Je leest:

Biobrandstoffen: het ei van Columbus?

Biobrandstoffen: het ei van Columbus?

Auteurs: en | 22 augustus 2009

Verbranding van benzine en diesel in auto’s zorgt voor uitstoot van het broeikasgas CO2. Daarnaast raakt de olie waaruit ze gemaakt worden op. Daarom is er steeds meer aandacht voor biobrandstof als alternatief om auto’s aan te drijven. Maar wat voor effecten hebben biobrandstoffen op de mens en de natuur, en is het wel echt zo dat ze geen CO2 uitstoot veroorzaken?

Fossiele brandstoffen heten zo, omdat ze afkomstig zijn uit resten van planten of dieren die miljoenen jaren geleden op aarde leefden. Aardolie is bijvoorbeeld afkomstig uit algen en plankton die in de aardkorst in een paar miljoen jaar langzaam maar zeker tot olie worden omgezet. De benzine en diesel die uit die aardolie gemaakt wordt, wordt echter binnen een paar minuten verbrand in de motor van een auto. Omdat de natuur veel langer nodig heeft om olie te maken dan de mens om hem te verbranden, raakt de olie op. Daarbij komt tijdens het verbranden in één klap de CO2 vrij die het plankton en de algen een paar miljoen geleden uit de atmosfeer hebben vastgelegd via de fotosynthese.

Een Mercedes die rijdt op biodiesel. Goed voor minder CO2 uitstoot of niet?
Wikimedia Commons

Voorbeelden van biobrandstoffen zijn olie uit de oliepalm en bioethanol gemaakt uit suikerriet. Net als fossiele brandstoffen worden biobrandstoffen dus door de natuur gemaakt en komt er CO2 vrij als je biobrandstoffen verbrandt. Het chemische proces van verbranding is immers hetzelfde. Het grote verschil is echter dat biobrandstoffen veel sneller geproduceerd worden. Suikerriet bijvoorbeeld gebruikt CO2 uit de lucht om via de fotosynthese suiker te maken. Als je vervolgens uit die suiker bioethanol maakt en er een auto op laat rijden, komt diezelfde CO2 weer vrij. Je stoot dus geen extra CO2 uit, maar dezelfde CO2 die het jaar ervoor door het riet uit de lucht is gehaald. En omdat je steeds opnieuw suikerriet kunt aanplanten raakt de brandstof ook nooit op. Maar zijn biobrandstoffen echt alleen maar een succesverhaal, of kleven er ook nadelen aan voor mens en/of natuur? En is het echt zo dat er netto geen CO2 uitstoot plaatsvindt?

Van de oliepalm worden biobrandstoffen gemaakt.
Wikimedia Commons

Zuid-Oost Azie: van tropisch regenwoud naar oliepalmplantage

Om de invloed van de productie van biobrandstoffen op CO2 uitstoot en natuur nader te onderzoeken, heeft de Universiteit van Amsterdam samen met anderen gekeken naar de omvorming van verschillende typen land in Indonesie en Maleisië tot oliepalmplantages. Ze keken daarbij naar de invloed op de lokale soortenrijkdom en klimaatverandering, d.w.z. de mate waarin het veranderde landgebruik leidt tot een netto opslag of juist uitstoot van CO2. In het onderzoeksgebied bleek voor de productie van biobrandstof meestal bestaand tropisch regenwoud omgevormd te worden tot oliepalmplantage. Dit heeft een enorm verlies aan soortenrijkdom tot gevolg, waarbij zeldzame, specialistische soorten zoals orang oetangs plaats maken voor veelvoorkomende planten en dieren. De bovengrondse hoeveelheid koolstof in een oliepalmplantage is daarnaast veel lager dan in tropenbos. Het verschil ‘verhuist’ als CO2 naar de atmosfeer. Verder komt er veel CO2 vrij door afbraak van organische stof in de bodem na de verandering naar oliepalmplantage. Als je deze factoren meeneemt in de berekeningen, moet je bijna een eeuw lang biobrandstoffen telen en gebruiken voordat het netto leidt tot minder CO2 uitstoot dan als je gewoon fossiele brandstoffen had gebruikt. Als je in plaats van tropisch regenwoud gedegradeerde graslanden gebruikt om gewassen voor biobrandstoffen te telen is het verlies in soortenrijkdom echter veel kleiner. Ook is er dan minder tijd nodig voordat je een netto afname in CO2 uitstoot t.o.v. fossiele brandstoffen bereikt.

Biobrandstof in plaats van regenwoud of voedsel

Niet alleen in Azië, maar ook in de rest van de wereld is het omzetten van tropisch regenwoud naar biobrandstofplantage altijd een slecht idee. Het duurt altijd lang voordat je een afname in CO2 uitstoot bereikt, die in geen enkele manier opweegt tegen het verlies in unieke soortenrijkdom uit het regenwoud. De reden dat wereldwijd op verschillende plaatsen toch tropisch regenwoud wordt omgezet naar biobrandstofplantage is de schaarste van beschikbaar land. Voor de productie van biobrandstoffen is land nodig om de biobrandstofplanten te verbouwen. Het liefst vruchtbaar land waarop de opbrengsten zo hoog mogelijk zijn. Vanwege zijn vruchtbaarheid, is dat soort land echter meestal al in gebruik als landbouwgrond voor de teelt van voedselgewassen. Of als tropisch regenwoud of andere waardevolle natuurlijke ecosystemen. Hierdoor is er een groot risico dat de productie van biobrandstoffen ten koste van de natuur en/of de voedselproductie gaat. Nog onwenselijker is de situatie waarin voedselgewassen zoals maïs zelf gebruikt worden voor de productie van biobrandstof. De wereldmarkt voor een gewas als maïs is erg star. Een verhoogde vraag naar maïs als grondstof voor biobrandstof leidt daarom onmiddellijk tot hogere prijzen. Deze prijsverhoging werkt bovendien door naar andere zetmeelgewassen zoals granen. Dit treft direct de armste mensen op aarde die van maïs en granen afhankelijk zijn voor hun voedselvoorziening.

Duurzamere manieren om biobrandstoffen te produceren

De hamvraag is dus of er alternatieven zijn voor de productie van biobrandstoffen die duurzamer zijn dan het omzetten van tropisch regenwoud of het gebruik van voedselgewassen. Een van de voorbeelden is de grootschalige productie van bioethanol uit suikerriet in de Braziliaanse Cerrado savanne. Braziliaanse suikerrietplantages leiden inderdaad snel tot een netto afname in CO2-uitstoot, ook als je rekening houdt met CO2 uitstoot door het veranderde landgebruik. Toch heb je ook hier een verlies aan soortenrijkdom doordat er savanne verdwijnt. Beter is het dan om de eerder genoemde gedegradeerde graslanden te gebruiken die veel in Azië en Zuid-Amerika voorkomen. Of vergelijkbare gebieden in andere delen van de wereld die geen waardevol natuurgebied vormen en ook niet als landbouwgrond gebruikt worden. Probleem is echter dat daar meestal ook een reden voor is. Dat soort gebieden is bijna altijd minder vruchtbaar, waardoor de opbrengsten van een biobrandstofplantage ook minder zullen zijn.

Een suikerrietplantage bedoeld om biobrandstoffen van te maken.
Wikimedia Commons

Een ander fundamenteel probleem van biobrandstoffen is de lage efficiëntie. Het meest efficiënte gewas op aarde, suikerriet, zet 0,16% van het ingevangen zonlicht om in suiker. Moderne zonnecellen zetten echter met een efficiëntie van 12% zonlicht om in energie. Je kunt je dus afvragen of het niet beter is op gedegradeerde gronden zonnecellen te plaatsen in plaats van biobrandstoffen te verbouwen. Daar komt bij dat het niet erg efficiënt is dat van het suikerriet alleen de suiker gebruikt wordt als grondstof voor biobrandstof, en van de oliepalm bijvoorbeeld alleen de olie. Hier kan echter wat aan gedaan worden door ook andere delen van de plant te gaan gebruiken, bijvoorbeeld door cellulose om te zetten in brandstof. Niet alleen maak je dan beter gebruik van bestaande biobrandstofgewassen, je kunt ook oogstresiduen van andere planten gebruiken om biobrandstof te maken. Als je bijvoorbeeld oogstresiduen van een voedselgewas als maïs gebruikt, is er geen extra land nodig om biobrandstofgewassen te verbouwen en dus ook geen competitie met natuur of voedsel.

Dit geeft echter weer andere problemen: als je alle delen van een plant gebruikt, komen er veel minder plantenresten in de bodem terecht waardoor het koolstofgehalte van de bodem daalt. Dit is slecht voor de vruchtbaarheid van de bodem en kan door veranderingen in de bodemchemie en bodembiologie zorgen voor versnelde afbraak waarbij extra CO2 vrijkomt. Volgens onze schattingen zou je ongeveer 10-20% van de oogstresiduen kunnen gebruiken zonder dat het effect heeft op de organische koolstof van de bodem. Je moet dan wel een landbouwsysteem gebruiken waarbij niet geploegd wordt, omdat ploegen de afbraak van organische stof in de bodem versnelt. Zo’n systeem is gebruikelijk in de Verenigde Staten maar bijvoorbeeld niet in Europese landen zoals Nederland. Hierdoor valt de productie van biobrandstoffen in een dichtbevolkt land als Nederland eigenlijk af. Hier moeten eigenlijk alle oogstresten de bodem in om koolstofverlies in de bodem tegen te gaan. Ook zijn er hier geen vrije stukken land beschikbaar voor het verbouwen van biobrandstofgewassen.

Zelfs in Afrika (Ivoorkust) worden biobrandstoffen verbouwd. In dit geval gaat het om palmolie uit de vruchten van de oliepalm die opgeslagen zitten in de boxen op de voorgrond.
Wikimedia Commons

Algemene conclusies over de duurzaamheid van biobrandstof

Door alle nadelen die er aan kleven, is duidelijk dat biobrandstoffen niet het ei van Columbus zijn als alternatief voor benzine of diesel. Vooral de competitie met voedselproductie en natuur zijn een groot probleem. Duurzaam telen en gebruiken van biobrandstoffen kan wel, maar het aantal mogelijkheden hiervoor is erg beperkt. Als we het alleen daar van moet hebben, duurt het zeker vele tientallen jaren voordat we op zo’n schaal biobrandstoffen kunnen telen dat het een realistisch alternatief wordt. De huidige ontwikkelingen in de auto-industrie op het gebied van alternatieve energiebronnen zoals elektriciteit en waterstof gaan echter razendsnel. Waarschijnlijk is daarom binnen de tijd die nodig is voor het ontwikkelen van duurzame biobrandstof voor auto’s, de vraag ernaar vanuit het wegtransport al verdwenen. Je kunt je daarom serieus afvragen of het concept van biobrandstof als grootschalige duurzame energiebron voor auto’s niet al achterhaald is.

Als je naar gerichte, kleinschalige productie en gebruik van biobrandstoffen in ontwikkelingslanden kijkt, is de situatie echter anders. Kleinschalige biobrandstofproductie op gedegradeerde bodems kan al op korte termijn de CO2-uitstoot verminderen als de lokale bevolking het gebruikt als alternatief voor brandhout om op te koken. Niet alleen is verbranding van biobrandstoffen veel efficiënter dan van brandhout, het voorkomt ook de ontbossing die vaak gepaard gaat met het verzamelen van brandhout. Daarnaast kunnen biobrandstoffen gebruikt worden voor lokale elektriciteitsvoorziening en autobrandstof. Voorwaarde is wel dat een dergelijke productie van biobrandstoffen kleinschalig blijft, zodat het niet zelf tot ontbossing leidt. Lokale, kleinschalige productie in ontwikkelingslanden kan ook hun afhankelijkheid van de import van dure fossiele brandstoffen verminderen. Het geld dat daarmee bespaard wordt kan bijvoorbeeld gebruikt worden voor armoedebestrijding.

Wat doet u bij de pomp als u keus heeft uit deze twee?
Wikimedia Commons

Aanbevelingen

Hoewel je kunt discussiëren over de vraag of biobrandstoffen überhaupt ooit een realistisch alternatief voor fossiele brandstoffen zullen vormen, is het duidelijk dat bij veel manieren waarop ze nu worden geproduceerd het middel erger is dan de kwaal. De reden dat niet-duurzame productiemethoden toch veelvuldig voorkomen ligt in een gebrek aan regulering. Veel van de productie van biobrandstoffen vindt plaats in ontwikkelingslanden waar meestal een gebrek aan een samenhangend overheidsbeleid is op het gebied van milieu, landbouw en energie. Hierdoor kunnen producenten van biobrandstoffen vrijwel ongecontroleerd hun gang kunnen gaan. Dit zijn doorgaans commerciële bedrijven die streven naar een zo goedkoop mogelijke manier van produceren. Gewassen verbouwen op minder vruchtbare gronden is geen aantrekkelijk alternatief zolang er een markt is voor niet-duurzaam geproduceerde biobrandstoffen. Hier ligt daarom een duidelijke verantwoordelijkheid voor ontwikkelde landen zoals Nederland als gebruikers van (bio)brandstoffen. Aan de ene kant zouden zij als klant duurzaam geproduceerde biobrandstoffen moeten eisen m.b.v. een onafhankelijk gecontroleerd certificatiesysteem. Aan de andere kant zouden ze de ontwikkelingslanden moeten helpen overheidsregels op te stellen en te handhaven die leiden tot duurzame biobrandstofproductie. Je kunt dit zien als een vorm van ontwikkelingssamenwerking waarvoor samenwerking tussen Westerse overheden, ontwikkelingsorganisaties en energiebedrijven nodig is.

Schatting van de CO2 winst door biobrandstoffen

In 20061 was de totale CO2 uitstoot door fossiele brandstofgebruik bijna 30 miljard ton, waarvan ongeveer 30% veroorzaakt door wegtransport. Het huidige aandeel biobrandstoffen in het wegtransport is 1 tot 2% (niet gecorrigeerd voor fossiele brandstoffen gebruikt bij de productie). Zouden we alle fossiele brandstoffen in het wegtransport vervangen door de huidige biobrandstoffen, dan gaat de emissie van CO2 met enkele tientallen procenten omhoog, omdat de meeste niet duurzaam geproduceerd worden. De duurzame varianten van biobrandstoffen zoals in het artikel beschreven zijn nog onvoldoende bestudeerd voor precieze berekeningen. Met een optimistische schatting kunnen we op termijn de helft van het huidige wegtransport van duurzame biobrandstoffen voorzien. Dat reduceert de CO2 uitstoot door wegverkeer met ongeveer 80% en de totale wereldwijde CO2 uitstoot t.g.v. fossiele brandstoffen met ongeveer 25%.

1 meest recente gegevens

Referenties:

F. Danielsen, H. Beukema, N.D. Burgess, F. Parish, C.A. Brühl, P.F. Donald, D. Murdiyarso, B. Phalan, L. Reijnders, M. Struebig, and E.B. Fitzherbert, (2009), Biofuel Plantations on Forested Lands: Double Jeopardy for Biodiversity and Climate, Conservation Biology, 23: 348-358.

Dit artikel is gebaseerd op een interview van Prof. dr. Lucas Reijnders en Prof. dr. Louise Fresco dat in augustus 2009 op de website van de Universiteit van Amsterdam is gepubliceerd.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 22 augustus 2009

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.