Balans van de Leefomgeving
Balans van de Leefomgeving 2012

Inzet biobrandstoffen verkeer leidt mondiaal mogelijk tot toename broeikasgasemissies

In de Balans van de Leefomgeving 2010 is gerapporteerd over het emissie-effect van biobrandstoffen die in 2008 in Nederland waren ingezet. Toen was de conclusie dat de productie en het gebruik van veel biobrandstoffen vanuit mondiaal perspectief slechts tot een beperkte emissiereductie leidt, en dat zelfs een averechts emissie-effect niet is uit te sluiten (PBL 2010a). Deze conclusie staat nog steeds (tabel 1), ondanks een toegenomen aandeel reststromen in biobrandstoffen (NEA 2012).

Het emissie-effect vanuit mondiaal perspectief (methode 4 in tabel 1) is onzeker, vooral omdat emissieveranderingen door landgebruiksverandering erg onzeker zijn. De ontwikkelingen hierin zijn niet alleen afhankelijk van de ingezette biobrandstoffen, maar ook van de mondiale ontwikkelingen in het landgebruik en de landbouw. Er kunnen situaties worden beschreven die tot nog aanzienlijk grotere toename van de emissies leiden dan geschetst in tabel 2.3, maar de waarschijnlijkheid dat deze situaties daadwerkelijk optreden is tamelijk klein ingeschat.

Het kabinet-Rutte heeft per brief aan de Tweede Kamer laten weten de EU-verplichting voor het aandeel biobrandstoffen in 2020 vervroegd (per 2016) te willen realiseren (IenM 2012b). Gezien het bovenstaande heeft dit duurzaamheidsrisico’s. Daarbij komt dat, daar waar Nederland momenteel vooral door import een relatief groot aandeel afgewerkte plantaardige oliën en afvalvetten toepast, dit aandeel in de toekomst kan afnemen als ook andere landen deze biomassastromen willen gebruiken om hun doelstelling te halen.

Tabel 1 Raming van de Nederlandse emissiereductie (ten opzichte van emissies van benzine en diesel) als resultaat van de inzet van biobrandstoffen in 2011

Methode voor bepaling broeikasgasemissies biobrandstoffen Verandering in broeikasgasemissies %
Werkelijke emissies binnen de Nederlandse grenzen met aftrek van CO2-opname in Nederland bij teelt voor biobrandstoffen. circa -10
Werkelijke emissies binnen Nederlandse grenzen met verbrandingsemissies biobrandstoffen op nul (volgens Kyoto). circa -90
Emissies in de productieketen (binnen en buiten Nederland) van de in Nederland gebruikte biobrandstoffen (volgens duurzaamheidscriteria EU). circa -55
Emissies van de in Nederland gebruikte biobrandstoffen, direct in de productieketen en als gevolg van indirect landgebruik. -20 tot +100a
a) Gebaseerd op monitoringcijfers over ingezette biobrandstoffen en hun herkomst, landgebruiksveranderingen in wereldregio’s, ontwikkelingen in de productie en productiviteit van de landbouw in wereldregio’s (FAO, beide tussen 2005 en 2009), emissiefactoren uit de literatuur en veronderstellingen over indirecte effecten (mondiaal gemiddeld, regiospecifiek en gewasspecifiek).

Referenties

Naam van het gegeven

Indirecte effecten biobrandstoffen

Verantwoordelijk instituut

Planbureau voor de Leefomgeving, auteur: Anne Gerdien Prins

Berekeningswijze

De bepaling van de waarden die in tabel 1 worden weergegeven, bestaat uit drie verschillende stappen.
1) Bepalen herkomst en type biomassa van de in Nederland afgezette biobrandstoffen in 2008
2) Bepaling van de directe emissies door productie en consumptie.
3) Bepaling van indirecte emissies van de verschillende grondstoffen (afkomstig van landbouw)

Stap 1 – Bepaling herkomst en type biobrandstoffen
De analyse is gericht op de broeikasgasemissies van biobrandstoffen die in 2008 zijn verkocht bij Nederlandse tankstations. Om die emissie te kunnen bepalen is de ‘Naleving jaarverplichting 2011 hernieuwbare energie vervoer en verplichting brandstoffen luchtverontreiniging’ (Nederlandse Emissie Autoriteit 2012) gebruikt. In deze rapportage zijn de gegevens van registratieplichtige bedrijven opgenomen. Van deze bedrijven moest in 2011 gemiddeld 4,25% van de energie-inhoud van de totale hoeveelheid brandstoffen die leverden voor vervoer en mobiele machines uit hernieuwbare energie bestaan.

De volgende gegevens zijn uit Nederlandse Emissie Autoriteit (2012) overgenomen: Gebruikte biobrandstof naar soort, overzicht van de grondstof die is gebruikt voor de biobrandstof en een overzicht van het land van herkomst van de diverse grondstoffen. Vooral voor biodiesel is het voor een groot deel onbekend welke grondstof gebruikt is en welke herkomst deze grondstof heeft. Dit deel is in deze berekeningen gelijkmatig verdeeld over de bronnen koolzaad, palmolie en soja. Deze onzekerheid heeft een behoorlijke invloed op het resultaat van de directe emissies.

Op basis van indicatieve cijfers over de omvang van de teelt van biomassa in Nederland en de industriële verwerkingscapaciteit binnen onze grenzen is een raming gemaakt van het gedeelte van de verwerking dat binnen Nederland valt. Aangenomen is dat dit voor koolzaad, tarwe en suikerbiet 60% van de productie is. De omvang van de teelt binnen Nederland is erg klein. Alleen voor koolzaad is aangenomen dat 3% van de teelt in Nederland plaatsvindt.

Stap 2 – Bepaling directe emissies
In de Europese Renewable Directive is een bijlage toegevoegd met default waarden en representatieve waarden uit de praktijk voor de emissies voor een groot aantal combinaties van type biomassa en type biobrandstof. Daarbij zijn emissies bij de teelt, het transport en de industriële verwerking onderscheiden. Voor de berekeningen zijn de representatieve waarden uit deze bijlage gebruikt.

Voor enkele van de in Nederland gebruikte biobrandstoffen is een aanvullende veronderstelling nodig. In het geval van de inzet van afvalvetten en -oliën als grondstof is ervan uitgegaan dat deze momenteel worden gebruikt in de afvalverbranding om elektriciteit te produceren. Het inzetten van deze grondstoffen voor biobrandstoffen betekent dat de elektriciteit alsnog moet worden geproduceerd. In deze berekening is aangenomen dat dit met de huidige Nederlandse brandstofmix gebeurd met de daarbij behorende emissies.

In Nederland wordt ook glycerine ingezet voor de productie van biomethanol en bio-MTBE. In de Directive wordt expliciet aangegeven dat aan glycerine geen emissies behoeven te worden toegekend. Er wordt daarom vanuit gegaan dat de emissies bij de verestering van plantaardige olie tot biodiesel en glycerine geheel aan de biodiesel zijn toegekend. De verhouding tussen biodiesel en glycerine in de toepassing in Nederland kan afwijken van de verhouding bij de productie, maar dit verschil lijkt beperkt en is daarom verwaarloosd. Voor de productie van biomethanol uit glycerine is verondersteld dat de procesenergie uit de glycerine is gehaald. Wel is een beperkte emissie (5 g CO2 eq./MJ)toegekend aan de omzetting van biomethanol in MTBE. De onzekerheid van deze aannames heeft nauwelijks effect op de uiteindelijke resultaten van directe emissies.

De methodes 1-3 in Tabel 1 verschillen in de bepaling van de directe emissies. Voor methode 1 zijn alle emissies die werkelijk in Nederland zijn uitgestoten of opgenomen meegenomen. Hier is dus rekening gehouden met de opname van CO2 door de teelt van biobrandstof-grondstoffen in Nederland. Methode 2 werkt volgens Kyoto: de verbrandingsemissies van biobrandstoffen mogen op 0 gezet worden, ook als de teelt ervan buiten Nederland heeft plaatsgevonden. In methode 3 zijn alle ketenemissies van het totale biobrandstofgebruik in Nederland meegenomen. Dit is dus inclusief de emissies van het deel van de verwerking dat buiten Nederland plaatsvindt.

Stap 3 – Bepaling van indirecte emissies
De indirecte emissies zijn alleen in de 4e methode in Tabel 1 meegenomen. Verschillende aannames zijn voor deze berekening gevarieerd (zie ook Overmars et al. (2011)). De berekening van de indirecte emissies bestaat drie onderdelen:1.Het directe landgebruik van de teelt 2.De allocatie van bijproducten 3.berekening van het indirecte landgebruik op drie verschillende methodes.In de drie stappen zijn ook verschillende onzekerheden verwerkt. Voor het directe landgebruik van een teelt is gewerkt met een hoge en lage energie opbrengst per ha (Hamelinck and Hoogwijk 2007; Ros et al. 2010)). Het resultaat is een kleine en grote benodigde oppervlakte voor de teelt. Vervolgens is rekening gehouden met bijproducten, door op basis van energie-inhoud het direct landgebruik voor biobrandstoffen te verlagen. Bijproducten kunnen ook op basis van de substitutiemethode worden meegewogen. Dit kan afwijkende resultaten geven (Ros et al. 2010).
De situatie met een hoge opbrengst en bijproducten geeft dan de onderkant van de range voor direct landgebruik. De situatie met een lage opbrengst en geen bijproducten de bovenkant van de range (zie tabel 1). Tabel 1. De verschillende aannames in opbrengsten van gewassen en bijproducten leiden tot een range van direct landgebruik.Met allocatie en Hoge opbrengst: Lage inschatting direct landgebruikMet allocatie en Lage opbrengst: Midden inschatting direct landgebruikZonder allocatie en Hoge opbrengst: Midden inschatting direct landgebruikZonder allocatie en Lage opbrengst: Hoge inschatting direct landgebruik

Indirecte landgebruiksemissies van biobrandstoffen zijn het resultaat van:1.het directe landgebruik (zoals hierboven toegelicht); 2.een factor die aangeeft hoeveel van dit directe landgebruik wordt gecompenseerd door opbrengstgroei in het landbouwsysteem (de opbrengstfactor); 3.en een emissiefactor die aangeeft hoeveel emissies er vrijkomen door het omzetten van natuurlijke vegetatie naar landbouw. Zowel voor de opbrengstfactor als voor de emissie factor zijn drie verschillende aannames gebruikt om de onzekerheden aan te geven.

Berekening van het indirecte landgebruikseffecten op basis van historische gegevens over gewasopbrengsten en landuitbreiding aangevuld met aannames. De belangrijkste aannames hierbij zijn dat voor de teelt van biobrandstoffen alleen land wordt gebruikt dat nu al een agrarische bestemming heeft en dat alle productie die voorheen werd geteeld op dat land nu elders wordt verbouwd (er is dus geen consumptie-effect aangenomen). Met FAOSTAT-gegevens van 2004 – 2010 (FAO, 2012) is bepaald welk gedeelte hiervan door opbrengstgroei zou kunnen worden gerealiseerd en hoeveel landconversie er dan zal plaatsvinden. De verdeling van de indirecte effecten over de wereld is op drie manieren berekend:1.er is aangenomen dat overal ter wereld dezelfde opbrengstgroei plaatsvindt;2.er is een opbrengstgroei per regio bepaald. De emissiefactor voor het omgezette land is ook regionaal ingevuld (zie hieronder);3.er is per gewas een opbrengstgroei bepaald.Voor de emissiefactor van landgebruik is gebruikgemaakt van bestaande gegevens over de koolstofvoorraad in de bodem en de biomassa van verschillende landgebruikstypen (WBGU 1988; De Fries et al. 1999; Carter and Scholes 2000; Roy et al. 2001; Sabine et al. 2004). Er zijn drie verschillende manieren gebruikt om is op drie manieren berekend, waarbij de huidige natuurlijke vegetatie gevarieerd is (huidige vegetatie is 100% bos tot een huidige vegetatie van 50% bos en 50% grasland/savanne). Voor de regionale benadering is de huidige vegetatie gekoppeld aan de regio.

Doordat in 2011 meer reststromen zijn gebruikt dan in 2008, zijn de emissiereducties nu groter dan eerdere resultaten van deze berekening (zie de Leefomgevingsbalans 2010 van PBL). De indirecte landgebruiksemissies zijn vooral afhankelijk van het mondiale landgebruik. Maatregelen van de Nederlandse regering hebben hierop nauwelijks impact.

Geografisch verdeling

Nederland en mondiaal

Achtergrondliteratuur

Carter, A. J. and R. J. Scholes (2000). Spatial Global Database of Soil Properties. I. G.-B. P. (IGBP). Toulouse, France, Data Information Systems De Fries, R. S., C. B. Field, I. Fung, G. J. Collatz and L. Bounoua (1999). “Combining satellite data and biogeochemical models to estimate global effects of human-induced land cover change on carbon emissions and primary productivity.” Global Biogeochemical Cycles 13: 803-815.Hamelinck, C. and M. Hoogwijk (2007). Future scenarios for first and second generation biofuels. Utrecht, the Netherlands, Ecofys report. Nederlandse Emissie Autoriteit (2012). Naleving jaarverplichting 2011 Hernieuwbare energie vervoer en Verplichting brandstoffen luchtverontreiniging. Den Haag. Overmars, K. P., E. Stehfest, J. P. M. Ros and A. G. Prins (2011). “Indirect land use change emissions related to EU biofuel consumption: an analysis based on historical data.” Environmental Science & Policy 14(3): 248-257. Planbureau voor de Leefomgeving (2010). Balans van de Leefomgeving 2010. Den Haag-Bilthoven, Planbureau voor de Leefomgeving (PBL). Ros, J. P. M., G. J. van den Born and J. Notenboom (2010). The contribution of by-products to the sustainability of biofuels. Bilthoven, Netherlands Environmental Assessment Agency.Roy, J., B. Saugier and H. Mooney (2001). Terrestrial Global Productivity: Past, Present and Future. San Diego, Academic Press.Sabine, C. L., M. Heimann, P. Artaxo, D. C. E. Bakker, C.-T. A. Chen, C. B. Field, N. Gruber, C. Le Quere, R. G. Prinn, J. E. Richey, P. Romero, J. A. Sathaye and R. Valentini (2004). Current status of past trends of the global carbon cycle. Global Carbon Cycle, Integrating Humans, Climate and the Natural World. C. Field and M. Raupach. Washington DC, Island Press: 17-44.WBGU (1988) Die Anrechnung biolischer Quellen und Senken in Kyoto-Protokoll: Fortschritt oder Rückschlang für den globalen Umweltschutz Sondergutachten. Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen, Bremerhaven, Germany.