Met satellieten meten waar CO2 wordt uitgestoten

De opwarming van de aarde wordt veroorzaakt door de uitstoot van broeikasgassen. CO2 is verreweg het belangrijkste broeikasgas waarvan de hoeveelheid in de atmosfeer elk jaar verder toeneemt. In het Klimaatakkoord van Parijs dat in 2015 werd gesloten hebben de deelnemende landen met elkaar afgesproken minder CO2 uit te stoten om gezamenlijk een verdere opwarming van het klimaat te beperken.
Een belangrijk onderdeel van het akkoord van Parijs is daarom het netjes bijhouden van de voorgenomen afname van de CO2-uitstoot. Om dat te kunnen doen is het belangrijk te weten wat de huidige CO2-uitstoot van economische activiteiten is en waar CO2 precies in de atmosfeer terechtkomt. Met de huidige satellietenwaarnemingen komen de belangrijkste bronnen van CO2 in beeld. Deze informatie helpt de landen die deelnemen aan het klimaatakkoord van Parijs om aan te tonen dat ze de gemaakte afspraken nakomen.

Hiaten in kennis over de huidige CO2-uitstoot

De hoeveelheid CO2 die door een land wordt uitgestoten wordt gebaseerd op nationaal georganiseerde rapportages op basis van de economische activiteiten in een land. Deze informatie is soms onvolledig of verouderd. Bijvoorbeeld omdat de onderliggende data voor de gevraagde rapportages vertraagd beschikbaar komt of omdat de uitstoot van (nieuwe of veranderde) industriële ontwikkelingen (nog) niet goed kan worden berekend. Het is voor de overheid in sommige landen ook niet eenvoudig om na te gaan in hoeverre alle economische activiteiten waarbij CO2 vrijkomt volledig in beeld zijn. Het gebruik van satellietwaarnemingen kan hierbij helpen. Uiteindelijk zullen er altijd wel verschillen blijven tussen de rapportages en de werkelijkheid zoals die met satellietwaarnemingen wordt vastgelegd. De verwachting is dat deze verschillen in de loop der jaren kleiner gaan worden.

Voorbeelden van onderschatting

Hier zijn drie voorbeelden uit de recente studie waarbij satellietwaarnemingen laten zien dat de gerapporteerde CO2-uitstoot onderschat wordt:

1. Op een site voor olie- en gaswinning in de Algerijnse woestijn (afbeelding 1) wordt veel CO2-uitstoot gemeten. In de openbaar beschikbare rapportages zoals die bijvoorbeeld worden gebruikt in de Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) van Europa wordt de CO2-uitstoot voor deze locatie sterk onderschat.
2. In Mauritanië valt o.a. een grote ijzermijn op in de satellietmetingen (afbeelding 2). Deze mijn ontbreekt in de beschikbare rapportages.
3. In de Egyptische woestijn geldt hetzelfde voor een goudmijn (afbeelding 3). De satelliet meet een hoeveelheid CO2 die wordt uitgestoten door de industriële activiteiten op deze locatie die volledig ontbreekt in de beschikbare rapportages.

In totaal concludeert de studie dat de bekende CO2-uitstoot de werkelijke uitstoot met ongeveer 30 procent onderschat in delen van Afrika en het Midden-Oosten. Ongeveer een derde hiervan wordt toegeschreven aan nieuw geïdentificeerde bronnen gerelateerd aan de olie- en gasindustrie.

Om de landen die klimaatafspraken hebben gemaakt te helpen controleren of afgesproken CO2-uitstootreducties ook daadwerkelijk worden gerealiseerd, wordt er in Europa gewerkt aan een wereldwijd dekkend meetsysteem van CO2-waarnemingen, gekoppeld aan weermodellen (CO2MVS).
Via dit meetsysteem waarvan een eerste versie nog in 2026 zal worden gelanceerd door het Europees klimaatcentrum Copernicus in samenwerking met het ECMWF, wordt het duidelijk in hoeverre landen in staat blijken om (tenminste) net zoveel minder CO2 uit te stoten als aan de internationale gemeenschap is beloofd via de klimaatafspraken. Dit is natuurlijk belangrijke informatie voor verdere afspraken om de opwarming van de aarde zo snel mogelijk in te perken.
Door verdere verbeteringen in het meetsysteem voor CO2 zal steeds beter antwoord gegeven kunnen worden op de vraag hoeveel CO2 bijvoorbeeld bij een industrieel complex of op een snelweg wordt uitgestoten en hoeveel deze CO2-uitstoot daar afneemt in de loop der jaren.

Het gebruik van meerdere verbrandingsgassen

Bij het verbranden van fossiele brandstoffen (kolen, olie, aardgas, diesel, benzine enz) komt CO2 in de atmosfeer terecht. Maar ook roetdeeltjes en verbrandingsgassen zoals koolmonoxide (CO), zwaveldioxide (SO2) en stikstofoxiden (NO2). De zware industrie, energiecentrales, de scheepvaart en het wegverkeer zijn belangrijke sectoren voor de uitstoot van zowel CO2 als NO2.
Tropomi is het meest geavanceerde satellietinstrument voor stikstofdioxide (NO2). Met de NO2-satellietmetingen van Tropomi, waar het KNMI vele jaren ervaring mee heeft, kunnen nu dus ook locaties met veel CO2-uitstoot (hotspots) worden getraceerd.

KNMI-klimaatbericht door Michiel van Weele, Ronald van der A en Jos de Laat