CO2 uitstoot veengebieden

Om $CO_2$ uitstoot van veengebieden te kunnen berekenen wordt het registratiesysteem SOMERS (Subsurface Organic Matter Emission Registration System) gebruikt. Dit is ontwikkeld om de landelijke CO2-uitstootreductie in het veenweidegebied jaarlijks bij te houden. Met SOMERS 2.0 zijn rekenregels opgesteld om de toekomstige uitstoot te bepalen onder gestandaardiseerde omstandigheden.

Toepassing in RSopen

De rekenregels worden toegepast op de huidige veenpercelen, die vergrid zijn naar het 25-meter grid van het model. Per perceel wordt een combinatie bepaald van weerregio, kwelsituatie, perceelsbreedte, bodemtype, infiltratiemaatregel, winterdrooglegging en zomerdrooglegging. Deze combinatie verwijst naar een regel in de SOMERS 2.0 datasheet, waar de bijbehorende jaarlijkse emissie per hectare staat.

Drooglegging per variant

De zomer- en winterdrooglegging zijn medebepalend voor de emissie per perceel. De bron van deze drooglegging verschilt per variant en wordt geregeld via de variantparameters WinterdroogleggingK_ref en ZomerdroogleggingK_ref.

In het NL2120-project komt in de variant BAU1 de drooglegging uit de door Deltares berekende peilvakken. Deze worden als shapefile ingelezen (Peilvakken_mv_drooglegging.shp) en geclassificeerd. De zomerdrooglegging volgt uit dlz_med ten opzichte van het maaiveld; de winterdrooglegging wordt uitgedrukt ten opzichte van de zomerdrooglegging (het verschil dlz_med minus dlw_med). De variantparameter staat in dit geval op ‘shp’, waarmee de schakelaar UseActualDroogleggingDataInThisVariant op waar komt te staan.

In de overige varianten (zoals BAU2 en NbSMax) wordt geen perceelsspecifieke drooglegging gebruikt, maar een vaste klassewaarde uit de variantparameters, gelijk voor alle veenpercelen. De zomerdrooglegging staat dan bijvoorbeeld op _0_2 (0,2 m onder maaiveld) en de winterdrooglegging op min0_2 (0,2 m minder diep dan de zomerdrooglegging, dus natter in de winter).

Bandbreedte van de emissieschatting

De SOMERS-rekenregels geven geen enkele waarde maar een bandbreedte per combinatie. Daarom wordt de hele berekening drie keer uitgevoerd, voor een minimum, een mediaan en een maximum schatting van de emissie (de klasse EmissieK). Alle hieronder beschreven grootheden (jaarlijkse emissie, emissie na landgebruiksverandering en de cumulatieve emissie) worden dus voor elk van deze drie niveaus geproduceerd. De mediaan is de meest gebruikte waarde; minimum en maximum geven de onzekerheidsmarge.

Jaarlijkse emissie

De jaarlijkse emissie per cel (Jaarlijks) is de emissie per hectare uit de datasheet, vermenigvuldigd met het aantal hectare per cel. De eenheid is kg CO2 per jaar per cel. Deze waarde is binnen een variant constant over de tijd voor een gegeven perceel: de drooglegging (zie hierboven) en de overige perceelskenmerken worden per variant vastgezet en veranderen niet tussen zichtjaren.

Effect van landgebruiksverandering

Bij het bepalen van de toekomstige emissie wordt verondersteld dat de uitstoot gelijk blijft zolang het landgebruik niet verandert naar stedelijk gebruik of naar water. Dit is geregeld in het attribuut NaLUC (na land use change):

• wordt een cel stedelijk, dan geldt de parameter CO2_Uitstoot_StedelijkGebruik (nu ingesteld op 0 kg/ha/jaar);
• wordt een cel water, dan geldt de parameter CO2_Uitstoot_Water (nu ook 0 kg/ha/jaar);
• in alle andere gevallen blijft de jaarlijkse emissie gelijk aan Jaarlijks.

De landgebruiksstatus wordt per zichtjaar bepaald op basis van de dan geldende landgebruikskaart.

Cumulatieve emissie en eenheden

De cumulatieve emissie wordt per zichtjaar opgebouwd en op twee niveaus gerapporteerd:

• per cel in kg CO2 (Cumulatief_sindsStartyear);
• gesommeerd over het studiegebied in mton (megaton) CO2 (Cumulatief_sindsStartyear_StGebied).

De emissie over een periode is de jaarlijkse emissie na landgebruiksverandering maal de lengte van de periode in jaren (Cumulatief_overZichtjaar = NaLUC * Periode). Een periode loopt van het vorige zichtjaar tot het huidige zichtjaar; voor het eerste allocatiejaar is het vorige zichtjaar het basisjaar, zodat die eerste periode vanaf het basisjaar telt.

De opbouw over de tijd verloopt als volgt:

• Basisjaar: een losse rapportagewaarde gelijk aan de emissie van 1 jaar (Jaarlijks * 1 jaar). Dit cijfer staat op zichzelf en wordt niet in de oplopende reeks doorgeschoven.
• Eerste allocatiejaar: de emissie over de periode tussen het basisjaar en het eerste allocatiejaar. De volledige periode sinds het basisjaar telt dus mee.
• Volgende zichtjaren: de cumulatieve emissie van het vorige zichtjaar plus de emissie over de nieuwe periode.

Een periode wordt steeds gewaardeerd tegen het landgebruik van het huidige zichtjaar. Voor percelen waarvan het landgebruik niet verandert, levert dit precies de emissie over de hele horizon op. Voor percelen die naar stedelijk gebruik of water omklappen, wordt de periode waarin die omzetting valt gewaardeerd tegen de parameterwaarde na omzetting (nu 0); de emissie die in die periode voorafgaand aan de omzetting nog optrad, telt daardoor niet mee. Landgebruiksveranderingen werken dus transiënt door, vanaf het zichtjaar waarin zij optreden.

Aannames en beperkingen

De huidige implementatie gaat uit van een constante jaarlijkse uitstoot per perceel en een oneindig dik veenpakket. Er wordt dus geen rekening gehouden met uitputting van de veenlaag of met een dalende emissie naarmate het veen verdwijnt. De drooglegging en infiltratiemaatregelen zijn per variant vastgezet (uit de Deltares-peilvakken in BAU1, anders een vaste klassewaarde) en veranderen niet dynamisch over de tijd. Deze punten staan op de lijst voor verdere uitwerking.

Monetarisering

Naast de fysieke emissie berekent het model de contante waarde van de uitstoot. De jaarlijkse emissie (in ton) wordt vermenigvuldigd met een $CO_2$-prijs. Er worden twee prijsniveaus gebruikt, een minimum en een maximum, afkomstig uit de modelparameters (CO2_prijs_minimum en CO2_prijs_maximum). Gecombineerd met de drie emissieniveaus levert dit zes varianten op (de klasse EmissieXPrijsK). De jaarlijkse kosten worden over de periode gekapitaliseerd met de rentevoet uit de modelparameters (nu 5,5% per jaar), wat resulteert in een netto contante waarde (NPV) per cel en een totaal over het studiegebied.