Emissie op het bedrijf
6.3.2 Emissie van methaan uit mest
Uitgangspunten
De emissies van CH4 uit mest in stal en opslag en in de weide onderscheiden de volgende twee
broncategorieën:
• Melkvee en bijbehorende jongvee • Overige graasdieren
De beschrijving van dit protocol is gebaseerd op de ‘Tier 2’ benadering van IPCC (2006) en wijkt af van de nationale monitoringprotocollen die methoden en werkprocessen voor het vaststellen van de emissies beschrijven. Deze zijn gepubliceerd door het Ministerie van Infrastructuur en Milieu (IenM). Het nationale protocol valt onder IPCC categorie 4B1 t/m 4B9 en 4B13: 12-029 mest CH4
(www.agentschapnl.nl/ programmas-regelingen/monitoring-protocollen).
De hier gevolgde methodiek voor de berekening van nationale CH4-emissies wijkt af van IPCC doordat
die uitgaan van emissiefactoren (EF) per kg mest per diercategorie en per mestmanagementsysteem in plaats van de jaarlijkse absolute hoeveelheden CH4 per dier (in kg per dier per jaar).
CH4-emissies uit dierlijke mest ontstaan door fermentatieprocessen die optreden in een anaerobe
omgeving. Deze omstandigheid doet zich vooral voor bij opslag van dunne mest in mestkelders onder stallen en in mestopslagen buiten de stal. Bij vaste mest en weidemest zijn de condities veelal aeroob en is de CH4-productie relatief laag.
Rundveemest kan worden opgedeeld in dunne ‘stalmest’, vaste mest (dat wil zeggen: stalmest in engere zin) en weidemest. Doordat een deel van de melkkoeien in Nederland in de weideperiode in de zomer (deels) op stal wordt gehouden, met name tijdens het melken en ‘s nachts, wordt er in de weideperiode ook ‘stalmest’ geproduceerd.
Van de aanwezige geiten wordt verondersteld dat deze dieren het hele jaar op stal gehouden worden en vaste mest produceren. Schapen zijn weidende dieren met alleen in de lammertijd een stalperiode. In deze stalperiode wordt vaste mest geproduceerd. Bij paarden en pony’s wordt een stal- en een weideperiode onderscheiden, waarbij in de stalperiode vaste mest wordt geproduceerd.
Dunne ‘stalmest’ wordt opgeslagen in de mestkelder onder de stallen en in mestopslagen buiten de stal. Vaste mest wordt opgeslagen in de stal en in een buitenopslag. In beide gevallen kan sprake zijn van anaerobe condities met als gevolg de emissie van CH4. Deze emissie kan worden verminderd door
anaerobe condities te voorkomen, bijvoorbeeld door beluchten of regelmatig omzetten. De hierbij optredende aerobe processen leiden echter wel tot een hogere emissie van ammoniak en lachgas. Op de totale mestproductie in Nederland is het aandeel vaste mest relatief gering.
Weidemest wordt in de weide geproduceerd tijdens de weidegang in de zomer. Vanwege de veelal aerobe condities is de CH4-emissie uit weidemest veelal relatief laag. Naast de mate waarin sprake is
van anaerobe omstandigheden is de vorming van CH4 in de mest ook afhankelijk van andere condities
waaronder opslag plaatsvindt, zoals de hoeveelheid reeds aanwezige mest (zogenaamd ‘ent’ of ‘inoculum’) en de opslagduur en -temperatuur. De mestkelder kan worden beschouwd als een
zogeheten accumulatiesysteem: er is een constante voeding van de ‘reactor’ (= mestkelder) met mest en het mestvolume in de kelder neemt toe tot het moment dat de kelder wordt leeggereden ten behoeve van bemesting of tot het moment dat de mest wordt overgepompt naar de buitenopslag. De CH4-emissie in een dergelijk systeem neemt toe naarmate de hoeveelheid (nog) aanwezige mest
(= inoculatie) groter is, de mesttemperatuur hoger is en de verblijfduur langer is (Zeeman, 1994).
De CH4-emissie uit mest is ook afhankelijk van de (chemische) samenstelling van de mest. Zo is de
Berekeningswijze
De emissie van CH4 uit dierlijke mest wordt als volgt berekend:
𝐶𝐻4𝑀𝑒𝑠𝑡= ∑[𝐸𝐹(𝑇)∗ 𝑁(𝑇)] 𝑆
CH4Mest : CH4-emissie uit mest in kg
EF(T) : emissiefactor voor elke gedefinieerde diercategorie T in kg CH4 per dier
N(T) : aantal dier per diercategorie T (melkvee, jongvee en (totaal) overige graasdieren)
De emissiefactor per dier wordt als volgt berekend:
𝐸𝐹(𝑇)= (𝑉𝑆(𝑇)∗ 365) ∗ [𝐵0(𝑇)∗ 0.67 ∗ ∑
𝑀𝐶𝐹𝑆
100 ∗ 𝑀𝑆(𝑇,𝑆)
𝑇
]
EF(T) : emissiefactor voor elke gedefinieerde diercategorie T in kg CH4 per dier
VS(T) : de productie van volatile solids (‘vluchtige vaste stof’) per diercategorie in kg
drogestof per dier per dag
B0 : maximale methaanproductie potentieel per diercategorie T in m3 CH4 per kg
uitgescheiden VS
0.67 : dichtheid methaan (kg / m3)
MCF(S) : methaanconversiefactor per mestmanagementsysteem in procenten van B0
MS(T,S) : fractie van totale N-excretie van elke diercategorie T in mestmanagementsystem S
B0
De maximale CH4-vorming wordt bepaald door de afbreekbaarheid van de organische bestanddelen in
de mest. B0 wordt uitgedrukt in m3. CH4/kg VS en de (default)waarden zijn afgeleid uit NIR (2014)
(Tabel 6.2).
MCF(S)
De MCF geeft de mate aan waarin de hoeveelheid afbreekbare stof onder bepaalde condities ook daadwerkelijk wordt omgezet in CH4. Als default geeft IPCC waarden voor MCF per diercategorie
afhankelijk van de gemiddelde temperatuur in een regio (Tabel 6.2).
VS(T)
VS staat voor volatile solids (vluchtige vaste bestanddelen). Deze is een optelsom van VS afkomstig uit excretie van urine en feces, en VS in voerresten en strooiselmateriaal die in de mest belanden. De hoeveelheid VS in de excretie is afhankelijk van het rantsoen. De berekening is als volgt (Zom & Groenestein, 2015):
VS met urine
De VS in urine betreft de hoeveelheid aanwezig ureum. Deze wordt berekend via de
hoeveelheid TAN-stikstof (N) in de urine (Urine-N). Vrijwel alle TAN-N wordt uitgescheiden in de vorm van ureum (CH4N2O). Op basis van het atoomgewicht van stikstof en het
molecuulgewicht van ureum wordt de uitscheiding van VS met urine (VSurine) berekend als:
VSurine (kg) = Urine-N / 0.466 (=(14*2)/(12+4*1+14*2+16))
VS met feces
De VS uitscheiding met de feces wordt berekend uit de opname van droge stof (kg DS) door de veestapel, het gehalte ruw as in de droge stof (RAS, g/kg DS), en de verteerbaarheid van de organische stof (VCOS, %).
De droge stofopname en rantsoensamenstelling van de veestapel is via de BEX bepaald. Hierbij wordt met standaard droge stofgehalten gerekend afkomstig uit CVB-tabellen (Bijlage IV). De gegevens van de voersoorten en bij grasproducten/snijmaïsproducten van het RAS-gehalte zijn afkomstig uit de invoer van de KringloopWijzer. De overige RAS-gehalten en de VCOS waarden zijn waarden afkomstig uit de CVB-tabellen (Bijlage IV). Op deze manier is per voedermiddel een droge stofopname, RAS-gehalte en VCOS-waarde verkregen.
Voor mengvoer is aangenomen dat de VCOS 84% bedraagt en het RAS-gehalte 65 g/kg. Deze schattingen zijn gebaseerd op een globale samenstellingen en de aandelen van de belangrijkste grondstofproductgroepen in mengvoeders.
De netto organische stof opname van elk voedermiddel i, is berekend als:
OSopname-i (kg) = DSopname-i (kg) × (1000-RASi (g/kg DS))
De totale netto organische stof opname tot-OSopname (kg), van het totale rantsoen met n
voedermiddelen, is berekend als de som van de organische stof opnames van de individuele voedermiddelen:
De tot-OSopname (kg) = Σ OSopname-1 (kg) + OSopname-2 (kg) +……+ OSopname-i (kg) (i = 1…n)
De verteerbare organische stof opname van elk voedermiddel i is berekend als:
VOSopname-i (kg) = OSopname-i × VCOS-i/100
De totale netto verteerbare organische stof opname tot-VOSopname (kg), van het totale rantsoen
met n voedermiddelen, is berekend als de som van de verteerbare organische stof opnames van de individuele voedermiddelen:
De tot-VOSopname (kg) = Σ VOSopname-1 (kg) + VOSopname-2 (kg) +……+ VOSopname-i (kg) (i = 1…n)
Totale VS excretie ‘onder de staart’
De VS excretie ‘onder de staart’ (VS-excr) wordt berekend als:
VS-excr = tot-OSopname (kg) – tot-VOSopname (kg) + VSurine (kg)
VS uit voerverliezen
In de praktijk treden voerverliezen op, d.w.z. niet alle voer wordt door het dier opgenomen, er wordt ook voer ‘geknoeid’. Er wordt vanuit gegaan dat alle voederverliezen bij de vaste mest terecht komt. De bijdrage van voerverliezen aan de VS in de mest (VSvoerverlies) worden
berekend als:
De netto organische stof opname van elk voedermiddel i, inclusief voerverlies (OS-IVVopname-i) is
berekend als:
OS-IVVopname-i (kg) = DS-IVVopname-i (kg) × (1000-RASi (g/kg DS))
De totale netto organische stof opname inclusief voerverlies tot-OS-IVVopname (kg), van het
totale rantsoen met n voedermiddelen, is berekend als de som van de organische stof opnames van de individuele voedermiddelen:
De tot-OS-IVVopname (kg) = Σ OS-IVVopname-1 (kg) + OS-IVVopname-2 (kg) +……+ OS-IVVopname-i (kg)
De VS die via voerverlies aan de mest wordt toegerekend wordt berekend als:
VSvoerverlies = tot-OS-IVVopname (kg) - tot-OSopname (kg).
VS uit strooisel
Stro als strooisel gaat naar de vaste mest en zaagsel en kalk gaat naar de drijfmest. Bij kalk is het uitgangspunt dat dit 0% organische stof bevat en bij overig strooisel is 90% van de droge stof organische stof is.
VSstrooisel = 0% * kg ds kalk + 0.9 * kg ds overig strooisel
Totale VS excretie
De totale VS excretie inclusief voerverlies (VS-excrincl) wordt berekend als:
VS-excrincl = VS-excr + VSvoerverlies + VSstrooisel
Bovenstaande methodiek voor berekening van de VS in de mest wordt gebruikt voor melkkoeien en bijbehorend jongvee.
Voor de overige graasdieren is de volgende methode gehanteerd.
𝑉𝑆 = ∑(𝑁𝑒𝑥𝑟𝑒𝑡𝑖𝑒𝑇∗ Factor), met:
Nexcretie(T) : totale N-excretie per diercategorie in kg per dag (melkvee, jongvee en (totaal)
overige graasdieren). Deze N-excretie wordt afgeleid uit BEX (hoofdstuk 2), maar niet verminderd met de gasvormige N-verliezen uit stal en opslag.
Factor : omrekeningsfactor van N naar VS (OS/N-verhouding in mest, Tabel 6.2)
Tabel 6.2 Parameterwaarden voor de bepaling van de methaanemissiefactoren van
mestmanagementsystemen. Voor uitleg van de parameters, zie bovenstaande tekst.
Diercategorie B0 Factor OS/N* MCF
Dunne mest Vaste mest Dunne mest Vaste mest Weidemest
Melkkoeien 0,22 17/3** 2,0 1
Jongvee 0,22 17/3** 2,0 1
Overige graasdieren*** 0,20 15,6 25,8 1
Bron: Lagerwerf et al., 2019.
* OS/N wordt alleen gebruikt voor berekening VS van overige graasdieren. ** Onvergist/vergist.
*** IPCC onderscheidt meerdere diercategorieën, welke in parameter B0 verschillen (b.v. geiten 0,18; schapen 0,19; paarden 0,3) In de
KringloopWijzer zijn deze voorlopig onder één categorie gebracht met een B0 waarde van 0,2.
Mestvergisting
In de KringloopWijzer kan opgegeven worden hoeveel drijfmest er extern en/of op het bedrijf vergist wordt. In de KLW gaan we ervan uit dat deze mest korter dan 30 dagen in de opslag heeft gezeten voordat deze de vergister ingaat, dientengevolge wordt voor deze hoeveelheid mest met een MCF (zie Tabel 6.2) gerekend van 3 in plaats van 17. Voor de methaanproductie tijdens het vergistingsproces is ervan uitgegaan dat deze 95% van de maximale methaanproductie (B0) bedraagt, waarvan 4,3%
(Hjort-Gregersen, 2014) via lekkage ontsnapt.
6.4
Berekeningswijze CO
2-emissies
In dit hoofdstuk wordt de berekening van de CO2-emissies beschreven. Hierbij wordt onderscheid
(brandstoffen en elektriciteit) bij de teelt, de bewerking en het voeren, emissies bij productie, onderhoud en transport van aangevoerde producten en vee (paragraaf 6.4.2).
Voor de productie van het eigen ruwvoer worden deels eigen gegevens gebruikt over inputs, die in KringloopWijzer worden opgevraagd. Dat betreft de productie en toediening van dierlijke mest en kunstmest.
In Bijlage 5 is een overzicht gegeven van alle emissie-coëfficiënten van koolstofdioxide (direct en indirect) door gebruik van verschillende producten en processen in de bedrijfsvoering van het melkveebedrijf.