Zoektocht naar oplossing voor methaan

In het midden van de stal loopt op een hoogte van circa 3 meter een lange monsternameleiding. Aangezogen lucht vanaf meerdere punten gaat gemengd naar een buis, waar verschillende sensoren de concentraties methaan, CO2 en ammoniak meten. Op deze manier kan bedrijfsspecifiek worden gemeten wat de uitgestoten emissies zijn.

Het klinkt nog wat futuristisch, maar dit is een van de proefopstellingen die momenteel in opdracht van het ministerie van LNV door een consortium van bedrijven wordt getest binnen het onderzoek ‘Veehouderij en Klimaat’.

De belangstelling vanuit de sector om op deze manier bedrijfsspecifiek te meten is groot volgens Nico Ogink, onderzoeker bij Wageningen Livestock Research. LTO gaf al eerder aan dat idealiter een veehouder beschikt over een dashboard dat inzichtelijk maakt hoe en wat de gevolgen zijn van verschillende managementbeslissingen. De bedoeling is dat een dergelijke beslistool in 2020 gereed is. Ook de zuivelsector hecht veel waarde aan zo’n beslistool. Een veehouder moet daarmee voor maatregelen kunnen kiezen die bij zijn bedrijfsvoering passen.

Bedrijfsspecifiek meten van stalemissies

Een paar jaar terug leek het bedrijfsspecifiek meten van stalemissies nog onmogelijk, zo legt Ogink uit. Als de techniek er al was, was deze simpelweg onbetaalbaar. Maar door de ontwikkeling van een nieuwe generatie sensoren komt het betaalbaar bedrijfsspecifiek meten steeds dichterbij. Ogink ziet deze ontwikkeling als een grote verbetering. Tot op heden kan een veehouder alleen kiezen voor bestaande systemen en moet hij er maar vanuit gaan dat de beloofde emissiereductie ook daadwerkelijk wordt gerealiseerd. Beïnvloeden kan hij de processen niet meer. Dat zou over een paar jaar dus zomaar anders kunnen zijn.

Een van de locaties waar door Wageningen UR metingen worden uitgevoerd is het biologisch melkveebedrijf van maatschap Kastelijn-Hol in Kamerik (U.). Met behulp van de linker meter op de grijze buis wordt de ammoniakconcentratie gemeten. Het witte kastje rechts is voor het meten van CO2. De methaanconcentratie wordt gemeten in de platte witte kast onder de buis.

Klappen PAS

Met de aardverschuiving die het klappen van het PAS (Programma Aanpak Stikstof) teweeg heeft gebracht, zijn de doelen wat betreft het verlagen van de uitstoot van broeikasgassen (met name methaan) in de melkveehouderij begrijpelijkerwijs even wat uit beeld verdwenen. Wel kan het opkopen van ‘oude’ melkveebedrijven in de buurt van Natura 2000-gebieden, zoals voorgesteld door de Commissie Remkes, helpen de uitstoot van de melkveehouderij te verlagen. Tegelijk worden al miljoenen geïnvesteerd in onderzoek naar mogelijkheden om de methaanuitstoot in de melkveehouderij te verlagen. De insteek vanuit het ministerie van LNV is daarbij wel om gelijktijdig te kijken naar de effecten op stikstof en andere duurzaamheidsaspecten. Samenhang in projecten moet meerwaarde leveren in het vinden van oplossingen voor de veehouder.

Doelstelling

In het Klimaatakkoord staat dat de Nederlandse veehouderij beoogt om een reductie te behalen per 2030 tussen de 1,2 en 2,7 Mton CO2-equivalenten, waarvan ten minste 1 Mton voor rekening van methaan. De zuivel en sectorpartijen communiceren naar hun achterban een reductiedoelstelling van 0,8 Mton methaan, de overige 0,2 Mton komt daarmee voor rekening van andere veehouderijsectoren. Opvallend is dat er in de sector wat verwarring bestaat over het startpunt. Harry Kager van adviesbureau Schuttelaar & Partners, een van de bij de onderzoeken betrokken bedrijven, geeft aan dat het gaat om een reductie ten opzichte van de verwachte methaanuitstoot in 2030 zoals voorspeld door het Planbureau voor de Leefomgeving (PBL) bij ongewijzigd beleid ten opzichte van 2016.

Achtergronden

Methaanuitstoot wereldwijd neemt toe

De wereldwijde methaanuitstoot neemt toe. Het is niet duidelijk hoe dit komt, maar dit komt zeker niet alleen door een groeiende veestapel. De vraag waarom veehouders zo snel en vaak worden genoemd als groep om maar iets te doen aan klimaatverandering, is volgens onderzoekers zeker terecht. Probleem is dat het moeilijk is om methaan in de atmosfeer te herleiden tot zijn bron. Er zijn vele bronnen. Neem de productie van schaliegas of het ontdooien van permafrost. Dan spreken we nog niet over de enorme toename van CO2 door verbranding van fossiele brandstoffen als gevolg van toegenomen welvaart.

Klimaatverandering

Tegelijk wordt er in de zoektocht naar oplossingen om klimaatverandering tegen te gaan gekeken naar de grotere bronnen, waarvan de landbouw er simpelweg één is. Daar valt relatief snel winst te boeken, maar de vraag is natuurlijk tegen welke prijs. Veel veehouders zullen zich afvragen hoe graag de Nederlandse burger wil dat de methaanemissie van koeien daalt en of hij of zij ook bereid is daarvoor de portemonnee te trekken.

Licht stijgende methaanuitstoot richting 2030

De exacte cijfers zijn te vinden in de Nationale Energieverkenning 2017. Voor de landbouw als geheel wordt in dit rapport voor 2030 uitgegaan van een methaanemissie van 13 Mton in CO2-equivalenten. Ook voor 2020 en 2015 staat voor de landbouw een methaanemissie geboekt van 13 Mton. Daarom kun je stellen dat alle reductiemaatregelen die nu nieuw worden ingezet, meetellen om de doelstelling van 1 Mton reductie te halen, zo legt Kager uit. Opvallend is dat in de achterliggende cijfers (Referentieraming van emissies uit de landbouw tot 2030) zichtbaar is dat er richting 2030 rekening gehouden wordt met een licht stijgende methaanuitstoot in de melkveehouderij. Dit vooral als gevolg van een hogere melkproductie per koe die gepaard gaat met een hogere voeropname en dus hogere organischestofinname per melkkoe. Tegelijk neemt de methaanemissie door overig rundvee af als gevolg van een daling van het aantal dieren in deze categorie. De methaanemissie van andere diercategorieën blijft ongeveer gelijk.

Na het halen van een uitstoot van 12 Mton in 2030 volgt naar verwachting nog de stevige uitdaging voor 2050. Dan moet gedacht worden aan een maximale uitstoot van 6 Mton, meer dan een halvering van de huidige methaanuitstoot, verwachten de onderzoekers.

Enterische emissie

Belangrijkste vorm van methaanuitstoot is de enterische emissie, ofwel de uitstoot van methaan uit de pens van de koe. Deze vormt grofweg driekwart van de totale methaanuitstoot op een melkveebedrijf. De rest is voornamelijk afkomstig uit de stal. Er vindt al jaren onderzoek plaats naar mogelijkheden om de pensemissies te verlagen. Er zijn bijvoorbeeld mogelijkheden om door aanpassing van het gras- en maismanagement de methaanemissie te verlagen, maar daarmee gaat de doelstelling voor 2030, minimaal een verlaging van 0,8 Mton CO2-equivalenten methaan in de melkveehouderij, waarschijnlijk niet gehaald worden. André Bannink, eveneens onderzoeker Wageningen Livestock Research, denkt dat met dit soort maatregelen slechts een fractie van de 2050-doelstelling kan worden gerealiseerd. Een van de opties is om de toevoeging van vet aan het rantsoen op te voeren. Hierdoor kan de emissiewinst verder oplopen, maar daar kleven ook nadelen aan. Het is een relatief dure grondstof en te veel vet in het voer leidt tot verteringsproblemen. Ook heeft de zuivel moeite met de vetsamenstelling van de aangeleverde melk bij een hoog aandeel vet in het rantsoen.

Additieven

Veelbelovend lijkt op dit moment het toevoegen van additieven aan het rantsoen. Zo zijn er veel kruiden, extracten en etherische oliën die iets doen met de microflora in de pens. Dit kan helpen de methaanproductie te drukken. Probleem is alleen dat de microflora in de pens zich snel aanpast waardoor de methaanreductie weer afneemt. Dit nadeel kleeft niet aan het additief van DSM (Bovaer) dat naar verwachting eind 2020 of begin 2021 op de markt komt. Uit verschillende onderzoeken blijkt dat door toevoeging aan het rantsoen de methaanuitstoot langdurig met zo’n 30% kan worden verlaagd. Binnenkort start op Dairy Campus een onderzoek naar de werking van Bovaer in combinatie met verschillende in Nederland gangbare rantsoenen (Lees hieronder meer over dit onderzoek)

Onderzoek naar methaanremmer DSM

Op de Dairy Campus in Leeuwarden wordt vanaf november dit jaar 14 weken lang de werking van methaanremmer Bovaer (3-NOP) getest onder Nederlandse praktijkomstandigheden. Doel is om voldoende en aanvullende informatie te verzamelen om toepassing van het DSM-additief op te kunnen nemen in de KringloopWijzer. Op deze manier zouden melkveehouders kunnen aantonen dat ze werken aan het verlagen van hun CO2-emissie per kilo melk. Essentieel is dan wel dat de overheid de klimaatmodule in de KringloopWijzer accepteert als juridisch instrument om bedrijfsspecifiek te monitoren. LTO geeft aan te verwachten dat de overheid dit voor het einde van dit jaar laat weten. Registratieprocedure De werking en veiligheid van het voedingsadditief is wereldwijd getest. Momenteel loopt er een registratieprocedure voor Bovaer bij de Europese Unie (EFSA). Bekend is dat de samenstelling van het rantsoen en de dosering van het additief de prestaties sterk kunnen beïnvloeden. Reden om Bovaer nu op Dairy Campus onder Nederlandse praktijkomstandigheden te testen. De proef zal resulteren in methaanreductiepercentages voor verschillende combinaties van gras- en maiskuil zoals gebruikelijk in de Nederlandse situatie, en zal bij verschillende doseringen getest worden.

Patent voor gebruik van nitraat

Ook het beperkt toevoegen van nitraat aan het rantsoen blijkt de methaanproductie van runderen tot 20% te kunnen drukken. Daarbij bleek het goed inzetbaar onder praktijkomstandigheden op proefbedrijf De Marke. Het patent voor gebruik van nitraat als methaanremmer ligt al een aantal jaar bij Cargill op de plank. Sander van Zijderveld, hoofd van de divisie herkauwers Cargill Europa, geeft aan dat ook latere onderzoeken de werking van nitraat als methaanremmer onderschrijven. Als reden voor het nog niet op de markt brengen van het additief noemt Van Zijderveld het ontbreken van een verdienmodel. Dat is met de introductie van duurzaamheidsconcepten als On the way to PlanetProof veranderd. Ook in andere Europese landen neemt de belangstelling volgens Van Zijderveld nu snel toe. Reden voor Cargill om het product op korte termijn op de markt te willen brengen. Wat betreft Nederland gaat er binnenkort een dossier richting KringloopWijzer om de werking aan te tonen. Daarnaast zoekt Cargill samenwerking met mengvoerbedrijven om het nitraat te kunnen verwerken in krachtvoer.

Jongvee

Interessant is ook volgens Bannink dat recent aanwijzingen zijn verkregen dat je met behulp van additieven in de opfok van jongvee al stappen kunt zetten. Als je voor dieren in de prille jeugd, de periode waarin de methaanvormers worden gevormd, al een additief aan het rantsoen toevoegt, zou je dieren al een bepaalde richting op kunnen sturen. Kalveren krijgen als het ware een methaanverlagend duwtje en produceren dan op oudere leeftijd nog steeds minder methaan. Het gaat hier echter om de eerste resultaten van Frans onderzoek; veel meer onderzoek is nodig om te kijken of dit echt goed werkt.

Bannink gelooft dat een reductie van 30% met managementmaatregelen en additieven haalbaar is. Vraag is natuurlijk wel wat deze additieven moeten gaan kosten en wie dat gaat betalen.

Selectie melkvee

Los van het gebruik van additieven zijn er nog tal van andere oplossingsrichtingen om de methaanuitstoot te verlagen. Een optie die op termijn voor veehouders geen kosten met zich meebrengt, is het fokken en selecteren van melkvee met een lage methaanuitstoot. Uit onderzoek naar de methaanemissie per dier op 16 praktijkbedrijven blijken grote verschillen. Binnenkort volgt een nadere analyse naar deze verschillen. En recent is Wageningen ook gestart met onderzoek naar de genetische mogelijkheden om enterische methaanemissie van melkvee te verlagen en de verschillen tussen rassen te onderzoeken. De daadwerkelijke toepassingsmogelijkheden voor veehouders zullen echter nog enkele jaren op zich laten wachten.

Methaan uit mest

Hoewel er met het reduceren van pensmethaan het snelst stappen zijn te zetten, vindt er ook volop onderzoek plaats naar mogelijkheden om de methaanuitstoot in de stal te reduceren. Los van onderzoek naar nieuwe technieken wordt er tegelijk veel monitoringswerk gedaan op melkveebedrijven.

Veel onderzoeken zijn in het najaar van 2018 gestart voor de periode van een jaar. Momenteel wordt bezien of diverse onderzoekstrajecten met een jaar verlengd moeten worden. Op deze manier kunnen er meer data worden verzameld. Ook willen de onderzoekers meer weten van omgevingsfactoren die een rol spelen bij methaanemissie.

Niet eerder werd er op zo’n grote schaal in stallen gemeten aan emissies van methaan, zo legt Ogink uit. Dit gebeurt op 18 melkveebedrijven en 2 melkgeitenbedrijven.

Methaan laat zich moeilijk vastpakken en afbreken

Belangrijkste gedachtegang om de methaanemissie uit mest terug te dringen is om het beheersbaar te maken. Methaan laat zich moeilijk vastpakken en afbreken. Het gaat volgens Ogink beter als je hoge concentraties hebt. Zaak is dus om methaan af te vangen, uit veiligheidsoverweging het liefst buiten de stal. Onderzoek loopt om mest direct extern op te slaan en het methaangas vervolgens af te breken. Dat kan simpelweg door het methaan te verbranden en om te zetten naar CO2. Ook vergisting is een optie, al lijkt daar in Nederland nog geen goed verdienmodel voor te bestaan.

Koelen van mest

Duidelijk is dat afbraak van methaan uit mest een grotere uitdaging vormt dan het verlagen van de pensemissies. Simpel gezegd: de kosten voor aanpassingen rondom mest zijn veel hoger dan bij rantsoenaanpassingen. Toch is het interessant om de mogelijkheden voor mest verder te onderzoeken. Technisch gezien zou de methaanemissie uit mest vanuit de stal nagenoeg volledig kunnen worden voorkomen, iets wat voor pensemissies natuurlijk nooit gaat gebeuren. Los van het afvangen en verbranden van methaan lopen er onderzoeken naar het koelen van mest om zodoende de methaanproductie in de stal te voorkomen of te vertragen. Ook worden mogelijkheden onderzocht voor biofiltratie en het afzuigen van methaan onder de roostervloeren. Revolutionair zou het volgens Ogink zijn als het lukt om lage concentraties methaan uit stallucht te filteren of te verwijderen. Daarnaar vindt momenteel echter nog geen onderzoek naar plaats.

Bereken methaan uit koeien

De methaanemissie door melkkoeien wordt in Nederland berekend door André Bannink, werkzaam bij Wageningen Livestock Research (WLR) onderdeel van Wageningen University & Research.

Het model dat hij gebruikt werd samen met collega’s van de universiteit ontwikkeld. Groot voordeel van dit model ten opzichte van standaard rekenmethodes is volgens hem dat het rekening houdt met het effect van voeropname en de samenstelling van het rantsoen. Dus met het model kun je de trend die je mag verwachten als koeien anders of meer gaan vreten, goed inschatten. Dit komt volgens Bannink omdat het model een mechanisme weergeeft van hoe micro-organismen in de pens reageren op de voeding.

Foutmarge ruim 15%

De benodigde input voor het model (gegevens over voeropname, voersamenstelling en voereigenschappen) ontvangt hij van het CBS volgens de methodiek van de Emissieregistratie in Nederland. Bannink geeft voor zijn model een foutmarge van ruim 15%. Dat was bij introductie van het model minder dan de foutmarge van 20% die het IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) oorspronkelijk voor haar standaardmodel hanteerde. Uitkomsten van metingen onder proefomstandigheden en recente nieuwe metingen in de praktijk komen volgens Bannink vooralsnog goed overeen met de uitkomsten van zijn model.

Meting methaanemissies

Voor het meten van methaanemissie uit mest hanteert Nederland geen eigen model op basis van een mechanisme. Daarvoor wordt tot op heden een naar Nederlandse omstandigheden aangepast IPCC-standaardmodel gebruikt dat uitgaat van de uitscheiding van organisch materiaal in mest en de mate waarmee dit verteert en methaanemissie oplevert. Het is mogelijk, volgens WLR-onderzoeker Nico Ogink, dat er in de toekomst wel een eigen model gaat komen voor de methaanemissie uit mest, aangezien er nu voor het eerst op grote schaal methaanemissies uit Nederlandse stallen worden gemeten.

Bron: Boerderij

Dit onderzoek is gefinancierd door het ministerie van LNV in het kader van het klimaatbeleid