In de landbouwsector, en met name ook in de melkveehouderij, groeit de aandacht voor de klimaatverandering. De sector zet zich actief in met diverse initiatieven waarin landbouwbedrijven een sleutelrol vervullen.
Maar wat is het klimaatprobleem juist? En wat betekent de term carbon footprint (of koolstofvoetafdruk in het Nederlands)? Waarom krijgt dit thema zoveel aandacht? Wat is de rol van de landbouw hierin? En zijn er kanttekeningen te plaatsen bij de impact van de melkveehouderij?
In dit artikel beantwoorden we deze vragen stap voor stap, te beginnen bij de basis.
Broeikaseffect en temperatuur op aarde
We spreken over de carbon footprint van een product in de context van klimaatopwarming – de gestage stijging van de gemiddelde temperatuur op aarde.
De temperatuur op onze planeet wordt grotendeels bepaald door het natuurlijke broeikaseffect. Hierbij ontstaat een evenwicht tussen de zonne-energie die de aarde absorbeert en de warmte die terug wordt uitgestraald, waarvan een deel door broeikasgassen in de atmosfeer wordt vastgehouden. Dit natuurlijke proces maakt de aarde leefbaar met een gemiddelde temperatuur van 15°C. Zonder het broeikaseffect zou de gemiddelde temperatuur op onze planeet rond de -19°C liggen.
De belangrijkste broeikasgassen zijn koolstofdioxide (CO₂), methaan (CH₄), lachgas (N₂O) en waterdamp (H₂O). Samen beïnvloeden ze de temperatuur op aarde, naast andere factoren zoals bijvoorbeeld zonneactiviteit.
Sinds het ontstaan van onze planeet, ongeveer 4,5 miljard jaar geleden, hebben natuurlijke processen de concentraties van deze broeikasgassen in de atmosfeer doen fluctueren. Dit heeft geleid tot afwisselende ijstijden en warmere periodes, vaak over tienduizenden tot miljoenen jaren.
Kijken we naar de afgelopen 2500 jaar, dan zien we dat de CO₂-concentratie lange tijd relatief stabiel bleef. Dit veranderde drastisch na de industriële revolutie, toen de efficiëntere stoommachine van James Watt (1760-1770) de grootschalige inzet van fossiele brandstoffen, zoals steenkool, mogelijk maakte. Hierdoor nam de CO₂-uitstoot in korte tijd sterk toe, met als gevolg een snelle stijging van de CO₂-concentratie in de atmosfeer. Met andere woorden, het historische evenwicht werd verstoord.
Het is wetenschappelijk bewezen dat de snelle stijging van CO₂ in de atmosfeer sinds 1850 volledig het gevolg is van menselijke activiteiten. Dit geldt ook voor methaan en lachgas. Sindsdien is de gemiddelde temperatuur op aarde met ongeveer 1,5°C gestegen. Deze opwarming kan uitsluitend worden verklaard door de toename van broeikasgassen in de atmosfeer en niet door natuurlijke factoren zoals zonneactiviteit.
Als er geen maatregelen worden genomen, voorspellen klimaatmodellen dat de gemiddelde temperatuur tegen 2100 in het slechtste scenario kan toenemen met 5°C of meer. De gevolgen hiervan zijn ingrijpend: vaker voorkomende extreme weersomstandigheden, mislukte oogsten, watertekorten en massale migratiestromen.
Om de klimaatverandering te bestrijden, heeft de internationale gemeenschap de afgelopen decennia actie ondernomen. Het Kyoto-protocol was een eerste stap. Tijdens de VN-klimaatconferentie in Dubai (COP28, 2024) werd de doelstelling van de Overeenkomst van Parijs (COP21, 2015) opnieuw bevestigd: de opwarming beperken tot ruim onder de 2°C, met een streven naar maximaal 1,5°C boven het pre-industriële niveau.
Impact van de landbouw
Net als andere sectoren in de wereldeconomie draagt ook de landbouw bij aan klimaatverandering. In de EU is de landbouw verantwoordelijk voor 10,8% van de totale menselijke broeikasgasuitstoot, uitgedrukt in CO₂-equivalenten (meer hierover verderop). De grootste impact komt van CO₂-uitstoot door de verbranding van fossiele brandstoffen voor energie, transport en industrie.
Kijken we naar de veehouderij in de EU, dan hebben hebben rundvlees, koemelk en varkensvlees de grootste bijdrage in absolute cijfers . De uitstoot door rundvleesproductie en koemelkproductie bedragen ieders zo’n 29%, varkensvleesproductie is goed voor 25%, alle andere dierlijke producten samen zijn verantwoordelijk voor 17% van de totale emissies uit de veehouderij [1].
Koolstofvoetafdruk van melk
In de melkveehouderij zijn drie broeikasgassen van belang: koolstofdioxide (CO₂), methaan (CH₄) en lachgas (N₂O). Een belangrijke bijdrage komt van enterische fermentatie, het proces waarbij micro-organismen in de pens van herkauwers voedingsstoffen afbreken waarbij methaan vrijkomt. Naast methaan uit pensfermentatie zijn er ook methaanemissies door vervluchtiging uit mest, lachgasemissies bij mestopslag en bemesting, koolstofdioxide emissies bij het gebruik van brandstoffen en koolstofdioxide emissies door veranderingen in landgebruik. Meer toelichting over deze verschillende emissiebronnen vind je bijvoorbeeld in onze eerdere publicatie.
Elk broeikasgas heeft een ander vermogen om warmte vast te houden in de atmosfeer. Men zou daarom de uitstoot van de verschillende gassen apart kunnen rapporteren. Echter, om een vergelijking mogelijk te maken met andere industrieën die bijvoorbeeld enkel CO₂ uitstoten, worden emissies omgezet in CO₂-equivalenten. Een CO₂-equivalent van een zeker broeikasgas duidt aan hoeveel warmte dit broeikasgas vasthoudt ten op zichte van eenzelfde hoeveelheid CO₂ en dat over een specifieke tijdsperiode. De internationale gemeenschap hanteert doorgaans een periode van 100 jaar, waardoor elk broeikasgas een GWP100-factor (Global Warming Potential over 100 jaar) krijgt toegewezen.
Biogeen methaan (de term “biogeen” wordt later toegelicht) heeft een GWP100-factor van 27, wat betekent dat 1 deeltje methaan in honderd jaar 27 keer meer bijdraagt aan de opwarming van de aarde dan 1 deeltje CO₂. Lachgas heeft een GWP100-factor van 273, wat betekent dat het een nog veel grotere bijdrage levert.
Om de koolstofvoetafdruk per eenheid melk te berekenen, worden de totale emissies die vrijkomen bij het produceren van melk gedeeld door de hoeveelheid geproduceerde melk. Om ook hier een vergelijk mogelijk te maken, wordt meetmelk of FPCM (Fat and Protein Corrected Milk) gebruikt. Zo bekomt men een carbon footprint uitgedrukt in grammen CO₂-equivalenten per kilogram meetmelk (g CO₂-eq/kg FPCM).
De gemiddelde koolstofvoetafdruk van melk in Europa varieert, maar ligt typisch tussen de 1000 en 1500 g CO₂-eq/kg FPCM [2]. De uiteindelijke waarde kan sterk variëren tussen bedrijven onderling en is afhankelijk van bijvoorbeeld de productiviteit, het teeltplan, de bemesting en de samenstelling van het rantsoen. Er zijn diverse strategieën om de koolstofvoetafdruk te verlagen, elk met een techno-economische impact, zoals reeds besproken in onze eerdere publicatie.
Kanttekeningen
Het is wetenschappelijk aangetoond dat klimaatverandering een reëel probleem is en dat de mens hier een aanzienlijke rol in speelt. Het ontkennen of wegwuiven van deze feiten helpt niet en brengt geen oplossingen. Wel is het cruciaal om het probleem zo wetenschappelijk mogelijk te benaderen en het volledige plaatje in acht te nemen. Vanuit dat perspectief zijn er drie kanttekeningen te maken.
Kanttekening 1: kortlevend biogeen methaan versus langlevend CO₂
Runderen zijn in staat om vezelrijke ruwvoeders zoals gras te benutten – voedingsmiddelen die mensen niet kunnen verteren. Ze zetten deze energiebronnen om in melk en vlees. Tijdens het verteringsproces door de micro-organismen in de pens ontstaat echter ook methaan, dat via de bek van het dier wordt uitgestoten.
Methaan is een krachtig broeikasgas dat bijdraagt aan klimaatverandering. Tegelijkertijd is methaan een kortlevend gas: het blijft ongeveer tien jaar in de atmosfeer voordat het wordt afgebroken tot voornamelijk CO₂. Deze vrijgekomen CO₂ wordt vervolgens weer door planten opgenomen via fotosynthese, waarmee nieuw ruwvoer groeit. Deze kringloop – van methaan uit runderen, naar de atmosfeer, naar planten en weer terug naar runderen – staat bekend als de biogene koolstofcyclus. Zolang er evenveel methaan wordt gevormd als dat er na afbraak naar CO₂ door planten (ruwvoeders) weer wordt opgenomen, blijft de balans behouden.
Dit staat in contrast met CO₂ of methaan dat vrijkomt bij de verbranding van fossiele brandstoffen. Deze gassen zijn afkomstig uit koolstofvoorraden die miljoenen jaren opgeslagen lagen in de aarde. Wanneer ze worden verbrand, voegen ze extra broeikasgassen toe aan de atmosfeer zonder een natuurlijke wederopname.
Emissierapportages zijn vaak gebaseerd op GWP100 (de 100-jarige impact), waarbij één ton methaan wordt gelijkgesteld aan 27 ton CO₂. Echter, GWP100 houdt geen rekening met het fundamenteel verschillende gedrag van methaan en CO₂. Lachgas, het andere belangrijke broeikasgas in de landbouw, gedraagt zich veel meer zoals CO₂ en wordt daarom wel goed weergegeven door de conventionele GWP-maatstaven.
De veel kortere levensduur van methaan in vergelijking met CO₂ maakt het vergelijken van de klimaatimpact lastig. Toch is een vergelijking van het klimaatopwarmend effect van de verschillende broeikasgassen nodig om beleidskeuzes te kunnen maken. Om de werkelijke impact van methaanemissies beter weer te geven, is GWP* (Global Warming Potential Star) ontwikkeld als een aanvulling op de traditionele GWP100-methode [4]. GWP* beschrijft nauwkeuriger de daadwerkelijke opwarming die methaan (CH₄) veroorzaakt.
Onderstaande diagram vergelijkt de impact van langlevend, cumulatief CO₂ (rood) met die van een kortlevend methaan (blauw). Drie scenario’s worden weergegeven: een gestage stijging van emissies, een constante hoeveelheid emissies en een daling van emissies tot nul, in alle gevallen over meerdere decennia. De onderste panelen tonen de temperatuurverandering als gevolg van deze emissies.
- Wanneer de emissies stijgen, zorgen zowel CO₂ als methaan voor opwarming.
- Bij constante CO₂-emissies blijft de temperatuur stijgen, omdat CO₂ zich blijft ophopen in de atmosfeer. In tegenstelling hiermee leiden constante biogene methaanemissies tot stabiele methaanconcentraties in de atmosfeer, waardoor de temperatuur slechts zeer langzaam verder stijgt.
- Als CO₂-emissies dalen, blijft de temperatuur stijgen zolang ze niet nul zijn. In tegenstelling hiermee leidt een daling van methaanemissies met meer dan ongeveer 3% per decennium tot een temperatuurdaling.
Samengevat: Methaan vraagt een gedifferentieerde benadering bij het evalueren van de klimaateffecten. Zo overschat het gebruik van GWP100 de impact van een constante methaanemissie op de temperatuur. Het alternatief GWP* biedt een nauwkeuriger beeld van de werkelijke klimaateffecten van methaan. en een gerichte reductie van methaanemissies kan een krachtige strategie kan zijn om verdere opwarming tegen te gaan.
Kanttekening 2: emissies ten opzichte van voedingswaarde
De traditionele methode om de duurzaamheid van voedsel te vergelijken, richt zich op de carbon footprint per kilogram product. Echter, deze benadering houdt geen rekening met de voedingswaarde. Zo biedt een liter melk bijvoorbeeld aanzienlijk meer voedingsstoffen dan een liter cola. Vanuit die optiek is het interessant om ook de nutriënten (eiwitten, vitaminen en mineralen) en de opname ervan in het menselijk lichaam mee te nemen.
Wanneer we dierlijke met “plantaardige” melk vergelijken, blijkt dat de koolstofvoetafdruk van plantaardige varianten – uitgedrukt per kilogram product – lager is dan die van halfvolle melk. Echter, wanneer de voetafdruk wordt beoordeeld op basis van de nutriënteninhoud, heeft halfvolle melk over het algemeen een lagere voetafdruk, met uitzondering van sojadrank (zoals te zien in de figuur hieronder). Om de voedingswaarde te verbeteren, worden plantaardige dranken vaak verrijkt met extra nutriënten. Voor de verrijkte variant (rechts op de figuur en aangeduid met een *) is de voetafdruk op basis van nutriënten-inhoud voor sojadrank, haver- en amandeldranken lager dan halfvolle melk, terwijl kokos- en rijstdranken hogere voetafdrukken blijven hebben [6].
Samengevat: zuivel heeft van nature een hoge voedingswaarde. Als de melkveesector erin slaagt zijn voetafdruk te verlagen, blijft zuivel ook op vlak van duurzaamheid competitief met plantaardige varianten.
Kanttekening 3: circulariteit in het voedselsysteem
Het wereldwijde voedselsysteem staat onder druk door verschillende factoren, zoals de gevolgen van klimaatverandering, de uitputting van natuurlijke hulpbronnen en zelfs politieke conflicten. Tegelijkertijd blijft de wereldbevolking groeien. Een belangrijke vraag is dan ook: hoe kunnen we gezonde voeding voor iedereen garanderen en tegelijkertijd de planeet beschermen? Het antwoord is complex, aangezien het voedselsysteem een dynamisch en onderling verbonden geheel is.
Een veelbelovende benadering die steeds meer aandacht krijgt, is een circulair voedselsysteem. Circulaire voedselsystemen benutten landbouwgrond primair voor gewassen voor menselijke consumptie, terwijl vee gevoerd wordt met laagwaardige biomassa, zoals grasland, bijproducten uit de voedselindustrie (bijvoorbeeld bierbostel en bietenperspulp) en voedselafval, waarbij het belang van teeltrotaties voor voornamelijk bodemvruchtbaarheid wordt meegenomen.
In een recente studie werd het potentieel onderzocht om het Europese voedselsysteem te herontwerpen volgens circulaire principes, met als doel voedselzekerheid te waarborgen en de klimaat- en milieubelasting te verminderen [8]. Het huidige Europese voedselsysteem werd als basis genomen, met bijbehorende teeltplannen, opbrengsten en bemesting.
Het best presterende circulaire voedselsysteem zou met vrijwel hetzelfde landgebruik voedsel opleveren voor 767 miljoen extra mensen, waarbij de CO2-uitstoot per persoon met 38% afneemt. In dit aangepaste systeem is er een aanzienlijke vermindering van vleesvee, varkens, vleeskuikens en legkippen, terwijl vis en melkvee toenemen met meer dan 100%. In het bijbehorende dieet is er een verandering in de verhouding tussen dierlijke en plantaardige eiwitten van 60:40 naar 34:66.
Samengevat: een circulair voedselsysteem, met een essentiële rol voor melkvee, heeft het potentieel om zowel de menselijke als de planetaire gezondheid aanzienlijk te verbeteren.
Referenties
- Leip, A., Weiss, F., Wassenaar, T., Perez, I., Fellmann, T., Loudjani, P., Tubiello, F., Grandgirard, D., Monni, S., & Biala, K. (2010). Evaluation of the livestock sector’s contribution to the EU greenhouse gas emissions.
- Mazzetto, A. M., Falconer, S., & Ledgard, S. (2022). Mapping the carbon footprint of milk production from cattle: A systematic review. Journal of Dairy Science, 105(12), 9713–9725.
- Vellinga, T., & Groenestein, K. (2022). 10 questions and answers about methane, a short-lived greenhouse gas.
- Lynch, J., Cain, M., Pierrehumbert, R., & Allen, M. (2020). Demonstrating GWP*: A means of reporting warming-equivalent emissions that captures the contrasting impacts of short- and long-lived climate pollutants. Environmental Research Letters, 15(4).
- Allen, M., Lynch, J., Cain, M., & Frame, D. (2022). Climate metrics for ruminant livestock.
- de Jong, P., Woudstra, F., & van Wijk, A. N. (2024). Sustainability Evaluation of Plant-Based Beverages and Semi-Skimmed Milk Incorporating Nutrients, Market Prices, and Environmental Costs. Sustainability, 16(5).
- Foley, J. A., Ramankutty, N., Brauman, K. A., Cassidy, E. S., Gerber, J. S., Johnston, M., Mueller, N. D., O’Connell, C., Ray, D. K., West, P. C., Balzer, C., Bennett, E. M., Carpenter, S. R., Hill, J., Monfreda, C., Polasky, S., Rockström, J., Sheehan, J., Siebert, S., … Zaks, D. P. M. (2011). Solutions for a cultivated planet. Nature.
- Van Zanten, H. H. E., Simon, W., Van Selm, B., Wacker, J., Maindl, T., Frehner, A., Hijbeek, R., Ittersum, M. K. van, & Herrero, M. (2023). Circularity in Europe strengthens the sustainability of the global food system. Nature Food, 4.
