Broeikasgasreductie door duurzaam beheer water en ondergrond

Om klimaatverandering te beperken, is vermindering van broeikasgasuitstoot noodzakelijk. Nederland heeft zich gecommitteerd aan de doelstelling om in 2050 klimaatneutraal te zijn, in lijn met internationale afspraken zoals het Klimaatakkoord van Parijs en de Sustainable Development Goals.

Terwijl de transitie naar duurzame energie versnelt en de uitstoot uit sectoren als industrie en mobiliteit afneemt, blijven emissies uit land- en watersystemen relatief constant. Zij spelen een belangrijke rol in de uitstoot van broeikasgassen. Denk hierbij aan koolstofdioxide (CO₂), methaan (CH₄) en lachgas (N₂O), emissies die vrijkomen bij natuurlijke processen, maar ook door menselijk handelen.

Slim beheer als sleutel

Hoe groot het aandeel van water en bodem is in de totale uitstoot, is lastig om precies te zeggen. Het percentage van deze emissies zal echter toenemen, nu we minder fossiele brandstoffen verbranden. Maar als water- en bodemsystemen meer koolstof opslaan dan uitstoten, kunnen water- en bodemsystemen zelfs een positief effect hebben op het klimaat.

Slim beheer van land kan hierbij de sleutel zijn. Het ontbreken van gedetailleerde kennis vormt echter een risico: onbekende emissies kunnen de positieve bijdrage van natuurlijke systemen aan klimaatmitigatie tenietdoen.

Juiste balans

In delta's is beheer van sediment en waterstanden broodnodig. Het vinden van de juiste balans tussen klimaatimpact en andere maatschappelijke behoeften (zoals waterveiligheid en natuurontwikkeling) is essentieel voor leefbare delta's.

Deltares onderzoekt daarom hoe we water en bodem zo kunnen beheren dat broeikasgasemissies minimaal zijn, terwijl het vermogen van deze systemen om koolstof op te slaan maximaal wordt benut.

We richten ons daarbij op:

• Het kwantificeren van emissies en koolstofopslag in water- en bodemsystemen;

• Het beoordelen van maatregelen en ingrepen;

• Het monitoren, modelleren en valideren van effecten, zodat deze toepasbaar zijn in beleid en praktijk.

Uitdagingen broeikasgasreductie

Onzichtbare emissies

Emissies uit water- en bodemsystemen zijn het gevolg van natuurlijke processen, die afhankelijk van het seizoen en beheer variëren. Kleine veranderingen in waterpeil, zuurstof, nutriënten of landgebruik kunnen grote gevolgen hebben. Omdat opname en uitstoot tegelijkertijd optreden, draait het om het nettoverschil – en dat is lastig vast te stellen.

Landschapselementen

Wat dragen verschillende landschapselementen, zoals veenweides, sloten, meren, rivieren, kwelders en kustgebieden bij aan de totale uitstoot? Juist kleine wateren, zoals sloten in agrarisch gebied, blijken een belangrijke rol te spelen. Onderzoek naar de klimaateffecten van verschillende landschapselementen draagt bij aan klimaatadaptieve ontwerpen.

Menselijke ingrepen

Baggeren, bouwactiviteiten en natuurontwikkeling verstoren systemen tijdelijk en kunnen tot extra emissies leiden. Op langere termijn kunnen diezelfde ingrepen echter ook bijdragen aan betere waterkwaliteit, meer biodiversiteit en extra koolstofopslag. Inzicht in de volledige tijdlijn van verstoring tot herstel is essentieel om de klimaateffecten goed te beoordelen.

Benutten potentiële opslag

Hoe benutten we het maximale potentieel voor koolstofopslag in water- en ondergrond? En hoe voorkomen we emissies uit eroderende bodems? Wetlands langs kusten en estuaria zijn uitstekende koolstofopslagplaatsen, doordat er veel fijn sediment wordt afgezet.

Als een soortgelijke dynamiek kan worden nagebootst door middel van aangelegde natuur, kan dit bijdragen aan minder CO2 in de lucht. Aan de andere kant kan erosie als gevolg van zeespiegelstijging of menselijke activiteiten juist zorgen voor het vrijkomen van eeuwenlang opgeslagen koolstof.

Veenweides

Veenweides zijn een grote bron van broeikasgassen door veenafbraak, onder andere als gevolg van bodemdaling. Vernatting kan emissies verminderen, maar de effectiviteit verschilt per locatie en beheer. Soms kan het juist tot versterking van emissies leiden.

Ook andere maatregelen, zoals aangepast landgebruik, spelen een rol. Dit vraagt om langdurig, grootschalig en goed gecoördineerd onderzoek.

Onze aanpak: meten, begrijpen en toepassen

Deltares ontwikkelt slimme strategieën voor water- en ondergrondbeheer op basis van een systeembenadering. Daarbij combineren we:

• Veldmetingen: continue metingen van broeikasgasuitstoot in uiteenlopende landschappen;

• Modellering: het simuleren van sedimentstromen en vegetatiegroei voor bijvoorbeeld kwelderontwikkeling, om emissies en effecten van maatregelen op lokale, regionale en nationale schaal te kunnen doorrekenen;

• Laboratoriumonderzoek en experimenten: inzicht in afbraakprocessen, stabiliteit van koolstof en het verschil tussen oude en nieuwe koolstof;

• Validatie en monitoring: om maatregelen te toetsen en resultaten betrouwbaar te maken voor beleid.

Deze cyclische aanpak – meten, modelleren, begrijpen, toepassen en opnieuw meten – zorgt voor robuuste en toepasbare kennis. Hiervoor wordt expertise samengebracht uit disciplines als hydrologie, ecologie, microbiologie, geochemie, geologie en civiele techniek.

Van kennis naar beleid en ontwerp

Op dit moment worden broeikasgassen uit water en bodem nog nauwelijks meegenomen in ruimtelijke planning en ontwerp. Bij bouw- en infrastructuurprojecten ligt de focus vooral op directe emissies verminderen, bijvoorbeeld met elektrische bouwmachines, terwijl keuzes over locatie, waterpeil en bodemgebruik minstens zo bepalend kunnen zijn.

Deltares ondersteunt overheden, waterbeheerders en ontwerpers door:

• Inzicht te geven in waar en waardoor emissies ontstaan;

• Het effect van beheermaatregelen te kwantificeren;

• Kennis te vertalen naar beleidsinstrumenten, emissieregistraties en ontwerpprincipes.

Zo helpen we om klimaatmitigatie structureel te verankeren in water- en bodembeheer.

Projecten

NOBV – Nationaal Onderzoeksprogramma Broeikasgassen in Veenweidegebieden - Langlopend onderzoeksprogramma, gecoördineerd door Deltares, waarin emissies uit veenweiden en het effect van maatregelen landelijk in kaart worden gebracht.

Doel is de uitstoot uit veengebieden met 1 miljoen ton CO2 te verminderen. Onderdeel hiervan is de ontwikkeling van geavanceerde modellen (SOMERS) voor nationale emissieramingen.

POKONABO - Onderzoek naar broeikasgasuitstoot en koolstofopslag in Nature‑based Solutions, zoals aangelegde wetlands. Door meerjarige metingen wordt onderzocht hoe beheer kan bijdragen aan extra koolstofvastlegging.

NL2120 - Gebruik van natuurlijke oplossingen als vernatting van veenweides om Nederland klimaatadaptief en toekomstbestendig te maken. Deltares monitort in de Friese Hegewarren broeikasgasemissies en bodembeweging, waterstromen en grondwaterstanden en bodemsamenstelling.

BlueCAN - Inzicht in broeikasgasemissies uit meren, en de rol van kleine wateren. We testen hier de mogelijkheid om op op basis van DNA-technieken te kijken welke activiteiten mogelijk voorkomen.

DuNag / LandSeaLot / RESTCOAST - Onderzoek naar emissies en opslag in sediment, kust- en overgangsgebieden, inclusief de effecten van zandwinning en kustherstel.

Broeikasgasfaciliteit

Deltares is een van de partners in het programma FTO-Duurzaamheid. Binnen dit programma wordt gebouwd aan experimentele faciliteiten voor onderzoek naar klimaatverandering, broeikasgasemissies en luchtvervuiling.

Deltares bouwt binnen het consortium aan de uitbreiding van apparatuur voor broeikasgasonderzoek tot een eigen broeikasgasfaciliteit, waar gericht onderzoek kan worden gedaan naar de interactie tussen water, bodem en lucht, broeikasgasemissies en de effectiviteit van maatregelen.

De broeikasgasfaciliteit bestaat uit geavanceerde meetfaciliteiten voor broeikasgassen en luchtkwaliteit. Hiermee wordt het mogelijk om de totale broeikasgasuitstoot te meten en het effect van maatregelen om die uitstoot tegen te gaan.

Ingezet wordt op uitbreiding van instrumenten in het Delta-lab (microschaal), apparatuur en mogelijkheden voor in-situmetingen (mesoschaal) en instrumenten voor metingen in het veld (macroschaal). Deze verzameling van specialistische apparaten en onderzoeksmethoden is in te zetten in verschillende situaties en projecten.

De broeikasgasfaciliteit is daarmee net als onze andere faciliteiten nadrukkelijk niet alleen voor eigen onderzoek maar ook voor samenwerking met kennispartners, overheden en bedrijfsleven.