DEL193 - POKONABO: Potentiële Koolstofopslag in Natuur en Bodem

Introductie

Het veranderende klimaat vraagt om een nieuwe blik op het ontwerpen van waterwerken en gebiedsinrichting. Nature-based Solutions (NbS) zijn een alternatief voor de grijze infrastructuur doordat ze de natuurlijke principes gebruiken in de ontwerpen, bijvoorbeeld door kwelders te stimuleren die zowel de biodiversiteit als de kustverdediging helpen. Natuurlijke ecosystemen zijn zeer efficiënt in het voor langere tijd opslaan van koolstof. Veengebieden, kwelders en moerassen hebben een hoger opslagpotentieel vergeleken met bossen. Toch wordt er weinig aandacht besteed aan de inzet van natuurontwikkeling als CO₂-reductiemogelijkheid en is de emissie en opname van “nieuwe natuur” die als onderdeel van veel NbS projecten wordt ontwikkeld niet goed bekend. Een belangrijke co-benefit is dat NbS de potentie heeft om grote hoeveelheden koolstof op te slaan. Hierdoor dragen NbS bij aan de vermindering van de CO₂-uitstoot door fossiele brandstoffen. Echter is er grote onduidelijkheid wat de hoeveelheid koolstof is die per hectare per jaar opgeslagen wordt bij NbS. Ook is niet iedere NbS vergelijkbaar wat betreft koolstofdynamiek. Om deze impact goed in beeld te brengen is het van belang om de koolstof opname en de emissies in de eerste 10 jaar na ontwikkeling goed in beeld te brengen.

In Nederland zijn projecten als Marconi, Marker Wadden, Hondsbossche Duinen en het Getijdenpark Rotterdam uithangborden voor de NbS-filosofie. Bekend is dat NbS bijdraagt aan de biodiversiteit en dat het bouwstoffen bespaart (en dus de uitstoot verminderd) doordat er circulair of lokaal grondstoffen gebruikt worden. Desalniettemin is de natuurlijke invang en opslag van organische stof op de meeste gebieden nog onbekend. Deze kennisleemte wordt ingevuld middels dit project.

Bij POKONABO we op verschillende locaties met de koolstofopslag kwantificeren en vergelijken met de uitstoot door de aanleg. Met behulp van bodemprofileringen, bodem/water-lucht uitwisseling en gasmetingen verrijken we de kennis op het gebied van koolstofuitstoot en -opslag in twee locaties: de Marker Wadden en een tweede locatie. De tweede locatie wordt in overeenstemming met EcoShape en partners van EcoShape uitgekozen.

Figuur 1. Schematische weergave van de koolstofopslag en bijbehorende geschatte capaciteit op basis van beschikbare wetenschappelijke literatuur.

Doel

Concreet is het doel van dit project de koolstofopslag is bij het gebruik van Nature-based Solutions (NbS) voor natuur- en bodemontwikkeling in kaart te brengen. Het kwantificeren hiervan maakt het mogelijk om de impact op de natuur in kaart te brengen en bij te dragen aan de wetenschappelijke onderbouwingen voor de berekening van carbon credits.

Natuurlijke ecosystemen zijn zeer efficiënt in het voor langere tijd opslaan van koolstof. Veengebieden, kwelders en moerassen hebben een hoger opslagpotentieel vergeleken met bossen. Toch wordt er weinig aandacht besteed aan de inzet van natuurontwikkeling als CO₂-reductiemogelijkheid en is de emissie en opname van “nieuwe natuur” die als onderdeel van veel NbS projecten wordt ontwikkeld niet goed bekend. Om deze impact goed in beeld te brengen is het van belang om de koolstof opname en de emissies in de eerste 10 jaar na ontwikkeling goed in beeld te brengen. Bekend is dat NbS bijdraagt aan de biodiversiteit en dat het bouwstoffen bespaart (en dus de uitstoot verminderd) doordat er circulair of lokaal grondstoffen gebruikt worden. Desalniettemin is de natuurlijke invang en opslag van organische stof op de meeste gebieden nog onbekend. Deze kennisleemte wordt ingevuld middels dit project.

Aanpak

De overkoepelende onderzoeksvraag voor POKONABO is: hoeveel CO₂ wordt er vastgelegd in de vorm van koolstof in bodems bij nature-based solutions?

Om de onderzoeksvraag uit te splitsen, hebben we enkele deelvragen opgesteld:

1. Wat veroorzaakt de grootste aanwas van koolstof?
   CO₂ wordt uit de lucht opgenomen door planten of micro-organismen in de bodem en in het water. Die zetten de CO₂ om in biomassa (organisch koolstof). In een systeem waar slib ingevangen wordt, zoals kwelders, mangroves en sommige deltamoerassen, wordt op die manier extra koolstof aan het systeem toegevoegd. Om natuurlijke CO₂-opslag te optimaliseren is kennis nodig van de ordegrootte van beide processen.
2. Wat is de netto koolstofbalans?
   Watersystemen nemen niet alleen CO₂ op, maar kunnen ook een bron zijn van broeikasgassen. Het organisch materiaal wordt (deels) afgebroken in de bodem. De uitstoot hiervan is afhankelijk van de hoeveelheid aanwezige zuurstof. Als er nog zuurstof aanwezig is, wordt de organische koolstof vooral omgezet naar CO₂. Als er geen zuurstof is, zal een deel worden omgezet naar methaan (CH₄). Omdat CH₄ een veel sterker broeikasgas is dan CO₂, kan dit leiden tot netto uitstoot in plaats van opslag. Juist hierom is het essentieel om de netto balans in beeld te krijgen.
3. Zijn er sturende factoren die tijdens de aanleg of beheerfase gebruikt kunnen worden?
   CO₂-opslag via natuurlijke systemen, maar zeker via nature-based solutions, zou gestimuleerd moeten worden tijdens de aanleg- en beheerfase. Om (be)grip te krijgen hoe dit beïnvloed kan worden, zullen diverse handelingsperspectieven getoetst worden. Denk bijvoorbeeld aan snoeiafval en baggerspecie introduceren, zodat meer koolstof de bodem in wordt gebracht. Om dergelijke interventies te testen, kan een kleinere schaalexperiment naast een volwaardige NbS worden gedaan. Zo wordt niet alleen een gecontroleerde omgeving getoetst, maar ook de uitwerking in de praktijk.
4. Hoe verhoudt de opslagcapaciteit van bodems zich tot klimaatdoelen?

Voor Nederland als land zijn de doelen gesteld in het akkoord van Parijs de stip op de horizon. Om naast technologische oplossingen als CO₂-afvang en -opslag in lege gasvelden een “natuurlijke” beheersoptie te hebben, is inzicht van daadwerkelijke effect van NbS op een landelijke schaal nodig.

Om deze vragen te beantwoorden, beginnen we het project bij een succesvol EcoShape-project: de Marker Wadden.

Locatie Marker Wadden

Voor de kwantificering van de koolstofcyclus wordt gebruik gemaakt van de methodiek die ontwikkeld is door Wetlands International in samenwerking met Deltares en Witteveen+Bos (Nieuwkamer et al., 2022). Om een goed beeld te krijgen van de ontwikkeling van het koolstoffluxen boven en onder de grond, zijn ten minste drie veldwerkcampagnes per jaar gepland:

1. in de winter/voorjaar voorafgaand aan het groeiseizoen.
2. In mei/juni, tijdens het groeiseizoen van planten.
3. In oktober, om de totale biomassa-toename te bepalen alvorens deze afsterft in de winter

Behaalde resultaten

Het eerste veldwerk op de Marker Wadden staat gepland voor augustus 2026. De tweede NbS-locatie is nog niet uitgekozen.

Partners

Dit project is mede gefinancierd uit de PPS-innovatie programmasubsidie van het ministerie van Economische Zaken en Klimaat, en het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat.