11 Clean Flooring System – Dairy (CFS Dairy)
12 Conclusies en vooruitblik
D. Puente-Rodríguez, A.P. Bos, A.J.A. Aarnink, S. Bokma & C. Lokhorst De uitdagingen voor melkveehouderij systemen ten aanzien van ammoniakemissies zijn al lange tijd groot en in relatie tot natuurbeheer/bescherming, biodiversiteit, kringlooplandbouw en het
klimaatakkoord nog verder toegenomen. In november 2018 werd die uitdaging nog een stuk groter, nadat het Europese Hof van Justitie een uitspraak33 deed die tot gevolg kan hebben dat het
Nederlandse beleid ten aanzien van stikstof uitstoot, vastgelegd in het Programma Aanpak Stikstof (PAS) herzien zou moeten worden. Het EDD20 consortium heeft de uitdaging opgepakt om kennis en ontwerpconcepten te ontwikkelen om de ammoniakemissie bij de melkveehouderij vergaand te reduceren. Hierbij een samenvatting van de geleerde lessen en een aantal open vragen en reflectie punten.
• Er zijn veel factoren die samen de ammoniakemissie bepalen (Snoek 2016). Naast eventuele kelderemissies in melkveestallen lijkt de urine die achterblijft op (loop)oppervlakken en aanhecht aan verticale vloerdelen (bijvoorbeeld roosterspleten) de belangrijkste bron. Zelfs relatief kleine hoeveelheden urine kunnen een flink deel van de ammoniakemissie verklaren.
• Primaire scheiding van feces en urine kan bijdragen aan beperking van de ammoniakemissie, maar is zeker geen panacee als de oppervlakken waar de urine op terecht komt een hoge urease- activiteit34 hebben. Bovendien is 100% scheiding van feces en urine zeer moeilijk te bereiken
onder de huidige praktijkomstandigheden.
• Intensief reinigen en het snel en volledig afvoeren van urine (ook de laatste restjes) naar een gecontroleerde ruimte is in het algemeen van groot belang om de ammoniakemissie te beperken. • Het is echter afhankelijk van de urease-activiteit op de oppervlakken hóe snel dat moet. Rubber-
achtige en polypropyleen-oppervlakken vertonen van zichzelf al een lage urease-activiteit (op het niveau van achtergrond-waarden) (Hoofdstuk 10).
• Een andere veelbelovende strategie om de urease-activiteit drastisch te verlagen is het toepassen van geëlektrolyseerd water (EOW) om de bio-film op oppervlakten te verwijderen door goed te reinigen (Aarnink & Puente-Rodríguez 2017). Op een (beton)vloer met frequente toevoeging van feces en urine neemt de urease-activiteit geleidelijk toe tot een bepaald maximumniveau (Elzing & Swierstra 1993). Het (sterk) beperken van die urease-activiteit kan leiden tot een significante vermindering van ammoniakemissie. In dit project is aangetoond dat het met deze innovatie mogelijk is om de urease-activiteit tot bijna nul te reduceren, ondanks frequente bevuiling van dit oppervlak met feces en urine. EOW verlaagt de urease-activiteit en daarmee wordt de omzetting van ureum naar ammonium en ammoniak vertraagd. Dit biedt tijdwinst om goede reiniging praktisch en economisch mogelijk te maken.
• Op basis van de twee hiervoor genoemde punten en door de ontwikkeling en implementatie van efficiënte reinigingssystemen is het mogelijk om de urease-activiteit en daarmee de
ammoniakemissie vanaf de vloer tot bijna nul terug te brengen.
• In dit project is geconcludeerd dat (als urine en feces uit de vloer verwijderd kunnen worden) dichte vloeren in theorie een betere basis vormen voor ammoniakarme systemen dan
roostervloeren. Roostervloeren zorgen voor een snelle afvoer van urine, maar hebben de (extra) uitdaging om de emissie vanuit zowel de kelder als die van de verticale zijden van de roosters te beperken. Een goed reinigingssysteem voor dichte vloeren moet echter nog wel ontwikkeld en toegepast worden (zie Sectie 9.3 voor de uitwerking van kansrijke ontwerpconcepten). • Dichte vloeren maken het makkelijker om mest en urine gescheiden af te voeren, wat goed is
voor zowel een betere benutting en aanwending van mineralen elders (zie Hoofdstuk 8), als voor de beperking van de emissie van broeikasgassen, als voor de beperking van de ammoniakemissie; waarbij voor de laatste geldt dat de reiniging dan wel op orde moet zijn.
33 https://eur-lex.europa.eu/legal-content/NL/TXT/HTML/?uri=CELEX:62017CJ0293&qid=1541601800935 (geraadpleegd november 2018). 34 Het enzym urease zorgt voor omzetting van ureum in ammonium. Ammonium in de oplossing kan vervolgens als ammoniak emitteren naar de
• Aanvullend onderzoek naar de werking van klepsystemen bij roostervloeren zou uitgevoerd moeten worden. Uit de resultaten van een beperkt aantal metingen die we hebben uitgevoerd, blijkt dat ze de doorlaatbaarheid van feces naar de mestkelder kunnen beperken waardoor er een (emitterende) voorraad aan mest op of dicht bij het oppervlak aanwezig is.
• Systemen zoals mestrobots die in staat zijn om verschillende functies (mest-opzuigen of
schrapen, vloer nat maken/dweilen, EOW toedienen) uit te voeren worden steeds belangrijker om de veehouderij toekomstbestendig te maken.
• Schone stallen zijn niet alleen positief voor de NH3 emissie maar ook voor de dieren en mensen
die leven/werken in deze ruimtes.
• De maatschappelijke speelruimte ten aanzien van de openheid van melkveestallen is groter dan je intuïtief zou verwachten (Hoofdstuk 6). Stallen hoeven niet letterlijk open te zijn, maar
transparantie en landschappelijke inpassing zijn wel belangrijk (‘Vanaf een afstand is het verschil tussen een open of dichte stal vaak nauwelijks te zien,’ Hoofdstuk 6).
• Systemen om in relatief open stallen de ammoniakemissie te reduceren middels nieuwe innovatieve lage druk luchtreiniging zijn denkbaar (zie Hoofdstuk 7) maar moeten nog verder uitgewerkt en in de praktijk getest worden.
• Participatieve en reflectieve ontwerp processen zoals RIO worden steeds belangrijker om goede/volledige probleemanalyses uit te kunnen voeren en de vele complexe (ecologische, economische, technische, sociale, etc.) kennisdomeinen, eisen en wensen binnen nieuwe systemen te kunnen verwerken.
• Het is theoretisch mogelijk om stalsystemen te ontwikkelen die de ammoniakemissie onder de 3 kg per dierplaats per jaar brengen. Bestaande systemen/praktijken, hoge investeringen en marktdynamieken en krachten vormen serieuze belemmeringen voor deze innovaties. In het uitgevoerde experiment met de combinatie van EOW-roostervloer (ECO-Vloer)-robotreiniging (sproeien EOW en water) kwamen we uit op een reductie van circa 50% ten opzichte van een standard Nederlands stalsysteem.
Literatuur
Aarnink A.J.A. & Puente-Rodríguez D. (2017). Reduction of ammonia emission from areas where animals are maintained. International patent application PCT/NL2018/050820.
Elzing, A., Swierstra, D. 1993. Ammoniakemissie-metingen in een modelsysteem van een varkensstal: de invloed van vloerbevuiling en vloertype. Rapport 93-2, IMAG-DLO, Wageningen.
Snoek, J.W. 2016. Refining a model-based assessment strategy to estimate the ammonia emission from floors in dairy cow houses. PhD thesis, Wageningen University, the Netherlands.