Modellen zijn de duivel in het politieke systeem, schreef ik begin 2023. Voor een Delftse ingenieur, geschoold in fysisch-chemische processen en specifiek thermodynamica en fysische transportverschijnselen, was dat gewaagd. Data en modellen zijn het kloppende hart van waar ik wetenschappelijk voor sta. Dat neemt niet weg dat modellen geen antwoord geven op de afweging van fundamentele keuzes in het politieke debat. Denk aan beslissingen die we collectief moeten nemen op het gebied van ruimtelijke ordening (aan welke activiteiten willen we de schaarse ruimte toekennen?) en de verdeling van publiek geld (waar willen we die aan besteden?), arbeid (met welke type banen wil Nederland zijn geld verdienen?) en kennis (welke kennis willen we in Nederland ontwikkelen?). De vragen achter elk van die grote thema’s krijgen geen antwoord van een model. Modellen helpen slechts om geïnformeerde beslissingen te nemen over de mogelijke gevolgen van wat we willen.

Nog geen steek verder
Vijf jaar na de PAS-uitspraak uit mei 2019 zijn we nog altijd geen steek verder. Het laatste kabinet Rutte heeft tot zijn laatste snik vastgehouden aan de rekenmodellen achter Aerius (OPS + DEPAC) waarvan inmiddels wijd en zijd bekend is dat het ook voor landelijke gegevens tot vele tientallen molen (de maat waarmee stikstof wordt gemeten) onnauwkeurig is, maar wel rekent tot een aantal decimalen achter de komma. De hakkelende minister van Stikstof wilde een nuttige motie om de ondergrens naar 1 mol te brengen niet overnemen. Daardoor bleven onder meer de bekende PAS-melders onzeker en onfinancierbaar in de kou staan. Voorts is het natuurlijk fundamenteel fout om het natuurdossier voornamelijk te baseren op stikstof als dominante drukfactor. Nog gekker was het om een zwak gevalideerd model de wettelijke basis te maken voor het verlenen van vergunningen en daar krampachtig aan vast te houden.

Na ‘Modellen zijn de duivel’ verscheen een artikel over de stikstof- en fosfaat-massabalans in Nederland. Beide balansen - ondanks de formele sankey stroomdiagrammen die CBS en CLO laten zien en daardoor autoriteit krijgen - kloppen niet: hun vierkantstelling rekent niet rond. Evenmin blijken ze aan te sluiten op de informatie van rioolzuiveraars en de import en export van nutriënten via handel en andere wegen. Recente onderzoeken - van de UvA en bijvoorbeeld WUR-onderzoeker Herman de Boer - laten zien dat de onnauwkeurigheid rustig groot met het bijwoord ‘erg’ ervoor mag worden genoemd. Hoe je een niet sluitende massa-balans en een complex model als OPS durft te gebruiken als kern van beleid en vergunningverlening kunt verantwoorden, is voor mij een raadsel.

Onevenredig hoge kosten
In december 2023 zette het artikel De schoonheidsfouten van het stikstofdossier de feiten nog eens op rij. Achteraf gezien, had de titel scherper mogen zijn omdat het dossier in een onoplosbare situatie terecht is gekomen die het land in zijn greep houdt. Ik vermoed dat het een politieke en juridische dwaling betreft die in de toekomst vergeleken gaat worden met het toeslagendossier of Groningen. Vooral kleine ondernemers moeten onevenredig hoge kosten maken en offers brengen door een machtige overheid die hen bestuursrechtelijk in een hoek drukt.

Correct- en nauwkeurigheid
Terug naar de combinatie van modellen OPS + DEPAC en de correctheid daarvan. Met correctheid bedoel ik het bereik van het model. Klopt het voldoende met processen in de werkelijkheid en hoe nauwkeurig zijn de voorspellingen? Over nauwkeurigheid schreef ik Stikstof wordt gemeten met een heel gebrekkige thermometer. Daarin dacht ik nog dat Aerius, ondanks zijn schijnbare vermogen om tot vele decimalen achter de komma te rekenen, "waarschijnlijk een nauwkeurigheid heeft van +/- 25 tot 50 mol per hectare per jaar”. Met de kennis die ik sindsdien hebt opgedaan, durf ik te stellen dat ik me heb vergist: de nauwkeurigheid is nog veel kleiner.

Op basis van open RIVM-data
Sinds enkele maanden onderzoek ik in mijn vrije tijd de nauwkeurigheid van droge depositie-modellen en -metingen. Na deze zomer volgt een volledig rapport hierover met alle bevindingen. Als eerste onderdeel van dit onderzoek evalueer ik vandaag de metingen van natte depositie tussen 1992 en 2023 op basis van het MAN-netwerk dat in Nederland is opgesteld om de ammoniak-concentratie in natuurgebieden te meten. In dit artikel breng ik de eerste tussenresultaten over de ammoniakconcentraties in de lucht boven Nederland. De data zijn afkomstig van het RIVM dankzij het open-data beleid van het Rijksinstituut in Bilthoven. Ik zoom in op de Wadden-eilanden omdat op Schiermonnikoog een groot deel van het aantal herkauwers is afgevoerd uit hoofde van een experiment.

De concentratie van ammoniak verschilt van locatie tot locatie in Nederland. Natuurlijk zijn er bekende hot-spots zoals De Peel, maar aan de Noordzeekust, op de Waddeneilanden en zelfs op hét grote natuurgebied de Veluwe zijn de concentraties behoorlijk laag. Uit de literatuur is bekend dat de ammoniakconcentratie erg afhankelijk is van het aantal runderen in Nederland, de gemiddelde temperatuur op een locatie en de regenval. Ik heb daarom op basis van de data een relatief eenvoudig lineair regressie model gemaakt dat de ammoniak-concentratie moet kunnen voorspellen in Nederland in het algemeen en Schiermonnikoog in het bijzonder. De meetdata van een nieuw jaar zijn de lakmoestest. Het model blijkt die test goed te doorstaan.

Afstand bepaalt concentratie
Recent onderzoek van de UvA (en ook al tal van oudere onderzoeken) toont aan dat de ammoniakconcentratie dicht in de buurt van de stal hoog is en daarna snel exponentieel afneemt met de afstand. Pakweg 90% van alle emissies blijkt naar hogere luchtlagen te worden uitgestoten; circa 10% komt in de omgeving neer via natte en - mogelijk - droge depositie. Na pakweg 250 (sommige zeggen 500 meter), is er alleen nog een ‘achtergrondconcentratie' die niet meer goed traceerbaar is naar een individuele bron. Deze achtergrondconcentratie wordt ook wel de ammoniakdeken over Nederland genoemd. Ook op Schiermonnikoog lijkt de vuistregel van de snelle verdunning op te gaan, zoals de MAN-data laten zien.

Het experiment op Schier
Figuur 1 hieronder laat de ammoniakconcentraties op Schiermonnikoog zien. De afstanden tussen de zes verschillende MAN-meetpunten zijn via een grove schatting aangegeven. Figuur 2 toont hoe de concentratie verloopt in functie van de afstand van de meetpunten tot elkaar over de afgelopen jaren. Meetpunt 1 - op de overgang van de weilanden naar het natuurgebied - heb ik als referentie genomen. Vermoedelijk is de ammoniakconcentratie dichtbij de stallen of op een afstand van pakweg 500 meter naar het zuid westen vanaf meetpunt 1 nog veel hoger.

Figuur 1 – de locaties van de ammoniakmetingen op Schiermonnikoog


Figuur 2 – concentratie versus afstand tussen de meetpunten

Figuur 3 hieronder laat vervolgens zien hoe de tijdreeksen er per locatie uitzien in de periode 2012 tot en met 2022. Ze laten een sterke toename zien in 2018, 2019 en 2020. Na een scherpe afname in 2021 volgt weer een lichte stijging. De vraag is wat de oorzaak voor die dynamiek is.

We weten dat op Schier in 2021 een experiment is begonnen. De boeren werden het eens over een drastische reductie van hun koeienstapel. Ze brachten een flink aantal naar de vaste wal en hielden in totaal 375 van de ruim 600 koeien die voor 2021 op Schier liepen over, een reductie van bijna 40%. Het omhoog-omlaag patroon kan daarom niet verklaard worden door het aantal koeien. De scherpe afname in 2019 kan al helemaal niet verklaard door de afgevoerde koeien omdat die pas in 2021 verdwenen. Ook zien we duidelijk dat de concentraties op de meetpunten 4, 5 en 6 laag zijn en vrijwel op hetzelfde lage niveau liggen (rond de 2 ug/m3) als de ammoniakconcentraties in de lucht op Terschelling en Vlieland. Dit laatste verwacht je ook. Op een afstand van meer dan 500 meter is het effect van een stal niet meer meetbaar, een conclusie die al uit een tiental andere onderzoeken uit de laatste pakweg dertig jaar ook al getrokken was.

Figuur 3 – de ammoniak concentratie op Schiermonnikoog

Om de gemiddelde concentratie van ammoniak te voorspellen als functie van a) het aantal runderen in Nederland, b) de totale regenval volgens het KNMI in Nederland en c) de gemiddelde temperatuur in Nederland in het jaar, bouwde ik een eenvoudig in Excel opgezet lineair regressiemodel. Het laat zien dat de voorspelling van dit simpele model en de feitelijk gemeten concentraties goed correleren. De verschillen zijn ongeveer 0,5-1 ug/m3 en dat valt ruim binnen de bandbreedte van de standaarddeviatie gebaseerd op de concentratie-metingen.

Met dit model heb ik in april 2023 een voorspelling gemaakt van de gemiddelde concentratie voor Nederland in 2023 en 2024. Dit model heb ik ook gebruikt om een voorspelling te maken voor Schiermonnikoog in 2023 en 2024. Inmiddels zijn de MAN-data voor 2023 ook beschikbaar. Die feitelijke meetdata laten een daling van de concentratie op de eilanden zien die volledig te verklaren valt door de verhoogde neerslag in 2023 (de temperatuur bleef ongeveer gelijk t.o.v. 2022). Op hun beurt blijken de pieken in 2017, 2018 en 2019 volledig verklaarbaar doordat het droge jaren waren met een hoge(re) temperatuur. Aangezien dit jaar bijzonder nat is, zullen we volgend jaar zien dat de concentraties nog lager zullen liggen. Het RIVM berekent met Aerius-DEPAC echter hoge deposities die met aan zekerheid grenzende waarschijnlijkheid geen relatie hebben met de atmosferische concentraties, maar al evenmin met de emissielocaties waar ze aan toegerekend worden.

Effect koeien onwaarschijnlijk
We mogen concluderen dat de reductie van het aantal runderen op Schiermonnikoog geen verschil maakt voor de gemiddelde ammoniakconcentratie boven het eiland. We mogen daarom tevens voorzichtig concluderen dat het onwaarschijnlijk is dat lagere aantallen runderen de depositie op natuur verlagen. Wat niet extra in de lucht zit, kan er immers ook niet uitvallen. Bovendien luidt de conclusie in navolging van vele onderzoeken dat de ammoniakconcentratie vooral afhangt van de totale regenval en de gemiddelde jaartemperatuur.

Tot slot valt op te merken dat ook op Schiermonnikoog duidelijk is dat de ammoniakconcentratie na enkele honderden meters vanaf een stal niet meer aanwijsbaar is als emissie van de desbetreffende boerenactiviteit. Als we de concentraties in het duingebied op Schiermonnikoog (meetpunten 4, 5 en 6) vergelijken dan zijn deze a) hetzelfde als op Terschelling en b) Vlieland. De ammoniakconcentraties op alle eilanden volgen keurig het weer van het betreffende jaar. De depositie van ammoniak op de eilanden blijkt vooral afhankelijk van de hele stikstofdeken en het weer (een combinatie van regenval en temperatuur), behalve binnen een cirkel van 250-500 meter vanaf een stal.
Dit artikel afdrukken