Strategie van ‘klimaatplantages’ ondervindt obstakels: Onderzoek toont beperkte koolstofafvangcapaciteit binnen veilige grenzen

Geoptimaliseerde wereldwijde distributie van biomassa-plantages om netto kooldioxideverwijdering te maximaliseren.

Het planten van snelgroeiende gewassen, deze verbranden, de vrijgekomen CO2 opvangen en opslaan: dit wordt besproken als een manier om broeikasgassen uit de atmosfeer te verwijderen en de wereldwijde opwarming op de lange termijn te beperken tot 1,5 graden. Maar als dit gebeurt op grond buiten de bestaande landbouw, bedreigt dit de stabiliteit van de biosfeer.

Een studie van het Potsdam Instituut voor Klimaatimpactonderzoek (PIK) in Communications Earth & Environment geeft een cijfer aan het potentieel van dergelijke nieuwe “klimaatplantages”, ook bekend als bio-energie met koolstofafvang en -opslag (BECCS). De studie beschouwde niet alleen de koolstofbalans, maar ook andere planetaire grenzen.

Volgens de aannames van de studie met betrekking tot de productiviteit van de plantensoorten – geen nieuwe variëteiten in de loop van de tijd, gemiddelde klimaatverandering – is het potentieel buiten bestaand landbouwgrond minder dan 200 miljoen ton kooldioxideverwijdering in 2050. Dit is aanzienlijk minder dan in veel klimaatscenario’s wordt aangenomen.

Dit betekent dat als we op deze methode van koolstofverwijdering willen vertrouwen, in plaats van op mogelijke alternatieven zoals luchtfiltersystemen of verbeterde verwering van gesteente, we bestaand landbouwland moeten gebruiken. Dit is alleen haalbaar als ons voedselsysteem verandert en, onder andere, minder op dierlijke producten gericht is.

Het onderzoeksteam begon vanuit het concept van planetaire grenzen, ontwikkeld in 2009 onder leiding van de huidige PIK-directeur Johan Rockström. De grenzen vertegenwoordigen de kritische limieten van negen processen die de basis vormen van het menselijk leven, van het klimaat tot de staat van bossen en oceanen, tot biodiversiteit.

Zoals de eerste gezondheidstoestand van de aarde, recent gepubliceerd door PIK, aantoonde, zijn zes grenzen al overschreden. Vier daarvan zijn landgerelateerd en dus relevant voor de toewijzing en het beheer van klimaatplantages: ze betreffen stikstofinvoer uit bemesting, de zoetwatercyclus, ontbossing en het verlies van biosfeerintegriteit, veroorzaakt door bijvoorbeeld een afname van de biodiversiteit. De nieuwe studie biedt de eerste systematische, procesgebaseerde modellering van hoe het potentieel van BECCS wordt beperkt als deze kritische limieten niet verder worden overschreden.

Volgens de studie, die deel uitmaakte van het vierjarige EU-project NEGEM over verantwoord negatieve emissies, is het theoretisch zo dat als alle biophysisch geschikte gebieden buiten de huidige landbouw worden omgevormd, het potentieel voor koolstofverwijdering door klimaatplantages aanzienlijk hoger zou zijn dan in de meeste klimaatscenario’s wordt aangenomen. Deze scenario’s gaan uit van gemiddeld ongeveer 7,5 miljard ton koolstofverwijdering in 2050—slechts om de wereldwijde opwarming te beperken tot 2 in plaats van 1,5 graden—vaak met BECCS als de centrale technologie. Echter, als de planetaire grenzen in aanmerking worden genomen, is het beeld omgekeerd: de miljarden tonnen zijn verre van haalbaar met deze technologie.

Het LPJmL wereldwijde biosferamodel, dat dagelijkse water-, koolstof- en stikstofstromen simuleert met een resolutie van een halve graad breedte- en lengteligging, toont aan hoe elk van de vier beperkingen het koolstofverwijderingspotentieel beïnvloedt: beperking van stikstofinvoer uit meststoffen vermindert het met 21% ten opzichte van de theoretische bovengrens; bescherming van zoetwatersystemen vermindert het met 59%; de beperkingen op ontbossing leiden tot een vermindering van 61%; en het vermijden van verder verlies van biosfeerintegriteit met maar liefst 93%.

Als wordt aangenomen dat aan alle vier de planetaire grenzen wordt voldaan, met expliciete bescherming voor bestaande bossen, geeft de modelstudie een verwijderingspotentieel van minder dan 200 miljoen ton CO2 in 2050 aan.

Conclusie

Johanna Braun, PIK-onderzoeker en hoofdauteur van de studie, concludeert: “De belangrijkste klimaatbeschermingsstrategie blijft het snel verminderen van emissies naar nul. Om de geografische omvang, en dus het koolstofverwijderingspotentieel, van klimaatplantages te vergroten, zou de wereld met minder ruimte voor de landbouw moeten doen. Een meer plantaardig dieet wereldwijd zou bijvoorbeeld theoretisch aanzienlijke graslandgebieden vrijmaken voor andere toepassingen.”

De studie wijst dus op een belangrijke verbinding, benadrukt Braun: “Minder dierlijke producten produceren en consumeren helpt niet alleen het klimaat door de emissies uit de landbouw te verminderen, maar verlicht ook de strijd om schaarse hulpbronnen, waardoor het aardse systeem als geheel wordt beschermd.”