Het raadsel van Parijs: hoe weet je hoeveel CO2 wordt uitgestoten? (1)

Is de naleving van het klimaatakkoord van Parijs straks verifieerbaar? Op dit moment kan de wetenschap die taak niet aan, zeggen de functionarissen die verantwoordelijk zijn voor de vaststellen van onze jaarlijkse CO₂-uitstoot. Er is volgens hen geen betrouwbare manier om onafhankelijk te controleren of nationale regeringen de waarheid vertellen over hun eigen emissies of om erachter te komen met welke hoeveelheden de antropogene emissies wereldwijd daadwerkelijk toenemen.

Dat is nogal verontrustend, gezien de tegenstrijdigheid tussen berichten dat de antropogene emissies niet langer stijgen en metingen in de atmosfeer die aantonen dat de jaarlijkse toename van de CO₂-uitstoot een recordniveau heeft bereikt.

Monitoren, rapporteren en verifiëren
De klimaatonderhandelaars zijn vastbesloten om tijdens hun volgende jaarlijkse conferentie in Katowice, Polen, in december, een handleiding voor het implementeren van het Akkoord van Parijs af te ronden. Centraal daarbij staat een overeengekomen plan om de toezeggingen van bijna 200 landen te monitoren, te rapporteren en te verifiëren.

Op dit moment is het volgens sommige onderzoekers niet eens haalbaar de totale wereldwijde uitstoot vast te stellen

Volgens Paul Palmer van de Universiteit van Edinburgh moeten ze "op zoek gaan naar kleine, geleidelijke reducties van grote aantallen; we moeten dus zeker weten dat we de juiste cijfers hebben." Maar de wetenschap waarmee een accurate koolstofboekhouding kan worden opgesteld staat nog in de kinderschoenen. En terwijl internationale inspanningen proberen zich ontwikkelende landen klaar te stomen voor die taak, is het verre van duidelijk of nog manieren om koolstof te tellen kan voorzien in het het gebrek aan betrouwbare basisgegevens.

Zelfs ontwikkelde landen met veel klimaatwetenschappers leveren geen aantoonbaar betrouwbare emissiestatistieken, volgens Sourish Basu, een onderzoekswetenschapper die verbonden is aan de Amerikaanse National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Hij rapporteerde in 2016 dat de nationale CO₂-uitstoot "voor de meeste ontwikkelde landen slechts binnen een bandbreedte van 5-10%" bekend is, terwijl de foutmarges op de opgaven van ontwikkelingslanden "met nog onbekende hoeveelheden groter zijn."

Tot nu toe zijn de nationale cijfers grotendeels overgenomen op basis van vertrouwen. Maar nu de klimaatboekhouding menens wordt, rijst de twijfel aan de emissieverklaringen van landen als China, de grootste uitstoter ter wereld. De kans op groeiende klimaatconflicten over wie wat toeschrijft aan wat er uit de schoorstenen van de energiecentrales en de uitlaatpijpen van auto's en vrachtwagens komt, is dan ook groot.

Koolstoftelling
Een nauwkeurige vaststelling van de koolstofuitstoot dient 2 praktische doelen van het Akkoord van Parijs. Ten eerste moeten de huidige trends en toekomstige ontwikkeling van de wereldwijde uitstoot kunnen worden vastgesteld, zodat we in kaart kunnen brengen of de wereld op koers ligt om de opwarming van de aarde te beperken tot minder dan 2 graden Celsius. Ten tweede moet kunnen worden bepaald of afzonderlijke landen hun beloften van Parijs nakomen.

Het is van essentieel belang dat er goede en verifieerbare gegevens zijn om de ondertekenaars van de overeenkomst in staat te stellen de vooruitgang te beoordelen en overeenstemming te bereiken over nieuwe doelstellingen. Ze hebben zich ertoe verbonden dit om de 5 jaar te doen. Maar op dit moment is het volgens sommige onderzoekers niet eens haalbaar de totale wereldwijde uitstoot vast te stellen.

De kans op groeiende klimaatconflicten over wie wat toeschrijft aan wat er uit de schoorstenen van de energiecentrales en de uitlaatpijpen van auto's en vrachtwagens komt, is dan ook groot

Het belangrijkste instrument voor zo'n onafhankelijke verificatie, is het meten van trends in de concentratie van CO₂ in de atmosfeer. Met statistische modellen kun je de waarschijnlijke impact van antropogene emissies op deze concentratie voorspellen. Maar van het nu naar het verleden kijken- het schatten van emissies op basis van metingen van atmosferische concentraties - is ingewikkelder. Dat komt omdat niet alleen de menselijke emissies van jaar tot jaar fluctueren, ook de koolstofcyclus van de natuur fluctueert. Jaarlijks treden er grote schommelingen op in de CO₂-stromen tussen de atmosfeer, de oceaan en ecosystemen op het land zoals bossen. In sommige jaren is de uitstoot van de natuur groter dan de geabsorbeerde hoeveelheid. Maar in andere jaren is het andersom.

Onbalans
Deze jaar-op-jaar onbalans kan soms meer dan 3 miljard ton CO₂ bedragen, bijna 10% dus van de jaarlijkse antropogene uitstoot, volgens Glen Peters, senior onderzoeker bij het Center for International Climate Research in Oslo. Maar omdat we het werkelijke cijfer niet nauwkeurig kennen, is de bijdrage van antropogene emissies in een willekeurig jaar 'fuzzy', onduidelijk.

In een Nature-artikel van eind vorig jaar waarschuwden Peters en andere deelnemers aan het Global Carbon Project, een netwerk van onderzoekers, de ondertekenaars van het Akkoord van Parijs dat "verificatie [van door de mens veroorzaakte emissies] alleen mogelijk is als we de achtergrondvariabiliteit volledig kunnen uitfilteren.... een uitdaging die ons nog steeds te boven gaat".

Een aantal gebeurtenissen in de afgelopen vier jaar illustreren het probleem, vertelde Peters Yale Environment 360. Volgens nationale opgaven is de CO₂-uitstoot van de verbranding van fossiele brandstoffen en de industrie sinds 2014 min of meer stabiel - voor het eerst sinds het begin van de gedetailleerde registratie. Maar dit goede nieuws is niet terug te vinden in de atmosferische concentraties van CO₂. Sinds 2014 neemt de jaarlijkse stijging van de CO₂-niveaus in de lucht in recordtempo toe. In 2015 en 2016 steeg de CO₂-concentratie met ongeveer 3 deeltjes per miljoen (ppm) en in 2017 met naar schatting 2,5 ppm - ruim boven de gemiddelde jaarlijkse toename in het afgelopen decennium van 2,1 ppm per jaar.



Boven: de toename van energie-gerelateerde CO₂-uitstoot vlakt af, onder: de atmosferische CO₂-concentratie stijgt door
Wat was er aan de hand? Vertelden de naties leugens over hun emissies, of haalde de natuur een truukje uit?

Inderdaad, op dit moment weten we opvallend weinig

Wetenschappers kiezen voor het laatste als werkhypothese, zegt Peters. Er was een sterke El Niño, het periodieke klimaatverschijnsel dat het tropische klimaat heter en droger maakt en bijdraagt aan de CO₂-uitstoot uit bossen. Maar hoeveel extra, weten we eigenlijk niet.

Inderdaad, op dit moment weten we opvallend weinig. Noch over hoeveel CO₂-gezond groeiende bossen, vegetatie en bodems absorberen, noch over hoeveel uitstoot veranderingen in landgebruik, zoals ontbossing, met zich meebrengen. Volgens Almut Arneth van het Karlsruhe Institute of Technology kunnen beide groter zijn dan algemeen wordt aangenomen. Wetenschappers zijn het er zelfs niet over eens of tropische wouden over het geheel genomen een 'sink' (opslag) of een bron van atmosferische CO₂ zijn, zegt Alessandro Baccini van het Woods Hole Research Center in Falmouth, Massachusetts.

Dat betekent dat we niet kunnen controleren of de antropogene emissies inderdaad zo stabiel waren als landen beweren. In hun Nature-artikel zeiden Peters en collega's bovendien dat dit alles uitzoeken mogelijk een decennium in beslag zou kunnen nemen. Dat is te lang voor de ondertekenaars van het Akkoord van Parijs, die elke vijf jaar een nauwkeurige evaluatie van de emissies willen. Dat betekent dat er op dit moment geen mogelijkheid is voor modelbouwers om na te gaan of de ene set Parijse emissiedoelstellingen werkt voordat de volgende set alweer wordt ingevoerd. En dat is slechts het algemene beeld. Als het misgaat, kan het nog moeilijker worden om uit te zoeken welke landen mogelijk verantwoordelijk zijn voor de terugval.

Dit is het eerste deel van een artikel dat Fred Pearce onlangs publiceerde op Yale Environment 360. Het tweede deel verschijnt volgende week maandag.