Onder de straten, waar meestal heel praktische gedachten en heel weinig verbeeldingskracht terechtkomen, schuilt ook een deel van het klimaat dat we moeilijk kunnen zien. Mangaten, buizen, betonnen bochten, afvalwater dat in het donker stroomt: alles lijkt tot het gewone onderhoud van steden te behoren, tot die wereld die pas wordt opgemerkt als er iets breekt, stijgt, stinkt, overstroomt. En in plaats daarvan zou er precies daar, in de stedelijke rioleringsnetwerken, een veel concreter aandeel methaan kunnen zijn dan de officiële rekeningen tot nu toe hebben aangenomen.
Methaan is, na koolstofdioxide, een van de belangrijkste broeikasgassen voor de opwarming van de aarde: het blijft minder lang in de atmosfeer dan CO₂, maar houdt veel warmte vast en weegt op de korte termijn zwaar. NASA geeft aan dat het na CO₂ de grootste bijdrage levert aan de opwarming van de aarde, terwijl de EPA erop wijst dat het na koolstofdioxide het meest voorkomende antropogene broeikasgas is en dat de concentraties ervan de afgelopen twee eeuwen meer dan verdubbeld zijn. Internationale samenvattingen over methaan schrijven een aandeel van bijna 45% van de huidige netto opwarming toe aan antropogene emissies, en het Milieuprogramma van de Verenigde Naties heeft al aangegeven dat het terugdringen van methaan een van de snelste hefbomen is om de opwarming in de komende decennia te vertragen.
Waar vuil water lang genoeg blijft, worden leidingen kleine reactoren zonder zuurstof
Riolen bevinden zich al jaren in een grijs gebied van klimaatinventarisaties. Het oorspronkelijke idee leek redelijk: het afvalwater stroomt slechts een beperkte tijd door de leidingen, dus de vorming van methaan zou marginaal moeten zijn. Daarbij kwam nog een heel praktisch probleem, omdat het meten van wat er gebeurt binnen uitgebreide, onregelmatige ondergrondse netwerken, die van stad tot stad verschillen, ingewikkeld is. Stedelijke rioleringssystemen zijn dus behandeld als een verwaarloosbare bron, waarvan vaak wordt aangenomen dat deze nul is in inventarissen die verband houden met de richtlijnen van het Intergouvernementeel Panel over Klimaatverandering.
De studie gepubliceerd op Natuurwater zet dit boekhoudgemak op zijn kop. De auteurs spreken van nu solide bewijsmateriaal over CH₄-emissies uit rioolsystemen, in tegenstelling tot de ‘nul-emissie’-hypothese, en stellen een reeks vergelijkingen voor die zijn ontworpen om methaan uit rioolnetwerken te schatten met behulp van relatief gemakkelijk beschikbare gegevens: leidinggeometrie, ontwerpdebieten, werkelijke gemiddelde debieten bij droog weer en afvalwatertemperatuur.
Het materiaal is tenslotte allemaal aanwezig. Stedelijk afvalwater zit vol met biologisch afbreekbaar organisch materiaal. In veel pijpleidingen is zuurstof schaars. In deze anaerobe omstandigheden vinden micro-organismen de juiste omgeving om methaan te produceren. Het riool is niet langer slechts een pijp die wegneemt wat de stad uitstoot, maar wordt een chemische, biologische plek, die op de minst poëtische manier leeft.
De internationale groep, gecoördineerd door Yuan Zhiguo van de City University of Hong Kong, werkt al zo’n twintig jaar aan deze processen, samen met onderzoekers van de University of Queensland, de Hong Kong Polytechnic University, Tianjin University en Tongji University. Al in 2008 had de groep het SeweX-model ontwikkeld, ontwikkeld om de fysische, chemische en biologische processen te simuleren die plaatsvinden in riolen, waaronder de productie van waterstofsulfide, het gas dat verantwoordelijk is voor veel geur- en corrosieproblemen, en die van methaan.
De crux was kalibratie. Om het methaangedeelte van het model betrouwbaarder te maken, verzamelden de onderzoekers veldgegevens in Australische rioolnetwerken met behulp van online sensoren die zijn ontworpen om bij te houden wat er in de leidingen gebeurt. Nadat het model was gekalibreerd, simuleerden ze bijna 3.000 pijpleidingscenario’s, waarbij de structuur en bedrijfsomstandigheden veranderden. Daaruit kwam een heel concreet element naar voren: de productie van methaan is nauw verbonden met het bevochtigde oppervlak van de pijpleiding, d.w.z. het interne deel van de pijp dat feitelijk in contact staat met het afvalwater.
De mondiale schatting bedraagt miljoenen tonnen per jaar
De beslissende stap komt wanneer een complex model wordt getransformeerd in een beter beheersbaar hulpmiddel. Met de nieuwe schatting kunnen emissies worden berekend op basis van informatie die veel waterschappen al hebben of kunnen reconstrueren: leidingdiameter, helling, gemiddelde stroming, temperatuur, ontworpen debiet en feitelijk debiet. De tool werd vervolgens getest met echte gegevens uit 21 steden in Australië, de Verenigde Staten, China en België.
Het resultaat heeft het gewicht van ongemakkelijke cijfers: mondiale rioleringssystemen zouden jaarlijks tussen de 1,18 en 1,95 miljoen ton methaan uitstoten, dat wil zeggen 1,18 tot 1,95 teragram CH₄. Volgens de studie zou dit aandeel tussen 1,7% en 3,3% toevoegen aan de mondiale methaanemissies die vandaag de dag aan de afvalsector worden toegeschreven, en tussen 15,7% en 37,6% aan de geschatte klimaatvoetafdruk van afvalwaterbeheer.
Voor één keer heeft het klimaatprobleem een weinig spectaculaire vorm. Geen zichtbare vlammen, geen schoorstenen, geen grote satellietbeelden. Alleen maar leidingen, vies water, organische stof, geen zuurstof en een stedelijk netwerk dat meegroeit met de steden. Juist deze normaliteit maakt de data belangrijk: als riolering als nulbron wordt geteld, blijft een deel van de emissies buiten beeld. Als ze de inventarissen invoeren, worden ze een meetbaar en dus beheersbaar item.
Yuan Zhiguo en zijn team benadrukken dit: riolen vertegenwoordigen een kwantificeerbare bron van methaan, met gevolgen voor het mondiale klimaat. De groei van stedelijke netwerken, vooral in gebieden waar de uitbreiding van steden sneller gaat dan de ruimtelijke ordening, kan ook het emissiepotentieel vergroten. Het opnemen van deze emissies in de nationale boekhoudsystemen voor broeikasgassen zou helpen de inventarissen realistischer te maken en nieuwe ruimte te openen voor interventies om de emissies terug te dringen.
Zonder maatregel blijft dat methaan onzichtbaar onderhoud. Met een schatting voert het de budgetten in. Het klimaatbeleid leeft ook van wat ze kunnen rekenen. Een lek uit een gasleiding, een stortplaats, een boerderij, een industriële fabriek: alles komt gemakkelijker in het debat terecht als het een duidelijk spoor achterlaat in de gegevens. Riolen genieten al lang een soort technische anonimiteit. Ze zaten eronder, ze werkten, ze verdwenen uit het gesprek. Deze nieuwe tool ontneemt hen dat alibi.
Voor steden betekent dit dat we met een bredere blik naar afvalwater kijken. Bij het beheer van een riolering gaat het om hygiëne, veiligheid, onderhoud, stank, corrosie, overstromingen, volksgezondheid. Vanaf nu gaat het met meer kracht ook over het klimaat. Methaan uit riolen wordt een klein item vergeleken met de reuzen van de mondiale uitstoot, maar toch groot genoeg om een lijn in de nationale begrotingen te verdienen. Het asfalt blijft boven. Hieronder gaat de telling verder.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
