Uitstoot stikstof zeeschepen zeer hoog

Met een vliegtuigje zweeft het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN) door de rookpluimen van zeeschepen. Niet voor hun plezier, maar om te meten welke en hoeveel verontreinigende stoffen die zeeschepen uitstoten. Sinds 2020 hangt er ook een speciale sniffersensor voor stikstofoxiden aan het vliegtuig.

De internationale zeescheepvaart zorgt voor 17% van de totale stikstofuitstoot in Vlaanderen, berekende de Vlaamse Milieumaatschappij (VMM) in 2021. Voorlopig is dat minder dan het wegverkeer, dat instaat voor 32%.

Maar terwijl de uitstoot in alle andere sectoren een dalende trend vertoont, zal het aandeel van de zeescheepvaart wel groeien. Dat is de conclusie van het doctoraatsonderzoek van Ward Van Roy. De onderzoeker van het KBIN stelt bovendien vast dat de VMM de uitstoot van stikstofoxiden (NOx) door de scheepvaart te laag inschat.

Stikstofoxiden zijn niet alleen schadelijk voor de kwetsbare natuur in en rond de Noordzee, maar ook voor de menselijke gezondheid. Ze dringen immers diep door in onze longen en veroorzaken aandoeningen aan de luchtwegen en hart- en vaatziekten. Ze spelen ook een belangrijke rol bij de vorming van ozon dat eveneens aanleiding geeft tot ademhalingsproblemen.

In verhouding tot de CO2-uitstoot is de NOx-uitstoot bij schepen niet te onderschatten. “Een gemiddeld zeeschip stoot ongeveer evenveel CO2 uit als 2.000 auto’s, maar evenveel NOx als 120.000 auto’s. Zestig keer meer dus”, zegt Van Roy.

Net zoals dieselwagens die, afhankelijk van hun bouwjaar, moeten voldoen aan een bepaalde Euro-norm, zijn er ook voor zeeschepen limieten voor de NOx-uitstoot. Die emissienormen, die in 2000 werden vastgelegd door de Internationale Maritieme Organisatie (IMO) en sindsdien al twee keer werden verstrengd.

Terwijl industrie en wegverkeer ernstige inspanningen moeten doen om binnen de steeds strengere uitstootnormen voor stikstofoxiden te blijven, halen zeeschepen wél al decennialang moeiteloos de normen.

Ook vandaag is dat nog altijd het geval. “De NOx-normering van zeeschepen is achterhaald”, stelt Van Roy. “Enkel de schepen die vallen onder de recentste, strengere normen moeten aanzienlijke inspanningen leveren.”

Die nieuwste emissienormen (Tier III), die in de Noordzee en de Baltische Zee gelden voor zeeschepen geregistreerd vanaf 2021, zijn 80% strenger dan de oudste normen (Tier I), die gelden voor schepen die geregistreerd zijn tussen 2000 en 2010. De vorige normen (Tier II), voor schepen geregistreerd vanaf 2011, waren nog maar 20% strenger dan de oudste.

LEZ op zee
De nieuwste emissienormen van IMO zijn dan wel strenger, maar gelden enkel in de zogenoemde NECA, wat staat voor NOx Emission Control Areas. In Europa zijn er slechts 'lage emissiezones' in de Noordzee, Het Kanaal en de Baltische Zee.

De IMO-regelgeving voorziet niet in mechanismen om inspecties uit te voeren. De metingen van het Belgische kustwachtvliegtuig zijn bijgevolg de enige manier om de opvolging van de internationale emissienormen voor stikstofoxiden op te volgen. Zo zijn sinds 2020 liefst 2.807 schepen gecontroleerd. Honderd daarvan waren in overtreding.

Van Roy deed verrassende vaststellingen tijdens zijn onderzoek. "Schepen geregistreerd tussen 2011 en 2020 stoten gemiddeld evenveel uit als schepen uit de vorige eeuw. Dat komt omdat de brandstof tot begin deze eeuw nog goedkoop was”, verklaart hij. “Daarna gingen de prijzen de hoogte in en moesten de schepen efficiënter met brandstof omspringen."

"Zeeschepen verbruiken dagelijks 200 tot 300 ton brandstof. Maar de keerzijde van een hogere energie-efficiëntie en dus ook een lagere CO2-uitstoot is dat het schip meer stikstofoxiden gaat uitstoten.”

Dubbel zoveel als de norm
Ook de implementatie van de strengste emissienorm is tot nog toe geen succes. Vooreerst worden schepen die onder de nieuwste emissienorm vallen nauwelijks in de Noordzee opgemerkt. “Sinds de invoering van de regel begin 2021 heeft ons team nog maar 21 schepen gezien die in de Noordzee onder de nieuwste emissienormen moeten varen”, zegt Van Roy. Zelfs in 2023, twee jaar na de implementatie van de nieuwe regels, viel nog maar 3% van de gecontroleerde schepen eronder.

“Dat komt door de manier van registreren. Niet het bouwjaar is van tel, wel het jaar van de zogenaamde kiellegging. Je kan een schip laten registreren en het pas vijf of tien jaar later laten bouwen. Schepen van nog geen jaar oud hebben in de meeste gevallen nog een kielleggingsdatum van voor 2020. Ze mogen dan in de Noordzee varen onder de zwakkere emissienorm Tier II.” Dat is bij driekwart van de schepen die gebouwd werden na 2021 het geval.

Ward Van Roy: 'Sinds 2021 hebben we nog maar 21 schepen gezien die in de Noordzee onder de nieuwste emissienormen moeten varen'
En dat is nog niet alles. “Van de 21 opgemerkte schepen die onder de strengste norm vallen, waren er 8 in overtreding. Soms stootten ze evenveel of zelfs nog meer uit dan schepen onder de vorige norm.”

Niet enkel het KBIN stelde dit vast. Onderzoekers van het Europese SCIPPER-consortium verzamelden data van NOx-uitstoot door zeeschepen in zowel de Noordzee als de Baltische Zee en kwamen tot gelijkaardige conclusies. Slechts een derde van de 65 metingen binnen dat onderzoek voldeden aan de nieuwste emissienormen. Meer nog, ongeveer de helft van de zeeschepen stootte minstens dubbel zoveel als de norm uit.

Om de scherpste normen te halen, is speciale technologie nodig voor de nabehandeling van de uitlaatgassen: meest courant is de Selective Catalytic Reduction (SCR), een katalysator die kan worden aan- of uitgezet. Dat gebeurt vaak.

De internationale maritieme wetgeving laat toe dat de SCR wordt uitgeschakeld zodra het schip een NECA-zone verlaat. Zo kunnen ze bezuinigen, want zodra de SCR aan staat, wordt meer reagens (ammoniak) verbruikt. Dat is vergelijkbaar met de 'Adblue' die nodig is om dieselwagens schoner te laten rijden. “Als we Tier III schepen zien die te veel uitstoten, dan weten we dat ze hun SCR niet aangezet hebben of dat die een technisch probleem heeft.”

In de NECA-zones van de Verenigde Staten geldt de strengste norm al voor schepen die geregistreerd zijn sinds 2016. “Schepen met een kielleggingsdatum van na 2016, maar voor 2021 hebben alles aan boord om aan de strengste normen te voldoen”, zegt Van Roy. “Maar in Europa moeten ze enkel voldoen aan de vorige norm en hoeven ze de SCR niet te gebruiken. De meeste doen dat ook om ammoniak te besparen en bijgevolg stoten ze toch weer grote hoeveelheden stikstofoxiden boven de Noordzee uit.”

Trager varen, maar niet minder uitstoten
En er is nog een ander probleem. De IMO regelgeving inzake stikstofoxiden is enkel van toepassing op schepen die varen aan een motorvermogen van meer dan 25%. Met andere woorden, wie traag vaart, mag ongebreideld stikstofoxiden uitstoten.

Ward Van Roy: 'Zonder bijsturing, zal de zeescheepvaart tegen 2025 de grootste bijdrage leveren aan de uitstoot van stikstofoxiden in Vlaanderen'
“Bij lagere snelheid is de uitstoot veelal hoger”, weet Van Roy. "En als ze een SCR aan boord hebben, mogen ze die afzetten als ze varen aan minder dan 25% van het vermogen. Ongeveer een kwart van de schepen en-route op de Noordzee vaart met dat lagere motorvermogen en is op dat ogenblik dus niet gereguleerd.”

“De internationale regelgeving voor de reductie van de NOx-uitstoot van de WMO heeft tot nog toe niet tot verbeteringen geleid, zelfs integendeel”, concludeert Van Roy. “Zonder bijsturing, zal de sector tegen 2025 de grootste bijdrage leveren aan de uitstoot van stikstofoxiden in Vlaanderen. Dat aandeel zou tegen 2030 zelfs nog kunnen stijgen tot liefst 40%.”