De uitstoot van schadelijke stoffen door schepen naar de lucht is wereldwijd aan strikte normen onderworpen. Ward Van Roy analyseerde in een doctoraatsonderzoek het potentieel en de meerwaarde van luchttoezicht voor de monitoring van schadelijke scheepsemissies. Hij maakte hiervoor gebruik van gegevens die werden verzameld met het Belgische luchttoezichtvliegtuig1. Zijn bevindingen onderstrepen de operationele voordelen van monitoring vanuit de lucht en bieden waardevolle inzichten in de effectiviteit van de internationale regelgeving bij het verbeteren van de luchtkwaliteit boven de Noordzee. Bovendien bracht het onderzoek hiaten in de regelgeving aan het licht en worden aanbevelingen geformuleerd om deze op te lossen. Ward Van Roy is verbonden aan het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN) en promoveerde op 28 september 2023 tot de allereerste doktor in de maritieme wetenschappen die deze graad behaalde aan de Faculteit Recht en Criminologie van de Universiteit Gent. Een extra reden voor zowel Ward, Ugent als KBIN om trots te zijn.
De scheepvaart speelt een cruciale rol in het verbinden van economieën en culturen over de hele wereld maar is tegelijk ook één van de grootste bronnen van luchtvervuiling. Bij de verbranding van traditionele scheepsbrandstoffen ontstaan immers zwavelverbindingen, stikstofverbindingen en ‘zwarte koolstof’, met nadelige gevolgen voor de volksgezondheid en het leefmilieu.
Om hieraan tegemoet te komen werden internationaal inspanningen geleverd om regels2 op te stellen die zijn gericht op het verminderen van de uitstoot van schepen naar de lucht. Zonder een effectieve handhaving riskeert regelgeving echter dode letter te blijven. Dit bewoog Ward Van Roy3 ertoe om in een doctoraat te beschrijven in hoeverre luchttoezicht kan bijdragen tot de ontwikkeling van een strategie voor de monitoring en handhaving van de emissieregels voor de scheepvaart.
Wards proefschrift is getiteld ‘Application of remote measurements for compliance monitoring and enforcement of SO2 and NOx emissions under Marpol Annex VI’, en werd op 28 september 2023 in Gent publiek verdedigd als laatste stap voor het behalen van de titel van doktor in de maritieme wetenschappen. Het onderzoek resulteerde in maar liefst vijf reeds gepubliceerde en drie voor publicatie ingediende artikels in wetenschappelijke vakbladen.
Methode en trends
Het eerste deel van de doctoraatsthesis presenteert de wetenschappelijk onderbouwde methode voor de monitoring van scheepsemissies vanuit de lucht. De zogenaamde ‘sniffer sensor’ die werd geïntegreerd in het Belgische luchttoezichtvliegtuig speelt hierin een centrale rol. Dankzij de implementatie van verschillende innovaties kon Ward de methode voor de monitoring van zwaveloxiden (SOx) in de uitstoot van schepen ook aanzienlijk verbeteren. Een uitgebreide handleiding, eveneens onderdeel van de thesis, waarborgt de uniformiteit en de kwaliteit van de metingen en kan als leidraad dienen voor het opzetten van overeenkomstige programma’s in andere landen.
Analyse van de bekomen gegevens toont vervolgens niet enkel aan dat de internationale regelgeving voor de emissie van zwaveldioxide (SO2) en stikstofoxiden (NOx) doeltreffend kan worden gemonitord vanuit de lucht, maar ook dat de regels voor de uitstoot van SO2 relatief goed worden nageleefd, zowel in België als in het grotere emissiecontrolegebied dat de hele Noordzee en Baltische Zee omvat.
Ward Van Roy: “We kunnen besluiten dat het luchttoezicht daadwerkelijk heeft bijgedragen tot de aanzienlijke vermindering van de SO2-uitstoot. Voor NOx-emissies blijkt anderzijds dat de beoogde afname van de uitstoot nog niet werd bereikt, niet in België en niet daarbuiten”.
Voor de analyses werden zowel gegevens van het Belgische luchttoezicht gebruikt, als gegevens van meetcampagnes uit andere landen, van meetstations voor luchtkwaliteit aan land, en van satellietbeelden.
Onverwachte resultaten
De studie van Ward legde echter ook enkele onverwachte trends bloot.
Zo werd voor het eerst aangetoond dat schepen die zijn uitgerust met nabehandelingssystemen voor hun uitstoot naar de lucht, de zogenaamde scrubbers, een aanzienlijk groter deel van de emissieovertredingen voor hun rekening nemen. Aangezien scrubbers net worden geïnstalleerd om de uitstoot van schadelijke componenten naar de lucht te verminderen, druist deze bevinding in tegen de verwachtingen. Bovendien neemt het gebruik van scrubbers toe, tot reeds reeds 30% van de waargenomen schepen in 2022. Als deze ontwikkeling zich verderzet, in combinatie met de huidige toename van de scheepvaart, zal de SO2-uitstoot van de scheepvaart weer toenemen en zal de sector verantwoordelijk worden voor een groter aandeel van de totale SO2-uitstoot.
Ook met betrekking tot NOx deed Ward een opmerkelijke waarneming: “Uit mijn onderzoek blijkt dat de gemiddelde NOx-emissies van recenter gebouwde schepen aanzienlijk hoger zijn dan die van oudere schepen, wat uiteraard niet de bedoeling kan zijn” geeft hij aan. “Bovendien stelde ik vast dat de regelgeving, die een beperking van de NOx-emissies tot doel heeft, slechts zeer langzaam ingang vindt als gevolg van de manier waarop deze internationale regelgeving is opgesteld”. Als hier geen verandering in komt wordt verwacht dat de scheepvaartsector bij ons (in Vlaanderen) tegen 2025 de grootste bron van NOx zal zijn, en tegen 2030 zelfs zal zorgen voor 40% van alle NOx-uitstoot.
Toegevoegde waarde en aanbevelingen voor het beleid
In zijn thesis reflecteert Ward ook uitgebreid over de juridische aspecten van het luchttoezicht en over de toegevoegde waarde voor diverse belanghebbenden.
Allereerst kon een belangrijke meerwaarde worden aangetoond voor de haveninspectiediensten. Door de identificatie van potentiële overtreders op zee kunnen haveninspectiediensten de betreffende schepen gerichter opvolgen wanneer ze een haven aandoen, wat wanneer nodig tot sanctionering kan leiden. Luchtmonitoring blijkt de opvolging en sanctionering van emissieovertredingen door schepen dus positief te beïnvloeden. Uit een kosten-batenanalyse blijkt dat toezicht vanuit de lucht hierdoor ook financieel loont.
De Belgische bevindingen komen ook de internationale samenwerking ten goede, en worden meegenomen bij de inspanningen om tot een doeltreffende en geharmoniseerde internationale monitoring te komen.
Verder worden op basis van de opgedane ervaring ook een aantal aanbevelingen voor beleidsmakers geformuleerd, die op het terrein een effectieve bijdrage kunnen leveren tot de vermindering van lucht-verontreiniging afkomstig van de scheepvaart. Het gaat hierbij onder meer om het verhogen van de rechtstreekse juridische waarde van luchtmetingen (die momenteel steeds moeten worden bevestigd door een havencontrole), het bekomen van een internationaal aanvaard protocol om NOx-overtredingen op zee te monitoren en een daaraan verbonden handhavingsmechanisme, en het wegwerken van bepaalde lacunes in de regelgeving. Deze aanbevelingen worden op internationaal niveau besproken in het kader van de Bonn Overeenkomst (samenwerking van de Noordzeestaten bij het opsporen, rapporteren en bestrijden van verontreiniging op de Noordzee) en de Internationale Maritieme Organisatie (IMO), terwijl in België in samenwerking met het Directoraat-Generaal Scheepvaart (FOD Mobiliteit en Vervoer) naar oplossingen wordt gezocht die via federale beleidsmakers hun weg zullen vinden naar de internationale regelgeving.
Bijkomende achtergrond
1 De Beheerseenheid van het Mathematisch Model van de Noordzee (BMM), Wetenschappelijke Dienst van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN), is verantwoordelijk voor de uitvoering van het Belgisch programma voor luchttoezicht boven de Noordzee. Het KBIN bezit hiervoor een vliegtuig van het type Britten Norman Islander dat uitgerust is met wetenschappelijke sensoren voor het opsporen van mariene pollutie, en werkt samen met Defensie dat de piloten aanlevert. Sinds 1990 levert dit programma belangrijke resultaten op. De focus ligt hierbij op drie groepen van kerntaken: 1) toezicht op illegale en accidentele zeeverontreiniging, 2) monitoring van het mariene milieu en 3) breder maritiem toezicht in het kader van de Kustwacht (het vliegtuig draagt dan ook het opschrift ‘Coast Guard’ en is ook breed gekend onder de naam ‘Kustwachtvliegtuig’).
2 Wereldwijd geldende emissienormen voor zwavel en stikstof zijn beschreven in Annex VI van het internationale MARPOL-verdrag (Internationale Conventie voor de preventie van vervuiling door schepen). Verder schrijft ook de Europese Zwavelrichtlijn beperkingen op de zwaveluitstoot van schepen voor en is de uitstoot van zwavel- en stikstofverbindingen in het zeer druk bevaren ‘Noordzee en Baltische Zee Emissiecontrolegebied’ (waar ook de Belgische wateren integraal deel van uitmaken) nog strikter gereglementeerd dan daarbuiten. Voor zwarte koolstof (een maat voor de roetconcentratie in de lucht) afkomstig van de scheepvaart gelden nog geen internationale beperkingen, deze emissies worden momenteel in kaart gebracht om de ontwikkeling van een beperkend kader te voeden.
3 Ward Van Roy studeerde in 2008 af als bio-ingenieur aan de Universiteit Gent, en vervoegde later in 2008 het luchttoezichteam van het KBIN (BMM) als operator. Hij is eveneens verantwoordelijk voor het beheer van de wetenschappelijke instrumenten en geldt als het brein achter de integratie van de zogenaamde ‘sniffer sensor’-opstelling in het Belgische luchttoezichtvliegtuig. Zo is hij mee verantwoordelijk voor de internationale naam en faam van het team op het vlak van de monitoring van scheepsemissies naar de lucht. Ward heeft de eer als allereerste de titel van ‘doktor in de maritieme wetenschappen’ te hebben behaald aan de Universiteit Gent (Faculteit Recht en Criminologie).