RaboResearch - Economisch Onderzoek

Megatrend 2 - Grenzen aan wat de aarde te bieden heeft

Special

Delen:

Naar de overzichtspagina van de Megatrends

Deze studie is tot stand gekomen met hulp van Arend Drost

Bevolkingsgroei, urbanisatie en een stijging van de welvaart zorgen er het komende decennium voor dat de wereldwijde consumptie verder stijgt, en daarmee het verbruik van natuurlijke hulpbronnen. Dit zijn nagenoeg dezelfde stuwende krachten die in de afgelopen honderd jaar hebben gezorgd voor een toename van het verbruik. In de opkomende economieën vindt een structurele verschuiving naar een luxer consumptiepatroon plaats. Door deze consumptietoename neemt de vraag naar hulpbronnen zoals water, voedsel, energie en metalen toe. In 2030 hebben we naar verwachting 30% meer energie nodig, 40% meer water en 50% meer voedsel (ESPAS, 2015).

Alles hangt met elkaar samen

De voorraad fossiele natuurlijke hulpbronnen en vooral de mate waarin we deze kunnen benutten, is eindig en staat vooral door klimaatverandering onder druk. Hernieuwbare natuurlijke hulpbronnen vormen daarnaast een ongekend groot potentieel, maar de toepassing ervan gaat nog niet snel. Met meer mensen op de wereld is meer voedsel nodig. Naar verwachting zal de wereldwijde vraag naar voedsel met ongeveer 50% toenemen. De voedselbehoefte groeit het sterkst in opkomende economieën (OECD/FAO, 2015), waar een groter wordende middenklasse zich een uitgebreider en proteïnerijker eetpatroon kan veroorloven. Dit betekent onder andere dat er meer vlees wordt gegeten. Dat zet extra druk op de voedselvoorziening en het milieu. Voor de productie van vlees is veel meer land en water nodig dan voor de productie van gewassen. Ook zorgen runderen voor de uitstoot van methaan, wat vier keer meer broeikasgassen oplevert dan CO2. Bovendien is een veelvoud aan graan als voedsel voor de dieren nodig (Stephenson, 2010).

Water is essentieel. Een mens kan drie weken overleven zonder voedsel, maar slechts een week zonder water. We gebruiken water echter niet alleen om te drinken. Water, en dan vooral zoet water, is een essentieel onderdeel van veel productieprocessen. Volgens projecties van de OECD (2012) gebruikt de wereldbevolking in 2050 ongeveer 55% meer water dan in 2000. Maar de huidige voorraad zoet water is waarschijnlijk ontoereikend om in de toekomstige behoefte te voorzien.

Alle natuurlijke hulpbronnen hangen met elkaar samen. Enerzijds is er sprake van complementariteit tussen kapitaal en energie en tussen materialen en energie (Barker et al., 1995). Anderzijds is er natuurlijk ook sprake van substitutie. Landbouw is erg land- en waterintensief. Tegelijkertijd kost watervoorziening veel energie en is de energiesector deels afhankelijk van mineralen, terwijl er weer water nodig is voor het verkrijgen van deze metalen. Ook zijn de energieopwekking en de delving van brandstoffen vaak waterintensief: bij kernenergie, oliewinning en schaliegas speelt dit een rol. De onderlinge verwevenheid van deze grondstoffen en die van deze grondstoffen met de financiële markten zorgt ervoor dat bijvoorbeeld olieprijsvolatiliteit vrij direct effect heeft op de voedselvoorziening. Ook megatrends zoals verstedelijking, een groeiende wereldbevolking, technologie en geopolitieke ontwikkelingen hebben effect op de toegankelijkheid en beschikbaarheid van natuurlijke hulpbronnen, evenals op de snelheid van de ontwikkeling van alternatieven.

Ons vermogen om in grondstoffen te kunnen voorzien, hangt af van ecologische, politieke en economische factoren. Zo beïnvloedt klimaatverandering de beschikbaarheid van grondstoffen, maar kan ook een conflict of politieke instabiliteit onze toegang tot bepaalde grondstoffen beperken en kan een vooruitzicht op lagere rentabiliteit, zoals nu, ervoor zorgen dat de schaarste op termijn groter wordt. Geen toegang tot grondstoffen kan ook een reden zijn voor een conflict. Aan de andere kant kunnen technologische ontwikkelingen, de overdracht van kennis en het verduurzamen van productieprocessen de druk wat verlichten.

Klimaatverandering maakt het warmer onder onze voeten…

Een van de grenzen aan wat de aarde te bieden heeft, is dat haar vermogen om te kunnen omgaan met al onze activiteiten is beperkt. Dit uit zich in de mate waarin biodiversiteit vermindert en de snelheid waarmee we hernieuwbare grondstoffen verbruiken. Want ‘hernieuwbaar’ gaat alleen maar op als de natuur de kans krijgt om te hernieuwen: bos dat wordt gekapt moet weer groeien; het gebruiken van grond voor landbouw moet niet tot roofbouw verworden. Die grenzen zijn het meest zichtbaar in de verandering van het klimaat: er is een grens aan het herstelvermogen van de aarde. Klimaatverandering vormt een serieuze bedreiging voor onze toekomst en die van volgende generaties. De verbranding van fossiele brandstoffen veroorzaakt hiervan het grootste deel, maar ook landbouw en ontbossing spelen een rol.

De risico’s en de impact van klimaatverandering zijn groot. De uitstoot van broeikasgassen zorgt ervoor dat de aarde opwarmt. Hierdoor ontstaan aan de ene kant gebieden die verzilten door een tekort aan zoetwater. De zeespiegel stijgt door de thermale expansie van oceaanwater en het smelten van poolkappen en gletsjers. Tussen 1900 en 2010 is de zeespiegel ongeveer 19 centimeter gestegen. Zelfs in het gunstigste scenario van de IPCC (2014) wordt de stijging in de komende honderd jaar nog groter, met in het meest negatieve scenario een stijging van de zeespiegel met bijna een meter. Ook het weer wordt extremer. Door de temperatuurstijging verwacht de IPCC een toename van orkanen en overstromingen, maar ook van hevige droogte en bosbranden. Nu al kwetsbare regio’s zijn daarbij het meest gevoelig voor deze klimaatveranderingen.

Figuur 1: Effecten van huidige beleidsvoornemens en huidig beleid op mondiale CO2-uitstoot en temperatuur
Figuur 1: Effecten van huidige beleidsvoornemens en huidig beleid op mondiale CO2-uitstoot en temperatuurBron: climateactiontracker.org

Tijdens de meest recente Klimaattop in Parijs, afgelopen december, is afgesproken dat we de opwarming van de aarde trachten te beperken tot 1,5 graad ten opzichte van pre-industrieel niveau (VN, 2015).

Dit is nog iets lager dan de tweegradengrens die telkens werd aangehouden, maar op dit moment ook nog lang niet binnen bereik is. De plannen die voor de top zijn ingeleverd, zijn niet toereikend, want ze leveren nog steeds een gemiddelde stijging van de temperatuur op met 2,7 tot 3 graden Celsius. Voor alle landen betekent dit akkoord dus een verdere inspanningsverplichting, die de komende jaren zal worden geëvalueerd.

De opgave voor Nederland

Nederland heeft zich verbonden aan de plannen van de Europese Unie. Dat betekent dat de uitstoot van broeikasgassen ook in Nederland in 2030 met 40% moet zijn teruggebracht ten opzichte van 1990. Dat is een forse opgave. In figuur 1 is deze opgave weergegeven ten opzichte van de ontwikkeling in de afgelopen 24 jaar.

De afgelopen jaren is de uitstoot van broeikasgassen in Nederland aanzienlijk afgenomen. In 2014 lag deze bijna 15% onder het niveau van 1990. Desondanks moet ons land een tempoversnelling inzetten om de reductie van 20% in 2020 te bereiken en een additionele versnelling vanaf 2020 om de reductie van 40% in 2030 en de reductie van 85% in 2050 te halen (figuur 2).

Figuur 2: Opgave voor terugbrengen broeikasgassen
Figuur 2: Opgave voor terugbrengen broeikasgassenBron: PBL, CBS, Rabobank
Figuur 3: Ontwikkeling uitstoot broeikasgassen naar sector
Figuur 3: Ontwikkeling uitstoot broeikasgassen naar sectorBron: PBL, CBS, Rabobank

Verschillende sectoren in de economie zijn verantwoordelijk voor een verschillende mate van uitstoot. De gebouwde omgeving, huizen en kantoren, was in 2014 verantwoordelijk voor 14% van de uitstoot, de landbouw was verantwoordelijk voor 13%, verkeer en vervoer voor 19% en industrie en energie voor meer dan de helft van de uitstoot. Binnen industrie en energie levert de opwekking van energie de grootste bijdrage (30%), gevolgd door de chemische industrie (10%) en de aardolie-industrie (7%).

Daarbij valt op dat de energiesector (en dan vooral de energiebedrijven) er de afgelopen 24 jaar niet in is geslaagd om de uitstoot van broeikasgassen terug te dringen. In de industrie is de uitstoot wel fors teruggebracht, vooral in de chemische en overige industrie.

Maar de wereld heeft energiedorst

Door de hoge olieprijzen van het afgelopen decennium, overheidsstimulering en een grotere publieke aversie tegen fossiele brandstoffen zijn de investeringen in energiezuinige technologieën, zoals zonne­cellen en windmolens, sterk toegenomen. Tegelijkertijd is de (deels impliciete) subsidie op fossiele brandstoffen echter nog steeds erg hoog. De laatste schattingen bedragen meer dan 500 miljard dollar. Wereldwijd is de capaciteit die hernieuwbare energiebronnen leveren in de afgelopen tien jaar flink gegroeid. Met name zonne- en windenergie hebben een behoorlijke opmars gemaakt. Desondanks is de totale energiemix in de afgelopen decennia nauwelijks veranderd. Het aandeel hernieuwbare energie (waterkracht, zonne- en windenergie en biobrandstoffen) is tussen 1995 en 2015 weliswaar verdubbeld, maar het aandeel in de totale energieconsumptie is slechts gegroeid van 7% naar 10% in 2015. Ook in de komende decennia zal de energiemix bij ongewijzigd beleid nauwelijks veranderen. In 2035 bedraagt het aandeel fossiele brandstoffen in de totale energiemix naar inschatting van BP vermoedelijk nog altijd 80%; schattingen van het IEA komen met 75% wat lager uit (IEA, 2013).

Dus tijd voor een energietransitie?

Minder gebruik van fossiele brandstoffen kan de opwarming van de aarde slechts ten dele beperken. Hernieuwbare energie als aandeel van de totale energieconsumptie neemt toe, maar de energiebehoefte neemt nog meer toe.

Om de afspraken van Parijs waar te maken moeten ingrijpendere maatregelen worden genomen. Om binnen de tweegradengrens te blijven is het budget aan mogelijke CO2-uitstoot, zonder dat er iets gedaan wordt aan reeds uitgestoten CO2, beperkt. Dit budget is gelijk aan een concentratie in de lucht van 450 ppm[1], en komt overeen met een maximaal nog uit te stoten CO2 van 886 GT. De hele voorraad fossiele brandstoffen bevat een veelvoud van deze hoeveelheid CO2[2]. De totale mogelijke hoeveelheid CO2-uitstoot bedraag 2795 GTCO2. Ook bij een zeer snelle transitie blijven fossiele brandstoffen nog hard nodig (IEA, 2015). Dan is het beter om eerst de meest energierendabele fossiele brandstoffen te gebruiken. Dat betekent eerst gas, dan olie en als laatste kolen. Van der Ploeg en Wilthagen (2012) stellen daarom voor om de vormgeving van een CO2-belasting daarop in te richten, waardoor eerst olie (en gas) wordt gebruikt, daarna pas kolen en uiteindelijk vooral duurzaam geproduceerde energie.

De uitdaging is dus niet meer hoe om te gaan met het tekort aan fossiele brandstoffen maar de CO2-uitstoot die de aarde aankan. Het risico op dit moment is dat we in een zogenaamde ‘groene paradox’ (Sinn, 2008) aan zijn gekomen door de perceptie van olie en gas als stranded assets. Door het klimaatakkoord is duidelijk dat CO2-uitstoot drastisch dient te worden beperkt. Dit leidt tot een daling van de verwachte prijs. Dit kan ertoe leiden dat men, ongeacht de prijs op dit moment, besluit het volume van geproduceerde fossiele brandstoffen nu sterk te verhogen, omdat dit in de toekomst niet mogelijk is. Dus juist meer CO2-uitstoot op korte termijn.

Daarbij gaat het niet alleen om het verduurzamen van de energievoorziening, maar ook moeten we een weloverwogen keuze maken bij het gebruik van fossiele brandstoffen, de ‘groene paradox’ voorkomen en verstandig omgaan met de uitstoot van CO2: injectie in de aarde en bebossing in plaats van ontbossing horen daar ook bij.

Een overheidsgestuurde transitie

Tot nu toe waren alle ontwikkelingen in het gebruik van energie afhankelijk van technologie en de relatieve beschikbaarheid van verschillende energiebronnen. Technologische ontwikkelingen zorgen voor een verschuiving naar hoogwaardigere vormen van energie: van hout naar kolen, van kolen naar olie en gas. De opwekking van elektriciteit, in de laatste fase, biedt weer genoeg alternatieve mogelijkheden voor energiebronnen: kolen, gas, kernenergie of hernieuwbare energie. Daarbij spelen de relatieve beschikbaarheid en de prijzen natuurlijk een grote rol. Kernenergie, maar ook vormen van hernieuwbare energie, waren in eerste instantie het gevolg van beleidsmatige ingrepen als reactie op energie-onzekerheid, zoals de oliecrises in de jaren tachtig. De uiteindelijke keuze voor deze alternatieven zijn behalve beleidsmatig, ook ingegeven door relatieve beschikbaarheid. In landen met meer hoogteverschil neemt waterkracht daardoor bijvoorbeeld een belangrijk(-er)e plaats in. In Nederland geldt dit voor gas, en juist niet voor hernieuwbare energie. In China wordt meer dan de helft van de energie opgewekt met kolen, door de relatief lage prijs en grote beschikbaarheid ervan. Overheidsbeleid zal vooral daar een belangrijke bijdrage moeten leveren aan deze transitie. De Chinese overheid lijkt zich daar zeer van bewust. Al in 2006 waren de circulaire economie en de verduurzaming van de energiehuishouding al onderdeel van het vijfjarenplan. Door de sterk stijgende vraag naar energie is het verbruik van kolen tegelijkertijd ook nog toegenomen, zij het dat het tempo aanzienlijk vertraagt.

Daarnaast kan innovatie de druk op de vraag naar energie verlichten, bijvoorbeeld door het aanboren van nieuwe energiebronnen, zoals fracking dat heeft gedaan in de VS. De vraag is echter of dit de CO2-uitstoot verlaagt. Goedkope olie leidt tot meer verbruik en kan de ontwikkeling van nieuwe, schonere technologieën blokkeren. Desondanks verwacht de US EIA niet dat schalie de ontwikkeling van hernieuwbare energie tot een halt zal brengen.

Per saldo zal de benodigde energietransitie vooral door beleid moeten worden ingegeven, meer dan welke andere energietransitie in het verleden dan ook. Daarbij is sprake van verschillende transities: nagenoeg elk land kent een eigen historische en beleidsmatige energiemix die moet verduurzamen. Dat het een zeer lastige opgave is laat het Nederlandse voorbeeld zien; zoals gezegd kent ons land slechts een zeer beperkt aandeel hernieuwbare energie, maar wel een aanzienlijke hoeveelheid aardgas. De Nederlandse hoeveelheid aardgas vermindert echter en is steeds lastiger winbaar. Alternatief is de invoer van aardgas. Het sluiten van relatief nieuwe kolencentrales ligt lastiger, want wat is het rendabele en betaalbare milieuvriendelijke alternatief?

De benodigde energietransitie vormt dus een zeer lastige opgave met telkens een nationale en internationale dimensie. Zonder instrumenten zoals een goed functionerende CO2-belasting zal het zeer lastig zijn die transities te realiseren. Zonder bindende afspraken voor nationale overheden ontbreekt op nationaal niveau consistent beleid. Beide zijn de komende jaren hard nodig.

Onzekerheden

Klimaatverandering

  • Een verstoorde waterkringloop tast de kwaliteit en de beschikbaarheid van water aan, waardoor droge seizoenen droger worden en regenseizoenen natter. Ook verzilting speelt hierbij een rol. Tekort aan zoet water kan leiden tot migratie en sociale spanningen.
  • Periodes van grote droogte, overstromingen en mislukte oogsten kunnen voor voedselschaarste zorgen. Tegelijkertijd kunnen sommige regio’s profiteren. Een structureel warmer klimaat kan landbouwareaal vrijmaken op plekken waar het eerder niet mogelijk was iets te verbouwen.
  • Arctische grondstoffen
    Het smelten van de poolkappen maakt mogelijk nieuwe fossiele grondstoffen vrij.

Geopolitiek

  • Watergevecht
    Geostrategische competitie om water kan voor landen desastreuze gevolgen hebben. Wanneer een land van water wordt afgesloten, heeft dat schadelijke effecten in alle lagen van de samenleving, omdat water voor alles wordt gebruikt.
  • Geopolitieke spanningen
    Spanningen tussen landen zouden ervoor kunnen zorgen dat China of een ander land zijn voorraad aardmetalen strategisch gaat gebruiken.

Innovatie

  • Nieuwe voedseltechnologie
    De druk op de voedselvoorziening zou structureel omlaag kunnen door innovaties die de productie-efficiëntie blijvend en doorlopend verbeteren. Genetisch gemodificeerde gewassen kunnen op lange termijn uitkomst bieden, maar de ervaringen met de eerste generatie genetische gemodificeerde gewassen lopen uiteen. In Azië zijn proeven met rijstzaden die zijn opgewassen tegen overstromingen geslaagd, maar ervaringen met zaden die in andere omstandigheden te gebruiken zijn, zoals droogte of verzilting, zijn minder positief. Bovendien bestaat er op dit moment nog een grote weerstand tegen de introductie van natuurvreemde genen in de vrije natuur en is het de vraag of gemodificeerde gewassen binnen tien jaar breed worden geaccepteerd. Daarnaast zou de ontwikkeling van Urban Agro –het verbouwen van gewassen op daken van gebouwen– een vlucht kunnen nemen. Dit zou ook een verlichtend effect op voedselschaarste kunnen hebben.
  • Verbeterd gebruik van bestaande productiemethoden
    De eerste winst kan worden geboekt door betere logistiek (opslag en vervoer). In ontwikkelings- en opkomende landen kan de productie-efficiëntie worden verbeterd door intensivering van de landbouw. Dit is echter alleen een reële strategie als er voldoende bronnen (zaden, water, fosfor et cetera) beschikbaar zijn, de groeicondities voldoende controleerbaar zijn en de distributiesystemen hierop kunnen worden ingericht.
  • Nucleaire energie
    Kernenergie brengt een groot risico met zich mee, maar kan tegelijkertijd gigantische hoeveelheden energie leveren. Wanneer er betere en goedkopere manieren worden gevonden om met het radioactieve afval om te gaan, zou kernenergie een opleving kunnen doormaken. Er is een enorme potentie voor innovatie, zoals de ontwikkeling van Thoriumreactoren.   
  • Draadloze energie
    Verbeterde technieken voor het opslaan en overdragen van (hernieuwbare) energie kunnen voor een revolutie zorgen. Wanneer energie draadloos kan worden verstuurd maakt dat zonne-energie vanuit de ruimte mogelijk.
  • Doorbraaktechnologieën
    Door nieuwe technologieën kan hernieuwbare energie goedkoper en efficiënter worden. Ook doorbraken op het gebied van de kosten-efficiënte opslag van energie zijn hierbij belangrijk. De potentie is groot, maar de snelheid van de ontwikkelingen is zeer lastig te voorspellen.
  • Technologie leidt tot nieuwe vraag
    Innovaties en productieverbeteringen kunnen de vraag aan de andere kant juist vergroten in plaats van verkleinen. Technologische ontwikkelingen veroorzaken de schaarste aan aardmetalen deels in plaats van deze te verminderen.
  • Circulaire economie
    Door grondstofstromen anders te ontwerpen (re-use, reduce, recycle) kunnen natuurlijke hulpbronnen beter worden benut, hoeft er minder van te worden gebruikt en kan afval worden gereduceerd (Stegeman, 2015). Een mondiale overgang naar een circulaire economie kan substantieel bijdragen aan het beperken van het belasten van de aarde.

Economie

  • Olieprijsvolatiliteit
    De prijsramingen van de Wereldbank en de OECD zijn sterk afhankelijk van het prijsniveau bij afgifte van de raming. De vraag is of dat realistisch is. In de afgelopen tien jaar zijn de prijzen voor energie behoorlijk op en neer gegaan. Energieprijzen zijn en blijven moeilijk te voorspellen, maar de uiteindelijke prijsontwikkeling heeft wel grote effecten op het energieverbruik, de rentabiliteit en investeringen in alternatieven en uiteindelijk dus ook op de CO2-uitstoot.
  • Schalie
    De exacte impact van de schalierevolutie is nu nog niet in te schatten. Ook de effecten voor de ondergrond zijn nog niet helemaal duidelijk.
  • Protectionisme
    China heeft al een keer laten zien dat het bereid is grondstoffen voor zichzelf veilig te stellen, door uitvoerquota’s in te stellen voor zeldzame metalen. Dit kan grote effecten hebben voor de prijzen van grondstoffen maar ook negatieve effecten hebben voor de wereldeconomie.
  • Nieuwe ontdekte voorraden (zeldzame metalen)
    Onderzoek kan nieuwe voorraden blootleggen of zorgen voor de ontdekking van nieuwe toepassingen voor bijproducten van delving. Daardoor kan niet alleen het aanbod worden vergroot, maar ook de afhankelijkheid van landen die een monopolie bezitten. Hierdoor kunnen ook geopolitieke spanningen tot rust komen.
  • Economische ontwikkelingen
    Wereldwijde economische groei kan de vraag naar energie opnieuw laten pieken. De snelle ontwikkeling van grote opkomende economieën kan zorgen voor een sneller groeiende vraag, energieschaarste en stijgende prijzen die doorwerken in alle sectoren van de economie. 

Naar de overzichtspagina van de Megatrends

Voetnoten

[1] PPM= parts per million, ofwel aantal CO2-deeltjes per miljoen. Een concentratie van 1 ppm geeft aan dat er één deel van een product is op een totaal van een miljoen delen, meestal uitgedrukt in massa. Eén ppm is duizend keer kleiner dan één promille.

[2] Waarbij de daadwerkelijke uitstoot bij verbranding afhankelijk is van de efficiëntie van het verbranden.

Literatuur

Barker, T., P. Ekins, N. Ohnstone (eds.), (1995). Global Warming and Energy demand. Routledge: London.

Espas (2015). Global Trends to 2030: Can the EU meet the challenges ahead? ESPAS: Brussel

IEA (2013). World Energy Outlook. IEA: Parijs.

IEA (2015). World Energy Outlook Special Report 2015: Energy and Climate Change. IEA: Parijs.

IPCC (2014a). Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. IPCC: Geneva, Switzerland.

IPCC, (2014b): Summary for policymakers. In: Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Part A: Global and Sectoral Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

Ploeg, F. van der, C. Wilthagen (2012). Too much Coal, too Little Oil. Journal of Public Economics 96, 62-77.

OECD (2012). OECD Environmental Outlook to 2050: The Consequences of Inaction. OECD: Parijs.

OECD/FAO (2015). Agricultural Outlook 2015-2024. OECD Publishing: Parijs.

Sinn, H.W., 2008a. Public policies against global warming. International Tax and Public Finance 15 (4), 360–394.

Stegeman, H. (2015). De potentie van de circulaire economie. Rabobank Special, 3 juli 2015. Rabobank: Utrecht.

Stephenson J. (2010). Livestock and Climate Policy : Less Meat or Less Carbon. Round Table on Sustainable Development. OECD: Parijs.

VN (2015). Adoption of the Paris Agreement. Framework Convention on Climate Change. UN: Paris.

White House (2015). President Obama’s climate action plan. 2nd anniversary Report. The White House: Washington.

Delen:
Auteur(s)
Hans Stegeman
RaboResearch Nederland Rabobank KEO
030 21 62666
Overige auteurs
Rabobank KEO
030 21 62666

naar boven