Recente zeeschepen stoten meer stikstof uit in de Belgische Noordzee

Het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN) heeft een grootschalige onderzoek uitgevoerd naar de uitstoot van stikstofoxiden (NOx) door schepen in het Belgisch deel van de Noordzee. Onze wateren behoren tot een lage-emissiezone voor NOx die werd ingesteld om de schadelijke impact ervan te beperken voor de dichtbevolkte kuststaten rond de Noordzee. Uit het onderzoek blijkt dat het merendeel van de schepen de uitstootnormen haalt. De metingen illustreren echter ook dat recente schepen in de Belgische wateren gemiddeld een hogere NOx-uitstoot hebben dan oudere schepen. Dit is opmerkelijk aangezien de internationale regelgeving de NOx-uitstoot in de NECA net stapsgewijs wil doen dalen, waarbij recente schepen aan strengere normen moeten voldoen dan oudere schepen.

Nood aan reductie van de NOx-uitstoot

Dat het bekomen van een effectieve afname van de NOx-uitstoot, waaronder die veroorzaakt door de scheepvaart, een belangrijke doelstelling is vloeit voort uit de negatieve effecten van NOx op de volksgezondheid en onze leefomgeving. Stikstofoxiden dringen diep in de longen door en zijn een bevorderende factor voor luchtwegaandoeningen en hart- en vaatziekten. Daarnaast spelen ze een belangrijke rol bij de vorming van ozon, dat niet enkel een broeikasgas is maar ook aanleiding kan geven tot ademhalingsproblemen. Verder spelen NOx een rol in de vorming van fijn stof. Tot slot dragen NOx bij tot de eutrofiëring en verzuring van het mariene en terrestrische leefmilieu.

In navolging van de Baltische zee werden de Noordzee en het Engels Kanaal als emissiecontrolegebied aangeduid, met als doel de dichtbevolkte kustregio’s en de kwetsbare zeegebieden van de Noordzeestaten beter te vrijwaren van de kwalijke gevolgen van NOx. Omdat de scheepvaartdichtheid hier erg hoog is, en drukke vaarroutes zich dicht bij land bevinden, is de reductie van NOx-emissies door de scheepvaart hier extra relevant. Bepaling 13 van Bijlage VI van het MARPOL Verdrag van de Internationale Maritieme Organisatie (IMO) legt vanaf 1 januari 2021 strengere beperkingen op aan de stikstofuitstoot van schepen in de Noordzee NOx Emission Control Area (NECA). De uitstootlimieten worden hierin vastgelegd op basis van de constructiedatum van schepen. Net zoals bij auto’s, waarvoor Euro-normen zijn gedefinieerd op basis van het bouwjaar, zijn de internationale maritieme NOx-uitstootlimieten onderverdeeld in verschillende niveaus of ‘Tiers’. Tier 0 geldt voor schepen gebouwd voor 2000, Tier I voor schepen gebouwd van 2000 tot 2010, Tier II voor schepen van 2011 tot 2020 en Tier III voor schepen vanaf 2021 in NECA’s. Voor schepen uit recentere leeftijdscategorieën gelden hierbij steeds strengere normen dan voor oudere schepen. Op deze manier werd in de NECA verwacht dat Tier II-schepen 20%, en Tier III-schepen 80% minder stikstof uitstoten dan Tier I-schepen.

Resultaten van de Belgische opvolging

België is met de inzet van het sniffervliegtuig op wereldschaal het enige land dat reeds de NOx uitstoot van schepen op die manier in kaart brengt. Twee jaar van NOx metingen van individuele schepen in het Belgisch deel van de Noordzee tonen aan dat de uitstootnormen grotendeels gehaald worden. In tegenstelling tot de verwachtingen werd echter ook vastgesteld dat recentere zeeschepen meer stikstof uitstoten in het werkingsgebied van het Belgische luchttoezichtvliegtuig dan oudere schepen.  

In 2020 en 2021 werd tijdens 127 vlieguren de stikstofuitstoot van maar liefst 1407 schepen gemonitord. Bij 59 van deze schepen werden NOx-waarden opgetekend die nopen tot verder onderzoek. Zo werd vastgesteld dat voor meer recente (Tier II) schepen, die aan strengere normen moeten voldoen, de gemiddelde stikstofwaarde hoger was dan deze  voor oudere schepen (Tier I en Tier 0). Zo was de gemiddelde NOx uitstoot voor Tier I-schepen 12,6 g NOx/kWh, terwijl deze voor Tier II-schepen 13,5 g NOx/kWh bedroeg. Bovendien werden meer Tier II-schepen waargenomen met NOx-emissiewaarden die een vooropgestelde drempelwaarde hadden overschreden.

Verklaring en verder onderzoek

In samenwerking met het Directoraat-Generaal Scheepvaart (FOD Mobiliteit en Vervoer), de scheepvaartsector en de Hoge Zeevaartschool Antwerpen, zal het KBIN verder onderzoek voeren naar de mogelijke oorzaken. Een verklaring die alvast aangehaald wordt in het onderzoek ligt in de manier waarop de regelgeving is opgesteld voor Tier II-schepen, waarbij de NOx uitstoot bij lagere motorvermogens minder doorwegen in de vastgestelde normen (met zelfs helemaal geen limiet bij vermogens lager dan 25%). De redenering hierachter is dat een schip voornamelijk op de hogere motorvermogens opereert, en dat de uitstoot op de hogere vermogens dus meer dient door te wegen. In het Belgisch deel van de Noordzee varen schepen omwille van het drukke verkeer echter vaak met een lager motorvermogen, terwijl de NOx-uitstoot bij de lagere vermogens net hoger is ... Het energie-efficiëntere varen leidt dus wel tot een lager brandstofverbruik en een verminderde CO2-uitstoot, maar kan, vooral bij Tier II-schepen, dus ook leiden tot een hogere NOx-uitstoot. Ook andere polluenten kunnen toenemen bij een lager motorvermogen, zoals zwarte koolstof en fijn stof. De internationale regelgeving die net een reductie van de stikstofuitstoot beoogt blijkt dus niet aangepast aan de specifieke vaaromstandigheden in de zuidelijke Noordzee.

Een mogelijke oplossing om dit onverwachte effect van de internationale regelgeving weg te werken  zou kunnen bestaan uit het toevoegen van een niet te overschrijden drempelwaarde voor NOx-emissies ongeacht het motorvermogen en de bouwdatum van schepen. Dergelijke NTE-limiet (Not To Exceed) is in de regelgeving vastgelegd voor Tier III-schepen waardoor er goede hoop bestaat dat deze nieuwste generatie van schepen wel zal leiden tot een NOx-emissiereductie in onze zeegebieden. Problematisch blijft dat zelfs bij Tier III-schepen er geen limiet werd vastgesteld onder een motorvermogen van 25%.

Kielleggingsdatum

Tot slot is een zwak punt in de internationale regelgeving dat het te lang mogelijk blijft om nieuwe schepen te bouwen volgens oude normen. In de regelgeving bepaalt het Keel Laying Year, het jaar waarin de kiel van een schip wordt gelegd en geregistreerd, in welke Tier het schip terecht komt. Van alle schepen die in 2021 gebouwd werden blijken zo amper 13% Tier III-schepen te zijn. Er werd vastgesteld dat de tijd tussen constructiedatum en de kielleggingsdatum sterk toenam bij de implementatie van de NECA in de Noordzee in 2021. Op deze wijze kunnen recente schepen nog in Tier II terecht komen en hoeven deze bijgevolg niet aan de striktere Tier III-limiet te voldoen die garant staat voor een effectieve vermindering van de NOx uitstoot (bijvoorbeeld door toepassing van  NOx-reductiesystemen). Daarom zal België (en ook Nederland) schepen gebouwd vanaf 2026 maar met een Keel Laying Year ouder dan 2021 niet meer aanvaarden als Tier II-schepen.

Studies zoals deze tonen aan dat de scheepvaart zelfs binnen een kader van strengere emissienormen verder dient in te zetten op de transitie van het gebruik van fossiele brandstoffen naar het gebruik van duurzamere energiebronnen met minder impact op volksgezondheid, klimaat en leefmilieu.