Mestmodel berekent stikstofuitspoeling met 100 procent onzekerheid

Om in 2027 te voldoen aan de normen voor de Kaderrichtlijn Water (KRW) hebben de provincies Utrecht en Gelderland de Wageningen Universiteit (WUR) gevraagd om onderzoek te doen naar de zogenoemde restopgave. Dit soort onderzoeken vinden momenteel ook in andere provincies plaats. De provincies wilden op basis van aangekondigd beleid, zoals aanpassingen die voorzien zijn bij rioolwaterzuiveringsinstallaties en afbouw van de mestderogatie, weten waar en hoeveel de normen voor stikstof en fosfaat in het oppervlaktewater nog overschreden worden in 2027.

Uit het onderzoek, dat in september werd gepubliceerd, blijkt dat de stikstofgehalten in het water nog te hoog zijn langs de grens met Duitsland en de Heelsumse Beek. Daarbij gaan de onderzoekers ervan uit dat in 2027 het Duitse water voldoet aan de Nederlandse KRW-normen, terwijl de Duitse KRW-normen hoger zijn. Voor fosfor zijn de overschrijdingen veel talrijker, met name in de Gelderse Vallei en het oostelijke deel van de Utrechtse Heuvelrug. De belasting van fosfor gaat daar zelfs nog omhoog.

De restopgave wordt door de provincies in dit onderzoek voor een belangrijk deel bij de landbouwsector neergelegd. Daarom onderzochten de onderzoekers ook wat de impact is van extensivering van de landbouw in zones van 100 tot 250 meter langs watergangen. Dat blijkt onvoldoende om de normen te halen. Van een functieverandering van landbouw naar natuur wordt ‘een grotere effectiviteit verwacht’.

Minder berekende mestruimte

Het ligt in de lijn der verwachting dat de provincies Utrecht en Gelderland dit onderzoek gaan gebruiken voor beleid, met grote gevolgen voor de landbouw in de gebieden waar er restopgaven worden berekend. En andere provincies zullen dat waarschijnlijk ook gaan doen. Uit een conceptversie van het nog niet openbare ‘Koepelrapport tussenevaluatie KRW’ blijkt voor heel Nederland dat 39 procent van alle waterlichamen in 2027 voor stikstof nog niet voldoet. En voor fosfaat is dat zelfs 43 procent. De vraag is hoe betrouwbaar de berekeningen en inschattingen zijn van de onderzoekers. Net zoals bij stikstofdepositie hangen deze inschattingen vast aan modellen. In het onderzoek van de WUR voor Gelderland en Utrecht staat dat de restopgave tot stand is gekomen op basis van een doorrekening via de modellen STONE en het in ontwikkeling zijnde Landelijke Water Kwaliteitsmodel. Beide modellen worden gevoed door een ander model: Initiator.

Initiator is een mestverdelingsmodel voor lokale en regionale schaal en kan daardoor door waterschappen en provincies worden gebruikt. In april 2019 publiceerde de WUR het rapport Ruimtelijke allocatie van mesttoediening en ammoniakemissie. Het rapport gaat over hoe goed dit model de werkelijkheid benadert als het gaat om mestverdeling en ammoniakemissie. Daarvoor keken de onderzoekers naar het jaar 2015. Ze concludeerden dat het model ongeveer dezelfde mestproductie aan fosfor en stikstof berekent als uit andere data blijkt, maar het berekent een lagere plaatsingsruimte voor fosfor en stikstof. Voor fosfor is dat 3 procent lager en voor stikstof 5 procent.

Deze relatief kleine afwijkingen hebben volgens de onderzoekers grote gevolgen voor de hoeveelheid niet te plaatsen mest, schrijven ze: „Zo berekent Initiator voor 2015 een resterende mestruimte die 15 kiloton stikstof en 1 kiloton fosfor lager is dan die berekend werd door het CBS. Deze verschillen zijn voor een groot gedeelte te verklaren door verschillen in aannamen.” Volgens de WUR komt dit doordat het CBS de mestplaatsingsruimte van alle potentiële derogatiebedrijven meetelt en Initiator alleen de ruimte van de derogatiebedrijven.

Model berekent niet-plaatsbare mest

Een van die ‘aannamen’ waar Initiator van uitgaat is dat de niet-plaatsbare mest afgezet wordt in het landbouwdeelgebied waar de mest is geproduceerd. De onderzoekers stellen dat dit ‘tot onrealistisch hoge giften’ leidt. Simpel gezegd berekent Initiator te weinig mestplaatsingsruimte ten opzichte van de werkelijkheid. De mest die niet geplaatst kan worden, rekent Initiator vervolgens toe aan gebieden waar de niet-plaatsbare mest is geproduceerd. Dat is mest die uitgereden wordt boven de gebruiksnorm, of mest die op basis van forfaitaire waarden boven de gebruiksnorm uitkomt. De onderzoekers gebruiken hier de term overbemesting voor.

Uit een kaart in dat rapport blijkt waar dat toe leidt. Waar bij het CBS voor stikstof alleen het midden en oosten van Brabant en het noorden en midden van Limburg oranje kleuren als gebieden met ‘overbemesting’ tot 25 procent, kleurt Oost-Brabant in Initiator rood. Dat betekent meer dan 25 procent overbemesting. Maar ook de Gelderse Vallei en delen van Overijssel en Gelderland kleuren dan opeens rood. Ook levert Initiator meer oranje gebieden op, zoals de veenweidegebieden in het Groene Hart en Zuidwest-Friesland.

Hans Kros, onderzoeker bodem en milieu en binnen WUR verantwoordelijk voor Initiator, leidde dit onderzoek. „Initiator leverde onrealistische hoge uitkomsten op aan overbemesting”, zegt hij. „Wij hebben toen het besluit genomen om de mest die op bouwland en maïs geplaatst kan worden te maximeren op 1.000 kilogram stikstof per hectare. We keken tegelijk naar de onzekerheden en die waren groot. We praten dan over vijf jaar geleden en de eerste versie van het model. Vervolgens hebben we met man en macht gewerkt om Initiator robuuster te maken.”

Commissie-Hordijk

Ook de commissie-Hordijk constateerde in juni 2020 tekortkomingen. Bij de verdeling van nationale emissies naar regionale en lokale schaal houdt Initiator bijvoorbeeld geen rekening met de weersomstandigheden en verschillen tussen bodems. Hordijk adviseerde om die data toe te voegen. Ook adviseerde Hordijk om de onzekerheden in de modelresultaten vast te stellen.

Vanuit de adviezen uit 2019 en 2020 schreef Hans Kros in 2021 een rapport om tot verbeteringen te komen. In dat rapport staat dat de onzekerheden in de berekening van Initiator voor uitspoeling naar oppervlaktewater op nationale schaal 100 procent is en voor kleinere schaalniveaus nog groter. De resultaten van Initiator moeten bovendien beschouwd worden als een verkenning en niet als een harde voorspelling. Het rapport sluit af met een verbeterprogramma dat tot het einde van dit jaar loopt. In een reactie op dit artikel laat Kros weten dat hij in zijn rapport verwijst naar versie 4 van Initiator, een oude voorloper. Maar in dat rapport staat juist dat de onzekerheden en validatie van versie 4 en versie 5 grotendeels vergelijkbaar zijn.

Kleine aanpassing overbemesting

Kros laat weten dat er sinds 2021 vooral aan de data-invoerkant van het model zaken zijn geactualiseerd. De rekenregels van het model zelf zijn nauwelijks aangepast. Over het toerekenen van niet-plaatsbare mest binnen het model naar veedichte gebieden zegt hij: „Sinds 2019 is de wijze waarop in Initiator wordt omgegaan met de niet binnen de gebruiksnorm te plaatsen mest uitvoerig besproken met deskundigen van CBS, PBL, WUR en NCM. Hierbij zijn onder andere vergelijkingen uitgevoerd met dierlijke en kunstmestgiften uit het Bedrijven Informatie Netwerk (BIN) en met de transportgegevens op basis van de Vervoersbewijzen Dierlijke Mest (VDM). Er is kritisch gekeken naar de berekende mestbalansen voor stikstof en fosfaat op regionale schaal. Met name naar microdata afkomstig uit de Gecombineerde opgave en VDM's, die als invoer voor Initiator dienen. Dit resulteerde echter niet in nieuwe inzichten. Wel is besloten om de niet-plaatsbare mest over een groter gebied, een landbouwdeelgebied, te verspreiden. Hierop is de rekenmodule van Initiator aangepast.”

Op advies van de commissie-Hordijk is vanaf 2020 bodemdata toegevoegd. Weerdata ontbreken vooralsnog. Daar loopt volgens Kros momenteel nog een onderzoek naar. Andere aanpassingen vonden niet plaats. De onzekerheidsanalyse die is uitgevoerd en waarvan de uitkomsten pas volgend jaar verschijnen, geven volgens Kros vooralsnog geen aanleiding om de rekenregels van het Initiator-model aan te passen. Die onzekerheid van de gemiddelde overbemesting bedraagt volgens Kros op de schaal van een landbouwdeelgebied ongeveer 30 kilogram stikstof per ha. Voor fosfaat varieert het van 0 tot 27 kilogram.

Conclusie

Doordat de rekenregels voor Initiator maar beperkt zijn aangepast, kent het model nog steeds de te veel berekende mest binnen het model toe aan de productielocaties. Daardoor kleuren zeer waarschijnlijk de veedichte gebieden in Nederland nog steeds rood en oranje, omdat het model daar te weinig plaatsingsruimte voor mest berekent en er wel van uitgaat dat de mest daar wordt uitgereden. De overbemesting valt waarschijnlijk alleen iets lager uit. In hoeverre de onzekerheden binnen Initiator van meer dan 100 procent in de uitspoeling naar het oppervlaktewater zijn afgenomen, is niet bekend. Kros laat weten dat hij hoopt komend jaar onderzoek te laten doen naar die onzekerheid en in hoeverre de onzekerheid van Initiator bijdraagt aan de onzekerheden van het Landelijk Water Kwaliteitsmodel. Ondertussen maken provincies wel plannen in hun ruimtelijk beleid ten aanzien van de landbouw op basis van Initiator.