De uitstoot van methaan door koeien is een natuurlijk proces. Hoe groot is de klimaatimpact van dit proces?

Methaan in de atmosfeer wordt binnen ongeveer 10 jaar omgezet in CO₂. Dat gebeurt vanzelf door een natuurlijk proces in de atmosfeer. De grootste klimaatinvloed van de methaanuitstoot door koeien is niet de omzetting van dat methaan naar CO₂, maar de stralingsforcering van methaan (CH₄) zelf. De forcering van methaan is per kg uitgestoten gas een stuk groter dan die van CO₂. In het geval van biologische bronnen van methaan (zoals koeien), mag de omzetting van dit methaan naar CO₂ strikt genomen niet mee worden genomen in de berekening van het stralingseffect. De reden hiervoor wordt in het volgende stuk uitgelegd.

In het nieuwe IPCC klimaatrapport kun je dat ook terugvinden. In het WG1 rapport [3], dat onlangs verscheen (en publiek toegankelijk is vanaf de IPCC website) staat op pagina 1737 tabel 7.15 met GWP waarden [4], zie figuur 1.

Figuur 1: GWP waarden, zoals in het IPCC rapport 2021.

GWP staat voor “greenhouse warming potential”, en representeert de mate van opwarming van een gas in vergelijking met CO₂. Voor CO₂ is die per definitie 1. Voor methaan zijn er verschillende waarden voor fossiele en biologische bronnen van methaan (regel 2 en 3 in de tabel). De GWP is voor verschillende tijdsperioden na uitstoot gegeven (20, 100 en 500 jaar).

Figuur 2: Korte koolstof kringloop bij koeien (bron)

De GWP voor biologisch methaan is kleiner dan die voor fossiel methaan omdat de bijdrage van het CO₂ dat gevormd wordt bij omzetting van methaan in de atmosfeer niet wordt meegerekend. De reden hiervan is dat die CO₂ kort geleden ook nog CO₂ was. In het geval van koeien zweefde deze CO₂ rond in de atmosfeer en werd het opgenomen door groeiend gras (zie figuur 2). Bij fossiel CO₂ is dit niet het geval, omdat de koolstof eerst opgeslagen lag in fossiele brandstoffen in de aarde. Deze CO₂ is dus als het ware ‘nieuw’ aan de atmosfeer toegevoegd. Koolstof circuleert door de aarde op sterk uiteenlopende tijdschalen. De kortste cyclus is de dagelijkse gang van CO₂ door netto fotosynthetische opname door vegetatie overdag en afgifte tijdens respiratie ’s nachts. Die emissies ’s nachts worden CO₂ neutraal genoemd omdat het CO₂ kort daarvoor was opgenomen en deze korte cyclus netto dus geen invloed heeft op het CO₂ gehalte in de atmosfeer. Hetzelfde geldt voor de jaarlijkse seizoenen, waarbij fotosynthese plaatsvindt in het groeiseizoen en een deel van dit vastgelegde CO₂ weer vrij komt in de winter. De invloed van de respiratie in de winter op de stralingsbalans van de aarde wordt terecht niet geteld als stralingsforcering omdat het netto effect op jaarbasis nul is. Om dezelfde reden is het verbranden van biomassa in theorie CO₂-neutraal. De cyclus van opname en respiratie is voor bomen weliswaar langer, maar nog steeds ruim binnen de termijn van de pre-industriële referentie die gebruikt wordt om klimaatforceringen te berekenen. Dat ligt anders voor fossiele emissies, waarbij het CO₂ miljoenen jaren geleden is vastgelegd.

Terug naar methaanemissies door koeien: de omzetting van gras via methaan in CO₂ is klimaatneutraal voor wat betreft het CO₂ deel, dat namelijk door het gras uit de lucht is gehaald voordat het werd begraasd door de koe. De omzetting van dat CO₂ via het gras en de koe in methaan heeft echter wel een opwarmende werking vanwege de sterkere klimaatforcering van methaan vergeleken met die van CO₂.

Afbeelding door Matthias Zomer via Pexels

De tijdsduur maakt uit omdat de levensduur van methaan in de atmosfeer beperkt is. Daarom is GWP_20 voor methaan hoger dan de GWP_100 (80 versus 28). Methaan is dus vooral op de korte termijn een sterk broeikasgas. De GWP_100’s voor fossiel en biologisch methaan zijn 29.8 en 27.2. Biologisch methaan is dus inderdaad minder slecht voor het klimaat, maar het verschil met fossiel methaan is niet zo groot - en relatief gezien nog kleiner op de korte termijn (82.5 vs 80.8).

De korte levensduur van methaan maakt dat er in de atmosfeer een evenwicht kan ontstaan. Er wordt methaan afgebroken en er komt weer methaan bij. Als de uitstoot van methaan constant blijft, ontstaat na een aantal jaren een constante concentratie in de lucht.

Frank Mitloehner (een criticus van klimaatwetenschap) [5] [6] zegt dat de hoeveelheid koeien in de VS en in Nederland niet is toegenomen en dat er via methaan uit de (melk)veehouderij dus geen netto bijdrage is aan klimaatverandering in de afgelopen tientallen jaren. De gedachtefout hierin is echter dat bij een constante klimaatforcering de temperatuur op aarde constant zou blijven, wat niet het geval is.

Daarnaast is met name van 1950 tot 1985 het aantal dieren en de productiviteit van de dieren in Amerika en Europa wel sterk gestegen, en daarmee de methaanemissie per koe ook. De wereld houdt ook niet op bij de VS en Nederland. Wereldwijd gezien is het aantal grote herkauwers (koeien en buffels) in de afgelopen 60 jaar gestegen van 1.03 miljard naar 1.71 miljard dieren, met vooral stijgingen in Azië, Afrika en Zuid-Amerika [7]. Daarnaast is men in Noord-Amerika en Europa in de afgelopen 60 jaar op grote schaal overgeschakeld op drijfmest-systemen, die veel meer methaan produceren dan de vaste mest systemen. Er is dus meer methaan in de atmosfeer terechtgekomen via herkauwers.

Dat wordt voor Nederland geïllustreerd in de volgende figuur:

Figuur 3. Reconstructie van de jaarlijkse emissie van methaan van de Nederlandse melkveehouderij (melkvee en bijbehorende jongvee) in de periode 1950 – 2021. Berekening met GLEAM. De grijze staven zijn methaan dat door fermentatie ontstaat in de pens van de koe, de zwarte staven zijn methaan uit mest.[8]

Daarnaast is het aantal varkens in de wereld ook sterk toegenomen en dan met name de varkens in de grotere commerciële varkenshouderijen die met drijfmest werken. Frank Mitloehner schetst dus in totaal een te positief beeld van de veehouderij.

De klimaatinvloed van veehouderijen is ook beduidend groter dan alleen de methaanuitstoot van koeien. Het gebruik van mengvoeders met grondstoffen uit de verwerkende industrie en het vele transport zorgen dat op een melkveebedrijf 30 % van de totale uitstoot afkomstig is van fossiele energie. Bij varkens- en pluimveebedrijven is dat aandeel nog groter: De uitstoot door ontbossing meegerekend, is het aandeel fossiele CO₂ bij die bedrijven meer dan 50 % van de totale broeikasgasemissies [8].

Behalve broeikasgassen is er natuurlijk ook nog het probleem van mest en stikstof, maar dan gaat het meer over de biodiversiteit.