(bijna) praktijkrijpe technieken getest en bemeten op methaanemissie uit mest in bestaande melkveestallen

Methode
Er is in dit onderzoek voor gekozen om onder de roostervloeren en op de meststromen te meten in plaats van in de stal als geheel, zodat een inschatting gemaakt kon worden van het effect van de verschillende combinaties van maatregelen op de methaanemissie uit mest. Hierdoor werd de meetapparatuur geconfronteerd met verschillende omstandigheden en concentraties. Daarbij is in een aantal gevallen een innovatieve meetmethoden gebruikt, namelijk de meetparaplu, die deels nog gevalideerd moeten worden. De resultaten van dit onderzoek zijn daarom indicatief en zouden met vervolgonderzoek getoetst moeten worden.

De maatregelen
Methaanemissie uit mest kan door verschillende combinaties van maatregelen verminderd worden. In dit onderzoek is een aantal bestudeerd. Er zijn echter ook andere opties om deze doelstelling te bereiken, bijvoorbeeld met mest vergisten of mest aanzuren.

Mest koelen
In de literatuur zijn de inzichten in het verlagen van de mesttemperatuur voor de vermindering van methaanemissie positief. Deze positieve resultaten waren op basis van dit experiment op bedrijfsniveau echter moeilijk te bevestigen. Het onderzoek werd uitgevoerd op twee melkveebedrijven. Op beide bedrijven waren in de stal twee mestkelders aanwezig. Hierdoor kon in één mestkelder de koelinstallatie worden aangebracht en diende de andere mestkelder als controle. Bij een van de bedrijven verschilden echter de vloertypen boven de mestkelders. Een mestkelder was namelijk voorzien van een traditionele roostervloer met mestschuif en de andere mestkelder van een (ammoniak)emissiearm vloersysteem. De verschillen tussen deze twee vloertypen waren te groot om conclusies te kunnen trekken. Bij het andere bedrijf werd een interessante (indicatieve) verlaging van methaanemissie waargenomen. Bij verlaging van de temperatuur van gemiddeld maar een paar graden was de methaanemissiereductie namelijk meer dan 40%. Volgens de literatuur is verlagen van de temperatuur ook effectief om de ammoniakemissie te verlagen. Dat kan uit dit experiment niet worden bevestigd. Vervolgonderzoek zou hierover verdere inzichten kunnen opleveren.

Er zijn inmiddels nieuwe systemen ontworpen en getest binnen het kader van dit onderzoek. Een verbeterd systeem om drijfmest in de mestkelder te koelen is bij een van de melkveebedrijven getest en bemeten tussen 2021 en 2022. De resultaten met betrekking tot de temperatuur van de mest en de emissiereductie uit mest zijn volgens voorlopige gegevens vergelijkbaar met de resultaten van het experiment uit het rapport dat hier besproken wordt. Ook is een ander systeem ontworpen waarbij mest uit de mestkelder naar een koelunit buiten de stal wordt verpompt en vervolgens weer gekoeld in de mestkelder wordt teruggebracht. Dit systeem werd in 2022 op een ander melkveebedrijf getest. Omdat de resultaten daar positief waren, is besloten om het systeem op een van de melkveebedrijven in dit onderzoek te installeren. De resultaten van dit nieuwe experiment zullen in 2023 en 2024 gepubliceerd worden.

Mest scheiden en dikke fractie gecontroleerd composteren
Het systeem van mest scheiden en de dikke fractie gecontroleerd laten composteren is niet ontwikkeld om de methaanemissie te verlagen. Het is wel meegenomen in dit onderzoek, omdat het principe gecontroleerd composteren van de dikke fractie interessant is om methaanvorming te voorkomen vanwege het aerobe (zuurstofrijke) karakter van composteren. Methaan wordt namelijk afgebroken en omgezet naar CO₂, wat een veel minder sterk broeikasgas is. Daarnaast is het interessant voor de verlaging van ammoniakemissie, omdat mest snel uit de stal wordt gehaald en er een luchtwasser bij de composteringstrommel is geïnstalleerd.

Bij het systeem dat onderzocht is werd de mest gescheiden door middel van een vijzelpers. Met deze scheidingstechniek komt meer dan de helft van de organische stof in de dunne fractie. De dunne fractie wordt opgeslagen in een niet volledig gasdichte buitenopslag, waar zeer waarschijnlijk alsnog methaanemissie plaatsvindt. Door dit onderzochte systeem verder te ontwikkelen of verbeteren kunnen de emissies waarschijnlijk verder verlagen. Zo kan het scheiden van de dikke en dunne fractie verbeterd worden of kan de dunne fractie gekoeld of licht aangezuurd worden. 

Een composteringstrommel met een vijzelpers kan in bestaande stallen worden ingepast. Wel is er een pomp nodig om mest van de mestkelder naar de vijzelpers/trommel te brengen. Ook dient er een opslag voor de dunne fractie en een overdekte opslag voor de dikke fractie te worden gerealiseerd. Bij dit systeem is sprake van stikstofverlies uit de trommel.

Mest mixen met lucht
Het mixen van mest met lucht is niet hetzelfde als mest aeroob (zuurstofrijk) maken. Het systeem dat in dit onderzoek gebruikt is, is ontworpen om de homogeniteit en de verpompbaarheid van mest te verbeteren en niet om methaanemissie te beperken. In het experiment lag de methaanemissie uit dit systeem hoger dan de controlekelder. In theorie zou het echter mogelijk moeten zijn om de methaanemissie te verlagen wanneer er regelmatig veel lucht in de mest wordt ingebracht (dagelijks 1-3 m³ lucht/1 m³ drijfmest).

Het is een compact systeem dat relatief simpel te besturen en in te passen is in bestaande stallen met betonnen roostervloeren en mestkelders. Mest-beluchten moet wel nog altijd met andere maatregelen gecombineerd worden om ammoniakemissie te verlagen. Hierdoor zijn er dus meer aanpassingen nodig.

Primaire mestscheiding + vaste mest
Voor bemesting en bodemverbetering wordt vaste mest als goed ervaren. Ook levert vaste mest minder emissies op dan potstalmest of drijfmest dat binnen stallen wordt opgeslagen. Daarnaast zou het interessant zijn vanuit een kringloopinvalshoek vanwege het slim omgaan met mestfracties en mineralen. Dit onderzoek werd uitgevoerd bij het Kwatrijn, een biologisch melkveebedrijf. De melkveehouderij wordt hier op een andere manier benaderd dan op een gangbaar bedrijf. De stal bestaat uit vier ‘eilanden’ met ligboxen die met een automatisch verdeelsysteem van (gehakseld) stro worden voorzien. De gangen en doorsteken hebben een betonvloer waarin urine-afvoergaten zijn aangebracht. De vaste mest wordt door een mestrobot naar een transportband aan het eind van de stal geschoven. Vervolgens wordt het afgevoerd naar een inpandige opslag.

In de stal van het Kwatrijn zijn er aspecten die het integraal interessant kunnen maken, waaronder focus op dierenwelzijn, milieuvriendelijkheid en natuurinclusieve, biologische bedrijfsvoering, etc. Deze aspecten zijn vrij specifiek voor deze situatie en moeilijk in te passen in een bestaande stal. Uiteraard hoeft het niet één op één gekopieerd te worden. Er moet bij dit systeem ook aandacht worden besteed aan de wijze van scheiding en de dunne fractie. Hier komen namelijk relatief veel lachgas- en methaanemissies bij vrij. Aanvullende maatregelen, zoals het licht aanzuren van de dunne fractie, zouden deze emissies kunnen verlagen.

Om dit systeem in een bestaande stal te implementeren zijn veel aanpassingen nodig, bijvoorbeeld een dichte vloer, werken met stro en opslag van vaste mest. Bovendien verandert het hele dier- en mestmanagementbeleid van het bedrijf. Globaal genomen bestaat de indruk dat dit type bedrijven maatschappelijk als wenselijk worden gezien.

Conclusie
In dit onderzoek lag de focus op het verlagen van methaanemissie. Klimaatverandering heeft op alle soorten niveaus al een impact. Toch is (de reductie van) methaanemissie een relatief nieuw onderwerp in de Nederlandse melkveehouderij en de beleids- en kennisinfrastructuur daaromheen. Er bestaat nog geen borgingsysteem voor methaanemissie, zoals dit wel bestaat voor ammoniakemissie (Rav-lijst). Alle investerings- en operationele kosten van deze maatregelen vormen nu een barrière voor een verdere ontwikkeling en implementatie. Maatregelen die wel een effect hebben op ammoniakemissie zijn daardoor in principe kansrijker. Wanneer de reductie van methaanemissie beloond of vereist wordt, dan zijn deze combinaties van maatregelen de moeite waard om door te ontwikkelen.

Het volledige onderzoek is te vinden in de bijlage of te downloaden via: ‘Milieutechnologieën in de melkveehouderij tegen klimaatverandering - Testen en bemeten van (bijna) praktijkrijpe combinaties van technieken om methaanemissie uit mest in bestaande melkveestallen te verminderen’.