cyclische karakter van water bemoeilijkt een goede kwalitatieve en kwantitatieve analyse van waterstromen. Herrera en Bayo (1997) presenteren enkele ideeen voor het ontwikkelen van een water accountingsysteem waarin zowel kwaliteit- als kwantiteitaspecten worden opgenomen.

De auteurs stellen vast dat bestaande accountingmodellen voomamelijk gebaseerd zijn op de hydrologische beschikbaarheid (aanbod van water) en dat onvoldoende rekening wordt gehouden met het gegeven dat slechts een deel van het potentieel beschikbare water daadwerkelijk beschikbaar is voor gebruik (de auteurs duiden dit aan met 'social-hydrological availability').

Herrera en Bayo adresseren in feite het 'klassieke' kwantiteit-kwaliteit vraagstuk omdat bij het bepalen van de 'social-hydrological availability' belangrijke methodologisch problematische aspecten van water accountingmodellen, zoals desaggregatie naar tijd, ruimte en kwaliteit een belangrijke rol spelen. De auteurs geven aan dat juist het opnemen van kwaliteitsaspecten aanleiding geeft tot methodologische problemen omdat:

Kwaliteit geen absoluut concept is maar gerelateerd aan specifiek gebruik van water;

Kwaliteit als kenmerk geen additief karakter heeft. Met andere woorden: het sommeren van verschillende kwaliteitsindexen leidt niet tot een geaggregeerde kwaliteitsindex.

Kwaliteit als grootheid niet als stroom kan worden beschreven. Dit betekent dat kwaliteit niet rechtstreeks kan worden gerelateerd aan kwantiteit (volume). Het totale volume van een stroom representeert verschillende kwaliteitstypes.

14

Het door Herrera en Bayo gepresenteerde model wordt gekarakteriseerd door het gemaakte onderscheid tussen de hydrologische beschikbaarheid en de mate waarin beschikbaar water daadwerkelijk voor menselijke doeleinden kan worden gebruikt. De auteurs beschrijven een aantal nieuwe concepten om met in achtneming van kwaliteitsaspecten een brug te slaan tussen de hydrologische beschikbaarheid en de daadwerkelijke beschikbaarheid. Deze verkenning moet worden beschouwd als een eerste aanzet tot het proces dat moet leiden tot eenduidige afspraken over de ontwikkeling van een aantal basisconcepten en het gebruik daarvan in 'water accounting'.

Verdere invulling aan het gebruik van kwantiteits- en kwaliteitscriteria wordt in belangrijke mate bepaald door nader te bepalen systeemspecificaties. Hierop komen wij in paragraaf 4.2 terug.

In het in figuur 3 gepresenteerde model wordt op een hoog aggregatieniveau (mondiaal) verondersteld dat de hydrologische beschikbaarheid (voorraadgrootheid) kan worden aangeduid met het verschil tussen neerslag en verdamping. Op deze wijze kan dus de jaarlijks hemieuwbaar beschikbare hoeveelheid water worden aangegeven. De beschikbaarheid kan op verschillende niveaus, waarbij tijd en ruimte als belangrijke dimensies kunnen worden beschouwd, worden ingeschat. De hydrologische beschikbaarheid wordt mede bepaald door fysieke, ecologische, economische en technische randvoorwaarden. In de figuur wordt aan de vraagzijde onderscheid gemaakt tussen economisch gebonden- en niet-economisch gebonden. Het in beeld brengen van een deel van de waterstromen is afhankelijk van de toepassing. In NAMWA wordt dat deel van het watergebruik geregistreerd dat kan worden gerelateerd aan economische productie- en consumptieactiviteiten (zie ook figuur 2).

Figuur 3. NAMWA en het hydrologisch kringloopmodel.

l?

Deze tweedeling (alleen het 'economisch' watergebruik of een meer algemene beschrijving van de rol van water binnen zowel het economisch- als ecologisch systeem en de stromen tussen beide systemen) heeft er toe geleid dat binnen de Eurostat Task Force in Satellite Accounts for Water ( Mollgaard, 1997) twee benaderingen zijn onderscheiden:

1. een beschrijving van watergebruik direct gerelateerd aan economische activiteiten (i.e., gebruik voor verschillende doeleinden, het onderscheiden van verschillende kwaliteiten, watervervuiling etc.). Deze benadering wordt in dit rapport 'het smalle spoor' genoemd.

2. een meer algemene beschrijving van water binnen het economisch systeem, en binnen het ecologisch systeem en tussen beide systemen met een beschrijving van de hydrologische kringlopen. In deze benadering wordt het mogelijk om ook de indirecte effecten van economische activiteiten op lokale schaal en voor bepaalde periodes mee te nemen (tijd en ruimte zijn in deze benadering belangrijke dimensies). Deze benadering wordt in dit rapport 'het brede spoor' genoemd.

De beide benaderingen (smal spoor en breed spoor) zullen in paragraaf 5 verder worden uitgewerkt.

De betekenis van wateronttrekking aan het natuurlijk systeem wordt sterk bepaald door de toestand van dat systeem op dat moment. Dit kan worden samengevat onder de noemer 'kwaliteit'. Idealiter zou watergebruik dus in samenhang met andere fysieke input-outputtabellen moeten worden onderzocht zodat inzicht kan worden verkregen in de effecten van watergebruik en watervervuiling op de milieukwaliteit (dat op vele manieren kan worden gemeten). Het is dus van wezenlijk belang de grenzen van het te onderzoeken systeem op een juiste wijze te definieren teneinde inzicht te krijgen in vragen als 'op welke wijze is watergebruik gerelateerd aan hydrologische kringlopen en wat zijn de effecten van dat gebruik op het hydrologisch systeem?' In geval de gehele hydrologische kringloop wordt meegenomen wordt in de NAMWA benadering slechts een klein deel 'afgetapt'. Dit gegeven geeft aanleiding voor het vaststellen van een mogelijke onderzoekagenda waarbij onderzoek zich kan toespitsen op een aantal basisvragen als waarom water accounts? en 'welke systeemgrenzen kunnen daarbij worden gehanteerd?

Dergelijke vragen worden gestuurd door de voorliggende vraag 'wat is het doel van de account?

en impliceren een goede en accurate beschrijving van de deelsystemen, inclusief de kwaliteit van de benodigde data.

Volgens Mollgaard (1997) zijn de gegevens in het NAMEA kader te geaggregeerd met betrekking tot tijd (denk ook aan het cyclisch karakter van water) en plaats voor een gedetailleerde beschrijving van de effecten van economische activiteiten op het watersysteem.

Slechts een deel van de gesignaleerde problemen worden ondervangen door het NAMEA kader.

De Eurostat Task Force beschouwt het vooralsnog als niet haalbaar om beide benaderingen eerder gepresenteerd (smal versus breed) te integreren mede vanwege gebrek aan (wetenschappelijke) kennis over mogelijke effecten van economische activiteit op het milieu.

16

PARAGRAAF 4: METHODOLOGISCHE OVEREENKOMSTEN EN VERSCHILLEN TUSSEN 'ENERGY ACCOUNTING' EN 'WATER ACCOUNTING'

4.1 Energy accounting

Resource Accounting kan plaatsvinden op verschillende schaalniveaus. Op product- en proces- niveau kan via procesanalyse op gedetailleerde wijze de benodigde input aan materialen en energie worden bepaald (zie onder andere IFIAS, 1974). Dit is arbeidsintensief en vergt, afhankelijk van de vastgestelde systeemgrenzen een uitgebreide database van voldoende detail.

LCA studies worden als productstudies ook op dit niveau uitgevoerd. Aanvullend kunnen de verschillende soorten van milieubeslag gerelateerd aan het gebruik van materialen en energie worden bepaald.

Van andere orde is het bepalen van de 'resource behoefte' van een economisch systeem waarbij zowel het directe gebruik van grondstoffen, materialen en energie op sectomiveau als de fysieke transacties tussen sectoren en finale gebruikers in onderlinge samenhang worden beschouwd. In dergelijke analyses spelen tijd/ruimte problemen, hergebruik en schaalaspecten een belangrijke rol.

Binnen de Resource Accounting is de afgelopen drie decennia relatief veel aandacht besteed aan Energy Accounting. Verschillende redenen liggen hieraan ten grondslag:

Met in achtneming van thermodynamische wetmatigheden kan energie worden beschouwd als een essentiele input in productieprocessen. Energie wordt in dit verband als een elementaire hulpbron beschouwd (critical natural capital). Vanuit een energieperspectief kan economische productie worden beschouwd als omzetting van grondstoffen en materialen in producten (waarmee vervolgens diensten mee kunnen worden geleverd) met behulp van energie. Vanuit thermodynamisch perspectief wordt (voomamelijk fossiele) energie gebruikt om in delen van het systeem de entropie te verlagen (omzetting van ijzererts in producten). Als gevolg hiervan neemt van het gehele systeem de entropie toe (energiebronnen worden omgezet in laagwaardige warmte waaraan geen arbeid meer kan worden ontleend). Van groot belang hierbij is dat energie in tegenstelling tot materialen niet substitueerbaar is.

Het gebruik van energie laat zich meten met een grootheid: de Joule. Deze eenheid kan worden beschouwd als een universele pasmunt voor de inzet van energie. Zonder uitgebreid in te gaan op deze eigenschap dient hierbij te worden opgemerkt dat kwaliteitaspecten die zijn gekoppeld aan de verschillende verschijningsvormen van energie de verschillende energiedragers niet zonder meer alleen met behulp van de joule als maat kunnen worden vergeleken.

Het vermogen van een energiedrager om arbeid te leveren is eenmalig. Dit betekent dat recycling niet in analyses dient te worden meegewogen. Als gevolg van deze eigenschap worden energiestromen als niet-cyclisch kunnen beschouwd.

Het gebruik van energie als indicator is dus in veel sterkere mate dan andere fysieke indicatoren (materialen, water, ruimte) richtinggevend voor het ontwikkelingspotentieel van een economisch systeem omdat energie als ultieme input in productie (en consumptie) processen kan worden beschouwd en omdat met behulp van de thermodynamische theorie fysieke randvoorwaarden worden gesteld aan technologische efficientieverbeteringen en substitutiemogelijkheden. Dit

17

maakt het bijvoorbeeld mogelijk om de 'opportunity costs' van een transitie naar een duurzame samenleving gebaseerd op hemieuwbare energiebronnen uit te drukken in energietermen.

In verband met het voorgaande is het zinvol om te kiezen voor een terminologie die in overeenstemming is met thermodynamische principes. Conform de behoudswet verdient het voorkeur om te spreken over energiegebruik omdat de term verbruik het verdwijnen van energie impliceert hetgeen niet het geval is. Op het niveau van energiedragers (kolen, olie, gas) kan echter wel worden gesproken over verbruik.

4.2 Water Accounting

Startend vanuit het energie-onderzoek kunnen parallellen worden getrokken met wateronderzoek.

Gebleken is dat het energie analysekader als voorbeeldkader zeker bruikbaar is maar dat de analogie met water accounting slechts beperkt kan worden doorgetrokken. Vanwege karakteristieken die specifiek van toepassing zijn op water ontstaan bij water accounting een aantal problemen die bij energie analyse minder prominent op de voorgrond treden. In de literatuur worden verschillende beperkingen met betrekking tot water accounting besproken. Veel van deze beperkingen hangen samen met het vaststellen van kwantiteit- en kwaliteitscriteria voor water.

Wat betreft de kwantiteit is het van belang inzicht te verkrijgen in de (fysieke) randvoorwaarden voor wateronttrekking aan de natuurlijke watervoorraden. Water kan niet winbaar zijn omdat het bijvoorbeeld is opgeslagen in bodems of ijs. Het aanbod van water wisselt tevens sterk in de tijd (seizoensinvloeden). Ook economische randvoorwaarden zijn van belang bij het bepalen van de beschikbaarheid van water. Met betrekking tot kwaliteit gaat het om het vaststellen van bruikbare kenmerken op basis waarvan waterkwaliteitstypen kunnen worden gekarakteriseerd. Het gaat hierbij om fysisch-chemische kenmerken van water die van belang zijn voor toepassing in het economisch systeem (zo verandert proceswater gedurende de procesgang van samenstelling en zal aan het eind van het proces anders worden gekwalificeerd). Daamaast zijn kenmerken (temperatuur, (an)organische verontreinigingen) van belang die een rol spelen bij het beoordelen van toepassingen van water in fysieke systemen. Hierbij kan worden gedacht aan de rol van water in natuur en landschap. Tegen deze achtergrond kunnen parallellen worden getrokken met de bevindingen van Herrera en Bayo (1997), die de beschikbaarheid van water centraal stellen in hun verkenning van de mogelijkheden om kwantitatieve en kwalitatieve kenmerken te integreren. Een essentieel uitgangspunt van een water accountingsystematiek is dat de systematiek informatie verschaft op basis waarvan een integrale afweging kan worden gemaakt van de effecten van wateronttrekking, gebruik en lozing op alle relevante systeemniveau's. Concreet betekent dit dat bij het vaststellen van de beschikbaarheid van water (dit is in feite een kwantitatieve benadering want het gaat om hoeveelheden) kwalitatieve aspecten moeten worden meegewogen.

Kwaliteitscriteria moeten worden geformuleerd vanuit zowel de economisch gebonden vraagkant (denk aan grijs watersystemen) als het niet-economisch gebonden gebruik (water in natuur en landschap). Bij het integreren van kwantiteits- en kwaliteitsaspecten dient onderscheid te worden gemaakt in de verschillende watertypen en de specifieke kenmerken behorende bij de onderscheiden watertypen zoals fluctuatie in aanbod, de mate waarin het water als hemieuwbaar kan worden gekarakteriseerd, en de specifieke fysisch-chemische kenmerken per watertype. Van groot belang hierbij is het vaststellen van het systeemniveau waarop het accountingmodel betrekking heeft. Op deze wijze kan namelijk op zinvolle wijze worden vastgesteld hoe tijd- en ruimteaspecten mee worden gewogen.

is

We concluderen dat voor het integraal vaststellen van de effecten van watergebruik het van belang is een referentiekader te hebben op basis waarvan de effecten op het watersysteem voor verschillende tijdschalen kunnen worden ingeschat. We constateren een aantal knelpunten:

Gebrek aan kennis over bruikbare kenmerken waarmee kwaliteitsaspecten kunnen worden meegewogen zodat bijvoorbeeld waterkwaliteitstypen kunnen worden gekarakteriseerd.

Tijd/ruimte aspecten zijn moeilijk inpasbaar zijn in het input-output kader

Er is onvoldoende kennis en/of gegevens om op juiste wijze per watertype de diverse systeemgrenzen te duiden.

Er is onvoldoende kennis over de effecten van dissipatie versus het kort-cyclische karakter van watergebruik. De 'doorstroomsnelheid' en verblijftijd van water in een productieproces en andere onderdelen van het systeem kan sterk (binnen de relatief korte tijdsschaal van maximaal een jaar) varieren. In tegenstelling tot energiegebruik waarbij het vermogen van een energiedrager om hoogwaardige arbeid te verrichten eenmalig benut kan worden en daarna dissipeert als warmte, kan water (op verschillende kwaliteitsniveaus) meerdere malen of voor meerdere doeleinden worden gebruikt in cycli van hergebruik en is de dissipatie van water gering in het algemeen. De (milieu) gevolgen daarvan zijn zeer divers.

Bij het bestuderen van terugstroomprincipes (die niet plaatsvinden bij energie analyses) ingeval van materialen en water dient onderscheid te worden gemaakt tussen hergebruik binnen dezelfde procesgang en hergebruik in andere sectoren of diverse deelactiviteiten binnen een sector. Het kort-cyclisch karakter van watergebruik zou pleiten voor het ontwikkelen van een continue stroommodel voor verschillende typen watergebruik (zie paragraaf 6).

Databeschikbaarheid. Dit is gerelateerd aan te stellen doelen. Samenhangend met bovengenoemde aspecten kan worden gesteld dat de beschikbaarheid van data grote inspanningen zal vergen. Zo zal desaggregatie naar tijd, ruimte en kwaliteit totaal nieuwe eisen stellen aan databeschikbaarheid.

Op dit moment wordt de interactie tussen het economisch systeem en het hydrologisch systeem beschreven via waterstromen en verontreiniging. Een uitbreiding van deze beschrijving is nodig.

Een aantal opties worden voorgesteld door de Eurostat Task Force (appendix 1):

het opnemen van de aan waterreservoirs gerelateerde oppervlakten (ruimte) in de beschrijving. Dit zou het mogelijk maken om de invloeden van economische activiteiten op watersystemen te relateren aan landoppervlak (bv verdroging van wetlands, run-off van water etc);

een beschrijving van (de veranderingen in) het volume van het watersysteem. Dit is mogelijk van belang voor waterregulatie;

de lengte van waterlopen.

Een deel van de informatie- en kennisdeficientie is niet zozeer NAMWA specifiek maar geldt in het algemeen voor Resource Accounting onderzoek. De milieueffecten van de energieketen zijn van groot belang voor een integrale afweging van de effecten van energiegebruik op allerlei systeemniveaus. Met de keuze voor EIOA is het systeem afgebakend. Deze afbakening is in het energie-onderzoek eenvoudig omdat voornamelijk gebruik wordt gemaakt van niet-hemieuwbare energievoorraden waarvan de economisch winbare reserves met redelijke mate van overeenstemming bekend zijn. Van belang is nu de vraag welke onderzoek- en beleidvragen dienen te worden beantwoord via de water accounting benadering en op welke wijze NAMWA een bijdrage kan leveren aan het beantwoorden van deze vragen. Tevens lijkt het zinvol aan te

19

geven welke benaderingen beschikbaar zijn dan wel beschikbaar kunnen worden gemaakt ten behoeve van water accounting vraagstukken. De Eurostat Task Force heeft met de drie bovengenoemde opties een voorstel voor uitbreiding gedaan. Wij zullen in naast deze voorstellen in het vervolg van deze studie zelf een aantal voorstellen formuleren in paragraaf 5.

4.3 Samenvatting 'energy accounting' versus 'water accounting'

In tabel 1 zijn, in willekeurige volgorde, een aantal karakteristieken van energy accounting en water accounting opgenomen.

Energy Accounting Water Accounting

1. Ecologie-Economie interactie heeft een lineair karakter (niet-hemieuwbaar) 2. Ruimte -tijd aspecten minder van belang 3. Duidelijk onderscheid tussen energiedragers

(b.v olie, kolen, gas)

4. Binnen het economisch systeem geen hergebruik in exergie-termen

5. 'Joule' beschikbaar als eenduidige eenheid 6. Veel onderzoeksgegevens beschikbaar 7. Internationale afspraken over methodieken en

standaardisatie

8. duidelijk kwaliteitscriterium (exergie) 9. (fossiele) energie geen onderdeel van het

natuurlijk systeem.

- Ecologie-Economie interactie heeft een cyclisch karakter (hemieuwbaar) - Ruimte-tijd aspecten van belang

- Geen scheme grenzen tussen verschillende 'watertypen'

- Binnen het economisch systeem hergebruik als belangrijk element

- Geen eenduidige eenheid beschikbaar - Relatief weinig onderzoeksgegevens

beschikbaar

- Nog geen eenduidige methodieken beschikbaar

- Geen eenduidige kwaliteitscriteria

- Water als onderdeel van het natuurlijk systeem (water heeft natuurlijke functies)

20

PARAGRAAF 5: HET VERKENNEN EN KARTEREN VAN EEN PRAKTISCHE METHODOLOGISCH VERANTWOORDE IMPLEMENTATIE.

In de eerdere paragrafen zijn de energie- en waterstromen methodisch met elkaar vergeleken en is nagegaan welke rol resource accounting in het algemeen en I-O analyse in het bijzonder kan spelen bij het kwantificeren en het waarderen van deze stromen in relatie tot economie en milieu.

Deze vergelijking leert dat de methodische en inhoudelijke resultaten met betrekking tot energie moeilijk transfereerbaar zijn naar water. In dit hoofdstuk zullen we een aantal voorstellen doen om inhoud te geven aan een I-O gerichte analyse van waterstromen, conform het eerder onderscheiden 'smalle spoor'. Dit spoor kan maar een beperkt aantal vragen beantwoorden en komt dus aan een beperkt aantal knelpunten tegemoet. Daamaast zullen we als altematief het 'brede spoor' schetsen, wat methodologisch ontleend is aan de stofstroomanalyse methodologie.

Een belangrijke vraag bij I-O analyse is wat de input en de output zijn en hoe deze worden gemeten. In de I-O beschrijving van de Nederlandse economie zijn monetaire stromen, gekoppeld aan de levering van intermediaire en finale producten en diensten, vastgelegd. De input en output zijn dus producten en diensten en deze worden in monetaire eenheden gemeten. Energetische I-O analyse laat zien dat de jaarlijkse stroom producten en diensten ook in (cumulatieve) energetische eenheden of in koolstof-eenheden gemeten kunnen worden. Deze methode is sluitend omdat de kwaliteit van energie bij gebruik direct volledig verloren gaat en omdat de koolstof direct in de vorm van CO2 uit de economie verdwijnt (met uitzondering van beperkt hergebruik van CO2).

Het 'smalle spoor' volgend kan voor water een vergelijkbare benadering worden uitgewerkt. Dit betekent dat een goed gedefinieerde waterstroom, die eenmalig gebruikt wordt in de economische sectoren, als uitgangspunt wordt genomen. Grondwater, drinkwater en vervuiling kunnen als zodanig worden gekozen.

Grondwater wordt of wel direct gebruikt door industrie en landbouw, of wel - soms aangelengd met gereinigd oppervlaktewater - als leidingwater geleverd aan bedrijven en huishoudens. In al deze gevallen wordt het gebruikte grondwater uiteindelijk omgezet in oppervlaktewater, wat nauwelijks binnen een relevante tijdschaal opnieuw grondwater zal worden. De essentiele kwaliteit van grondwater wordt dus ergens in het systeem 'verbruikt'. Het is dus mogelijk om grondwaterverbruik toe te rekenen aan intermediaire en finale waterconsumenten. Naar mate de analyse gedetailleerder is, zijn er ook uitspraken mogelijk over de grondwaterintensiteit van onderdelen van het productie- en consumptiesysteem en zijn ingrepen daarin te evalueren op de gevolgen voor het nationale grondwaterverbruik. Omdat schoon grondwater een uitputbare hulpbron is en het winnen van grondwater gepaard gaat met verstoring van de natuur is het van betekenis dergelijke analyses uit te voeren.

Drinkwater wordt door de drinkwaterbedrijven in goed beschreven installaties geproduceerd uit grondwater en/of oppervlaktewater. Het drinkwater wordt als leidingwater geleverd aan bedrijven en huishoudens. Na gebruik het water uiteindelijk omgezet in oppervlaktewater. Ook nu wordt de essentiele kwaliteit van het drinkwater ergens in het systeem 'verbruikt'. Het is dus mogelijk om drinkwaterverbruik toe te rekenen aan intermediaire en finale waterconsumenten. De drinkwaterintensiteit kan worden bepaald voor onderdelen van het productie- en consumptiesysteem en drinkwaterbesparingsopties kunnen worden onderzocht. Omdat het produceren en leveren van drinkwater gepaard gaat met energiegebruik en materiaalgebruik kan het van betekenis zijn dergelijke analyses uit te voeren.

21

Oppervlaktewater wordt ook in grote mate gebruikt in de Nederlandse economie. Ook dit gebruik kan vergelijkbaar met grondwater in kaart worden gebracht. Zo'n analyse kan uitmonden in de berekening van oppervlaktewaterintensiteiten. Strikt methodisch is dit echter niet correct:

immers oppervlaktewater dat gebruikt wordt in de economie wordt binnen een kort tijdbestek opnieuw oppervlaktewater en kan dus opnieuw worden gebruikt. Een vergelijking tussen de totale stroom en de in de economie gebruikte stroom, zou een generiek recyclingpercentage kunnen opleveren, waarmee de oppervlaktewaterintensiteiten gecorrigeerd moeten worden. Praktisch gezien heeft de hier voor oppervlaktewater geschetste benadering weinig betekenis.

Oppervlaktewater is in algemene zin niet schaars, en het gebruik van oppervlaktewater is op zich geen probleem, als de kwaliteit daarvan door het gebruik niet vermindert.

De berekening van de gebruiksintensiteit van oppervlaktewater kan wel relevant zijn als dit verbonden wordt met berekeningen omtrent watervervuiling. Analoog aan waterintensiteiten kunnen de vervuilingsintensiteiten bepaald worden van productiesectoren en van de finale consumptie. De verhouding tussen waterintensiteit en vervuilingsintensiteit is dan een maat voor de kwaliteitsvermindering van het gebruikte water door producenten en consumenten. Binnen deze benadering is het watergebruik dat niet vervuilend is - zoals voor koeling van installaties - niet van belang.

Bij de 'smal spoor' benadering kan men nuttig gebruik maken van de gegevens over de economische I-O structuur van Nederland. Voor grondwaterwinning (waterleidingbedrijven, industrie en landbouw) zijn sectorale gegevens nodig. Daarnaast is het nodig om gegevens over leveringen van de waterleidingbedrijven te hebben aan de overige sectoren. Vanwege de wet- en regelgeving rond grondwaterwinning zijn daarover de meeste gegevens wel beschikbaar. De gegevens over oppervlaktewatergebruik en vervuiling moeten in de bedrijven verzameld worden.

Deels gebeurt dit in het kader van de Emissieregistratie en deels voor de economische sectorbeschrijvingen. Ook bij de waterschappen en andere overheden zullen over grote gebruikers en lozers gegevens beschikbaar zijn.

De hierboven geschetste 'smal spoor' benaderingen doen in maar beperkte mate recht aan de specifieke kenmerken van de hulpbron water (functies van water, kwaliteitskenmerken van aanbod en vraag), aan de complexiteit van het watersysteem (ruimtelijke differentiatie, kort cyclisch karakter, grote fluctuaties in de tijd) en aan de vage grenzen tussen het economisch systeem en het milieusysteem met betrekking tot water.

Daarom schetsen wij ook de contouren van een andere - de 'breed spoor' - benadering, die ontleend is aan de methode van stofstroomanalyse. In deze benadering worden de relevante 'stromen' gevolgd door het systeem: 'stromen' vangen aan in hun 'bron', verplaatsen zich langs verschillende 'knooppunten' in het systeem, en eindigen tenslotte op hun 'bestemming'.

Deze benadering is ook I-O georienteerd. Echter hier staan de waterstromen zelf centraal in de analyse, in plaats van de financiele transacties binnen het economisch systeem. In deze benadering worden allereerst met ruimtelijke specificatie de relevante bronnen van water vastgesteld: grondwater, regenwater, rivierwater. Vervolgens worden te onderscheiden stromen (verschillend in kwaliteit en/of in ruimtelijke zin) in het systeem vastgesteld en alle plaatsen ofwel knooppunten waar deze stromen van aard (kwaliteit) veranderen. Tenslotte worden de definitieve bestemmingen van water vastgesteld: inzijging, verdamping en uitstroom op zeewater. Stromen worden gekarakteriseerd door hun grootte (hoeveelheid per tijdseenheid) en hun kwaliteit. Voor elk knooppunt geldt de behoudsconditie: de som van de ingaande stromen is

22

gelijk aan de som van uitgaande stromen. Knooppunten zijn niet perse ruimtelijk afgebakende entiteiten; zij zijn subsystemen met een goed gedefinieerde input-output patroon ten aanzien van water. In een knooppunt veranderen waterstromen van richting maar kan ook de kwaliteit en functionaliteit van een waterstroom veranderen. Voorbeelden van knooppunten kunnen zijn: de gezamenlijke waterleidingbedrijven, een economische sector, het akkerbouwareaal, de huishoudens, de gezamenlijke rioolwaterzuiveringsinstallaties, de (grond onder) natuurterreinen.

Deze benadering komt erop neer dat figuur 1 met veel meer detail wordt uitgewerkt.

In principe is deze benadering op verschillende ruimtelijke en temporele schalen toepasbaar, uiteraard afhankelijk van de beschikbare gegevens en de dynamiek van relevante processen:

varierend van een integraal waterschap binnen een beperkt ruimtelijk gebied en sturend op tijdschalen van enkele dagen of weken tot het nationale niveau van de vierde nota waterhuishouding voor de komende jaren. Deze waterstroommodel benadering kan primair gebruikt worden voor een goede fysieke beschrijving van het systeem in kwalitatieve en kwantitatieve termen. Zowel kwantiteits-problemen (verdroging, landbouwschade, wateroverlast) als kwaliteits-problemen (vervuiling en optimale inzet van zuiveringstechnieken) worden zo gekarteerd.

Met een dergelijke systeemschets is het ook mogelijk de veranderingen en de effecten ten gevolge van toekomstscenario's, die hetzij autonome ontwikkelingen beschrijven hetzij bewuste ingrepen in het watersysteem veronderstellen, te bestuderen en te beoordelen. Vervolgens liggen ook mogelijkheden tot systeemoptimalisatie in het verschiet. In zulke benaderingen wordt het water fysiek in al haar wegen van bronnen (sources) tot bestemmingen (sinks) gevolgd en kan worden nagegaan hoe efficient waterstromen gebruikt worden en welke bewerkingen (zuivering voor en na gebruik) uitgevoerd moeten worden om het watersysteem als geheel kwalitatief en kwantitatief optimaal te laten functioneren. Een maat voor de efficientie van het watersysteem kan bij voorbeeld de hoeveelheid energie zijn die nodig is om het systeem economisch en milieukundig toereikend te laten functioneren: de som van de energie benodigd voor waterzuivering (voor drink- en proceswater, rioolwaterzuivering), voor watertransport naar de specifieke gebruikers (huishoudens, landbouw) en voor peilbeheer.

In de 'breed spoor' benadering is het dus van belang de verschillende kwaliteiten en functies van water centraal te zetten: diep en ondiep grondwater, rivierwater, rioolwater, oppervlaktewater in verschillende typen gebieden e.d.. Daamaast dienen de relevante knooppunten geidentificeerd te worden: natuurlijke buffers (die met peilbeheer gestuurd kunnen worden), sectoren, zuiveringsinstallaties (voor drinkwater, van rioolwater e.d.). Voor de knooppunten dienen input- output relaties bepaald te worden. Algemeen bekende gegevens betreffende water(gebruik) kunnen ook in deze benadering gebruikt worden, maar daamaast is veel specifieke informatie nodig uit de sfeer van de waterstaat.

23

24

PARAGRAAF 6: HET VERKENNEN VAN DE MEERWAARDE VAN I-O ANALYSE VOOR WATERBELEID.

De meerwaarde van het verkrijgen van inzicht in waterstromen en het directe en indirecte watergebruik is naast wetenschappelijk ook beleidsmatig. Investeren in de ontwikkeling van nieuwe kennis is hierbij van groot belang. Ehrlich et al (1999) onderzoeken welke rol kennisontwikkeling kan spelen bij het reduceren en op termijn oplossen van de milieuproblemen.

Voor milieuproblemen gerelateerd aan watergebruik komen de auteurs onder meer tot de conclusie dat water in toenemende mate een schaarse hulpbron wordt in veel gebieden en dat het huidig gebruik kan worden gekarakteriseerd als niet duurzaam. Relevante kennis kan bijdragen tot beter gebruik van het beschikbare water en tot het reduceren van het watergebruik per capita.

Echter, biologische en energetische randvoorwaarden stellen duidelijke grenzen aan het realiseren van deze doelen. De auteurs stellen tevens dat (op mondiaal niveau) het huidige tempo van (technologische) innovatie onvoldoende is om aan de toenemende vraag naar water te voldoen . In algemene zin kan de informatie verkregen met behulp van I-O analyse worden gebruikt voor beleidsmatige (bij)sturing van het watergebruik (zo is bij energie I-O analyse het verlagen van de energie-intensiteit een impliciet doel). Een aantal vragen relevant voor het Nederlandse waterbeleid kunnen met de 'smal spoor' benadering worden aangepakt:

het verkrijgen van inzicht hoe het verbruik van een bepaald watertype (b.v. grondwater) verminderd kan worden;

het verkrijgen van inzicht op basis van een analyse op sectomiveau in watergerelateerde milieueffecten - zoals verbonden met vervuiling - relevant voor het algemene milieubeleid.

In paragraaf 5 hebben wij al geschetst hoe deze vragen met I-O analyse beantwoord kunnen worden en vandaaruit kunnen mogelijk beleidsmatige inspanningen worden afgeleid.

Het bepalen van de grondwaterintensiteit (of de leidingwaterintensiteit) van de productie en consumptie geeft een handvat voor een beleid gericht op de vermindering van het grondwatergebruik en op besparing van de relatief kostbare drinkwaterbereiding. Beide beleidsdoelen kunnen bijdragen aan het duurzamer maken van de watervoorziening. Met deze analyses wordt vastgesteld welke sectoren een relatief hoog direct en/of indirect grondwatergebruik hebben en kunnen producenten worden aangesproken en kunnen consumenten worden voorgelicht over producten waarvan de grondwater-intensiteit laag dan wel hoog is.

Het handhaven van algemene kwalitatieve eisen voor oppervlaktewater - afwezigheid van ontoelaatbare verontreiniging - kan worden bestudeerd in I-O analyses door oppervlaktewatergebruik te relateren aan vervuilingsintensiteiten. Met name voor diffuse bronnen, zoals huishoudens, de landbouw en het midden- en kleinbedrijf zou zo'n aanpak meerwaarde kunnen opleveren. Om de watervervuiling door grote bedrijven te reguleren is het huidige brongerichte beleid toereikend.

Samenvattend zien wij dat de 'smal spoor' aanpak - zij het in beperkte mate - handvatten kan opleveren voor het beleid gericht op individuele actoren. Deze aanpak kan een beeld opleveren welke veranderingen op het individuele niveau in beginsel bijdragen aan een beter watervoorziening.

Postel et al. (1996) schatten in dit verband in dat in 2025 (onder optimistische assumpties) meer dan 70 procent van de toegankelijke zoetwatervoorraad dient te worden aangesproken om in de groeiende behoefte aan water te voorzien (Op dit moment gebruikt de totale wereldbevolking ongeveer de helft van de toegankelijke zoetwatervoorraad).

25

Een aantal andere vragen relevant voor het Nederlandse waterbeleid kunnen alleen met de 'breed spoor' benadering worden aangepakt:

het in kaart brengen van de gevolgen van waterwinning, watergebruik en watervervuiling voor het natuurlijk en het economisch systeem;

het in kaart brengen van de directe en indirecte gevolgen van het watergebruik in een bepaalde sector (bijvoorbeeld de landbouw) voor het gehele watersysteem;

het leggen van verbanden op watersysteemniveau tussen water- en energiegebruik (oppervlaktewater is bij een vereist kwaliteitsniveau energetisch 'duurder'), tussen waterbeheersing en waterbeschikbaarheid (het handhaven van een peil en het wegpompen van 'overtollig' water heeft grote gevolgen voor waterbeschikbaarheid in de toekomst en elders).

Bij deze vragen komen de kwalitatieve en kwantitatieve eisen die aan specifieke waterstromen en het watersysteem gesteld worden, zoals aan oppervlaktewatersystemen, integraal aan de orde.

Relevante kwantitatieve eisen betreffen de landbouw, recreatie, veiligheid, scheepvaart en dergelijke. Relevante kwalitatieve eisen betreffen de benutbaarheid van waterstromen (en voorraden) voor diverse sectoren, zoals natuur, landbouw, industrie en drinkwaterbedrijven.

De in paragraaf 5 geschetste waterstroom model benadering biedt een kader om het integrale watersysteem te bestuderen met betrekking tot deze vragen en structured te verbeteren. In dit kader kan nagegaan worden welke kwantitatieve en kwalitatieve beheerstrategieen en zuiveringsstrategieen het systeem kunnen verbeteren qua effectiviteit en efficientie. Deze aanpak leent zich ook voor toepassing op verschillende ruimtelijke en temporele schaalniveaus. Te denken valt hierbij aan toepassing voor provincies (gekoppeld aan inmiddels beschikbare provinciale I-O tabellen), voor de integrale waterschappen met beschermings-, kwantiteits- en kwaliteitstaken om hun beheer op verschillende tijdschalen te optimaliseren. en aan het landelijke niveau om integrale en optimale waterstrategieen te ontwerpen en te implementeren. Als financiele kentallen gekoppeld worden aan de elementen van het waterstroom model is het ook mogelijk inzicht te krijgen in de aard van de relatie milieu - economie op het gebied van water.

Het voordeel van een integrale watersysteembenadering is dat kosten en baten - zowel in financieel als in milieukundig opzicht - van altematieve beheersstrategieen gelijktijdig in beeld gebracht kunnen worden.

26

PARAGRAAF 7: DISCUSSIE EN CONCLUSIES

Het NAMWA I-O kader biedt vanuit een hoog aggregatieniveau een beperkt perspectief op een deel van 'het' watersysteem. Dit blijkt uit het volgende:

1. Alleen aanbod en gebruik van gedistribueerd water zijn opgenomen. Hergebruik van water wordt niet zichtbaar.

2. De emissies ten gevolge van economische activiteit naar water (ook via lucht of bodem) kunnen zichtbaar worden gemaakt. Dit worden indirecte emissies genoemd. De directe emissies naar lucht en bodem die uiteindelijk resulteren in een (aantasting van de) waterkwaliteit kunnen eventueel worden opgenomen in de NAMEA studie.

3. De koppeling tussen het economisch en het natuurlijk systeem worden slechts beschreven in de kwantitatieve termen van de waterstromen op het macroniveau. Er zijn dus geen aspecten opgenomen die verwijzen naar de toestand van locale en regionale watersystemen en de effecten die deze toestand kunnen veranderen. Het beantwoordt dus niet de behoefte van identificatie van de gevolgen van economische activiteiten op watersystemen en de ecologische functies daarvan.

De NAMWA I-O benadering kan dus gekarakteriseerd worden als een 'smal spoor' benadering.

Uitwerking van deze benadering kan nuttige resultaten opleveren, doch zal deze benadering niet kunnen ombouwen tot een 'breed spoor' benadering.

Welke problemen komen aan de orde bij verdere uitwerking van het NAMWA I-O kader en hoe kunnen deze worden opgelost?

Databeschikbaarheid. Gewenst zijn data over welke watertypes voor welke doeleinden worden gebruikt op het niveau van de Nederlandse input-output analyse. Het onderscheid grondwater, drinkwater en wellicht enkele kwaliteitsklassen van oppervlaktewater is hierbij ordenend.

De mogelijkheden van hergebruik. In algemene zin biedt de NAMWA geen inzicht in waterhergebruik binnen een sector of tussen sectoren. Informatie over hergebruik van water binnen een procesgang of tussen verschillende processen op lokaal niveau kan wellicht worden verkregen en worden ingesloten in de sector analyses naar de watervraag. Op deze manier kan de verminderde behoefte aan water inputs door lokaal hergebruik verdisconteerd worden. Hergebruik op regionale schaal - onvermijdelijk vanwege het kort-cyclisch karakter van water - kan niet gemakkelijk op een verantwoorde wijze binnen het NAMWA I-O kader worden bestudeerd.

Analyse van niet-consumptief watergebruik. Bij gebruik van koelwater en water als transportmedium is sprake van niet-consumptief watergebruik. Wellicht is het verstandig dergelijk gebruik niet in NAMWA analyses te betrekken.

Het is van belang om kwaliteit te normaliseren om in de waterrekeningen zowel kwaliteit als kwantiteit tot uitdrukking te kunnen brengen. Het kwaliteitsbegrip is onlosmakelijk gekoppeld aan gebruiksdoeleinden van water. Het lijkt daarom zinvol om kwaliteitklassen te onderscheiden, mogelijk per watertype en per gebruiksdoeleinde. Hierbij speelt uiteraard de mogelijkheid zinvolle gegevens te verzamelen voor de onderscheiden kwaliteitsklassen een belangrijke rol.

De resultaten van dit uitgebreide NAMWA I-O kader zijn relevant voor het funderen van een waterbewust beleid gericht op producenten en consumenten. De water-intensiteiten - onderscheiden naar enkele waterkwaliteitsklassen - zijn indicatoren voor processen en producten waarbij al dan niet veel water (relatief) direct en indirect gebruikt wordt.

27

De waterstroommodel benadering is een benadering die het 'brede spoor' vertegenwoordigt. Deze benadering is gei'nspireerd op de stofstroomanalyse methodologie. Van der Voet (1996) heeft stofstroomanalyses uitgevoerd voor zware metalen en stikstofverbindingen en daarbij de toepasbaarheid van stofstroomanalyse gedemonstreerd. Echter op watersystemen is deze benadering nog niet toegepast. Het daadwerkelijk beginnen met het ontwikkelen van waterstroom modellen zal duidelijk moeten maken of de huidige stand van databeschikbaarheid - verspreid over vele instanties - voldoende is voor het opbouwen van zinvolle modellen.

De watersysteembenadering waarvoor beleidsmatig steeds vaker gepleit wordt, kan methodologisch vorm krijgen in de hier aangeduide waterstroommodel benadering, Dergelijke modellen bieden een wetenschappelijk kader om de het watersysteem integraal met inbegrip van de economische en natuurlijke functies van water te beschrijven op het regionale en het nationale schaalniveau. Op beide schaalniveaus kunnen gebaseerd op een toereikende systeembeschrijving verbeter maatregelen en strategieen worden geevalueerd op de effecten. Op deze wijze kunnen van dergelijke maatregelen en strategieen de kosten en baten - financieel en milieukundig - op systeemniveau in kaart worden gebracht.

Als afronding bevelen wij aan, rekenschap gevend van de waterrelevante milieuvraagstukken en de actuele waterbeleid & watermanagement vraagstukken, om het onderzoek in twee richtingen verder uit te werken.

De eerste lijn richt zich op de verdere analyse van watergebruik voor economische doeleinden zoals wordt bepaald in de NAMWA. Voor beleid gericht op waterbesparing kan het zinvol zijn water-intensiteiten te bepalen voor relevante watersoorten, zoals grondwater en drinkwater. Ook het ontwikkelen van watervervuilingsintensiteiten gerelateerd aan productie en/of consumptie kan beleidsmatig zinvol zijn.

De tweede lijn volgt de visie waarin het watergebruik ruimer geinterpreteerd wordt en waarbij tevens rekening wordt gehouden met niet-economisch gebonden watergebruik en de hydrologisch-ecologische samenhang van waterstromen en waterkringlopen. Voor deze lijn is het van belang de waterstroommodel benadering - die nu alleen als methodologisch concept beschikbaar is - in enkele case-studies uit te werken en te toetsen op methodologische en praktische uitvoerbaarheid.

28