Zoals aangekondigd in onze uitnodiging, verspreiden we enkele artikelen van o.a. Dr. Frank Mitloehner.
Dr. Mitloehner doet al jaren praktijkonderzoek naar mogelijkheden om koeien minder methaan te laten uitstoten dan ze opnemen. Hij is daarin geslaagd! Onder andere via het voerspoor. Is dit dan de route die de Nederlandse overheid graag wil? Of heeft Dr. Mitloehner heel andere feiten wetenschappelijk vastgesteld, dan het ministerie van LNV of politieke – en maatschappelijke partijen beogen?
Dr. Mitloehner stelt dat het verminderen van vee om de opwarming van de aarde op te lossen, averechts uitpakt wanneer we de opwarming van de aarde willen tegengaan. Koeien/herkauwers zijn noodzakelijk stelt Dr. Mitloehner omdat deze dieren de enige diersoort zijn, die een maag- en darmstelsel hebben dat in staat is meer methaan op te nemen dan uit te stoten. Door zijn praktijkopstelling in Californië, waar Dr. Mitloehner runderen voert op een wijze waardoor methaanemissie wordt verminderd, acht de Staat Californië zichzelf in staat om de doelstellingen in het Verdrag van Parijs, te halen. Dr. Mitloehner komt naar Nederland. Om te spreken op een FDF-bijeenkomst. Een unieke kans om een specialist over zijn visie en oplossingen voor grote problemen te horen vertellen. Dr. Mitloehner levert de wetenschappelijke feiten die wij nodig hebben. 3 september. Dat wil je niet missen. Geef je daarom snel op!
Onderstaand vind je deel I van een (door FDF) vertaald en licht bewerkt – voor de leesbaarheid – artikel waarvan je de oorspronkelijke versie terug kunt vinden op:
Methaan, de Achilleshiel voor vee-emissies, kan deel uitmaken van de oplossing van klimaatverandering
Hoofdzaken:
- GWP (Global Warming Potential – aarde opwarmingspotentieel) is een nieuwe manier om het werkelijke opwarmende effect te meten van kortlevende klimaat verontreinigende stoffen, zoals methaan.
- Methaan van vee wordt niet alleen uitgestoten, het wordt ook relatief snel vernietigd. Dit betekent dat het opwarmend effect ervan anders moet worden gemeten dan dat van CO2.
- Methaan is een krachtig broeikasgas en een toename van de uitstoot zou echt slecht zijn voor het klimaat, maar door de methaanuitstoot van vee te verminderen – bijvoorbeeld door mestbeheer of toevoegingen aan het voer – kan vee deel uitmaken van een oplossing voor het klimaatprobleem.
In enorme tentachtige structuren aan de Universiteit van Californië, Davis, zitten Black Angus runderen. In deze ‘Bovine Bubbles’, zoals ze worden genoemd, wordt vee in ondergebracht waarvan via een ingewikkeld systeem van ventilatoren en buizen, de uitstoot van het vee gemeten.
Het laboratorium is het geesteskind van Frank Mitloehner, een professor aan de UC Davis die dierlijke landbouw en de relatie daarvan met de luchtkwaliteit en het klimaat bestudeert. Op basis van zijn onderzoek en zijn werk met boeren over de hele wereld is Mitloehner van mening dat voedsel afkomstig van vee, noodzakelijk is om de wereldbevolking – die tegen 2050 naar verwachting 10 miljard zal bedragen – op peil te houden. Meer nog, hij beweert dat we op een punt kunnen komen waar we genoeg voedsel kunnen produceren zonder de klimaatverandering te bevorderen.
Dat is een opzienbarende bewering, omdat de reputatie van vee – met name rundvee – door diverse groeperingen, als snode bron van klimaatvervuiling wordt gezien die we moeten vermijden. Maar volgens Mitloehner is het een ‘urban legend’ die berust op onwaarheden en een verkeerd begrip van waar het methaan van dieren vandaan komt en hoe het zich in de atmosfeer gedraagt. Hij wil dit graag rechtzetten.
Het veevoerrantsoen in de gaten houden
Met dat doel voor ogen houden Mitloehner en zijn team de diverse veevoerrantsoenen nauwlettend in de gaten. Sommige koeien krijgen standaard industrievoer, terwijl anderen voer krijgen dat is ontworpen om methaan uit de darmfermentatie – die plaatsvindt in de magen of pens van het vee – te verminderen.
Vee voeren op de UC Davis voederplaats
De uitstoot door boeren en mest van de koeien wordt gemeten in een mobiel laboratorium voor luchtkwaliteitsmetingen. Elk rund dat een boer laat en elke emissie die daaruit voortkomt, wordt hier tot in het kleinste detail gedocumenteerd. Dat is belangrijk om een aantal redenen, en niet in de laatste plaats om duidelijkheid te verschaffen over de invloed van methaanuitstoot door vee op de klimaatverandering
“Nergens anders in de wereld bestaat zoiets,” zegt Mitloehner. “Het is de enige faciliteit in de V.S. voor grote groepsgewijs gehuisvest vee-studies onder bijna commerciële omstandigheden. We voeren zogenaamde “label claim studies” uit om de uitstoot in de lucht te verminderen, onder auspiciën van de FDA (U.S. Food and Drug Administration).”
Inzicht in biogeen methaan
Dit streven is veel meer dan een rigoureus academisch streven. Mitloehner weet dat methaan van vee, uniek is in de familie van broeikasgassen. Een ander dier, als het ware. Bovendien gelooft hij dat het volledig begrijpen van de specifieke kenmerken ervan, essentieel is om de dierlijke landbouw klimaatneutraal te maken en zelfs een speler is voor de oplossing van de opwarming.
“Er zijn eigenlijk maar twee sectoren in de samenleving die broeikasgassen uit de atmosfeer kunnen halen, en dat zijn de land- en bosbouw,” zegt Mitloehner. “Maar wat echt intrigerend is, is dat binnen de landbouw, de veestapel die methaan uitstoot een echt grote impact heeft. Dus, als je methaan vermindert, kun je een sterk afkoelingseffect teweegbrengen.” Als zijn bewering revolutionair klinkt, komt dat omdat de levenscyclus van biogeen methaan – het type dat afkomstig is van runderen, schapen en andere herkauwers – zelden buiten wetenschappelijke kringen wordt besproken.
In feite ontstaat methaan uit atmosferisch kooldioxide dat wordt gebruikt door planten die voedsel worden voor dieren die methaan uitstoten tijdens de spijsvertering. Zodra dat gebeurt, blijft het methaan ongeveer 12 jaar in de atmosfeer hangen, en beïnvloedt het gedurende die tijd sterk ons klimaat. Maar dan wordt het afgebroken tot kooldioxide, en gaat het terug de atmosfeer in waar de cyclus opnieuw kan beginnen.
Dat is in een notendop waar Mitloehner’s werk over gaat. Het is een verhaal dat niet vaak wordt verteld in de mainstream media, en dat is waarschijnlijk te wijten aan het feit dat misvattingen over de rol van de dierlijke landbouw in de opwarming van de aarde, de wetenschappelijke feiten hebben vertroebeld waardoor oplossingen voor klimaatverandering en voedselzekerheid wereldwijd worden achtergehouden.
Het broeikaseffect en de klimaatverandering
Methaan is één van een aantal gassen die zich boven de aarde verzamelen en het zogenaamde broeikaseffect veroorzaken. Sinds het begin der tijden hebben kooldioxide (CO2), distikstofoxide (N2O), methaan (CH4) en enkele andere gassen een soort plafond gecreëerd dat de warmte van de zon vasthoudt en onze planeet ermee bedekt. Dat is geen slechte zaak. Als het broeikaseffect er niet was geweest, zou de aarde te koud zijn om te kunnen leven.
Maar in de afgelopen 100 jaar of zo hebben we een recordhoeveelheid broeikasgassen uitgestoten. Deze gassen gedragen zich zoals ze bedoeld zijn: ze houden de warmte van de zon vast. Omdat er een ongekende hoeveelheid is, zorgen ze ervoor dat de planeet oververhit raakt. Dat is wat men de opwarming van de aarde noemt, en het fenomeen dat de klimaatverandering veroorzaakt.
Maar binnen dat scenario zijn niet alle broeikasgassen gelijk geschapen. Volgens Mitloehner blijkt, als we ze afzonderlijk bekijken, dat ze zich niet allemaal op dezelfde manier gedragen en niet allemaal op dezelfde manier opwarmen, ook al hebben we ze gekwantificeerd alsof dat wel zo is.
Maak kennis met methaan van dieren
Het is geen geheim dat runderen en andere herkauwers methaan produceren. Wat minder bekend is, is dat zij niet de enige bron ervan zijn. Het gas wordt uitgestoten bij de winning en productie van fossiele brandstoffen, wat een grotere bron kan zijn dan we dachten, en bij de ontbinding van organisch afval op vuilstortplaatsen. Het wordt uitgestoten door waterrijke gebieden en door de hierboven genoemde dieren.
Chemisch gesproken, is methaan is methaan is methaan. Het is altijd een verbinding die bestaat uit één koolstofatoom gebonden aan vier waterstofatomen. Dat gezegd hebbende, is de bron van methaan significant; waar het vandaan komt maakt een verschil in hoe het onze atmosfeer, het broeikaseffect en de klimaatverandering beïnvloedt.
In het algemeen zijn er twee ‘wegen’ voor methaan:
- Eenrichtingsverkeer naar de atmosfeer. Dit is de route voor fossiel methaan, het gas dat afkomstig is van fossiele brandstoffen uit de aardkorst. Het is een gloednieuwe toevoeging aan de atmosfeer, en eenmaal daar, hangt het ongeveer 12 jaar boven ons voordat het wordt omgezet in kooldioxide en waterdamp. Nadat het CO2 is geworden, blijft het langer in de atmosfeer dan we kunnen tellen, eenvoudigweg vanwege de overvloed die er al is. Dit resulteert in extra, nieuwe koolstof in de atmosfeer en nieuwe opwarming.
- De biogene cyclus. Biogeen methaan uit dieren is een kortlevende (d.w.z. 12 jaar) klimaatvervuilende stof en een stromingsgas dat wordt gemaakt van koolstof in de atmosfeer en dat al door de atmosfeer circuleert sinds het leven begon. Als onderdeel van de biogene koolstofcyclus absorberen planten kooldioxide, en via het fotosyntheseproces gebruiken zij de energie van de zon om koolhydraten zoals cellulose te produceren. Cellulose is voor de mens onverteerbaar, maar voor runderen en andere herkauwers een essentieel voedermiddel. Zij kunnen het afbreken in hun maag, waarbij zij de koolstof uit de geconsumeerde cellulose opnemen en een deel ervan uitstoten in de vorm van methaan, dat CH4 is (let op de koolstofmolecule). Na ongeveer 12 jaar wordt het methaan weer omgezet in kooldioxide door hydroxyloxidatie – een chemische reactie in de atmosfeer. Die koolstof is dezelfde koolstof die zich in de lucht bevond voordat het door een dier werd verbruikt. Het is gerecycleerde koolstof. Zolang de kudde-emissies gedurende meer dan 12 jaar constant blijven, wordt er in de biogene koolstofcyclus geen extra methaan – of opwarming – aan de atmosfeer toegevoegd.
“Wat methaan uit de veehouderij tot een stromingsgas maakt, is dat het niet alleen wordt geproduceerd, maar ook wordt vernietigd en uit de atmosfeer wordt gehaald”, legt Mitloehner uit. “Methaan heeft een halfwaardetijd van ongeveer een decennium, waarna het weer wordt omgezet in CO2, waaruit het is ontstaan.” Met andere woorden, een echte korte koolstofcyclus van de ene vorm naar de andere en terug.
Dat is iets heel anders dan een voorraadgas zoals de CO2 die uit de uitlaat van je auto komt. “Telkens wanneer je het uitstoot, wordt het toegevoegd aan de bestaande voorraad in de atmosfeer,” zegt Mitloehner. “Stromingsgas vervangt bestaand gas door gas dat voortkomt uit het vorige gas. En dat is dus een totaal ander concept, vergeleken met een voorraadgas dat alleen maar toevoegt aan de bestaande voorraad.”
Hoewel nog steeds een stromingsgas, zal fossiel methaan uiteindelijk worden geoxideerd tot CO2 en worden toegevoegd aan de atmosferische voorraad als nieuwe en extra opwarming. Koolstofdioxide is een LLCP, een voorraadgas dat zich in de atmosfeer blijft ophopen en de bestaande voorraad blijft vergroten – vandaar de benaming. Volgens voorzichtige schattingen hangt kooldioxide nog 1000 jaar boven ons. In potentie voor altijd. Dat komt omdat de koolstofputten, oceanen, bodems en planten die het verwijderen, gewoonweg overweldigd zijn. Dat is de schuld van de mens, niet van het vee. Onze liefdesaffaire met de verbranding van fossiele brandstoffen koelt niet af. En de atmosfeer dus ook niet.
Het potentieel van methaan versus het werkelijke opwarmende effect
Zelfs de meest toevallige waarnemer van broeikasgassen heeft waarschijnlijk gehoord dat methaan een krachtige verbinding is. Hoewel dat waar is, en we methaanemissies serieus moeten nemen, is het slechts een deel van het verhaal.
In 1990 stelden wetenschappers een systeem op dat bekend staat als GWP100, en dat bedoeld was om het opwarmingsvermogen van de aarde (GWP) van kooldioxide, distikstofoxide en methaan te standaardiseren. Volgens GWP100 heeft kooldioxide een score van 1, methaan van 28 en distikstofoxide van 265. Met andere woorden, 1 kilo methaan is 28 keer krachtiger dan 1 kilo kooldioxide over een periode van 100 jaar.
Maar, het stromingsgas methaan gaat geen eeuw mee terwijl het voorraadgas kooldioxide duizend jaar meegaat – zo niet voor altijd, waardoor de vergelijking over 100 jaar nogal geforceerd is, vergelijkbaar met een poging om een vierkante pen in een rond gat te passen.
“Wat methaan uit de veehouderij tot een stromingsgas maakt, is dat het niet alleen wordt geproduceerd, maar ook wordt vernietigd en uit de atmosfeer wordt gehaald,” aldus Mitloehner.
De ontwikkelaars van GWP100 hadden goede bedoelingen. Zij wilden de impact van elk broeikasgas standaardiseren om ons in staat te stellen vergelijkingen te trekken en ons te wapenen tegen deze kolos die opwarming van de aarde heet. GWP100 is een gemakkelijk verteerbare conventie, die bekend is en zelfs wordt gebruikt om beleid en regelgeving aan te sturen om de opwarming van de aarde te beperken. Maar het systeem meet eenvoudigweg het kooldioxide-equivalent (CO2e) van methaan en gaat voorbij aan de manier waarop methaan de atmosfeer opwarmt. Dat is een grote misser, zegt Mitloehner.
Neem kooldioxide afkomstig van de productie van fossiele brandstoffen, en biogeen methaan van een koe dat op hetzelfde moment wordt uitgestoten. De kooldioxide voegt zich bij de bestaande voorraad en begint de planeet bijna eeuwig op te warmen. In de eerste tien jaar van zijn bestaan zal methaan de atmosfeer 28 keer meer opwarmen dan kooldioxide. Daarna wordt de opwarming door biogeen methaan geneutraliseerd, omdat het hydroxyloxidatie ondergaat, waardoor het weer wordt omgezet in kooldioxide en waterdamp. Hoewel methaan wordt omgezet in een ander broeikasgas, is het belangrijk op te merken dat de resulterende kooldioxide wordt teruggevoerd in de atmosfeer en geen nieuwe, extra kooldioxide is. Het wordt gerecycled. Als het gaat om fossiel methaan, zoals bij de winning van schaliegas, zal de resulterende kooldioxide door oxidatie nog eeuwenlang blijven opwarmen, aangezien de kooldioxide wordt toegevoegd aan de voorraad die we al hebben.
Hoewel nog steeds een stromingsgas, zal fossiel methaan uiteindelijk worden geoxideerd tot CO2 en worden toegevoegd aan de atmosferische voorraad als nieuwe en extra opwarming. Koolstofdioxide is een LLCP, een voorraadgas dat zich in de atmosfeer blijft ophopen en de bestaande voorraad blijft vergroten – vandaar de benaming. Volgens voorzichtige schattingen hangt kooldioxide nog 1000 jaar boven ons. In potentie voor altijd. Dat komt omdat de koolstofputten, oceanen, bodems en planten die het verwijderen, gewoonweg overweldigd zijn. Dat is de schuld van de mens, niet van het vee. Onze liefdesaffaire met de verbranding van fossiele brandstoffen koelt niet af. En de atmosfeer dus ook niet.
Bron: https://www.nature.com/articles/s41612-019-0086-4
De korte levensduur van methaan is ook relevant met betrekking tot de opwarming. Als stromingsgas wordt het in dezelfde mate vernietigd als het wordt uitgestoten. Het werkelijke opwarmende effect van methaan wordt bepaald door hoeveel meer of minder methaan er in een bepaalde periode wordt uitgestoten. Dit wordt de mate van verandering van de uitstoot genoemd.
Wat opvalt bij methaan is dat als een kudde runderen gedurende 12 jaar dezelfde hoeveelheid methaan uitstoot, dit gedurende die eerste 12 jaar bijdraagt aan de opwarming van de aarde. Maar daarna is de hoeveelheid die wordt uitgestoten gelijk aan wat wordt vernietigd door oxidatie. Bijgevolg is de opwarming neutraal, op voorwaarde dat de methaanuitstoot constant blijft.
“Als we de methaanuitstoot verhogen, zal de opwarming toenemen – en dat moeten we zeker zien te voorkomen.” aldus Mitloehner. “Maar een echt intrigerend aspect van biogeen methaan is dat als we in staat zijn om het te verminderen, zoals we hebben gedaan met kleinere, efficiëntere kuddes en zuivelvergisters, er goede dingen kunnen ontstaan.”
Methaan kan deel uitmaken van een klimaatoplossing
De buitengewone hoeveelheid kooldioxide in de atmosfeer valt niet te ontkennen, en als we de opwarming van de aarde willen beperken, moeten we onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen verminderen. Terwijl organisaties en individuen debatteren over wat we moeten doen, ligt een van de oplossingen misschien wel voor onze neus – of meer letterlijk, in gigantische bellen op de campus van UC Davis.
Hoewel methaan vaak wordt voorgesteld als een angstaanjagend broeikasgas, vooral wanneer het wordt uitgestoten door vee, suggereert onderzoek dat we moeten beginnen te kijken naar het potentieel ervan om een koelingseffect te hebben.
De vleesconsumptie neemt over de hele wereld toe, vooral in ontwikkelingslanden naarmate deze meer welvaart verwerven, wat betekent dat dierlijke landbouw waarschijnlijk deel zal blijven uitmaken van een wereldwijd dieet. Volgens Mitloehner en anderen is het waarschijnlijk blijvend en noodzakelijk. Het uitbannen van alle vee is geen realistische oplossing, dus werken onderzoekers in Mitloehner’s lab aan het verminderen van de methaanuitstoot van vee en de impact op het milieu. Volgens Mitloehner kunnen de antwoorden worden gevonden in de boeren van de wereld die de efficiëntieverbeteringen modelleren die Amerikaanse boeren al tientallen jaren maken. Dat wil zeggen, het verhogen van de productie terwijl de input gelijk blijft. Daarnaast is het onderzoek naar voer dat vee minder gassig maakt, veelbelovend.
Afkoelingseffect
Door de methaanuitstoot van de veehouderij op termijn constant te houden, komt de veehouderij op het pad van de klimaatneutraliteit. Bovendien – en dit is essentieel – als de sector het niveau van de methaanuitstoot vandaag met meer dan 10 procent kan verlagen, draagt hij bij tot de afkoeling van de aarde. De reden is eenvoudig. Minder methaan betekent dat de natuurlijke koolstofcyclus actief onttrekt aan de voorraad kooldioxide in de atmosfeer. Vandaar het afkoelingseffect.
Deel II van dit artikel, volgt binnenkort.
Het FDF-Bestuur
21 augustus 2021