Klimaat, koolstof, bos en veen, en energie uit hout

Koolstofopname door ecotypes
Het CBS en Wageningen hebben onderzocht hoeveel koolstof C (uitgedrukt als element) vastgelegd wordt in verschillende ecotypes, en hoeveel koolstof (C) er ontwijkt uit veen. Daarover is een populariserend artikel uitgebracht en dat is te vinden op www.cbs.nl/nl-nl/nieuws/2017/45/bossen-en-bodems-stoten-meer-co2-uit-dan-ze-vastleggen . Vandaar kan doorgelinkt worden naar het achterliggende wetenschappe-
lijke werk.
Dit wetenschappelijke werk is nog experimenteel en de resultaten zijn vers van de pers.

Koolstofvastlegging per ecosysteemtype, afgezet tegen het areaal van dit ecosysteemtype, en de koolstofvastlegging per hectare (2013). De grootte van de bollen is recht evenredig met het aandeel in de totale vastlegging in Nederland.

Dit resultaat is het vertrekpunt voor geografische verdelingen.
Men moet deze figuur als volgt lezen:
In bos wordt jaarlijks ongeveer 1,9 ton elementaire koolstof (C) vastgelegd per hectare (de vertikale as). Bos beslaat ca 9% (horizontale as) van de Nederlandse landoppervlakte (in totaal is er 356000 hectare bos). De combinatie leidt tot een uitkomst van 0,68Mton (M = miljoen en een ton = 1000kg) koolstofopslag in het verzamelde Nederlandse bos en dat getal is goed voor 60% van alle in bodems en gewassen vastliggende koolstof. Die 60% wordt weergegeven door de grootte van de cirkel. De 100% bij de 60% is dus 1,13Mton.
De cijfers zijn wat jaarlijks, min of meer blijvend, wordt vastgelegd (deze getallen zijn uit 2013) (dus een ‘flow’ in het vakjargon).
De landbouw haalt veel meer koolstof uit de lucht, maar het grootste deel daarvan keert binnen korte termijn ook weer terug in de atmosfeer. Dit kortlevende deel telt niet mee. Het langlevende deel zit vooral onder oud grasland.

De details kan men vinden in www.cbs.nl/nl-nl/achtergrond/2017/45/the-seea-eea-carbon-account-for-the-netherlands en dan de download aan-
klikken.
Om van het element C naar de verbinding CO2 te komen, moet je * 44/12 doen (dus *3,67). Dus de weergegeven Nederlandse ecosystemen haalden in 2013 4,1Mton CO2 uit de lucht.
Na correctie voor houtkap en overige biomassa-onttrekking blijft de 3,6Mton CO2 over, die hierna genoemd wordt.

De koolstofopnamekaart van Nederland volgt dus grofweg de bosverdeling over Nederland.

Koolstofvastlegging in planten waaronder bos_per jaar_over 2013

Men zou hier een beetje blij van worden, ware het niet dat er een ander proces is dat dubbel zo sterk precies het omgekeerde doet, namelijk de oxidatie van veen. ‘Veen’ is afgestorven plantenmateriaal dat onder water niet wegrot. Als het maar lang genoeg samengeperst wordt en uitdroogt, wordt het turf en dat kan branden.
Als de bodem ontwaterd wordt (bijvoorbeeld omdat boeren met machines hun land op willen), komt het veen boven de grondwaterspiegel te liggen. Het oxideert (meestal niet onder vuurverschijnselen, maar het resultaat is hetzelfde): de koolstof vliegt als CO2 de atmosfeer in.
Overigens vliegt zonder ontwatering ook een deel de lucht in als methaan (CH4, moerasgas).

Het koolstofverlies uit veen blijkt ongeveer het dubbele te zijn (ongeveer 7Mton CO2). Per saldo is het Nederlandse plantenwezen dus een bron van CO2.

Koolstofemissie uit veen per jaar (2013)

Bosstrategieën
Nu vast staat dat de Nederlandse bossen jaarlijks ergens rond de 0,7Mton koolstof op elementbasis vastleggen in de vorm van pakweg 1,5 a 2Mton jaarlijks gevormd nieuw hout, doet zich de vraag voor in hoe-
verre dit oogstbaar is voor diverse doeleinden onder inachtname van klimaatoverwegingen.

Een goed werkstuk hierover is het Actieplan Bos en Hout van Staatsbosbeheer (okt. 2016). Dat is te downloaden op www.staatsbosbeheer.nl/Over-Staatsbosbeheer/Nieuws/2016/10/plan-bos-en-houtsector-levert-bijdrage-aan-klimaatdoelen . In dit werk probeert Staatsbosbeheer (SBB) in kaart te brengen wat de organisatie zou kunnen bijdragen aan de energie- en klimaatdoelen, terwijl de uitkomst daarvan ook anderszins nuttig is. Het is een interessant werkstuk.
Staatsbosbeheer (SBB) neemt de bossen van andere terreinbeherende instanties mee in de beschouwingen.
Het werkstuk kwam vooral in de krant omdat SBB er voor pleitte om 100.000 hectare extra bos aan te leggen – dit plan geheel inhoudelijk en financieel onderbouwd. Plan zag er leuk uit, maar is bij mijn weten nog niet in beleid omgezet.

SBB heeft het werkstuk opgesteld in nauw overleg met een flink aantal belanghebbende, private organisaties, maar bijv. ook in samenwerking met Natuur en Milieu.

De praktijkorganisatie SBB zit met zijn cijfers meestal wat hoger dan de theorietechneuten uit Wageningen. Wageningen laat de Nederlandse bossen ongeveer 2,4Mton CO2 uit de lucht halen en SBB ongeveer 2,9Mton. Waar die verschillen vandaan komen, heb ik niet met zekerheid kunnen achterhalen. Waarschijnlijk verspringen de definities af en toe en  SBB is een beetje rommelig met zijn cijfers.
Voor de basale lijn van de redenering maakt het nauwelijks verschil.

Er is dus ruimte om te oogsten. Ik deel de mening van de fanatieke biologische dynamici niet dat alle koolstof perse terug de grond in moet. Tot op zekere hoogte is bos gewoon een gewas. Je oogst bloemkool en stukken dennenboom.

Hout

“Wij” (dus alle boseigenaren) oogsten nu landsbreed, zegt SBB, 2,25 miljoen m3 hout, goed voor ongeveer 1,8Mton hout. 1,2 miljoen m3 komt uit het bos, de rest uit het landschap en de gebouwde omgeving.
Van die 2,25 miljoen m3 wordt ongeveer 1,3 miljoen m3 (afvalhout) direct weer afgebroken door compostering of in haarden en kachels ( dus 1,1 Mton afvalhout). Ongeveer 1,0 miljoen m3 hout krijgt dus een langer durende bestemming.
Omdat het Nederlandse bos, naar de maatstaven van de houtopbrengst, niet optimaal beheerd wordt zou de opbrengst hoger kunnen zijn, zegt SBB. Bij bossen wordt nu ongeveer de helft van de jaarlijkse bijgroei gebruikt (er staat niet bij hoe het met hout uit het landschap en de gebouwde omgeving zit).
SBB schat in dat de opbrengst uit alleen bos van 1,2 op 1,8 miljoen m3 gebracht kan worden (dus van zowat 1 op zowat 1,5Mton hout). Er wordt geen schatting gemaakt van wat de post landschap en gebouwde omgeving eventueel meer zou kunnen opbrengen, want daar gaat SBB cum suis niet over.
Als je dat ongeveer gelijk houdt, gaat de Nederlandse houtoogst van ongeveer 2,25 miljoen naar 2,85 miljoen m3 (dus van 1,8 naar 2,3Mton hout).
Als SBB zijn zin zou krijgen, stond er op het einde van het traject een kwart meer bos in Nederland. Het houtmanagement zou dus een netto positieve klimaatscore hebben.

SBB houdt zich op de vlakte over hoe de oogst getalsmatig verdeeld moet worden over de bestemmingen. SBB hanteert het cascaderingsbeginsel, dat inhoudt dat hoogwaardige bestemmingen (timmerhout en groene chemie en zo) vóór laagwaardige gaan als verbranden, en het langdurigheidsbeginsel, inhoudend dat zolang het hout hout blijft, de koolstof erin niet in de atmosfeer terugkeert. SBB pleit dus bijvoorbeeld voor houtskeletbouw.
Zie ook Nogmaals over wolkenkrabbers van hout – update

Een van de concrete actiepunten is dat hierover een ‘dialoogvoering bio-energie’ moet komen, een ander actiepunt om 10 regionale biomassa hubs op te richten die samen 0,31 miljoen m3 hout (0,25Mton hout) mogen opmaken.

Wat betekent dit voor Brabant?
De nieuwe Wageningse onderzoekstechniek kan voor Brabant grote betekenis hebben.

De situatie in Brabant schreeuwt om een betrouwbare koolstofbalans. Vanwege de mest, vanwege de biobased economy, wegens mogelijk scheuren van grasland of juist niet, vanwege de bodemkwaliteit waarover steeds meer boeren zich (eindelijk) zorgen maken, vanwege het klimaat.
Ik heb een degelijk academisch onderzoek laten opnemen in het provinciale verkiezingsprogram van de SP. Nu blijkt dus dat een dergelijk onderzoek mogelijk is. De belangrijkste kengetallen zijn al gepubliceerd.
Gedeputeerde Staten zouden Wageningen moeten vragen om Brabant op te delen in logische percelen en daar een dergelijk koolstofonderzoek te doen. Zal ongetwijfeld leiden tot nuttige inzichten en prestigieuze wetenschappelijke publicaties.
Als de Chinezen zoiets in heel China kunnen, moet Wageningen het ook in heel Brabant kunnen (zie Chinese geleerden berekenen koolstofbalans in en op de bodem )

De klimaatafspraken in Brabant zijn geformuleerd in termen van energie (dus Tera- en PetaJoules) en niet in termen van CO2. Men kan daar van alles van vinden, maar dat doe ik nu niet. Ik ga de MTon-nen hout of CO2 in Joules omzetten zodat de uitkomst in de Brabantse Energie alliantie of in de POSAD-studie kan worden ingepast.
Volgens de RVO-lijst levert hout een energieopbrengst van 15,1MJ/kg (=15.1PJ/Mton), en hoort bij 1GJ 109,6 kg CO2.

SBB geeft expliciet of impliciet extremen aan in een continuum.

De ondergrens is de 0,25Mton hout voor de 10 kleinschalige biomassahubs. Dat is landsbreed goed voor 3,8PJ.
De tussenpositie (de 1,1Mton afvalhout die nu ook verstookt wordt) zou leveren 16PJ.
De bovengrens is alles (2,3Mton hout) in warmte omzetten (waarvan eventueel een deel in stroom). Dat zou leveren 34PJ.
Zeg het maar.

Dit was landelijk. Hoe vertaal je dit naar Brabant?

De gemeente Boxtel (weet ik uit een vroeger werkbezoek) zou erg graag zo’n kleinschalige biomassahub zijn. Bij evenredige afdeling dus goed voor 0,38PJ.
Stel dat Boxtel een van de tien zou zijn.
De totale duurzame energie in Boxtel was in 2014 0,13PJ en de totale energie in dat jaar 3,3PJ (zegt de Klimaatmonitor), dus 0,38PJ zou een niet te verwaarlozen bedrag zijn. Dit allemaal op papier!
Zie Boxtel, BMF, biomassa of Energieneutraal Boxtel: goede intenties, onzekere plannen

Vanwege de hoeveelheid bos kan Brabant hier het beste op 1/6 deel van Nederland geschat worden. De tussenpositie zou dan bijvoorbeeld 2,5PJ warmte zijn. Dat is meer dan de opbrengst van het 100MW-windproject langs de A16 of de gasopbrengst van 4 ton mest vergisten, afhankelijk van hoe je telt. In elk geval zou het niet verwaarloosbaar zijn.

Dus toch maar de bosbouw als een serieuze economische tak van sport gaan bekijken en niet ideologisch alle hout de grond in wensen.

Nogmaals over wolkenkrabbers van hout – update

Hout heeft in zichzelf al veel voordelen als bouwmateriaal, en in combinatie met verantwoord bosmanagement en een zinvolle besteding van de resten kan houtbouw goed uitpakken voor het klimaat. Bomen leggen CO2 vast en blijven dat doen, zolang het hout hout blijft. Vandaar de hernieuwde interesse in houtbouw. Ik heb daarover geschreven in Houtbouw voor het klimaat – terug naar de toekomst  en ik verwijs voor een meer uitgebreide beschrijving terug naar dit eerdere artikel.

De reden om er op terug te komen is dat in de onlineversie van de Scientific American opnieuw een artikel staat over moderne houtbouw dat de moeite waard is om te lezen. Het is te vinden op www.scientificamerican.com/article/high-rises-made-of-wood .
Het artikel beschrijft het Brock Commons complex in Vancouver, een appartementencomplex van 53m hoog. Het is in september 2017 open gegaan. Dit is het overzichts-kadertje uit het artikel.

Als je er zou willen gaan wonen, zie http://vancouver.housing.ubc.ca/residences/brock-commons/ (de site van de University of British Columbia).
Het ziet er zo uit:

 

 

Houtbouw voor het klimaat – terug naar de toekomst

Voorbeelden van houtbouw (oud en nieuw)
In Nature van 17 mei 2017 staat een leuk artikel over een moderne renaissance in de houtbouw (zie www.nature.com/news/the-wooden-skyscrapers-that-could-help-to-cool-the-planet-1.21992 ).

Het artikel bespreekt de voordelen van houtbouw: voordelen in eigen recht en voordelen voor het klimaat.
Hout legt koolstof vast en zolang het hout hout blijft, kan dat voor heel lang zijn.

De Chinese Sakyamuni Pagode uit 1056, geheel van hout

Deze Chinese Sakyamuni Pagode is in 1056 gebouwd, geheel uit hout, en heeft al verschillende zware aardbevingen doorstaan. Het ding is ruim 67m hoog (zie bijvoorbeeld https://en.wikipedia.org/wiki/Pagoda_of_Fogong_Temple ).

Stavkyrke uit Urnes, Noorwegen, gebouwd in 1132, geheel uit hout. Deze Stavkyrke staat op de Unescolijst. Zie bijv. wikipedia.org/Staafkerk_van_Urnes .

De nieuwe gebouwen zijn ook vaak hoog. Het Nature-artikel opent met een gebouw in Prince George, Canada (een oude timmerhout-stad). Het is het Wood Innovation and Design Center van de University of North British Columbia en is (voor zover geen glas) helemaal gemaakt van hout van de Douglas spar.

Het Wood Innovation and Design Centre van de Universiteit van North British Columbia, geheel uit Douglas spar

Zo zijn er meer hoge gebouwen. Dit gebouw in Bergen (Noorwegen) had met 53m hoogte een tijd lang het mondiale record. Het is modulair geconstrueeerd met prefab-technieken, en telt 62 flats over 14 verdiepingen. Maar deze recordhoogte blijft niet lang bestaan.

Links Treet in Bergen, rechts de nieuwe ontwikkelingen

Voor- en nadelen
Hout kan bijvoorbeeld goed tegen aardbevingen.
Alle bouwwerken, ook die van hout, moeten aan het Bouwbesluit voldoen. Dat bevat veel bepalingen over brandvertraging en brandwerendheid. En, anders dan vaak gedacht, zakt bij brand een houten gebouw minder snel in elkaar dan een pand van beton (dat zwak wordt) en staal (dat smelt). Hout van de Douglas spar verkoolt met 39mm per uur en als je de planken en balken maar dik genoeg maakt, blijft een houten pand minstens de vereiste één uur staan.
Hout is per kg sterker dan staal.

Hout ontstaat doordat planten CO2 uit de lucht halen en opslaan in de vorm van vooral (hemi)cellulose en lignine. Een kg hout bestaat voor ruim 40% uit het element koolstof.
Een Fins regeringsrapport heeft geschat dat als heel Europa jaarlijks 4% meer in hout bouwde, dat zo’n 150 miljoen ton CO2 zou schelen (zowat de totale Nederlandse jaarproductie). (zie http://go.nature.com/2phy6rk ).
Dat getal komt vooral omdat de constructie zeer veel minder energie vraagt.

Een pagode kan wel 1000 jaar oud worden zonder zijn functie te verliezen, maar voor een modern kantoorpand geldt dat niet. Na enkele decennia is het door zijn bruikbaarheidscyclus heen. Dat vraagt om een recyclingprogramma voor het hout, zodat het niet alsnog verbrand wordt of verrot.

Houtbouw kan een lokale economie stimuleren. Het United Nations Development Program (UNDP) heeft bijvoorbeeld geconstateerd dat 27% van Turkije bebost is, dat daar 7 miljoen van de armste Turken wonen, en dat in Turkije maar 0,13% van de huizen een houten frame had. De UNDP werkt om die reden aan een integraal bosbouwplan voor Turkije.

In principe bieden de bossen nog ruimte om op duurzame basis meer hout te winnen, en in principe biedt dat kansen. Maar er is wel een goed plan voor nodig, met name in de Derde Wereld waar soms roofbouw op de bossen gepleegd wordt. Je kunt er niet zomaar op los kappen.

Biomassa stoken
Het (bij)stoken van biomassa, bijvoorbeeld in de stadsverwarming of in kolencentrales, heeft in milieukringen een slechte reputatie. Met grote stelligheid, en soms niet gehinderd door enige kennis, wordt gedaan of de duivel zelf hier bezig is.
De recente Zembla-documentaire wordt hier als bewijs opgevoerd terwijl die, als je die goed bekijkt, een gemengd beeld geeft. Soms zie je typisch productiebos gerooid worden (bomen die geplant zijn met de regelmaat van een kristalrooster), soms zie je de houthakkers bezig in een moerasbos dat er allesbehalve als een productiebos uitziet. En inderdaad werd er één kar met als constructiehout bruikbare stammen versnipperd tot pellets. Ik heb er de conclusie uit getrokken dat er in praktijk het een en ander fout is, maar niet dat het systeem per definitie fout is. Het vraagt om een context-verhaal, want anders gooi je het kind met het badwater weg.

Ik heb hierover op deze site eerder een artikel geschreven in www.bjmgerard.nl/?p=972 (Houtpellets en bosbeheer in de VS), op basis van een lezing van Junginger tijdens de befaamde KNAW-bijeenkomst . De basis is dit plaatje (voor een uitgebreidere uitleg zie het artikel).

De koolstofopslag in een gekapt en herplant bos

De zwarte lijn (de nullijn of referentielijn) is de koolstof die in een gewoon productiebos ligt opgeslagen. Dat bos wordt gekapt en dat leidt tot de koolstofschuld van de bruine lijn. (voor de duidelijkheid: een bos legt alleen CO2 vast zolang het groeit!).
Maar bij reguliere bosbouw worden er ook weer boompjes geplant en zolang die groeien of zolang de koolstof, die ze vastleggen, buiten het systeem gebracht wordt, leggen de CO2 vast (de paarse lijn). Waar de paarse lijn de zwarte snijdt, is de oorspronkelijke koolstofschuld afgelost.
Je had ook een meer ambitieuze referentielijn kunnen kiezen, namelijk een natuurlijk bos (de blauwe lijn). Als de paarse lijn blijft stijgen, passeert hij vroeg of laat ook dit referentieniveau en is er dus meer koolstof vastgelegd dan de natuur ooit had kunnen doen.

Het bouwen met hout is een methode waardoor de paarse lijn omhoog kan blijven lopen. De Chinese pagode heeft deze lijn nu 961 jaar doorgetrokken (althans, voor zover zijn bescheiden aandeel daarin reikt).

Met een dergelijk verhaal erbij is het mogelijk om netto CO2 vast te leggen en toch resthout als biomassa te gebruiken.  Essentieel voor de inzet van biomassa is een dergelijk samenhangend, multidisciplinair verhaal waarin ook andere vormen van gebruik van dat resthout meegewogen worden. Er moet beter nagedacht worden dan alleen maar roepen dat biomassa(bij)stook van de duivel is.
En er is een vorm van houtrecycling nodig als het hout ouder wordt dan de levensduur van het gebouw waar het in zit.

Eickhout

Bas Eickhout (EU, GrL)

Europarlementarier Eickhout van Groen Links (mooie naam trouwens in dit verband) heeft een aanzet gegeven tot een dergelijk verhaal. Het verbranden van complete boomstammen (na versnippering) mag van hem niet als duurzame energie aangemerkt worden, maar het verbranden van resthout wel, mits aan een aantal aanvullende voorwaarden voldaan is (bijv. biodiversiteit en bodemonderhoud).

Je kunt wel wat heen en weer misten en maren over Eyckhout’s standpunten (bijv. wanneer je iets een boomstam noemt en hoe je dit wil handhaven), maar in essentie is dit de kant die je op moet.