Stikstof

Sinds eind mei 2019 wordt de uitgifte van vergunningen voor bijvoorbeeld bouw- en infrastructuurprojecten belemmerd, als deze leiden tot extra stikstofuitstoot. Dit is een probleem, omdat het de natuur aantast. De Nederlandse stikstofuitstoot is per hectare het hoogst van Europa. Een veelheid aan bronnen is hiervoor verantwoordelijk. Onze kennis over stikstof bevat op dit moment nog veel onzekerheden. Door vaker en met nieuwe technieken te meten kan dit worden verbeterd.

Download ons meest recente onderzoek naar stikstofbronnen

En lees in onze factsheet uitgebreid over stikstofemissie en -depositie in Nederland

Download

Wat is stikstof eigenlijk?

Stikstof is een element dat op aarde veel voorkomt. De lucht die wij inademen bestaat voor het overgrote deel uit stikstof. Dit is stikstof in zijn pure, niet-reactieve en schadeloze vorm (N2). Een klein deel van de stikstof op aarde en in onze lucht is beschikbaar in de vorm van reactief stikstof. Dit zijn chemische verbindingen die stikstof bevatten en die onmisbaar zijn als voedingsstof voor de natuur.

Echter, in overmaat kan reactief stikstof een schadelijke werking hebben. De belangrijkste reactieve stikstofverbindingen die de mens via uitstoot in de atmosfeer brengt, zijn ammoniak (NH3) en stikstofoxiden (NOx). Deze emissies veroorzaken een verslechtering van de luchtkwaliteit voordat ze ergens neerslaan.

Wanneer een stof vanuit de lucht op de grond neerslaat spreken we van depositie. Niet alles dat we uitstoten komt op dezelfde plek weer neer. Met name stikstofoxiden (NOx) kunnen ver wegwaaien en slaan soms pas honderden kilometers verderop weer neer. Ammoniak (NH3) landt dichter bij de uitstootbron.

Te veel stikstof brengt natuur in problemen

Op 29 mei 2019 zette de Raad van State een streep door de Programmatische Aanpak Stikstof (PAS), omdat de Nederlandse omgang met stikstof de natuur onvoldoende beschermde. Stikstofdepositie is een groot probleem voor natuurbeheer, omdat het tot bodemverzuring en vermesting leidt.

Een overaanbod van voedingsstoffen (vermesting) zorgt dan voor ontwrichting. Soorten die veel stikstof nodig hebben kunnen sneller profiteren van dit aanbod. Die nemen dan alle plaats in ten koste van andere soorten. Te veel stikstof heeft dus een negatief effect op de biodiversiteit. Dit heeft een negatieve invloed op de insectenstand en daarmee op de hele voedselketen.

In Nederland wordt de kritische depositiewaarde voor stikstof op 72% van de landnatuur overschreden. Dat is de grens waarboven het risico bestaat dat de kwaliteit van de natuur significant wordt aangetast. Daarnaast hebben stikstofoxiden en ammoniak een negatief effect op luchtkwaliteit, zowel direct als door hun bijdrage aan de vorming van fijnstof en ozon (smog).

Grip op stikstof

Figuur 3: TNO-analyse van gemiddelde ammoniakconcentratie (mg/m2) in de atmosfeer van Nederland voor het jaar 2017 op basis van CrIS (NASA/ NOAA) satellietdata. Op locaties van het Landelijk Meet Netwerk (LML) wordt op uur basis ammoniak gemeten (Bron CrIS data: Environment and Climate Change Canada)

Met een geavanceerder landelijk monitoringsprogramma kunnen we beter meten en krijgen we meer grip op stikstof: 

Intensivering van het bepalen van de emissiefactoren voor belangrijke bronnen in landbouw, verkeer & transport en industrie.

Uitbreiding grondmeetnetwerk ammoniak levert de grootste bijdrage aan stikstofproblemen, maar de concentratie in de lucht wordt in minder detail gemeten dan stikstofoxiden. Daarnaast zouden aanvullende metingen naar relevante andere stoffen die nu niet gemeten worden zeer waardevol zijn.

Inzet satellietdata: satellietdata laten zien hoe NH3 en NO2 zich verspreiden over grote gebieden in Nederland en onze buurlanden. Met behulp van data van het Nederlandse TROPOMI-satellietinstrument, IASI (ESA) en CrIS (NASA) kunnen dagelijks waardevolle metingen gedaan worden, over grote gebieden waar nu nog nauwelijks gemeten wordt.

Nieuwe satellietinstrumenten zouden zelfs gebruikt kunnen worden om emissies op gebiedsniveau af te leiden. Zo helpen satellieten ons te snappen waar stikstof vandaan komt, waar het heen gaat en kunnen verspreidingsmodellen getoetst en verbeterd worden.

Verbetering & samenvoegen modellen: er is winst te behalen door verschillende modelsystemen verder te ontwikkelen en beter op elkaar aan te laten sluiten en daarmee hun specialismen beter te benutten.

Voor meer informatie zie de TNO Factsheet Emissies en Depositie van Stikstof in Nederland.

Feiten en cijfers

In 2017 stootte Nederland ongeveer 132 miljoen kg NH3 en 242 miljoen kg NOx uit. Omgerekend is dat 109 miljoen kg stikstof (N) uit NH3 (60%) en 74 miljoen kg N uit NOx (40%) en dus 183 miljoen kg N totaal.

















Wanneer we de totale uitstoot van reactief stikstof (Nr) analyseren dan zien we dat emissies van de landbouw verantwoordelijk zijn voor 61% van de totale Nederlandse uitstoot. Daarnaast dragen wegverkeer (15%), Industrie (9%), niet-wegverkeer (6%) en huishoudens en kantoren (6%) ook substantieel bij.

De bovenstaande percentages zijn gebaseerd op de meest recente gegevens uit de Nederlandse emissieregistratie. Tussen provincies zien we verschillen in depositiebronnen.

Figuur 2: Bijdragen van verschillende sectoren en buitenland aan de depositie per provincie (Bron: RIVM).










Onzekerheden over emissies en stikstofdepositie

Emissie en depositie van stikstof vindt vaak niet op dezelfde plek plaats. NOx en NH3 verspreiden zich onder invloed van het weer waarbij ze (deels) worden omgezet in fijnstof voordat ze neerslaan. De mate van depositie, en de gevolgen hiervan, zijn sterk locatie afhankelijk en hangen af van bijvoorbeeld het ecosysteemtype en bodemtype. Bij het bepalen van emissies, atmosferische concentraties en de processen die tot depositie leiden hebben we te maken met essentiële onzekerheden.

Hoe beter we erin slagen deze onzekerheden weg te werken, hoe meer grip we krijgen op de stikstofproblematiek. Zo kunnen we de problemen en de effectiviteit van maatregelen beter inzichtelijk maken.

De onzekerheden hebben betrekking op:

  • De kwaliteit van de gerapporteerde emissies van NOx en NH3. Deze emissies worden zeer beperkt direct aan de bron gemeten (bijv. in de industrie); in vrijwel alle gevallen gaat het om schattingen door experts (emissiefactoren). Voor NH3-emissies uit landbouw wordt ingeschat dat de onzekerheid ongeveer 25% is en voor NOx-emissies uit wegverkeer wordt ingeschat dat de onzekerheid ongeveer 12% is.
  • De mate waarin verspreiding en depositie gemeten. De concentratie van NH3 in de lucht is moeilijk te meten. In Nederland zijn er slechts 7 stations waar uurgemiddelde concentraties gemeten worden. Daarnaast zijn er circa 250 locaties in natuurgebieden waar maandgemiddelde waarnemingen van concentraties in de lucht gedaan worden. We meten dus nog niet op erg veel plekken en ook nog niet zo vaak.
  • Het begrip van de processen die tot depositie leiden. Voor het berekenen van totale depositie worden modellen ingezet. Daarin zitten onzekerheden. Bijvoorbeeld als het gaat om hoever verschillende stoffen door de lucht getransporteerd worden of om de voorspelling hoe efficiënt de verschillende verbindingen worden opgenomen door ecosystemen en dus welke natuur ermee belast wordt. Dit zorgt voor grote verschillen tussen de modellen.
[1] Om de emissies van NH3 en NOx op te tellen moet de eenheid gelijk zijn. Hier rekenen we naar de hoeveelheid reactief stikstof (Nr) waardoor NH3 emissies met 14/17 en NOx emissies (gegeven als NO2) met 14/46 vermenigvuldigd zijn.
[2] Emissieregistratie (2018), Nederlandse emissiedata voor 2017 zoals officieel vastgesteld in december 2018.
Nieuws

Satellietmetingen maken ammoniakverdeling over Nederland inzichtelijk

23 april 2020
TNO maakt met dagelijkse satellietmetingen inzichtelijk hoe ammoniak zich verdeelt over Nederland. Emissies van ammoniak leveren de belangrijkste bijdrage aan de Nederlandse stikstofproblematiek maar... Lees verder
TNO Insights

Methaan: een broeikasgas dat we in de gaten moeten houden

12 december 2019
Na CO2 is methaan de grootste veroorzaker van de opwarming van de aarde. Dat de hoeveelheid methaan sinds 2007 sterker oploopt dan verwacht, is dus ronduit slecht nieuws. En wat die stijging precies veroorzaakt?... Lees verder
Nieuws

Innovatief Luchtmeetnet 2.0 voor Zuidoost-Brabant

18 december 2019
Vanaf 2020 wordt in heel Zuidoost-Brabant de kwaliteit van de leefomgeving gemeten met behulp van een ‘regionaal meetnet’. Het regionaal meetnetwerk zal worden ingezet om een gezonde leefomgeving te bevorderen... Lees verder
Nieuws

Hoe gezond is de lucht in je slaapkamer, klaslokaal of kantoor?

28 januari 2020
In 2019 deed TNO een uitgebreid literatuuronderzoek naar het effect van het binnenklimaat op onze gezondheid. Frisse buitenlucht is gezond, dus staat het terugdringen van stikstof, fijnstof en CO2 stevig... Lees verder
Ons werk

Scheepsvoortstuwing

Wat is er nodig om de huidige voortstuwingssystemen van schepen aan te passen aan de nieuwe emissieregimes? Om tot een betrouwbare emissieloze voorstuwingstrein te komen, moet de hele keten worden onderzocht:... Lees verder
Kijk door de ogen van TNO
Contact

Dr. Martijn Schaap

  • Climate Air and Sustainability
  • luchtkwaliteit

VOLG TNO OP SOCIAL MEDIA

blijf op de hoogte van ons laatste nieuws, vacatures en activiteiten

Op TNO.nl maken we gebruik van cookies. De daarin opgeslagen informatie kan bij een volgend bezoek weer naar onze servers teruggestuurd  worden.