Disclaimer
Onderstaande tekst is een zo feitelijk mogelijke samenvatting van een recent TNO-rapport over stikstofdepositie en concentratie. Het betreft nadrukkelijk nog geen duiding vanuit Stikstofinfo.net, maar een eerste weergave van de belangrijkste bevindingen.
Het rapport gaat primair over model-op-model vergelijkingen: verschillende rekenmodellen worden met elkaar vergeleken om te zien hoe groot de verschillen in berekende stikstofdepositie zijn. Voor deze vergelijking is gebruikgemaakt van emissiegegevens uit 2019.
Wanneer modeluitkomsten met metingen worden vergeleken, gebeurt dat doorgaans met gegevens uit het MAN-netwerk (Meetnet Ammoniak in Natuurgebieden) en/of het LML-netwerk (Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit). Deze meetnetten vormen in Nederland de belangrijkste referentie voor ammoniak- en stikstofmetingen.
Het onderstaande figuur laat zien dat de verschillen tussen modeluitkomsten en metingen aanzienlijk kunnen zijn. In sommige gevallen lopen de afwijkingen op tot een factor twee. In het eerste rapport van De Heij werd nog voorzichtig gesproken over een onzekerheid van ongeveer ±30%.
Er zijn een aantal mogelijke verklaringen voor deze grote verschillen.
Ten eerste staan de MAN-meetpunten in natuurgebieden, waar de ammoniakconcentraties gemiddeld lager zijn dan in de directe omgeving van landbouwbedrijven. Tegelijkertijd zijn ammoniakconcentraties sterk ruimtelijk variabel: op korte afstand van een bron kunnen concentraties sterk veranderen. Daardoor kan een model dat werkt met gemiddelde waarden op een bepaalde ruimtelijke schaal moeilijk de lokale werkelijkheid bij een meetpunt precies reproduceren.
Een tweede punt is dat vrijwel alle modellen voor de berekening van stikstofdepositie gebruikmaken van het zogenaamde DEPAC-depositieschema. Dit depositieschema is echter slechts beperkt gevalideerd met directe depositiemetingen. Dat betekent dat de betrouwbaarheid van de berekende depositie in belangrijke mate afhankelijk is van aannames in het model zelf.
Deze combinatie van factoren – modelaannames, beperkte validatie van depositieschema’s en grote lokale variatie in concentraties – kan verklaren waarom modeluitkomsten en metingen soms sterk van elkaar verschillen.
Populair gezegd ontstaat daardoor een situatie waarin de modelwereld een soort “SimCity-werkelijkheid” benadert: een vereenvoudigde representatie van de werkelijkheid waarin veel processen worden geschematiseerd. In dat licht wordt regelmatig de vraag gesteld in hoeverre modellen zoals OPS geschikt zijn om zeer lokale uitspraken te doen, bijvoorbeeld bij individuele vergunningverlening of bij het bepalen van depositie op regionale schaal. Deze vraag stellen is hem eigenlijk ook al beantwoorden.
Hier is een beknopte Nederlandse samenvatting van de belangrijkste conclusies uit de TNO-studie.
Samenvatting van de conclusies
Deze studie is de eerste nationale modelvergelijking waarin vijf verschillende atmosferische modellen zijn gebruikt om de stikstofdepositie in Nederland voor 2019 te berekenen. Doordat alle modellen met dezelfde emissiegegevens werkten, zijn de verschillen in uitkomsten uitsluitend het gevolg van verschillen in modellering.
Totale stikstofdepositie
De gemiddelde totale stikstofdepositie in Nederland wordt door de modellen geschat op ongeveer 1476 mol stikstof per hectare per jaar. Individuele modellen komen uit tussen 1296 en 1669 mol/ha/jaar. De spreiding tussen de modellen onderling bedraagt ongeveer 10% op nationaal niveau.
De depositie varieert sterk binnen Nederland (red: … en regionaal nog veel meer!). De hoogste waarden worden berekend in regio’s met intensieve veehouderij en bosgebieden, waar waarden boven 2000 mol/ha/jaar voorkomen. In de westelijke kustprovincies liggen de waarden vaak onder 1250 mol/ha/jaar.
De modelonzekerheid op een schaal van één vierkante kilometer bedraagt gemiddeld ongeveer 15% (bij deze onderlingen modellen vergelijkingen), maar eerdere studies die modellen met metingen vergelijken geven een grotere onzekerheid van 30–35% (red: waarschijnlijk flink hoger).
Rol van ammoniak (gereduceerd stikstof)
Ammoniak speelt een dominante rol in de stikstofdepositie in Nederland.
- Droge depositie van ammoniak vormt gemiddeld bijna de helft van de totale depositie.
- Natte depositie van gereduceerd stikstof draagt ongeveer 20–25% bij.
- Geoxideerd stikstof (NOy) draagt 21–32% bij.
De grootste modelverschillen ontstaan bij de droge depositie van ammoniak, waar de spreiding gemiddeld ongeveer 30% bedraagt. In gebieden zoals de Veluwe kan deze onzekerheid oplopen tot circa 50%.
De verschillen tussen modellen komen vooral door verschillen in aannames over:
- depositiesnelheden
- chemische omzettingen
- uitwisseling tussen landbouwgrond en atmosfeer
Geoxideerd stikstof (NOx)
De concentraties van stikstofdioxide (NO₂) worden door de modellen relatief goed en consistent berekend. Dit suggereert dat de emissies van NOx goed bekend zijn.
Voor de reactieproducten van NOx, zoals salpeterzuur en nitraatdeeltjes, zijn de verschillen tussen modellen groter. Dit komt doordat deze stoffen afhankelijk zijn van meerdere chemische processen en interacties met ammoniak.
Voor sommige processen ontbreken bovendien metingen, waardoor modelvalidatie lastig is.
Prestaties van modelensembles
Het gemiddelde van alle modellen (het ensemble) blijkt vaak even goed of beter te presteren dan individuele modellen bij vergelijking met metingen.
Dit komt doordat fouten van individuele modellen elkaar gedeeltelijk compenseren. Vooral bij processen met grote onzekerheid, zoals stikstofdepositie, biedt een ensemble een betrouwbaarder resultaat.
Nederlandse versus buitenlandse bijdrage
Volgens het OPS-model is ongeveer 66% van de stikstofdepositie in Nederland afkomstig uit Nederlandse bronnen (ongeveer 1000 mol/ha/jaar).
Andere modellen (LOTOS en EMEP4NL) komen uit op ongeveer 53% binnenlandse bijdrage. Deze lagere waarde betekent dat volgens deze modellen een groter deel van de depositie uit het buitenland komt.
Dit verschil hangt samen met aannames over transportafstanden van stikstofverbindingen. In OPS slaan stoffen gemiddeld sneller lokaal neer, terwijl andere modellen meer transport over langere afstanden berekenen. (red. Waarschijnlijk is transport van ammoniak nu juist ultralokaal).
Hierdoor kunnen verschillende modellen tot verschillende beleidsconclusies leiden over de effectiviteit van nationale maatregelen (red. in elk geval is duidelijk dat OPS niks kan, en niet gebruikt kan worden voor vergunningen).
Structurele modelafwijkingen in Nederland
Alle modellen laten een vergelijkbaar patroon zien:
- onderschatting van ammoniakconcentraties in het westen van Nederland
- overschatting in het oosten
Dit patroon staat bekend als het zogenaamde “Duinengat”. De oorzaak hiervan is nog niet duidelijk en lijkt niet specifiek aan één model te liggen.
Aanbevolen verbeteringen
De studie beveelt verschillende verbeteringen aan voor stikstofmodellen:
- Meer regionale variatie in emissies
- verschillen in mesttoepassing
- bodemtype en landbouwpraktijk
- Betere tijdsvariatie in emissies
- verschillen tussen seizoenen
- invloed van weersomstandigheden
- Betere modellering van landbouwgrond als bron én sink van ammoniak
Daarnaast wordt geadviseerd om:
- chemische omzettingsprocessen realistischer te modelleren
- meer metingen uit te voeren (bijvoorbeeld voor nitraatdeeltjes)
- modelvergelijkingen regelmatig te herhalen
Slotconclusie
De studie laat zien dat de belangrijkste stikstofmodellen die in Nederland worden gebruikt vergelijkbaar zijn met de Europese stand van de wetenschap. Het gebruik van meerdere modellen tegelijk biedt een goede manier om onzekerheden te kwantificeren.
Tegelijkertijd blijven er belangrijke onzekerheden bestaan, vooral bij ammoniak en stikstofdepositie op regionale schaal. Verdere verbetering van modellen vereist betere emissiegegevens, meer metingen en een gedetailleerdere beschrijving van landbouwsystemen.
StikstofInfo.net - Alles over Ammoniak en stikstofverbindingen 
Plaats een reactie