binnenland
ILLUSTRATIE: LOEK WEIJTS
Milieu-innovatie en kosten
van emissiereductie
In de afgelopen twee decennia is in de industrie grote
voortgang geboekt met het terugdringen van emissies.
Tegen de verwachtingen in zijn de kosten per eenheid
vuilbestrijding niet sterk gestegen, maar juist gedaald
dankzij milieutechnische vooruitgang.
m vervuiling naar lucht en water te verminderen legt de Nederlandse overheid
vanaf de jaren zeventig van de vorige eeuw
milieueisen aan bedrijven op. Vooral in de
beginjaren bestond daar sterke weerstand tegen, uit
angst dat door strengere milieueisen de kosten van
bedrijven sterk zullen oplopen. Nog steeds prenten de
leerboeken milieueconomie en milieumanagement het
de studenten in dat bij toenemende emissiereductie
de kosten per eenheid reductie progressief toenemen
(Perman et al., 1999). Veelal gaat men ervan uit dat
eerst de goedkope opties worden ingevoerd, waarna
de duurdere technieken moeten worden gebruikt.
Ook de modellen die de overheid gebruikt om de
gevolgen van een scherper milieubeleid te beoordelen
bestaan uit discrete gemiddelde kostenfuncties die
te benaderen zijn met een exponentieel toenemende
functie. De data in deze kostenmodellen zijn meestal
O
YORAM KROZER EN
ANDRIES NENTJES
Directeur van het Cartesius
Instituut, Kenniscentrum
Duurzame Innovaties van
de Nederlandse Technische
Universiteiten, emeritus
hoogleraar economie Rijksuniversiteit Groningen.
452
ESB
27 juli 2007
technisch van aard en afkomstig van leveranciers
van milieutechnologie en van deskundigen in de
vervuilende bedrijven die de technologie gebruiken.
Voorbeeldstudies van milieutechnologie suggereren
weliswaar dat milieu-innovaties de kostentoename
kunnen beperken (Jantzen et al., 1995), waarbij sommigen de schaalvoordelen bij verkoop van milieutechnologie (Nakicenovic, 2002) en anderen relevantie
van onderzoek en ontwikkeling (Faber en Van Welie,
2004) benadrukken, maar de opvatting dat bij toenemende emissiereductie de kosten meer dan evenredig
zullen stijgen blijft overeind.
De werkelijkheid vertoont echter een ander beeld.
In de afgelopen decennia is er door bedrijven zwaar
geïnvesteerd in intensivering van de vervuilingsbestrijding. In de belangrijkste vervuilende sectoren is
in de periode 1985 tot en met 2002 de reductie van
emissies naar lucht en water verdubbeld van rond
40 procent naar circa 80 procent van de onbestreden emissies. Dat ging hand in hand met een stevige
daling van de kosten per eenheid reductie in plaats
van de voorspelde stijging. Mogelijk was de kostenverlagende milieutechnische vooruitgang sterker dan
de kostenopdrijvende werking van de toenemende
emissiereductie.
Emissiereductie
In dit artikel worden de kosten, berekend met de
kostenfuncties van een van de meest gebruikte milieukostenmodellen in het Nederlandse en Europese
beleid (Jantzen, 1992), vergeleken met de kostenontwikkeling geconstrueerd met behulp van statistische data van het Centraal Bureau voor de Statistiek
(Krozer, 2002 en 2006). Voor de berekening zijn in
de allereerste plaats gegevens nodig over de gerealiseerde emissiereductiepercentages. Vervolgens kan
met behulp van het eerder genoemde kostenmodel
worden berekend wat de kosten per eenheid reductie
zouden zijn geweest als de milieutechnologie niet
was verbeterd. Hoe de kosten zich in werkelijkheid
hebben ontwikkeld is dan de volgende stap, waarna
de hypothetische kostenontwikkeling, dus zonder
milieutechnische vooruitgang, wordt vergeleken met
de feitelijke kosten die het resultaat zijn van een
ontwikkeling met milieutechnische vooruitgang.
De emissiereductie die heeft plaatsgevonden tussen
1985 en 2002 is dus het verschil tussen de emissies
die zouden zijn opgetreden als er geen emissiebestrijding was geweest en de feitelijke emissies, die lager
zijn omdat er een bestrijdingsinspanning is geleverd.
De emissiereductie zelf kan statistisch niet direct
worden waargenomen omdat de onbestreden emissies niet worden waargenomen. Maar we kunnen de
onbestreden emissies wel benaderen door ervan uit
te gaan dat de onbestreden emissies recht evenredig
toenemen met het materiaalverbruik. De index voor de
onbestreden emissie is gebaseerd op materiaalgebruik
in fysieke termen, vermeld in het Statistisch Zakboek.
Voor de elektriciteitssector dient de elektriciteitsproductie als index voor de onbestreden emissie. Volgens
deze indexen stijgen over de periode 1985 tot en met
2002 de onbestreden emissies in de industrieën met
percentages tussen 6,9 en 8,5 procent per jaar.
De restemissies, dat zijn de emissies die overblijven
na bestrijding en dus feitelijk worden uitgestoten,
worden vastgelegd in de Nationale Emissieregistratie,
te vinden op CBS Statline. De data betreffende onbestreden emissie en restemissie zijn verzameld voor
de verzurende emissie naar lucht in de raffinaderijen,
chemische industrie, basismetaal en de elektriciteitsproductie, alsmede voor emissie van zuurstofbindende
stoffen naar water in de voedingsmiddelenindustrie en
in de chemische industrie met raffinaderijen tezamen,
omdat aparte data voor die twee sectoren pas recent
beschikbaar zijn. De verzurende emissie is berekend
in zuurequivalenten (Z-eq of H+), aan de hand van de
waargenomen restemissies NOx en SO2, waarbij één
eenheid NOx gelijk is aan 1 Z-eq en een eenheid SO2
aan 0,7 Z-eq. De gekozen vier sectoren dekken circa
90 procent van de totale industriële SO2-emissies en
circa 85 procent van de industriële NOx-emissie in
2002. De zuurstofbindende stoffen omvatten vele in
afvalwater voorkomende stoffen die bij hun afbraak
zuurstof aan het water onttrekken. Ze worden gemeten in vervuilingsequivalenten (v.e.). De emissies van
de gekozen sectoren omvat bijna 82 procent van de
totale industriele vervuilingsequivalenten in 2002.
Bij de constructie van de indexen zijn voor het jaar 1980 de index van de onbestreden en van de restemissie op 100 gesteld. Dit basisjaar is gekozen omdat
pas na 1980 strenger wordende milieueisen daadwerkelijk tot bestrijding van
emissies leiden. Dat komt redelijk overeen met het milieubeleid voor de verzurende emissie naar lucht, maar past minder goed voor lozingen van zuurstofbindende stoffen naar water waarvoor vanaf 1974 emissie-eisen zijn gesteld.
De emissiereductie is dus berekend als de geraamde onbestreden emissie minus
de statistisch waargenomen restemissie. Het emissiereductiepercentage is de
emissiereductie gedeeld door de onbestreden emissie in dat jaar. De ontwikkeling is spectaculair: zowel voor bestrijding van verzurende emissie naar lucht als
van zuurstofbindende stoffen naar water is de emissiereductie gestegen van 30
tot 50 procent in 1985 naar 60 tot 80 procent in 2002; zoals tabel 1 laat zien.
Kostenontwikkeling
De informatie over de kosten van emissiereductie komt eveneens uit de CBS-statistieken. In geval van ontbrekende data zijn de kosten berekend door middel van
interpolatie. Alle kostendata zijn omgerekend in de constante prijzen van 1980
op basis van de afzet van industrie. Er is aangenomen dat alle statistisch waargenomen milieukosten naar lucht gericht zijn op de bestrijding van verzuring en
de milieukosten naar water gericht zijn op de zuurstofbindende stoffen. Dit komt
redelijk goed overeen met de situatie in de vorige eeuw omdat de milieukosten
van bestrijding van alle andere emissies veel lager zijn geweest. Om de kosten
per eenheid emissiereductie te berekenen zijn de totale milieukosten in constante prijzen in de sector gedeeld door de emissiereductie in de desbetreffende
sector. In de analyse zijn de jaren 1985 tot en met 2002 beschouwd omdat de
emissiedata uit de jaren daarvóór onvoldoende betrouwbaar zijn, terwijl recentere
data vooralsnog ontbreken.
De statistisch waargenomen emissiereductiepercentages en kosten per eenheid
emissiereductie in euro’s per kilogram emissiereductie bij bestrijding van verzuring naar lucht en zuurstofbindende stoffen naar water zijn in tabel 1 samengevat. In alle sectoren is trendmatig een forse toename van het emissiereductiepercentage in het jaar 2002 ten opzichte van 1985 bereikt en zijn de kosten per
eenheid emissiereductie in alle sectoren in 2002 ten opzichte van 1985 afgenomen. Van jaar tot jaar zijn er soms aanzienlijke verschillen, maar trendmatig
tekent ook hier zich een duidelijke en sterke daling af die in de ene sector groter
is dan in de andere.
Milieutechnische vooruitgang
Over de gehele periode 1985 tot en met 2002 is het emissiereductiepercentage fors gestegen en zijn de kosten per eenheid emissiereductie gezakt. Een
mogelijke verklaring hiervoor is een kostenverlagende milieutechnische vooruitgang. Maar hoe sterk was die? Om dat te bepalen moeten wij inzicht hebben in de relatie tussen emissiereductiepercentage en de kosten per eenheid
emissiereductie bij afwezigheid van milieutechnische vooruitgang. Deze informatie is beschikbaar in databestanden over de bestaande milieutechnologieën
en de geraamde kosten daarvan die begin jaren negentig bijeen zijn gebracht
(Jantzen, 1992). Uit de modelgegevens zijn de hypothetische kostenfuncties
afgeleid, met de kanttekening dat bij zuurstofbindende stoffen dezelfde kosten
per eenheid emissiereductie zowel voor de voedingsmiddelenindustrie als voor
de raffinaderijen met chemie zijn gebruikt, omdat precieze sectorale uitsplitsing lastig is. In dit onderzoek hebben de kostendata de vorm van gemiddelde
kosten per eenheid emissiereductie als functie van het emissiereductiepercentage, waarbij per percentage reductie de gemiddelde kosten met een vast
percentage toenemen. De berekende percentages staan vermeld in kolom 2
van tabel 2. Daartegenover staat in kolom 3 de feitelijke procentuele ontwikkeling van de gemiddelde kosten als functie van het gerealiseerde emissiereductiepercentage. De som van de percentages uit kolom 2 en 3 staat in kolom
4. Dit percentage is dus het verschil tussen de ‘voorspelde’ kostenstijging bij
toenemende emissiereductiepercentage en de feitelijke ontwikkeling van de
kosten. Dit kan worden gezien als een maatstaf voor de omvang van de milieutechnische vooruitgang.
ESB
27 juli 2007
453
tabel 1
Emissiereductie percentage en eenheidskosten in euro’s per H + bij verzurende emissie en euro’s per v.e. bij emissie van zuurstofbindende
stoffen op basis van CBS-data
Verzurende emissie naar lucht
Raffinaderijen
%
Chemie
Zuurstofbindende stoffen naar water
Basismetaal
%
%
Elektriciteitssector
%
Voedingsmiddelenindustrie
%
Chemie en
raffinaderijen
%
1985
11
2,9
39
0,9
36
7,1
48
0,20
40
44
43
244
1986
32
1,1
37
1,0
22
11,2
57
0,18
33
51
46
179
1987
27
1,7
45
0,8
26
8,9
57
0,27
33
49
49
166
1988
26
1,8
46
0,7
33
6,4
58
0,34
39
38
55
135
1989
28
1,7
53
0,7
32
6,4
62
0,38
44
32
61
120
1990
28
1,8
62
0,6
26
8,5
66
0,40
42
37
60
131
1991
38
1,4
65
0,7
22
10,4
72
0,35
65
24
69
158
1992
42
1,2
63
0,9
32
6,1
73
0,32
65
25
69
164
1993
41
1,2
68
0,9
40
4,0
77
0,32
66
26
70
158
1994
48
1,1
81
0,8
59
2,3
74
0,46
67
28
72
159
1995
50
1,0
81
0,7
61
1,7
79
0,43
72
25
82
126
1996
50
0,8
80
0,7
42
2,2
80
0,42
70
30
82
118
1997
52
0,4
77
0,3
46
1,7
86
0,17
73
21
82
59
1998
68
0,6
79
0,3
52
1,4
84
0,16
65
24
82
56
1999
68
0,7
85
0,3
59
1,2
86
0,31
72
22
81
58
2000
78
0,6
78
0,6
55
1,3
83
0,29
73
21
81
56
2001
78
0,6
82
0,6
61
1,0
80
0,15
71
48
81
54
2002
80
0,6
84
0,6
61
0,8
82
0,03
72
24
81
54
Een voorbeeld. Voor verzurende emissie van raffinaderijen nemen, bij afwezigheid van milieutechnische vooruitgang, de gemiddelde kosten per eenheid
emissiereductie toe met ruim 1,6 procent voor elk opeenvolgend procent emissiereductie (kolom 2). Daardoor zouden in 2002 bij een emissiereductiepercentage
van 80 procent de gemiddelde kosten zijn opgelopen tot 8,70 euro per H+,
uitgaande van een berekende 2,90 euro per H + in 1985 aan de hand van de statistieken. Veronderstelt men de kostenverlagende milieutechnische vooruitgang
die zich voordeed dan kon het emissiereductiepercentage in alle sectoren worden
verhoogd tegen dalende gemiddelde kosten; tabel 1 laat dat zien. Voor raffinaderijen was de daling van de gemiddelde kosten per eenheid emissiereductie
1,4 procent voor elk opeenvolgend percentage emissiereductie (zie kolom 3 van
tabel 2). Door die ontwikkeling lagen in 2002 voor raffinaderijen bij een feitelijk
emissiereductiepercentage van 80 procent de feitelijke kosten op 0,60 euro per
H +. De kostenverlagende milieutechnologische vooruitgang wordt berekend door
de feitelijk gerealiseerde kostenontwikkeling af te zetten tegen de kostentoename
die zich zou hebben voorgedaan zonder de vooruitgang. Voor raffinaderijen gaat
het dan om de 1,6 procent stijging per reductiepercentage die werd voorkomen
plus de 1,4 procent daling die feitelijk werd gerealiseerd; samen 3,0 procent
gemiddelde kostenverlagende milieutechnische vooruitgang per percentage
gerealiseerde emissiereductie. Kolom 4 laat de cijfers voor alle sectoren zien.
In ons getallenvoorbeeld voor raffinaderijen bestaat bij een emissiereductie van
80 procent het kostenvoordeel per bestreden H +-emissie uit het verschil tussen
de (virtuele) 8,70 euro en de feitelijk gerealiseerde 0,60 euro, dat is 8,10 euro.
Dit impliceert een daling van de gemiddelde kosten met 93 procent dankzij de
milieutechnische vooruitgang.
De bovengenoemde kostenbesparing werd gerealiseerd in een periode van zeventien jaar. Op jaarbasis, berekend op grond van behaalde extra emissiereductie
in de desbetreffende periode, komt dat voor raffinaderijen neer op een kostenverlagende technische vooruitgang van gemiddeld circa 9,9 procent per jaar (zie
kolom 5). Bij dat tempo wordt een halvering van de kosten bereikt in circa zeven
jaar tijd (te zien in kolom 6). Tabel 2 laat de resultaten zien voor alle onderzochte sectoren. Met betrekking tot de bestrijding van verzurende emissies naar
lucht kent de basismetaal de sterkste kostenverlagende milieutechnische voor-
454
ESB
27 juli 2007
uitgang en de elektriciteitsproductie toont de minst
krachtige milieu-innovatie. De milieutechnische vooruitgang bij bestrijding van vervuiling in afvalwater is
lager dan die bij bestrijding van verzuring, waarbij
de chemie en raffinaderijen flink grotere vooruitgang
hebben geboekt dan de voedingsmiddelenindustrie.
Conclusies
Dat bij verdergaande emissiereductie de eenheidskosten fors toenemen, omdat eerst de goedkope
opties worden ingevoerd, waarna de duurdere
technieken moeten worden gebruikt, is een voor de
hand liggende gedachte. Maar ze wordt door feiten
weerlegd. In de potentieel meest vervuilende industriële sectoren steeg van 1985 tot en met 2002 het
emissiereductiepercentage per sector met factor 2
tot 4; dat ging gepaard met een daling van de kosten
per eenheid emissiereductie met 4 tot 12 procent
per jaar ten opzichte van de voorspelde stijging. De
uitwerking van de investeringen in milieutechnologie,
de relatie tussen investeringen in milieutechnologie, emissiereductie en kosten is complexer dan de
‘common wisdom’ het wil hebben. Het mag dan zo
zijn dat strenger milieubeleid bedrijven tot milieuinvesteringen dwingt die de totale kapitaallasten
doen toenemen, maar dat betekent niet dat daarmee ook de kapitaal- en overige kosten per eenheid
emissiereductie omhoog gaan. Door te investeren in
verbeterde, of geheel nieuwe, meer efficiënte zuiveringsapparatuur die op de markt is verschenen, dan
wel, nog een stap verder, door het gehele productieproces te vernieuwen lukt het om de kosten per
eenheid emissiereductie omlaag te brengen. De
tabel 2
Kostenverlagende milieutechnische vooruitgang in procenten per eenheid emissiereductie
Voorspelde percentuele kostentoename
per extra procent
emissiereductie
Feitelijke percentuele kostentoename
per extra procent
emissiereductie
Kostenverlagende
milieutechnische
vooruitgang per extra
procent emissiereductie (%)
Kostenverlagende
milieutechnische
vooruitgang per extra
procent emissiereductie per jaar (%)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
7
(1)
Halfwaardetijd
Verzurende emissie
Raffinaderijen
1,6
1,4
2,6
9,9
Chemie
2,7
0,5
3,1
8,0
8
Basismetaal
2,8
3,5
6,2
12,0
5
Elektriciteitsproductie
2,2
1,9
4,1
6,8
10
Zuurstofbindende emissie
Voedingsmiddelen- industrie
1,0(*)
1,0
1,0
4,4
15
Chemie en raffinaderijen
1,0
1,5
2,6
5,3
12
(*) gelijk bij voedingsmiddelenindustrie en chemie
milieuwetgeving creëert daar ook ruimte voor. Aan
nieuwe strengere milieueisen behoeft niet stante
pede op het tijdstip van ingang te worden voldaan;
Ze worden doorgaans pas op het moment van ingrijpende vernieuwing van de productiecapaciteit en
uiteraard bij nieuwbouw uitgevoerd. Deze spelregel
biedt bedrijven de gelegenheid de milieutechnologie
geïntegreerd in een nieuw productieproces door te
voeren en zo bijvoorbeeld water- en energiebesparing en andere kostenbesparingen te verwezenlijken.
Nog meer kostenbesparingen zijn te behalen als het
moment van vernieuwing samenvalt met vergroting
van de productieschaal, bijvoorbeeld door samenvoeging van productie-eenheden. Er zijn dan vaak
ook schaalvoordelen in vervuilingsbestrijding te
behalen. Door learning by doing slagen de gebruikers
van milieutechnologie er in de loop van de tijd in
de efficiëntie van de toegevoegde of procesgeïntegreerde zuiveringstechnologie te verhogen. Door de
internationale verspreiding van milieubeleid en het
gelijktrekken van milieueisen in de EU kunnen de
leveranciers van milieutechnologie hun producten
seriematig maken en verkopen, waarmee ze schaaleffecten bereiken en voor de kopers de prijs omlaag
gaat.
Het niveau van milieu-innovatie varieert per sector.
De ene sector is kennelijk beter in staat om de
stijgende kapitaallasten te compenseren door kostenbesparende maatregelen en verbeteringen in de
bedrijfsvoering dan de andere.
Het onderzoek naar milieu-innovaties staat nu nog in
de kinderschoenen. Weliswaar is er geen gebrek aan
theoretische literatuur, maar empirisch onderzoek
is dun gezaaid en er liggen nog veel open vragen.
Nader onderzoek zou ook moeten uitwijzen in
hoeverre de waargenomen daling van de kosten over
zo’n lange periode gebeurt door verspreiding van
de verbeterde versies van de al langer beschikbare
milieutechnologie bij vele bronnen (adaptatie) dan
wel door meer inzet van effectievere en kostenbe-
sparende nieuwe milieutechnologie (innovatie) bij een beperkt aantal bronnen.
Ook kan dan worden onderzocht of onze hypothese juist is dat bedrijven lang
niet altijd voor de goedkoopste optie van milieutechnologie kiezen maar voor de
qua kapitaalinvestering duurdere opties waarmee ze gedurende een lange tijd
van hun kopzorgen over het milieubeleid zijn verlost en waaraan ze naderhand
nog voldoende aanpassingen kunnen realiseren om op de kosten te besparen.
Onduidelijk is nog steeds welke rol schaalvoordelen spelen bij milieutechnologische vernieuwing. Het onderzoek geeft aan dat strengere milieueisen op korte
termijn weliswaar haaks kunnen staan op de bedrijfseconomische doelen maar
dat bedrijven goed in staat zijn om hun bedrijfsvoering aan de veranderingen in
de kostenfactoren aan te passen, mits ze de ruimte krijgen om goede oplossingen
toe te passen.
LITERATUUR
Arrow, K.J. (1962) The economic implications of learning by
doing. Review of Economic Studies 29(3), 153-177.
Jantzen, J. (1992) Model on sustainable environmental strategies
(Moses). Den Haag: Institute for Applied Environmental
Economics.
Faber, A. en D. van Welie (2004) Research and development voor
ecologische transities. Rijswijk: RMNO.
Jantzen, J. (red.), H. Heijnes, P. van Duijse (m.m.v. J-M. Visser,
M. Buist en B. van Diepen) (1995) Technische vooruitgang en milieukosten. Nootdorp: Instituut voor Toegepaste Milieueconomie.
Krozer, Y. (2002) Milieu en innovaties. Groningen:
Rijksuniversiteit Groningen.
Krozer, Y. (2006) Advies over milieutechnologische vooruitgang:
aanzet tot een model voor milieubalans, Amsterdam.
Nakicenovic, N. (2002) Technological change and diffusion as
a learning process. In: Grübler et al., (red.) Technological change
and the environment. Laxenburg: IASA, 160-182.
Perman, R., Y. Ma, J. McGilvray en M. Common (1999)
Natural resource and environmental economics. Londen:
Addison-Wesley/Longman.
ESB
27 juli 2007
455