Meeste stikstofdepositie uit de luchtvaart komt van grote hoogte
Vliegtuigen stoten tijdens zowel de LTO-vluchtfase (taxiën, opstijgen, landen) als tijdens het vliegen op grote hoogte stikstofoxiden en andere emissies uit. Deze emissies komen terug op het aardoppervlak waar ze in de vorm van stikstof neerslaan op land en wateroppervlaktes. Onderzoekers van de TU Delft hebben – voor het eerst – met behulp van een atmosferisch model berekend dat de luchtvaart in 2019 verantwoordelijk was voor net iets minder dan 1,2% van de totale wereldwijde stikstofneerslag uit alle bronnen (zowel door de mens als door de natuur veroorzaakt). Wel is de impact van de luchtvaart tussen 2005 en 2019 met maar liefst 72% gegroeid. De onderzoekers berekenden ook dat gemiddeld 92% van de door luchtvaart veroorzaakte stikstofdepositie het gevolg is van emissies op grote hoogte, het grootste deel daarvan tijdens kruisvlucht. Dit onderzoek zoomt niet specifiek in op de emissies van de Nederlandse luchtvaart of Schiphol die stikstofdepositie veroorzaken in Nederlandse Natura 2000-gebieden. Het laat wel zien dat voor een volledige aanpak van de stikstofdepositie door de luchtvaart wereldwijd een mondiale aanpak nodig is die rekening houdt met het grensoverschrijdende karakter van de effecten, vergelijkbaar met andere atmosferische effecten van de luchtvaart zoals luchtverontreiniging en klimaat. Het onderzoek is nu gepubliceerd in het tijdschrift Science of the Total Environment.
Stikstof uit de luchtvaart leidt tot stikstofdepositie op land
Een deel van de stikstofdeposities op land wordt veroorzaakt door de luchtvaart. Onderzoeksleider dr. Irene Dedoussi, Universitair Docent Atmospheric Impacts of Aviation: “Om dit schadelijke milieueffect te kunnen verminderen, bijvoorbeeld om kwetsbare natuurgebieden te beschermen, moeten we weten waar de emissies van de luchtvaart plaatsvinden, hoe ze zich verspreiden en chemisch reageren, waar de vervuilende stoffen vervolgens op de grond terechtkomen en in welke vorm." Het team, naast dr. Dedoussi bestaand uit promovendus ir. Flávio D.A. Quadros, alumnus ir. Marijn van Loo en prof.dr. Mirjam Snellen, berekende met een chemisch-atmosferisch verspreidingsmodel welk deel van de stikstofdepositie toe te schrijven is aan de wereldwijde emissies uit de luchtvaart. Dit is de eerste studie die naar het totaalplaatje kijkt. Zo nemen ze in hun berekeningen naast de emissies uit de LTO-fase van taxiën, opstijgen en landen ook de uitstoot mee tijdens het klimmen, vliegen op kruishoogte en dalen. Ook kijken ze naar de vorm waarop stikstof kan neerslaan. Ze hebben hun berekeningen voor twee jaren berekend: 2005 en 2019.
Verreweg het grootste deel van stikstofdeposities uit de luchtvaart komt van grote hoogte:
- In 2019 was de luchtvaart wereldwijd verantwoordelijk voor 1,39 Tg aan stikstofdepositie. Gemiddeld is dat iets minder dan 1,2% van de totale wereldwijde stikstofneerslag veroorzaakt door alle bronnen. Het precieze aandeel varieert: boven Azië is dat 0,66%, boven Europa 1,13% en boven Noord-Amerika 1,61%.
- Uit de onderzoeksgegevens blijkt dat de wereldwijde stikstofdepositie uit alle bronnen (inclusief de luchtvaart) tussen 2005 en 2019 met 2,4% is toegenomen. De stikstofdepositie door de luchtvaart specifiek steeg tussen deze twee jaren met 72%, in lijn met de groei van de luchtvaartemissies in die periode.
- Gemiddeld 92% van de stikstofdepositie is het gevolg van emissies op grote hoogte (klimmen, kruisvlucht en dalen). De emissies tijdens de landings-, taxi- en startfase van de vlucht (LTO) zijn verantwoordelijk voor gemiddeld 8% van de stikstofdepositie van de luchtvaart wereldwijd. Ook dit varieert: in regio’s met veel luchtvaartactiviteit is het LTO-aandeel groter: tussen 16% en 32%.
- De stikstofdeposities slaan over een breed verspreid gebied neer. Grote hoeveelheden stikstof komen terecht in gebieden met veel luchtvaartactiviteit, zoals de kustgebieden van de VS, Europa en Oost-Azië. Maar er daalt ook veel stikstof neer in gebieden ver van waar de emissie plaatsvond, in gebieden die in de dominante windrichting liggen en in gebieden met veel zware regenval.
- 56% van de depositie als gevolg van de luchtvaart vindt plaats boven open water.
- In 2019 was de luchtvaart gemiddeld verantwoordelijk voor <1,0% van de totale stikstofdepositie in Natura 2000-gebieden. Meer onderzoek is echter nodig, omdat de schaalgrootte van het wereldwijde model dat de onderzoekers gebruikten (resolutie van ~25-55 km over Europa) te globaal is om in te zoomen op de specifieke ruimtelijke kenmerken van deze gebieden.
- Rekening houdend met de lange levensduur van de huidige vliegtuigen en een verwachte groei van de luchtvaart in de komende decennia, zal het aandeel van de luchtvaart bij stikstofdepositie verder toenemen. De onderzoekers verwachten dat het gebruik van duurzame brandstoffen hierin geen significante verandering zal brengen.
Een intercontinentaal probleem
De studie van ir. Flávio D.A. Quadros, ir. Marijn van Loo, prof.dr. Mirjam Snellen en dr. Irene C. Dedoussi geeft handvatten aan beleidsmakers die de stikstofdepositie willen verminderen en daarbij kijken naar de verantwoordelijkheid van sectoren. Onderzoeker Dedoussi: "De huidige beleidsinstrumenten om stikstofdepositie door de luchtvaart te beteugelen richten zich vaak op emissies die optreden tijdens de LTO-vluchtfasen, in de buurt van luchthavens. Dit onderzoek toont aan dat het grootste deel van de depositie van de luchtvaart wereldwijd afkomstig is van emissies op grotere hoogten, wat kan leiden tot ruimtelijk verspreide effecten ver weg. Dat is niet erg verrassend en goed te vergelijken met de luchtverontreiniging en de klimaateffecten van de luchtvaart."
Meer informatie
De publicatie ‘Nitrogen deposition from aviation emissions’ van ir. Flávio D.A.Quadros, ir. Marijn van Loo, prof.dr.ir. Mirjam Snellen en dr.ir. Irene C.Dedoussi van de onderzoekssectie Aircraft Noise and Climate Effects van de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek is verschenen in het tijdschrift Science of the Total Environment en is open source toegankelijk.
Contact
Dr. Irene Dedoussi, Universitair Docent, sectie Aircraft Noise and Climate Effects. E-mail: i.c.dedoussi@tudelft.nl
Persvoorlichter Ineke Boneschansker. Tel: 015 278 5361, E-mail: i.boneschansker@tudelft.nl.