Reflecterende opinie: De afkapgrens in AERIUS en de wetenschappelijke onderbouwing van stikstofberekeningen.

De uitspraak van de Raad van State in april 2023, waarin een afkapgrens van 25 kilometer voor stikstofberekeningen in AERIUS als aanvaardbaar wordt beschouwd, heeft verstrekkende juridische en beleidsmatige implicaties. Deze beslissing is gebaseerd op de huidige wetenschappelijke inzichten en modellen, zoals het SRM2+-model voor wegverkeer en het OPS-model voor grotere afstanden. De Raad van State stelt dat deze modellen de “beste wetenschappelijke kennis” vertegenwoordigen. Vanuit een natuurwetenschappelijk perspectief roept deze uniforme afkapgrens echter kritische vragen op. Als fysisch chemicus betoog ik dat een dergelijke generieke grens onvoldoende recht doet aan de fysische en chemische realiteit van stikstofverspreiding en dat een wetenschappelijk onderbouwde, op emissiebron-specifieke parameters gebaseerde benadering noodzakelijk is.

De wetenschappelijke basis van atmosferische stikstofverspreiding

Atmosferische verspreiding van stikstofverbindingen wordt traditioneel gemodelleerd met het Gaussian plume model en latere uitbreidingen zoals Lagrangiaanse en Euleriaanse dispersiemodellen. Deze modellen beschrijven hoe gasvormige stoffen en aerosolen zich verplaatsen en neerslaan in de atmosfeer, afhankelijk van een aantal factoren:

1. Hoogte van de emissiebron: Een hoge emissiebron zoals een industriële schoorsteen of een vliegtuigemissie wordt door de hogere uitstootenergie en turbulente menging in de vrije atmosfeer over grotere afstanden verspreid. Daarentegen blijft een lage bron, zoals een stal of wegverkeer, veel dichter bij het aardoppervlak en heeft daardoor een veel beperktere verspreidingsradius.
2. Thermische en mechanische eigenschappen van de uitstoot: Hete uitlaatgassen uit een fabrieksschoorsteen hebben een aanzienlijke opwaartse lift (pluimstijging), wat de effectieve emissiehoogte en het verspreidingspatroon beïnvloedt. Bij koude ammoniakuitstoot uit een stal of mestopslag ontbreekt dit effect vrijwel volledig, wat resulteert in snelle depositie dichtbij de bron.
3. Meteorologische condities: Windsnelheid, atmosferische stabiliteit en vochtigheid bepalen in hoeverre ammoniak (NH₃) en stikstofoxiden (NOₓ) al dan niet over lange afstanden kunnen worden getransporteerd. Onder stabiele atmosferische condities (bijvoorbeeld tijdens temperatuurinversies) kan stikstof zich verder ophopen en pas op grotere afstand neerslaan.
4. Chemische transformatie: NH₃ kan in de atmosfeer reageren met zure componenten zoals zwavelzuur en salpeterzuur, waardoor secundaire aerosolen (ammoniumsulfaat en ammoniumnitraat) ontstaan. Deze aerosolen zijn veel vluchtiger en hebben een langere verblijftijd in de atmosfeer, waardoor ze veel verder kunnen reizen dan gasvormige NH₃.

Op basis van deze fysische en chemische principes is het evident dat een uniforme afkapgrens van 25 km een simplificatie is die niet overeenkomt met de realiteit van atmosferische stikstoftransportmechanismen. Een wetenschappelijk robuuste benadering zou differentiëren op basis van emissiebronkarakteristieken.

Waarom een uniforme 25 km-grens wetenschappelijk niet houdbaar is

De kern van het probleem ligt in de juridische uniformering van een waarde die in werkelijkheid een dynamische variabele zou moeten zijn. De keuze voor een vaste grens van 25 kilometer is een administratief beleidsbesluit en geen wetenschappelijk afgeleide grenswaarde. De wetenschappelijke kennis over atmosferische dispersie suggereert juist een variabele afkapgrens:

• Lage emissiebronnen (zoals stallen, wegverkeer en open mestopslag) hebben een beperkt verspreidingsbereik. Afhankelijk van de lokale meteorologische omstandigheden en onderliggende bodemchemie is een afkapgrens tussen 3 en 8 kilometer realistischer. Een grotere rekenafstand leidt hier vooral tot schijnnauwkeurigheid en beleidsmatige overregulering.
• Hoge emissiebronnen (zoals industriële schoorstenen en vliegtuigemissies) daarentegen hebben een veel langere invloedssfeer. Hier zou een afkapgrens van 100 kilometer of meer wetenschappelijk beter verdedigbaar zijn, aangezien stikstofverbindingen zich op deze schaal nog aantoonbaar ophopen in natuurgebieden.

Door beide emissiecategorieën over dezelfde kam te scheren, introduceert het huidige model een systematische fout in zowel beleidsmatige als ecologische analyses.

De wetenschappelijke valkuil van de juridische afkapgrens

De uitspraak van de Raad van State geeft impliciet aan dat wetenschappelijke onzekerheid de rechtvaardiging vormt voor de afkapgrens. Dit argument is problematisch om meerdere redenen:

1. Wetenschappelijke onzekerheid rechtvaardigt geen arbitraire grenzen. De uitspraak stelt dat stikstofberekeningen buiten 25 km wetenschappelijk te onzeker zouden zijn. Dit impliceert echter dat onzekerheid als reden wordt gebruikt om modelberekeningen simpelweg af te kappen, in plaats van methodologisch te verbeteren.
2. De gebruikte modellen (SRM2+ en OPS) zijn slechts benaderingen. De Raad van State baseert zich op modellen die goed presteren binnen de door hen gekozen grenzen, maar negeert de inherente beperkingen van deze modellen. SRM2+ is bijvoorbeeld een semi-empirisch model voor wegverkeer, terwijl OPS een meer generiek verspreidingsmodel is dat niet expliciet geoptimaliseerd is voor emissies boven de grenslaag (zoals vliegtuigen en hoge schoorstenen).
3. Er is precedent voor differentiële afkapgrenzen. In andere wetenschappelijke en beleidsmatige contexten wordt reeds gedifferentieerd naar emissiebron. Bijvoorbeeld in de Europese luchtkwaliteitsmodellen (zoals EMEP en LOTOS-EUROS) worden hoge emissies expliciet apart behandeld vanwege hun grotere impactgebied.

Een wetenschappelijk solide benadering zou niet uitgaan van een rigide grens, maar van een graduele weging van depositieafstanden op basis van emissie-eigenschappen en atmosferische omstandigheden.

Naar een wetenschappelijk robuuster stikstofbeleid

Een alternatief voor de uniforme 25 km-grens zou zijn om binnen AERIUS een bron-specifiek afkapsysteem te implementeren. Dit betekent dat:

• Voor lage kleine emissiebronnen een kortere afkapgrens wordt gehanteerd (bijvoorbeeld van 3 tot 8 kilometer).
• Voor hoge grote missiebronnen een grotere afkapgrens wordt gehanteerd (bijvoorbeeld van 100 km of meer).
• De exacte afkapgrens wordt berekend op basis van effectieve emissiehoogte, warmteflux en meteorologische condities in plaats van een administratieve waarde.

Door deze differentiaties binnen het model op te nemen, kunnen zowel onnodige bureaucratische lasten voor landbouw en klein-mkb als wetenschappelijke onderschatting van industriële emissies worden vermeden.

Conclusie

De huidige juridische vaststelling van een afkapgrens van 25 kilometer is wetenschappelijk gezien een te simplistische benadering van stikstofdispersie. Atmosferische chemie en fysica tonen aan dat de impact van stikstofbronnen sterk afhankelijk is van de hoogte en warmte-inhoud van de emissiebron. De juridische afkapgrens van 25 kilometer verdoezelt deze wetenschappelijke realiteit en leidt zowel tot overschatting als onderschatting van de werkelijke stikstofdepositie.

Een wetenschappelijk beter onderbouwde aanpak zou differentiëren op basis van bronkarakteristieken en atmosfeerchemische processen. Dit vereist aanpassing van AERIUS en een meer dynamische weging van de depositie-afstanden. Alleen door wetenschap en beleid op elkaar af te stemmen, kunnen we komen tot een stikstofbeleid dat zowel ecologisch robuust als praktisch uitvoerbaar is.

De kernvraag blijft: zijn we bereid wetenschap leidend te maken in stikstofbeleid, of blijven we vasthouden aan administratieve eenvoud ten koste van wetenschappelijke nauwkeurigheid?