Stikstof is een complex onderwerp waar je de laatste tijd veel over hoort en leest. Ook de luchtvaart speelt daarin een rol en onze experts bij Koninklijke NLR werken hard aan de uitdagingen die het met zich meebrengt. De kennis die we daarbij opdoen willen we graag delen. Vandaar dat we hieronder een aantal vragen beantwoorden over dit relevante onderwerp.

Wat is stikstofdepositie?
Op verschillende manieren stoot de mens extra hoeveelheden stikstofdioxide en ammoniak uit, bijvoorbeeld door industrie, landbouw maar ook transport. Deze stoffen kunnen door processen in de atmosfeer (weer, wind) op de bodem terecht komen en daar opgenomen worden. De verspreiding hiervan heet dispersie en de opname ervan door de bodem noemen we stikstofdepositie. Door deze extra uitstoot en dus extra stikstofdepositie, is er kans op overbemesting in de natuur. Daardoor groeien bepaalde soorten gewassen harder en andere verpieteren. Dit leidt vervolgens tot een afname in de biodiversiteit. Sectoren zoals de industrie, transport en landbouw dragen het meeste bij aan dit proces. Maar hoe zit dit precies met de bijdrage van de luchtvaart?

Hoe draagt de luchtvaart bij aan stikstofdepositie?
Volgens het RIVM draagt de luchtvaart 0,1% bij aan de totale stikstofdepositie in Nederland. Het RIVM berekent deze bijdrage tot een hoogte van 900m. Deze hoogte is gekozen omdat dit samenhangt met de hoogte van het luchtruim direct rondom een luchthaven. De bijdrage van de luchtvaart aan stikstofoxiden is het gevolg van de hoge temperaturen en drukken in een vliegtuigmotor waarbij stikstof in de lucht oxideert, oftewel een verbinding aangaat met zuurstof. Dit proces speelt vooral een rol bij de start en klim van het vliegtuig. Omdat dit relatief laag bij de grond plaatsvindt, dragen deze fases van de vlucht het meeste bij aan stikstofdepositie rondom een luchthaven.

Hoe wordt stikstofdepositie door de luchtvaart gereguleerd?
Een luchthaven is verplicht een Milieu Effect Rapportage (MER) op te stellen voor toestemming van de overheid voor operationele veranderingen. Onderdeel van die MER is het rapporteren van de stikstofdepositie van de nieuwe situatie, in een beperkt gebied rondom de luchthaven tot een hoogte van 900 meter. Stikstofdepositieberekeningen van allerlei bronnen moeten conform een rekenvoorschrift uitgevoerd worden, het zogeheten ‘Nieuw Nationaal Model’. Dit rekenvoorschrift bepaalt de stikstofdepositie door het modelleren van de uitstoot als een schoorsteen met een pluim. Onder invloed van weer en wind stijgt of daalt die pluim terwijl de gassen in deze pluim zich mengen met de buitenlucht.

Het rekenvoorschrift bepaalt de stikstofdepositie door de luchtvaart ook met dit ‘schoorsteenmodel’. Het is echter goed voor te stellen dat stilstaande schoorstenen de uitstoot uit bewegende vliegtuigen niet goed representeren. Een opstijgend en dus bewegend vliegtuig stoot immers met grote snelheid en schuin naar beneden gassen uit, en niet als een stilstaande schoorsteen: omhoog. Door bepaalde variabelen in het model (van zowel de pluim als van de atmosfeer) aan te passen probeert men hier zoveel mogelijk rekening mee te houden. Zo kan de bewegende bron van het opstijgende vliegtuig zo goed mogelijk weergegeven worden in de modellering van de pluim, om vervolgens de depositie van deze pluim te berekenen. Het blijft echter een rekenkundige benadering van de werkelijkheid.

Waar ligt ruimte voor verbetering?
De luchtvaart is een groeiende wereldwijde sector. Dat maakt het zeer relevant om de effecten zo goed mogelijk in kaart te brengen: geschikte maatregelen beschermen de bodem, flora, fauna en ook mens. De bijdrage van vliegtuigen, ook verder weg van de luchthaven en boven de grens van 900 meter kunnen relevant zijn voor de volledigheid van de stikstofdepositie.

De wetenschap staat niet stil en ook bij NLR hebben we steeds meer middelen en kennis over emissies die vliegtuigen uitstoten. Om ook in de toekomst te blijven rekenen met de meest recente inzichten zouden we bepaalde aannames van het huidige rekenvoorschrift nog eens onder de loep kunnen nemen en die daarop aanpassen. Op die manier sluiten onze modellen beter aan op de realiteit. Zo blijven wij werken aan een schonere en duurzamere luchtvaart.

Over de auteurs

Kinanthi Sutopo werkt als Duurzame Luchtvaart Ingenieur & Adviseur bij de afdeling Beleid en Milieu van Koninklijke NLR. Ze heeft een achtergrond in luchtvaart- en ruimtevaarttechniek en vliegtuig klimaateffecten aan TU Delft en heeft eerdere werkervaring opgedaan in de operationele luchtvaart industrie. Met deze achtergrond draagt zij namens NLR bij aan een schonere en duurzamere luchtvaart. Verder houdt Kinanthi zich ook bezig met beleidsondersteuning en (operationele) veranderingen in de luchtvaart en de klimaateffecten daarvan. Vragen? U kunt contact opnemen met Kinanthi via kinanthi.sutopo@nlr.nl of +31 88 5113977

Jan Middel werkt als Senior Scientist bij de afdeling Beleid en Milieu van Koninklijke NLR. Door zijn extensieve ervaring en kennis heeft hij een breed en diep inzicht op het gebied van vliegoperaties, luchtkwaliteit, emissies en impact daarvan. Hij houdt zich veel bezig met modelontwikkeling, met een focus op vliegoperaties, emissies, scenario’s, verduurzaming en beleidsondersteuning. Jan draagt hiermee bij aan de continue innovatieve ontwikkelingen van NLR. Vragen? U kunt contact opnemen met Jan via jan.middel@nlr.nl of +31 88 5113559