Waarom de klimaatmodellen niet deugen

softwareambacht

Ons klimaat warmt op. In de afgelopen eeuw is het een graad opgewarmd en als we niets doen warmt het steeds sneller steeds meer op, totdat het zo warm is dat wij mensen niet meer kunnen leven op aarde vanwege overstromingen en voedseltekort. En dus is het mooi dat onze regering een klimaatakkoord heeft gepresenteerd om de opwarming van onze aarde aan te pakken. Ik zie in dat akkoord echter twee problemen: de maatregelen kosten heel veel geld en ze gaan niet helpen. De regering (en CPB en allerlei instanties) gebruiken modellen om zo’n akkoord vorm te geven en te motiveren. Omdat ik als fysica aardig onderlegd ben in het opstellen en doorrekenen van modellen van allerlei aard, ben ik eens gaan nadenken over deze modellen. Mijn conclusie is dat de modellen van de overheid een fout beeld geven omdat ze niet goed doordacht zijn. Ik zal een voorbeeld geven.

Stel je wilt weten wat het effect op het klimaat is van het stoken van hout, van steenkool en van aardgas. Dan maak je drie modellen: eentje waarin ons hele land elektriciteit krijgt uit centrales die houtpellets stoken, eentje waarin de centrales steenkool stoken en eentje waarin de centrales aardgas stoken.

Het houtmodel zegt dat we eerst een bos kweken, dat we na dertig jaar dat bos omhakken en de bomen verstoken voor elektriciteit. Het bos heeft in dertig jaar ongeveer de hoeveelheid CO₂ uit de atmosfeer opgenomen die het verbranden van de bomen weer in de lucht brengt. Bij elkaar geteld heeft het stoken van hout dus geen effect op de CO₂ in de lucht.

Dan het steenkoolmodel. In dat model hebben we een berg steenkool die dezelfde energie levert als het bos uit het eerste model. Het opstoken van de steenkool geeft ongeveer dezelfde hoeveelheid CO₂ in de atmosfeer als de verstookte bomen, maar de berg steenkool heeft geen CO₂ uit de lucht opgenomen en dus geeft dit model een sterke bijdrage aan de CO₂ uitstoot.

Het aardgasmodel gaat net als het steenkoolmodel, alleen produceert aardgas half zoveel CO₂ als steenkool en dus is het negatieve effect op het klimaat ook maar de helft.

Maar wacht even. Waar is in het steenkoolmodel het bos gebleven? Als je modellen maakt om effecten te vergelijken dan moet je wel in alle modellen dezelfde randvoorwaarden hanteren. Om het simpel te zeggen: als je in het eerste model alle bomen van de Veluwe opstookt en dus meerekent in je model, kun je er in de beide andere modellen niet vanuit gaan dat er geen bomen staan op de Veluwe. Die zijn niet ineens zomaar weg als je een steenkoolcentrale bouwt.

Dus de drie modellen moeten als volgt zijn:

In de houtcentrale wordt de CO₂ uitstoot bij benadering gecompenseerd door de CO₂ die het bos tot dan heeft opgenomen uit de atmosfeer. Ook de steenkoolcentrale produceert ongeveer evenveel CO₂ als wat het bos al heeft gecompenseerd. De aardgascentrale produceert de helft van de CO₂ van de andere twee, terwijl het bos wel dezelfde hoeveelheid CO₂ opneemt, dus het aardgas-scenario heeft een positieve bijdrage aan het klimaat: de centrale produceert minder CO₂ dan het bos compenseert: netto is er CO₂ reductie, geen productie. En dan nog wat: in het hout-centrale scenario stopt het bos met CO₂ opnemen als het hout wordt verbrand. Het duurt decennia voordat er op dezelfde grond weer bomen staan die net zoveel CO₂ opnemen. In het steenkool scenario en het gas scenario blijven de bomen staan, ze blijven de volle hoeveelheid CO₂ opnemen, en dus zijn die scenario’s positief voor het klimaat: na een paar jaar wordt ook in het steenkoolmodel meer CO₂ opgenomen dan geproduceerd.

Deze scenario’s zijn natuurlijk ietwat gesimplificeerd. Wat ik duidelijk wil maken is dat je in diverse scenario’s dezelfde randvoorwaarden moet aannemen anders vergelijk je appels met peren. Doe je het goed, dan reken je deze scenario’s uit voor heel Nederland. Er staan 300 miljoen bomen in Nederland. We gebruiken rond 120 miljard kilowattuur aan elektriciteit per jaar. Dus moeten we in de drie scenario’s uitrekenen hoeveel bomen we per jaar moeten kappen voor houtcentrales, hoeveel steenkool we zouden moeten opgraven, en hoeveel aardgas we zouden moeten oppompen. Ook moeten we uitrekenen hoeveel CO₂ die 300 miljoen bomen uit de lucht halen, en hoeveel minder dat wordt als we substantieel bomen gaan kappen voor houtcentrales. Als het CPB en het PBL (planbureau voor de leefomgeving) het zo hadden gedaan, dan was daar uit gekomen dat aardgas verbranden het beste is, van deze drie alternatieven. Dat steenkool tweede is en dat hout verbranden het slechtste is. Dus moeten we “van het hout af” en subsidie geven op aardgas.

Eén argument tegen aardgas is dat de Groningers verzakken. Ik vind dat heel erg voor de Groningers, maar het feit dat ze verzakken heeft niets te maken met de CO₂ in de atmosfeer en dus niet met de opwarming van de aarde. Dat we “van het gas af” moeten is best redelijk, als je denkt aan Groningen, maar voor de opwarming van de aarde is het niet goed om te stoppen met aardgas.

Een ander argument dat ik hoorde tegen “fossiele brandstoffen” is dat we de grondstoffen uitputten. Dat is waar. Als we olie blijven oppompen en kolen blijven opgraven in het huidige tempo zijn we er op enig moment doorheen. Dat zei de Club van Rome al in de jaren ’70. Maar het opraken van steenkool en olie heeft op zich niets te maken met de opwarming van de aarde. Fossiele brandstoffen zijn voor de hoeveelheid CO₂ in de lucht niet beter of slechter dan niet-fossiele brandstoffen.

De regering loopt voorop in het verwarren van de discussie door het verzakken van de Groningers te koppelen aan de opwarming van de aarde. De kosten die we maken om de Groningers erbovenop te helpen worden opgenomen in het klimaat akkoord en dus zijn die kosten ineens aanvaardbaar. Klimaatactivisten lopen te hoop tegen “fossiel”, verzwijgend dat de “fossiele brandstof” aardgas half zoveel CO₂ produceert als de houtpellets die we in het kader van het klimaatakkoord gaan subsidiëren.

Ik stel voor dat we nieuwe modellen maken, eerlijke modellen waarin alles op een evenwichtige manier tegen elkaar wordt afgewogen. Uit die modellen zal komen dat de enige manier om het klimaat voor verder opwarmen te behoeden is het produceren van aanzienlijk minder CO₂. En dat bereiken we door ten eerste veel minder energie te verbruiken en ten tweede onze energie alleen of zoveel mogelijk zonder productie van CO₂ op te wekken. Dat wil zeggen, alleen zonne-energie, windenergie en waterkracht. De maatregelen kunnen eenvoudig zijn:

  1. Elektrische auto’s moeten aantoonbaar hun elektriciteit krijgen uit zonne-energie of wind. Anders tellen ze niet mee.
  2. We moeten woon-werk verkeer drastisch beperken. Zorg dat mensen dichter bij het werk wonen of dichter bij huis werken.
  3. We moeten voor ons plezier (vakantie) aanzienlijk minder energie gebruiken. Niet meer vliegen, niet meer naar de andere kant van Europa met de auto.
  4. Laten we heffingen instellen op het vervoer van producten uit verre landen. Een auto uit Azië importeren geeft extra CO₂ van sterk vervuilende schepen, zet daar maar een flinke invoerheffing op. Hetzelfde voor appels uit Zuid-Amerika of houtsnippers uit de VS.
  5. Wat we willen stimuleren en subsidiëren is alle technologie die CO₂ uit de lucht haalt. Een fabriek die benzine maakt uit CO2 en water met behulp van zonne-energie heeft een positief effect op het klimaat. Zelfs als je die benzine zou verbranden komt er geen CO₂ extra in de lucht.
  6. De industrie moet een dwingende prikkel krijgen om Co₂-vrij te produceren.
  7. We moeten de CO₂ reductie vergroten door het planten van groen en door het beschermen van tropische bossen. Het is te gek dat in deze tijd van klimaat opwarming het areaal tropisch regenwoud iedere dag merkbaar kleiner wordt.
  8. We moeten af van het woord “hernieuwbaar” (of “renewable”). Energie is niet hernieuwbaar. Energie kan CO₂-vrij worden geproduceerd, of het kan worden gecompenseerd met bomen. Het is niet hernieuwbaar.

Al deze maatregelen, en alle denkbare maatregelen, kun je bereiken door het produceren van CO₂ duurder te maken dan het milieuvriendelijke alternatief. Het vliegtuig moet duurder zijn dan de trein. Ver van je werk wonen moet duurder zijn dan dichtbij wonen. Producten van ver moeten duurder zijn dan lokale producten. Exploitatie van een schone fabriek moet goedkoper zijn dan exploitatie van een CO₂ producerende fabriek.

En vooral, waar we vanaf moeten zijn de rekenregels. Niks verhandelbaar CO₂ quotum, niks verminderen van heffing omdat we ergens een boompje planten. Minder CO₂, daar gaat het om.

Matthijs de Ligt over agile voetballen

 deligt

Ik las een uitspraak van Matthijs de Ligt, voetballer bij Ajax, die me aan het denken zette: “We spelen alsof we op een schoolpleintje voetballen”. Ik hoefde niet lang te denken voordat ik me realiseerde dat dit een heel goed management advies is.

Wat is het verschil tussen voetballen op een pleintje en voetballen in het Ajax stadion? In het stadion heb je een coach, assistent coaches, managers, technisch directeuren, trainers, toeschouwers, en iedereen bemoeit zich met wat de voetballers doen. Op het pleintje heb je dat allemaal niet. Geen druk, geen mensen die een mening over je hebben, geen mensen die je vertellen wat je wel of niet moet doen. Op het pleintje heb je maar één ding: lol. De Ligt zegt dat zijn elftal het afgelopen seizoen heeft gevoetbald met veel lol en zonder zich veel van al die poespas rondom het team aan te trekken. Het doet me deugd dat ze zich daarmee terug op de kaart hebben gezet.

Ik denk ook dat ik weet waarom Ajax van Tottenham heeft verloren. Ze stonden met twee nul voor, kregen een tegendoelpunt, raakten in paniek en stopten toen met het pleintjesvoetbal. In het pleintjesvoetbal hadden ze gereageerd door na het tegendoelpunt lachend zelf nog zes doelpunten te maken.

Iedereen verstaat onder “agile” iets anders. Ik versta eronder dat je je werk met veel plezier doet zonder druk van buiten en met de sfeer van een vriendenclubje dat voetbalt op een pleintje. Immers, als iedereen in je team z’n werk met veel plezier doet en iedereen elkaar z’n successen gunt en je allemaal op elkaars expertise en inzicht vertrouwt, lever je de beste resultaten. Maar Scrum en andere “agile methoden” werken niet zo.

In een Scrum project heb je een scrum master (of mistress) die bepaalt hoe je dagindeling is, een product owner die je zegt wat je moet doen, een manager die zegt wanneer het af moet zijn en eindeloos veel meetings. Je mag niet rustig nadenken want vrijdag is de sprint klaar en dan moet je user story af zijn. Je moet je communicatie met je collega’s in de ochtend doen in de “stand up” en alles wat je dan vergeet te zeggen, nu ja, dan was het blijkbaar niet belangrijk. Als je het plezier en de motivatie uit programmeurs wilt halen, moet je ze in een Scrum project stoppen.

Dus laten we het anders doen. Laten we alle coaches en managers en andere bemoeials aan de kant zetten en software ontwikkelen alsof we op een schoolpleintje voetballen.

De mythe van de biomassa

In mijn vorige blog heb ik laten zien waarom “groen gas” niet groen is en waarom het verbranden van hout altijd slechter is voor het klimaat dan iets anders verbranden. Ik heb nog een rekenvoorbeeld bedacht.

Stel je gaat in de winter je huis warm houden met hout dat je speciaal daarvoor kweekt in een bos: een “kweekbos” noemen ze dat. Je verbrandt precies één boom iedere winter. Die produceert die winter 600kg aan CO2. De boom is 30 jaar oud als je hem omhakt, hij heeft in die tijd de CO2 in de atmosfeer met 20kg per jaar verminderd. Je plant in het voorjaar een nieuwe boom, en je moet dan dertig jaar wachten voordat je die weer mag omhakken. Om ieder jaar je huis te verwarmen, heb je dus dertig bomen nodig. Eentje is dertig jaar oud, eentje 29, enz. Die van 30 jaar neemt 20kg CO2 per jaar op. Maar die van nul jaar niks. Gemiddeld nemen je bomen de helft van de CO2 op van een volgroeide boom, dus voor CO2 reductie tellen je 30 bomen slechts voor 15. Om die 600kg CO2 die je houtkachtel uitstoot te compenseren, heb je dus 15 bomen extra nodig, totaal 45 bomen. Waarvan je er ieder jaar eentje omhakt. Je bent CO2-neutraal: je produceert precies evenveel CO2 als dat je bomen opnemen.

De buren doen het anders. Die hebben net als jij 45 bomen rondom hun huis staan. En ze besluiten hun huis in de winter te verwarmen met aardgas. Ze verbruiken zoveel gas dat ze precies dezelfde hoeveelheid warmte produceren als jij. Hun kachtel stoot in een winter 300kg CO2 uit, ongeveer de helft van een houtkachel. Hun 45 bomen staan er allemaal gezond en fier bij, ze nemen allemaal 20kg CO2 per jaar op, dus samen 900kg. De buren zijn niet CO2 neutraal. Hun kachel produceert 300kg CO2 per jaar, hun bomen nemen 900kg CO2 op, dus netto dragen ze flink bij aan het bestrijden van de CO2 in de atmosfeer: ze halen netto 600kg CO2 uit de lucht.

De buren kunnen het ook anders doen. Ze hebben 15 bomen nodig voor de CO2-reductie, van de andere 30 kunnen ze er eentje per jaar kappen. Daarvan maken ze houten meubelen, een schuurtje, en nog meer. Jij hebt geen hout om meubeltjes te maken, jij verstookt je hout, dus koop je plastic of stalen meubelen. Daarvoor is veel energie nodig en wordt dus veel CO2 geproduceerd. Ook met je meubeltjes steekt je als houtverbrander dus slecht af bij een aardgasverbrander.

Nu weet je waarom ik niet begrijp dat zoveel “deskundigen” en politici menen dat het verbranden van hout beter is dan het verbranden van gas. Waarom de overheid subsidie geeft op het kappen en verbranden van hout. Waarom de overheid ons van het gas af wil hebben. Ze hebben gewoon allemaal niet zo goed nagedacht.

Ik heb wat aannames gemaakt in mijn betoog. Dat een boom in 30 jaar groot wordt is een aanname, het hangt af van het type boom. Dat de boom 600kg CO2 produceert is ook boom-afhankelijk. De mensen die voorstander zijn van “cyclisch biomassa verbranden” zeggen dat een boom bij het opgroeien de CO2 opneemt die hij bij het verbranden uitstoot. 600kg in 30 jaar is 20kg/jaar. De verhoudingen kunnen anders zijn. Als het minder dan 20kg/jaar is, heb je meer bomen nodig, is het minder, dan minder. De strekking van het verhaal blijft hetzelfde.

Ik wil er de nadruk op leggen dat voor het stoppen van het opwarmen van het klimaat slechts één ding relevant is: de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer. Minder CO2 uitstoten is het enige wat helpt de opwarming te stoppen. Hoe we dat doen maakt niet uit. Waar de CO2 vandaan komt die we wel uitstoten maakt niet uit. De enige energie die ons klimaat niet aan gort helpt is de gratis energie van zon, wind, en waterkracht.

De mythe van het groene gas

Vandaag was ik op een bijeenkomst over het klimaat, met de wethouder van Amsterdam Marieke van Doorninck (Groen Links) en anderen. Ik raakte een weinig onthutst. Van Doorninck betoogde, zoals iedereen tegenwoordig, dat we van het aardgas af moeten omdat het een fossiele brandstof is. Een spreekster na haar doet een project waarbij hele wijken van het aardgas af gaan en in plaats daarvan “groen gas” gaan stoken. Groen gas is methaan dat gewonen wordt uit het riool. Aardgas is methaan, CH4, precies hetzelfde als “groen gas”. Aardgas produceert dezelfde hoeveelheid CO2 dus waarom groen gas dan beter is voor het klimaat is me een raadsel. Net zo’n raadsel als waarom Groen Links enerzijds wil stoppen met aardgas en anderzijds een centrale in Amsterdam wil laten bouwen waarin hout wordt gestookt. Hout produceert tweemaal zoveel CO2 als aardgas. Aardgas bestaat voor een groot deel uit waterstof. Hout en olie bevatten minder waterstof en meer koolstof, produceren dus aanzienlijk meer CO2 per geproduceerde eenheid van energie.

Ik zat een tijdje in verbazing te luisteren naar de reeks van spreeksters, en de grote lijn bleek dat we van de fossiele brandstof af moeten en in plaats daarvan cyclische brandstoffen moeten stoken. Groen gas dus, en hout. Omdat groen gas en hout geen fossiele brandstoffen zijn maar eerst gegroeid zijn en dan weer verbrand worden. Dat is een drogreden: ik leg dat uit.

Als je een boom hebt in je tuin, dan neemt die tientallen jaren CO2 op uit de atmosfeer en zet dat om in zuurstof. Als je die boom dan kapt, en gedurende de winter opstookt in je allesbrander, dan produceert je kachel de CO2 weer terug die de boom eerst had opgenomen en netto voeg je dus geen CO2 toe aan de atmosfeer. Daar is niets tegenin te brengen. Behalve als je het vergelijkt met aardgas.

Als je een boom in je tuin hebt, dan neemt die CO2 op en zet dat om in zuurstof. Als je dan je kachel de hele winter op aardgas laat branden, dan breng je daarmee zoveel CO2 in de lucht als je boom eerst had opgenomen. Dat is dus ook cyclisch, met dien verstande dat aardgas maar half zoveel CO2 produceert als hout, dus met je aardgaskachel ben je veel beter af voor het klimaat. Maar dat is niet alles. De houtverbrander heeft het volgende seizoen geen boom in de tuin. Alleen een eenjarig sprietje, in de herfst geplant. De aardgasverbrander heeft nog wel steeds een boom die er lustig op los gaat met opnemen van CO2 en produceren van zuurstof. Als je dat allemaal bij elkaar telt is het verbranden van aardgas driemaal beter dan hout stoken: omdat aardas de helft minder CO2 produceert en omdat de houtbrander de CO2 reductie vermindert door het kappen van de boom. Ik begrijp echt niet waarom mensen dan aardgas willen verbieden en houtverbranding willen subsidiëren in het kader van het bestrijden van de opwarming van het klimaat.

Je kunt de vergelijking hout vs aardas verder doortrekken. Als je aardgas verbrandt, kun je je boom laten staan om CO2 op te nemen, je kunt ‘m ook omhakken en van het hout meubels maken en een schuurtje. Degene die de boom opgestookt heeft, heeft geen hout meer en moet meubels kopen van plastic of staal, wat veel olie of kolen kost. Extra CO2 productie dus.

Je kunt aanvoeren dat bomen die doodgaan CO2 produceren in het composteringsproces. Dat is zo, maar niet zoveel als dat je het hout verbrandt, en bovendien, op de humus van omgevallen bomen groeien de nieuwe bomen. De koolstof van de dode bomen wordt humus, die weer opgenomen wordt in de jonge bomen en dus weer hout wordt. Dat is cyclisch. Als je de bomen verbrandt als houtpellets, dan onttrek je grondstoffen aan het bos en eindig je op den duur met een zandvlakte.

Zo is “groen gas” ook geen optie: methaan is methaan en met groen gas produceer je echt evenveel CO2 als met aardgas. Dat het niet uit de grond komt maar uit het riool mag dan prachtig zijn om allerlei redenen, voor het klimaat maakt het echt geen ene moer uit.

De wethouder had het er ook over dat in Amsterdam vanaf 2030 geen brandstof-voertuigen meer in de stad mogen komen en dat we daarmee de CO2 uitstoot beperken. Ik zie dat niet helemaal. Ik zie hier in de verte de schoorsteen van de Hemwegcentrale, waar de rook uitkomt die wordt geproduceerd om al die elektrische auto’s te laten rijden. De maatregel verschuift dus het probleem: bewoners van de binnenstad krijgen schonere lucht maar bewoners van Amsterdam Nieuw-West en van Zaanstad krijgen vuilere lucht. Hoe is het verschuiven van CO2 uitstoot van de binnenstad naar de buitenwijken een maatregel tegen opwarming van het klimaat? Ik denk dat er helaas mensen zijn die denken dat elektrische auto’s echt geen uitstoot produceren. En er zijn al helemaal weinig mensen die bij elektrische auto’s meetellen dat het produceren van accu’s vervuilend is en dat er zeer zeldzame grondstoffen voor nodig zijn die in milieu-onvriendelijke mijnen worden gewonnen.

Ik begrijp wel waarom we minder fossiele brandstoffen moeten verbranden. Als ze op zijn, zijn ze op, en hebben onze nakomelingen daar de ellende van. Als we gas blijven oppompen in Groningen, dan zakken de Groningers de grond in en dat willen we niet. Maar met CO2 heeft het niets te maken. Als je puur kijkt naar het beperken van de uitstoot van CO2 in de atmosfeer, dan is olie, kolen of hout verbranden veel slechter dan aardgas verbranden, en is hout verbranden nog weer slechter dan olie of steenkool.

Wat dan wel? Het beste wat we kunnen doen is minder energie gebruiken. We kunnen minder reizen door dichter bij ons werk te wonen, meer vanuit huis te werken, door niet vervuilend op vakantie te gaan, door geen broeikassen met tomaten of komkommers met kunstlicht te verlichten, niet snelwegen en steden ‘s nachts te laten baden in zeeën van licht. Trams, treinen, metro’s en trolleybussen zijn elektrisch en hebben geen accu’s, die vormen dus verreweg de schoonste manier van vervoer, uitgaande van elektriciteit van windenergie. Vervang alle busdiensten door railvervoer of trolleybussen en maak het gratis. Zet overal windmolens neer. Met zonnecellen moet je uitkijken: zet je die op daken dan is het goed, maar zet je die op akkers dan reduceer je daarmee de CO2 opname omdat de mais of het gras dat er eerst stond, met die zonnecellen op de akker geen CO2 meer opneemt.

Ik ben natuurkundige. Of meer precies, sterrenkundige. Ik heb dus verstand van energie en van klimaat. Ik ben ondernemer en uitvinder. Ik ben technisch goed onderlegd. Ik ben oma. En ik kan er met de pet niet bij hoe de hele goegemeente niet ziet dat bijna alle voorgestelde maatregelen tegen opwarming van het klimaat niet gaan werken. Ik gun mijn kleinkind een goede toekomst, in een land dat niet is overstroomd en een dampkring waarin hij nog normaal kan ademen. Ik wil niet over twintig of dertig jaar tegen Stijn moeten zeggen “ja m’n kind, mijn generatie heeft het grondig voor je verkloot”. 

Notitie van mijn vader Gerard Karman

EVERTJE SCHOUTEN

Woonde aan de Zwolseweg in Apeldoorn in een grote boerderij met rieten dak op een uitgestrekt perceel weilanden in het bezit van het paleis Het Loo. De weilanden werden in die tijd verkaveld en verhuurd aan veehouders en melkboeren. Naast de boederij van Evertje Schouten begon een pad dat toegang gaf tot de weilanden. Evertje Schouten liep in Gelderse klederdracht en was niet werkzaam.

Zij is de min van pinses Wilhelmina geweest, twee jaar lang. Zij had een voorgangster als min, die in ongenade viel bij Koningin Emma; Prinses Wilhelmina kwam niet genoeg aan en de min had de brutaliteit om het prinsesje te tutoyeren.

Van tijd tot tijd kwam Koningin Wilhelmina vóór de oorlog bij haar min op bezoek in een eenvoudig koetsje met een enkel paard. Als kinderen zagen wij het wel, maar we bleven op eerbiedwaardige afstand.

Evertje Schouten stond in de buurt bekend als “de Minne”, op z’n Gelders.

Ons woonhuis lag schuin tegenover de boerderij van de Minne aan de Zwolseweg en vanuit ons huis kon je de boerderij nog net zien. De weilanden van het paleis begonnen vlak voor ons huis.

Evertje Schouten is in 1945 overleden.