Veelbelovende 'stikstofkraker' maakt kunstmest uit koeienpoep
Door koeienmest met een âstikstofkrakerâ te verwerken, kunnen boeren hun stikstofuitstoot tot wel 80 procent verminderen. Experts en gebruikers zijn positief over de innoÂvatie. âGeef elke boer een kraker en de stikstofcrisis is opgelost.â
Nederland stoot veel te veel stikstofoxiden en ammoniak uit. Vanwege het verwoestende effect daarvan op de biodiversiteit heeft de rechter bepaald dat de uitstoot moet worden beperkt. Aan het kabinet de taak om de manier waarop te bepalen. De veestapel inkrimpen? Het aantal vliegbewegingen rond Schiphol verlagen? Tata Steel sluiten?
Wat wel duidelijk is, is dat de landbouw een grote boosdoener is. De sector neemt liefst 41 procent van de uitstoot voor zijn rekening. Een technische oplossing in de stal zou direct een enorme stap voorwaarts betekenen.
De Gazoo-installatie van JOZ, een West-Fries bedrijf dat al decennia technieken ontwikkelt voor schone stallen, zou wel eens zoân veelbelovende oplossing kunnen zijn. Boeren kunnen ermee zelf de mest van hun koeien verwerken en zo hun stikstofuitstoot reduceren.Â
Ammoniak verdampen
Per jaar produceert een koe 140 kilogram stikstof, waarvan de helft vast zit in de dikke fractie van de mest als organisch gebonden stikstof (eiwitten) en de andere helft in het natte deel van de mest (urine) als opgelost ammonium (NH4+). Een deel daarvan wordt omgezet in gasvormig ammoniak (NH3). Met de stikstofkraker, zo beweert de fabrikant, kan die zeventig kilogram vervluchtbare ammoniumstikstof worden teruggebracht tot veertien kilogram, een reductie van 80 procent.Â
Boer Jeroen Groot uit Aarlanderveen in Zuid-Holland heeft 125 melkkoeien. Hij is een van de eersten die de stikstofkraker aanschafte. âIk zit in de Stikstofcoöperatie Nieuwkoop, een groep boeren in het Groene Hart rond natuurgebied de Nieuwkoopse Plassen. Vanuit die hoedanigheid hebben we allerlei systemen bekekenâ, vertelt hij. âDe stikstofkraker kwam daar goed uit, en zo werd ik een van de eerste vier boeren in Nederland die hem heeft staan.â
Silo's voor zelfgemaakte kunstmest
De stikstofkraker is een complete installatie met vier siloâs voor zelfgemaakte vloeibare kunstmest, een betonnen opslag voor de dikke fractie en een zeecontainer waarin via oppervlaktevergroters de ammoniak wordt gewonnen.
âWij hebben in de stal een traditionele roosterÂvloer waarop de koeien staanâ, zegt Groot. âPoep en plas vallen en stromen erdoorheen. De dikke en dunne mest worden van elkaar gescheiden door een schroefpers. Dat scheiden is cruciaal omdat ammoniak de stikstofvorm is die wij willen oogsten.â
Watergordijn met zwavelzuur
Dat oogsten vindt plaats via verdamping. In een afgesloten ruimte wordt het verdampen van ammoniak geforceerd door de zuurgraad (pH) van de mest te verÂhogen. Dat gebeurt door vloeibare kalk â calciumhydroxide of natriumhydroxide â toe te voegen, waardoor de mest basischer wordt.
De ammoniakdamp gaat dan door een watergordijn met zwavel- of salpeterzuur. De ammoniak hecht zich aan het zuur (H+) tot ammonium zodat het de atmosfeer niet in vliegt en later kan neerdalen op stikstofgevoelige natuur. Dit proces levert uiteindelijk een pH-neutrale kunstmest op omdat ammoniak dat als een base werkt, het zuur weer neutraliseert.
Afhankelijk van het gebruikte zuur produceert de boer nu zelf vloeibare kunstmest bestaande uit ammoniumnitraat (NH4NO3) of ammoniumsulfaat ((NH4)2SO4)).
Â
Eigen kunstmest
Na het verdampen van ammoniak blijft een dunne âmestâ over die de boer kan uitrijden over zijn land of terugpompen naar de stal om er vieze roosters mee schoon te spuiten. Door het restwater op die manier te gebruiken kan volgens de fabrikant een ammoniakemissiereductie van 62 procent uit de stal worden bereikt, vooral vanwege het verdunnen van de inhoud van de mestput en het regelmatiger schoonmaken van de vloer.
Ammoniak is een belangrijk halffabricaat voor de productie van kunstmest. Door het toevoegen van zuur kan de boer met de Gazoo er zijn eigen vloeibare kunstmest van maken. âZe hebben die kunstmest een leuke naam gegeven, Biogrow. Maar het is van de boer zelfâ, zegt Groot. âDeze kunstmest gebruiken we deels op onze eigen grond en deels verkopen we het spul.â
Zo maakt de boer kunstmest van koeienuitwerpselen. Dit heeft niet alleen een positief effect op de stalemissie, maar ook op de emissie bij het uitrijden van de mest over het land.
Broeikasgas methaan wordt opgevangen
Verder resteert er nog de dikke koeienmest uit de schroefpers in de betonnen opslag. Het broeikasgas methaan dat hieruit vrijkomt wordt opvangen in de stikstofkraker. Daarin bevindt zich een gloeispiraal die het methaan affakkelt en zo volledig verbrandt tot CO2.
De hoeveelheid methaan die vrijkomt is dusdanig gering, zeker in de winter, dat bijstoken in bijvoorbeeld een geiser geen zin heeft. Maar methaan is als broeikasgas wel 25 keer schadelijker dan CO2.
âDaarom is affakkelen toegestaan. We hebben om de fakkel te ontwikkelen zelfs overheidssubsidie gekregenâ, zegt ontwikkelaar Peter ten Hoeve, de ingenieur die het systeem bedacht. âHet methaan uit de mestput en de betonnen opslag wordt zo met 59 procent gereduceerd, maar de stikstofkraker doet niets aan de methaan die de koeien opboeren.â Van de droge mest kan de boer koemestkorrels persen.
Ten Hoeve werkte eerder met luchtwassers, filtersystemen bij varkensstallen die ammoniak verwerken tot kunstmest. âDe Gazoo lijkt hierop, maar met de stikstofkraker wachten wij de emissie niet af. Wij bewerken de mest zodat de emissie ontstaat in de kraker en niet in de open lucht.â
Kringlooplandbouw
Zo lijkt de stikstofkraker een veelbelovende oplossing om de stikstofcrisis te lijf te gaan: er resteert mest zonder ammonium. âAlle NH4+ die in de oplossing zat hebben wij eruit laten verdampen, dus resteert er organische mest zonder dampvormige stikstof. En in de dikke fractie zit geen vluchtige stikstofâ, vat Ten Hoeve samen.
Daarnaast kost de productie van kunstmest normaliter veel aardgas, en dat wordt door Biogrow bespaard. âZo is er geen aardgas meer nodig om kunstmest te maken. Dat maakt dit kringlooplandbouw.â
Voordelige stikstofreductie in melkveehouderij
Niet vreemd dat boer Groot wel een oplossing weet voor de stikstofcrisis. âGeef elke boer in Nederland een stikstofkraker. Dat kost 4,5 miljard euro. Daarmee wordt een significante bijdrage geleverd aan de reductie van stikstof in de melkveehouderij. Dat kost veel minder dan de 25 miljard die het kabinet heeft gereserveerd voor het stikstofprobleem.â
Volgens Robert Baars, lector climate smart dairy value chains, vrij vertaald âklimaatÂverantwoorde zuivelketensâ aan de Hogeschool Van Hall Larenstein, is de stikstofkraker de moeite van nader onderzoek zeker waard. âIk vraag mij af waarom dit systeem zo weinig aandacht krijgt, ook in de media, net als de Lely Sphere.â
Dat is een innovatief systeem van het Maassluise bedrijf Lely, dat vaste mest en urine van elkaar scheidt en stikstofÂemissies omzet in waardevolle meststoffen. âIn potentie worden deze innovaties echt onderschat.â Dit heeft mogelijk te maken met nog lopende testprocedures voor de kraker om de emissie van stallen te bepalen, testen die zijn ontwikkeld door onderzoeksinstituut Wageningen Livestock Research.
Testprocedures
âDe stikstofkraker wordt getest door Wageningen en ILVO, het Instituut voor Landbouw-, Visserij- en Voedingsonderzoek in Vlaanderenâ, zegt Ten Hoeve. âILVO heeft al berekeningen gemaakt. Het komt bij de stikstofkraker uit op 4,9 kilogram ammoniakÂuitstoot per koe per jaar, terwijl een koe anders dertien kilo ammoniak per jaar uitstoot.'
Wageningse onderÂzoekers gaan metingen doen bij een stal in Brabant; bij Jeroen Groot wordt momenteel gemeten met sensorÂtechniek van DrĂ€ger. Daar zou de uitkomst 5,2 kilogram ammoniakuitstoot per koe per jaar zijn. Een enorme besparing.
De Lely Sphere is al door de testprocedures heen, waardoor deze nu op een Rav-lijst staat. Dat is de Regeling Ammoniak Veehouderij van het ministerie van Landbouw, die aangeeft met welk percentage bepaalde stalsystemen bijdragen aan de vermindering van ammoniakuitstoot.
De stikstofkraker komt op die lijst zodra de testen door Wageningen Livestock Research met goed gevolg zijn afgerond. Het bedrijf JOZ verwacht dat dit rond maart 2024 het geval zal zijn.
Nieuwe generatie
Het kabinet heeft de voorbije jaren driftig gezocht naar en geĂŻnvesteerd in technologische oplossingen voor het stikstofprobleem, om er vervolgens achter te komen dat die weinig uithaalden. âMaar de stikstofkraker en de Lely Sphere vormen een nieuwe generatie emissieÂarme systemen, die veel krachtiger zijn dan iedere andere innovatie tot nu toeâ, zegt Baars, wiens lectoraat moet bijdragen aan het behalen van klimaatdoelstellingen via duurzame melkproductie en efficiĂ«nt georganiseerde zuivelketens.Â
De urgentie is ook toegenomen. âWe moeten grotere stappen maken door de uitspraak van de Raad van State in 2019.â Die oordeelde dat het Programma Aanpak Stikstof (PAS) niet mag worden gebruikt voor activiteiten die extra stikstofuitstoot veroorzaken. Dit omdat het in strijd was met de Europese Habitatrichtlijn om de bioÂdiversiteit te beschermen. âDaardoor is de druk veel groter geworden en komt er veel geld vrij om het probleem aan te pakken.âÂ
Zo kregen acht boeren een Sbv-subsidie om de stikstofkraker aan te schaffen. Dat is een subsidie voor nieuwe, emissiearme systemen. De complete installatie van de kraker kost drie ton, met de subsidie bedragen de kosten voor de boer 55 procent daarvan.Â
En dan methaan
Na stikstof ziet Baars echter al een volgend probleem opdoemen. âWe hebben het nu allemaal over de stikstofruimte, maar als die kwestie is opgelost komt de klimaatagenda omtrent opwarming om de hoek kijken waarvoor we methaanemissies moeten reduceren. Bij melkvee komen die uit de adem van de koe en uit de mestputâ, zegt hij.Â
âHoe pijnlijk de stikstofkwestie ook is: ik meen wel dat die nog technisch is op te vangen. Dat is echt geen wishÂful thinking. Maar gelet op de langere termijn moeten innovaties die zijn gericht op het reduceren van stikstof, niet alleen stikstof aanpakken, maar ook methaan. Dat is het besteâ, vindt Baars.
Als uit de lopende testen blijkt dat de stikstofkraker zo effectief is als wordt geclaimd, dan zou het kabinet daar volgens Baars actief iets mee moeten doen. Hij ziet bijvoorbeeld wel wat in het plan van Groot om elke boer een stikstofkraker cadeau te doen. âDaar is wat voor te zeggen als je puur vanuit stikstof denkt. Je kunt de waarden daarmee terugbrengen zodat die veilig zijn voor de biodiversiteit.â Â
Tekst: Boris van ZonneveldÂ
Foto boven: De stikstofkraker op het bedrijf van Jeroen Groot. De naam Gazoo refereert aan het groene karaktertje in The Flintstones dat de problemen van Fred en Barney probeert op te lossen. Credit: JOZ