Wassen of gassen? Een multicriteria beslissingsanalyse over de invoering van luchtwassers bij Nederlandse melkveehouderijen

Wassen of gassen?

Een multicriteria beslissingsanalyse over de invoering van luchtwassers bij

Nederlandse melkveehouderijen

Universiteit van Amsterdam

Cécile Alsbach Aardwetenschappen 11673923 Sicco van Steenwijk Bedrijfskunde 11883162

Mees Hoeksma Scheikunde 10882235

Tom van der Schaaf Natuurkunde 1189796

Vak: Thema III – deel 2 Domein: Duurzaamheid en Ecologie Docent: dr. Kenneth Rijsdijk en Mike Martinius MSc

Datum: 26-01-2020 Aantal woorden: 5366

Abstract

Er is veel te doen geweest rondom het “stikstofprobleem”; er worden in Nederland te veel ammoniak en stikstofoxiden uitgestoten. In varkens- en kippenstallen wordt al gebruik gemaakt van luchtwassers om de uitstoot van ammoniak te reduceren. In melkveehouderijen is dit nog niet gebruikelijk. In dit onderzoek is er gekeken naar de mogelijke reductie in ammoniakemissie, de effecten van deze reductie op de Nederlandse biodiversiteit en de kosten van het plaatsen en van het gebruik van luchtwassers in melkveehouderijen. Hieruit is gebleken dat de ammoniakuitstoot op jaarbasis met 10,65 kiloton gereduceerd kan worden. De ammoniakuitstoot van melkveehouderijen wordt dan met meer dan 50% gereduceerd. Op basis van deze gegevens is een effectentabel gemaakt om te assisteren bij het vormen van een advies om wel of geen luchtwassers te verplichten in melkveehouderijen.

Inhoudsopgave

3.2.1 Reductie in ammoniakuitstoot door afvangen ammoniak met luchtwassers 10 3.2.2 Reductie in ammoniakuitstoot door aanwending spuiwater 12

3.2.3 Totale reductie in ammoniakuitstoot 12

3.3 Kosten en opbrengsten 12

3.3.1 Kosten installatie 12

3.3.2 Operationele kosten 13

3.3.3 Opbrengst besparing kunstmest 14

3.4 Biodiversiteit 14 3.4.1 NECD 14 3.4.2 Kritische depositiewaarde 15 3.4.3 Invloed op de biodiversiteit 16 3.5 MCA 18 4 Discussie 19 5 Conclusie 20 6 Literatuurlijst 21 7 Bijlagen 24

7.1 Vijfpuntsschaal voor het beoordelen van kwalitatieve criteria 24

7.1.1 Onder KDW blijven 24

7.1.2 Behoud biodiversiteit 24

7.2 Interview met dr.ir. R. Melse (WUR) 24

7.3 Interview met dr.ir. G.L. Velthof (WUR) 24

7.4 interview met J. Bakker (Melkveehouder) 26

1 Introductie

“Aanpak stikstof”, “Stikstofvervuiling” en “Stikstofcrisis” zijn drie veel gebruikte titels van nieuwsartikelen die ervoor hebben gezorgd dat ‘het stikstofprobleem’ in 2019 veel aandacht gekregen heeft. De stoffen waar iedereen zich zorgen om maakt zijn de stikstofverbindingen NOx (stikstofoxiden) en NH3 (ammoniak) (Lu, Mo, & Dong, 2008). Stikstofverbindingen spelen een belangrijke rol binnen ecosystemen, zo is stikstof vaak zelfs de limiterende nutriënt binnen ecosystemen (Smits & Bal, 2014; Vitousek et al., 1997). Verschillende plantensoorten hebben baat bij andere concentraties van deze verbindingen in het milieu, waardoor een verandering van deze concentraties door de uitstoot en depositie van stikstofverbindingen de biodiversiteit aantast. Stikstofminnende planten verdringen soorten die beter groeien in een stikstofarme omgeving, met een teruglopende biodiversiteit tot gevolg (Lu et al, 2008; Rijksoverheid, 2017; Skeffington & Wilson, 1988; Smits & Bal, 2014; Vitousek et al., 1997). Een voorbeeld hiervan is het heidegebied waar grassen goed zijn gaan groeien dankzij de toegenomen hoeveelheid stikstofverbindingen, terwijl de oorspronkelijke heideplanten verdwijnen. Ook heeft een stikstofoverschot gevolgen voor de bodem- en waterkwaliteit (Smits & Bal, 2014), dit wordt onder andere veroorzaakt door verzuring en eutrofiëring (Lu et al., 2008; Rijksoverheid, 2017; Skeffington & Wilson, 1988; Smits & Bal, 2014; Vitousek et al., 1997).

Ecosystemen hebben dus te lijden aan een overschot van stikstofverbindingen. Een deel van de stikstofuitstoot slaat neer en komt zo in het milieu terecht, er wordt dan gesproken van depositie. Om precies te formuleren welke hoeveelheid depositie een overschot is, zijn er “kritische depositiewaarden” (KDWs) vastgesteld (Rijksoverheid, 2017). Dit is de grens waarboven het risico op significante aantasting van habitats als gevolg van stikstofdepositie niet kan worden uitgesloten (Van Dobben & Van Hinsberg, 2012). KDWs spelen een belangrijke rol in beleidsvorming, aangezien men aan de hand van KDWs kan bepalen wat de maximale toegestane uitstoot kan zijn zonder dat dit aantasting van habitattypen met zich meebrengt.. KDWs liggen dan ook aan de basis van het beleid van het voormalige Programma Aanpak Stikstof (PAS) (Rijksoverheid, 2017) en de National Emission Ceiling Directive (NECD) (European Environment Agency [EEA], z.d.).

In het kader van de Europese Vogel- en Habitatrichtlijnen en het NECD waar Nederland zich als Europese lidstaat aan verbonden heeft, dient ter bescherming van de biodiversiteit de stikstofuitstoot omlaag gebracht te worden (De Heer, Roozen, & Maas, 2017). Het PAS was een set maatregelen die Nederland genomen had om de uitstoot omlaag te brengen zonder economische groei in gevaar te brengen. Echter, later werd duidelijk dat het PAS voor onvoldoende uitstootreductie zorgde. Dit heeft ervoor gezorgd dat op 29 mei 2019 het PAS ongeldig is verklaard door de Raad van State (Bij12, 2019). Daardoor zijn veel vergunningen voor bouwprojecten ingetrokken omdat deze in onder het PAS waren verstrekt (Lieshout, 2019). Op 13 november 2019 werden er, na veel protesten van onder andere boeren en bouwvakkers over de toenmalige situatie, door het kabinet (tijdelijke) maatregelen genomen om de stikstofcrisis tegen te gaan. De maximale snelheid wordt verlaagd naar 100 km/u en er is een noodwet aangekondigd waardoor grote bouwprojecten zoals dijkenbouw en kustversterking door kunnen gaan. Ook werd er nog 250 miljoen euro vrijgegeven voor het natuurherstel in Natura 2000-gebieden, de natuurgebieden die binnen de bescherming van de Vogel- en Habitatrichtlijnen vallen (AD, 2019).

slechts 5% van de huidige stikstofuitstoot zorgt. Daarnaast is het onzeker of deze maatregel permanent van aard zal zijn; het wordt wenselijk gevonden dat de snelheidsverlaging tijdelijk is (NOS, 2019a).

Tussen alle ophef door is duidelijk geworden dat Nederland in 2017, het meest recente jaar waarvan data over de uitstoot beschikbaar is, haar maximale ammoniakuitstoot zoals bepaald door het NECD niet heeft gehaald (EEA, 2019). Het is dus noodzakelijk om een maatregel te vinden die zowel permanent van aard is als een significante reductie van stikstofuitstoot zal meebrengen.

De grootste winsten in het terugdringen van de uitstoot vallen te behalen in de meest vervuilende sector. In Nederland is de landbouwsector met meer dan de helft van de stikstofuitstoot en ongeveer 45% van de totale stikstofdepositie de belangrijkste bron van vervuiling. In afbeelding 1 is het verschil in uitstoot de landbouwsector en andere sectoren te zien.

Afbeelding 1. Emissie stikstof per sector. De landbouw is verantwoordelijk voor meer dan de helft van de stikstofuitstoot (RIVM, 2019).

De landbouwsector stoot meer ammoniak uit dan stikstofoxiden (RIVM, 2019). Binnen de landbouwsector is de rundveehouderij verantwoordelijk voor meer dan de helft van de ammoniakemissie (Van der Peet et al., 2018). De bron van deze uitstoot binnen rundveehouderijen is mest en urine (Bussink & Oenema, 1998; Hou, Velthof, Lesschen, Staritsky, & Oenema, 2017; Hou, Velthof, & Oenema, 2015). Ook in varkens- en pluimveehouderijen vindt ammoniakuitstoot plaats, maar in deze sectoren wordt gebruik gemaakt van luchtwassers die wettelijk verplicht zijn om meer dan 90% ammoniak uit de lucht te halen (Melse & Ogink, 2005). Luchtwassers zijn niet verplicht in melkveehouderijen (Koot, 2019), ondanks het grote aandeel van deze sector in de uitstoot. Luchtwassers zijn in de melkveehouderij niet verplicht, omdat melkveehouderijen doorgaans “open stallen” hebben, wat inhoudt dat de stal aan weerszijden open is, waardoor de buitenlucht vrij door de stal kan stromen, in tegenstelling tot varkens- en pluimveestallen die volledig afgesloten zijn. Vanwege het open karakter van melkveestallen zijn luchtwassers hierin minder effectief. Desondanks kunnen luchtwassers in open stallen de ammoniakuitstoot tot 63% verminderen (Winstal, z.d.).

In dit onderzoek zal daarom worden gekeken naar wat de impact zal zijn als elke melkveehouderij in Nederland verplicht een luchtwasser zal moeten installeren. Dit zou een maatregel zijn die permanent van aard is, en een significante reductie in ammoniakuitstoot kan opleveren. Dit onderzoek zal de verschillende aspecten van deze maatregel onderzoeken aan de hand van de volgende vragen:

● Hoeveel ammoniakuitstoot zal het verplicht stellen van luchtwassers bij melkveestallen besparen?

● Wat zijn de kosten van de aanschaf en operatie van een luchtwasser? ○ Wat kost de aanschaf van een luchtwasser?

○ Wat zijn de kosten van een de aanvullende benodigdheden voor de operatie van een luchtwasser?

● Wat is het effect van de reductie in ammoniakuitstoot door de verplichtstelling van luchtwassers in melkveestallen op de biodiversiteit in Nederland?

○ Hoe verhoudt de reductie in ammoniakuitstoot door het verplicht stellen van luchtwassers in melkveestallen zich tot het NECD en de kritische depositiewaarden zoals aangewend door het voormalig PAS?

○ Welke positieve en/of negatieve effecten zijn er te verwachten op de biodiversiteit door de reductie in ammoniakuitstoot?

Aan de hand van dit onderzoek zullen de verschillende aspecten van het installeren van een luchtwasser in de melkveehouderij in kaart worden gebracht en overzichtelijk gemaakt. Dit zal worden gedaan met behulp van een Multi-Criteria Analyse (MCA).

Wij verwachten dat de aanschaf van een luchtwasser significante kosten met zich meebrengt. Ook zijn er operationele kosten, zoals de inkoop van zwavelzuur en het stroomverbruik van de luchtwasser. We verwachten dat deze kosten te hoog zullen zijn om door boeren alleen gedragen te worden en dat daarom de overheid ondersteuning zal moeten bieden indien zij in het reduceren van de ammoniakuitstoot wil slagen.

Tegenover de kosten, verwachten wij een significante reductie van de ammoniakuitstoot. We verwachten dat de ammoniakuitstoot door verplichtstelling van de luchtwasser onder het plafond van de NECD zal blijven en dat deze verminderde uitstoot ook een vermindering in stikstofdepositie zal opleveren. Daarnaast wordt verwacht dat de luchtwasser positieve gevolgen voor de boeren zal hebben omdat het waswater van de luchtwasser gebruikt kan worden in plaats van kunstmest.

Dit verslag is als volgt gestructureerd. In de methoden zal worden toegelicht hoe we de verschillende vragen hebben beantwoord en wordt de keuze voor de MCA verantwoord. Hierna wordt in de resultaten besproken hoe luchtwassers werken, wat de berekende grootte van de reductie in ammoniakemissie is, wat de kosten van het installeren en operatie van een luchtwasser zijn en welke effecten de reductie van ammoniakemissie op de biodiversiteit zal hebben. De resultaten worden afgesloten met de MCA. In de conclusie en discussie zullen de resultaten geïnterpreteerd worden en worden de implicaties van dit onderzoek gegeven.

2 Methoden

Om inzicht te krijgen in de gevolgen van het wel of niet invoeren van luchtwassers in melkveehouderijen, wordt in dit onderzoek gebruik gemaakt van een Multi-Criteria Analysis (MCA). In deze analyse worden verschillende met elkaar in conflict staande criteria geëvalueerd. In ons onderzoek zijn deze criteria bijvoorbeeld de kosten van het installeren van luchtwassers in stallen en de reductie in ammoniakuitstoot (Zionts, 1979). Het voordeel van een MCA toepassen, is kwalitatieve en kwantitatieve criteria met elkaar vergeleken kunnen worden. Deze eigenschap maakt het uitermate geschikt voor dit onderzoek aangezien er in ons onderzoek meerdere kwalitatieve criteria zijn.

Een MCA wordt in een aantal fases uitgevoerd. In afbeelding 2 zijn deze fases in het kort beschreven. Eerst wordt de context van waarin de keuze plaatsvindt gedefinieerd. Deze context is het geheel van economische en ecologische structuren die de beslissing omsluiten. Van belang hiervoor is het identificeren van de mensen die de keuze maken en op wie de keuze effect heeft. In de tweede stap worden de verschillende keuzes bepaald. In het geval van dit onderzoek is dat het wel of niet verplicht stellen van een chemische luchtwasser in melkveehouderijen. Als derde worden de verschillende criteria gedefinieerd. Dit zijn eigenschappen van de verschillende criteria die het maken van de keuze beïnvloeden. In de vierde stap worden deze criteria beoordeeld. Hier wordt er gekeken naar wat precies de grootte van een criterium is. Een voorbeeld hiervan is het uitrekenen van de reductie van de ammoniakemissie door het installeren van luchtwassers. Een groot deel van dit onderzoek is gewijd aan het uitzoeken en uitrekenen van de waarden van deze criteria. De methoden voor deze berekeningen zijn terug te vinden in de resultaten. Als laatst is het belangrijk om de gevonden gegevens op een overzichtelijke manier weer te geven zodat deze kan bijdragen aan het beslissingsproces (Dodgson, Spackman, Pearman & Phillips, 2009).

1. Bepaal de context waarin de beslissing wordt genomen 2. Bepaal de verschillende opties

3. Stel criteria op die van belang zijn bij het maken van de beslissing 4. Beoordeel deze criteria

5. Zet de criteria in een effectentabel

Afbeelding 2. De fases van een MCA (Dodgson et al., 2009.)

De verschillende criteria die zijn gekozen die een invloed hebben op de keuze om wel of geen chemische luchtwassers in te voeren in de landbouw zijn als volgt:

1. De installatie kosten - Dit zijn de kosten die per melkveebedrijf gemaakt worden om een luchtwasser te installeren.

2. Operationele kosten - Dit zijn de kosten die gemaakt worden voor het gebruik van de luchtwasser. Deze worden uitgedrukt in kosten per boerenbedrijf per jaar.

3. Opbrengst kunstmest besparing - Met het gebruik van een luchtwasser wordt er ammoniumsulfaat geproduceerd. Dit kan gebruikt worden als kunstmest, waardoor er dus minder kunstmest ingekocht hoeft te worden door de agrariër.

4. Behoud van biodiversiteit - Door verlaging van de de uitstoot van ammoniak kunnen ook

organismen die zijn aangepast aan stikstofarme omstandigheden overleven. We hebben het effect hierop uitgedrukt in --, -, +-, + of ++. Dit is het effect van de optie op de biodiversiteit.

5. Halen NECD 2030 - Het wel of niet halen van de afspraken die zijn opgenomen in de NECD is

een indicatie voor de luchtkwaliteit. Deze wordt daarom binair beoordeeld als wel of niet halen bij de verschillende opties.

6. Onder de KDW blijven - Dit criterium beschrijft of de reductie voldoende is om onder de

kritische depositiewaarden te blijven. Ook deze wordt in --, -, +-, + of ++ uitgedrukt.

Na het beoordelen van de criteria worden deze in de effectentabel verwerkt, wat een compact overzicht is dat kan assisteren in het maken van een keuze tussen de verschillende opties.

3 Resultaten

Hieronder volgen de resultaten die in dit onderzoek gevonden en berekend zijn. Deze zijn opgedeeld in verschillende aspecten, die allen van belang zijn om tot een conclusie te komen.

3.1 Werking luchtwasser

De meest gebruikte luchtwasser is een chemische luchtwasser die gebruik maakt van een zuur, dat de pH van de zogeheten wasvloeistof lager zal maken. Deze wasvloeistof wordt over de instromende stallucht gesproeid waardoor de ammoniak omgezet wordt in ammonium. Ammoniak zal namelijk snel als gas ontsnappen terwijl ammonium relatief makkelijk in water oplosbaar is en zo dus kan worden vastgehouden (Beerling, 2015). Hiervoor zijn verschillende zuren geschikt (Melse & Willers, 2004). Echter, volgens de Regeling Ammoniak en Veehouderij is alleen zwavelzuur (H2SO4) bruikbaar in verband met de hoeveelheid chemisch afval en de veiligheid van de stof. Daarnaast zijn de kosten van andere zuren ook hoger (VROM, 2002). de reactievergelijking van ammoniak met zwavelzuur is als volgt:

NH3 (g) + 0,5 H2SO4 (l) → NH4+ (aq) + 0,5 SO42- (aq). (1) Deze oplossing van ammoniumsulfaat wordt spuiwater genoemd en mag niet in aanraking komen met mest. Dan ontstaat er namelijk waterstofsulfide (H2S), wat een giftig gas is. Het is dus belangrijk dat er zorgvuldig gewerkt wordt met chemische luchtwassers en dat het spuiwater apart wordt opgeslagen (Melse & Willers, 2004). Voor de efficiëntie van dit proces en de impact op het milieu is het ook van belang dat er niet onnodig veel water wordt gebruikt. Dit wordt gereguleerd met een geleidbaarheidssensor, wanneer ammoniumsulfaat oplost in water neemt de weerstand af en de elektrische geleiding toe. De wasvloeistof komt na het sproeien in een vat terecht en wordt gerecirculeerd naar de sproeiers, zie afbeelding 3. In het vat zit een geleidbaarheidssensor die zo is ingesteld dat hij herkent wanneer de wasvloeistof verzadigd is met ammoniumsulfaat. Op dat moment wordt het water gespuid en wordt het spuiwater genoemd. Naast dit spuiwater stroomt er ook schone lucht als product uit de luchtwasser uit (Beerling, 2015).

Afbeelding 3. Een schematische weergave van de werking van een luchtwasser (Synned, 2018). Hier is te zien dat de wasvloeistof over de inkomende stallucht gesproeid wordt en vervolgens gerecirculeerd wordt. De eindproducten die uit de wasser komen zijn het spuiwater en schone lucht.

3.2 Reductie ammoniakemissie

Voordat een inschatting gemaakt kan worden van het effect van de installatie van luchtwassers in elk melkveebedrijf in Nederland, moet eerst worden berekend in hoeverre de ammoniakemissie hierdoor gereduceerd kan worden. In deze paragraaf zal worden berekend hoeveel ammoniakemissie kan worden gereduceerd en hoeveel uitstoot bespaard kan worden door het aanwenden van het spuiwater als kunstmest, om zo tot de totale reductie in ammoniakemissie te komen.

3.2.1 Reductie in ammoniakuitstoot door afvangen ammoniak met luchtwassers

Om te weten hoeveel de ammoniakemissie kan worden gereduceerd door luchtwassers te installeren in melkveestallen is het belangrijk om eerst te weten hoeveel kg ammoniak er wordt uitgestoten door melkvee. Per type stal en begrazingsmethode verschilt de ammoniakuitstoot. Om de uitstoot te berekenen zijn het aantal melkkoeien per staltype en begrazingsmethode vermenigvuldigd met de bijbehorende emissiefactor. Deze emissiefactor beschrijft hoeveel kg ammoniak per jaar per koe wordt uitgestoten. In tabel 1 staan deze gegevens weergegeven. Er is aan de hand van onderzoek van Van der Peet et al. (2018) uitgegaan van 1,694 miljoen melkkoeien. Dit getal is afkomstig uit de recentste telling in 2017. De emissiefactoren per staltype en de verdeling van de veestapel over de staltypen zijn verkregen via onderzoek van Van Bruggen et al. (2018), waarvoor data uit 2016 werd gebruikt. Onder de melkkoeien vallen alleen de melk- en kalfkoeien en niet het jongvee en de fokstieren. Door de emissiefactoren van deze verschillende typen koeien bij elkaar op te tellen is een totale emissie berekend

Tabel 1. Huidige emissiefactoren voor verschillende stal- en weide categorieën en het aantal melkkoeien dat daarin wordt gehuisvest. type bezetting [%] aandeel [%] aantal koeien emissiefactor [Kg NH3/jaar/koe] emissie [kiloton NH3/jaar] grup 1,8 30.488 5,08 0,15 emissiearme stal 18,7 316.741

dag en nacht beweiden 6,1 19.196 7,10 0,14

overdag beweiden 33,3 105.580 8,44 0,89

dag en nacht op stal 60,6 191.964 9,22 1,77

niet emissiearme stal 79,4 1.344.880

dag en nacht beweiden 13,0 174.834 10,01 1,75

overdag beweiden 58,0 780.031 11,90 9,28

dag en nacht op stal 29,0 390.015 13,00 5,07

totaal aantal koeien 1.693.804 kiloton NH3/jaar: 19,05 Stallen met luchtwassers hebben per dierplaats een lagere emissiefactor dan reguliere stallen. Ook hebben ze een lagere emissiefactor dan emissiearme stallen, dit zijn stallen met vloersystemen die de ammoniakemissie reduceren. Er zijn verschillende typen stallen met luchtwassers, die elk hun eigen emissiefactor hebben.

Ten eerste is er een open stal zonder dwarsventilatie. Dit kan een open stal zijn met afsluitbare zijwanden zodat dwarsventilatie wordt tegengegaan. Ten tweede zijn er stallen met dwarsventilatie, hierbij kan er lucht via de zijkanten van de stallen naar binnen. Tenslotte zijn er stallen met kelderafzuiging, hierin wordt de mestkelder onder de vloerroosters geventileerd en gefilterd met een luchtwasser. In tabel 2 zijn de emissiefactoren voor de drie staltypen te zien (Burgers, 2015; Winstal, z.d.). Er is bij de berekeningen vanuit gegaan dat alle melkkoeien in Nederland in een stalsysteem met luchtwasser komen te staan. Uit de berekeningen blijkt dat in het beste geval er 10,42 kiloton ammoniak bespaard kan worden wanneer alle melkkoeien van Nederland naar binnen zouden gaan in een open stal met chemische luchtwasser.

Tabel 2. Dit zijn de emissiefactoren en voorspelde emissies van de melkveesector voor drie soorten luchtwassystemen.

emissiefactor [Kg NH3/jaar/koe]

Uitstoot alle melkvee in miljoen kg NH3/jaar:

reductie t.o.v. 19,05 kiloton NH3/jaar

open stal zonder

dwarsventilatie 5,1 8,64 10,42

open stal met dwarsventilatie

bij opstallen 6,6 11,18 7,88

bij beweiding 5,9 9,99 9,06

kelderafzuiger

bij opstallen 7,2 12,20 6,86

3.2.2 Reductie in ammoniakuitstoot door aanwending spuiwater

Wat verder nog een besparing oplevert in de uitstoot van ammoniak is het gebruik van de afgevangen ammoniak als meststof. Dit spuiwater heeft namelijk een lagere emissiefactor dan reguliere kunstmest (Van Bruggen et al., 2018). Eerst is opgezocht hoeveel ammoniakaal N werd aangewend in 2016 in de vorm van kunstmest, dan wel in de vorm van spuiwater. Vervolgens is berekend hoeveel ammoniakaal N de 10,42 kiloton afgevangen ammoniak bevat. De factor voor deze omrekening wordt verkregen door het moleculair gewicht van ammoniak te delen door het gewicht van stikstof. De factor die daaruit komt is 1,216 (Dayah, 1997). Dit komt neer op 8,57 kiloton N. Indien al het spuiwater als kunstmest wordt gebruikt, zal in de nieuwe situatie dus 8,57 kiloton N meer worden gebruikt als spuiwater, en de hoeveelheid gebruikte kunstmest zal met 8,57 kiloton afnemen. Met de emissiefactoren is vervolgens de nieuwe uitstoot berekend. Deze twee situaties zijn weergegeven in tabel 3. Hieruit blijkt dat er nog eens 0,19 kiloton ammoniakaal N in uitstoot kan worden gereduceerd, wat neerkomt op een totale reductie van 0,23 kiloton ammoniak.

Tabel 3. Dit zijn de gegevens over de ammoniakuitstoot als gevolg van het gebruik van meer spuiwater dan kunstmest.

Emissiefactor [kg/jaar/kg NH3-N] Verbruik kunstmest en spuiwater zonder luchtwasser [kiloton NH3-N/jaar] Emissie zonder luchtwasser [kiloton NH3 -N/jaar] Verbruik kunstmest en spuiwater met luchtwasser [kiloton NH3-N/jaar] Emissie met luchtwasser [kiloton NH3 -N/jaar] kunstmest 0,04 261,1 10,44 252,53 10,10 spui 0,018 9,4 0,17 17,97 0,32 10,61 10,42

3.2.3 Totale reductie in ammoniakuitstoot

De totale reductie in ammoniakuitstoot bestaat uit de reductie die verkregen wordt door de installatie van luchtwassers samen met de reductie door het aanwenden van spuiwater als kunstmest. Door de installatie van luchtwassers wordt er 10,42 kiloton ammoniak bespaard. Door de aanwending van spuiwater wordt er nog eens 0,23 kiloton ammoniak bespaard. Dit komt neer op een totale reductie van 10,65 kiloton ammoniak.

3.3 Kosten en opbrengsten

In deze paragraaf zullen de kosten van de installatie en de operationele kosten worden onderzocht. Ook zal een inschatting gemaakt worden van de besparing op de uitgaven aan kunstmest die de aanwending van spuiwater gemiddeld oplevert.

3.3.2 Operationele kosten

De operationele kosten worden onderverdeeld in de kosten voor zwavelzuur, water en elektriciteit. Er wordt voor elk een inschatting gemaakt van de kosten per melkveebedrijf per jaar, die vervolgens bij elkaar worden opgeteld.

Zwavelzuurkosten

Op basis van de eerder genoemde reactievergelijking 1 voor de reactie van ammoniak en zwavelzuur zoals te zien in paragraaf 3.1. kan worden geconcludeerd dat voor de filtering van één mol ammoniak een halve mol zwavelzuur nodig is. Tabel 4 geeft de verhoudingen tussen de verschillende stoffen weer. Tabel 4. De verhoudingen tussen ammoniak, zwavelzuur, ammonium en sulfaat.

Hoeveelheid/stof NH3(g) H2SO4(l) NH4+(aq) SO42-(aq)

Aantal (mol) 2 1 2 1

Massa (g) 34,06104 98,07848 36,078 96,06

De molverhouding tussen zwavelzuur en ammoniumsulfaat is 1:1. De oplosbaarheid van ammoniumsulfaat in water, bij een temperatuur van 20 graden Celsius, is maximaal 754 gram/liter (Lenntech, z.d.). Dit is gelijk aan 5,71 mol ammoniumsulfaat per liter water. Uit eerdere berekeningen volgde dat er maximaal 10,42 kiloton ammoniak per jaar kan worden afgevangen. Voor elke kilogram ammoniak is er 2,9 kilogram zwavelzuur nodig om het om te zetten in ammoniumsulfaat (Melse & Willers, 2004). Dit betekent dat er afgerond 30,21 kiloton zwavelzuur nodig is per jaar. Zwavelzuur kost, afhankelijk het inkoopvolume, tussen de 22 en 25 eurocent per kilogram (farmers4all, persoonlijke communicatie, 9 januari 2020). Hieruit volgt dus dat het in totaal zo’n 7,10 miljoen euro per jaar zal gaan kosten, wat neerkomt op ongeveer €390 per jaar per melkveebedrijf wanneer er van 18.062 melkveebedrijven in Nederland wordt uitgegaan (WUR, 2017).

Waterkosten

Per kilogram ammoniak wordt er 200 liter water gebruikt voor het spuiwater, een deel gaat ook verloren met de uitstromende schone lucht uit de luchtwasser (Kenniscentrum InfoMil, z.d.). Na denitrificatie van het spuiwater, kan een deel van dit water nog hergebruikt worden waardoor het waterverbruik nog gereduceerd wordt (Melse & Willers, 2004). Omdat er geen gegevens beschikbaar zijn over het waterverbruik van een luchtwasser wordt dit berekend met de aanname dat er 200 liter water per kilogram afgevangen ammoniak wordt gebruikt. In dat geval zal er ongeveer 2.083·109 (±2,1 miljard) liter water worden verbruikt door luchtwassers op jaarbasis. De kosten van voor water zijn €0,79 per 1000 liter (Waternet, 2020). Dit geeft voor de totale waterkosten €1,646 miljoen, dit is gemiddeld €90,- per bedrijf per jaar.

Elektriciteitskosten

Luchtwassers gebruiken elektriciteit voor de ventilatoren die zorgen voor de luchtcirculatie, ook wordt er elektriciteit gebruikt voor de circulatie van het waswater. Voor het filteren van 1 kg ammoniak is er 29 kWh elektriciteit nodig (Melse & Willers, 2004). Met een prijs van €0,14 per kWh, betekent dat dat de kosten per kg ammoniak €4,06 bedragen (Blanken et al., 2020). Dit geeft een totale kosten per jaar van €42,3 miljoen, dat is gemiddeld per boerenbedrijf €2.340,-. Dit komt ook redelijk overeen met het bedrag dat boeren in een interview in Melkvee noemden (Burgers, 2015).

Totale operationele kosten

Wanneer bovenstaande drie kostenposten bij elkaar opgeteld worden, bedragen de kosten per melkveebedrijf per jaar €2820,-. Dit is in de effectentabel terug te vinden als “Operationele Kosten”. 3.3.3 Opbrengst besparing kunstmest

Het spuiwater kan nog hergebruikt worden als kunstmest. Als dit bij elke luchtwasser gebeurt zal door boeren die gebruik maken van luchtwassers minder kunstmest ingekocht hoeven te worden. Bij de reactie in de luchtwasser wordt 30,21 kiloton zwavelzuur gebruikt. Gebruikmakend van Tabel 4 kan vervolgens vastgesteld worden dat de massaverhouding tussen zwavelzuur en ammoniumsulfaat 1:1,347 is. Dat betekent dat er per jaar 40,70 kiloton ammoniumsulfaat wordt geproduceerd door de luchtwassers.

Dit ammoniumsulfaat bevat 8,57 kiloton ammoniakaal N. De prijs voor een kilogram stikstof in de vorm van KAS is €1,37 (Agriwebshop, 2020). KAS is de meest gebruikte kunstmest in de melkvee-industrie en is vooral geschikt voor grasland. Dit geeft een totale besparing in uitgaven aan kunstmest van €11,8 miljoen per jaar. Dat is een gemiddelde besparing van €650 per melkveebedrijf per jaar.

3.4 Biodiversiteit

Zoals eerder berekend is, zal de ammoniakemissie gereduceerd worden met 10,65 kiloton indien luchtwassers in alle melkveestallen geïnstalleerd worden. Om in te schatten wat het effect van deze reductie op de Nederlandse biodiversiteit zal zijn, wordt gekeken naar de beoogde emissie- en depositiewaarden die voor Nederland gelden en met welk doel deze zijn opgesteld. Een emissiewaarde geeft weer hoeveel er van een bepaalde stof wordt uitgestoten. Zoals in de introductie al besproken is, slaat een deel van deze emissie weer neer (Rijksoverheid, 2017). De depositiewaarde beschrijft de hoeveelheid depositie. Hieronder wordt naar het NECD, een richtlijn voor de nationale uitstoot, en naar de KDWs, die een richtlijn vormen voor depositiewaarden, gekeken.

3.4.1 NECD

Het NECD is een Europese richtlijn waar Nederland zich als lid van de Europese Unie aan gebonden heeft. De directive heeft als doel om in 2030 de negatieve effecten van luchtvervuiling met de helft te verminderen ten opzichte van 2005. Ammoniak is een van de stoffen die in deze directive gezien wordt als vervuiling. Daarnaast dient de luchtvervuiling (en dus ook de ammoniakuitstoot) dusdanig teruggedrongen te worden dat ecosystemen ook geen nadelige effecten ondervinden (EEA, z.d.). Om dit te bereiken heeft elk land een “nationaal uitstootplafond” (national emission ceiling), vastgesteld door het NECD. De grenswaarde voor Nederland bedraagt 128 kiloton per jaar (EEA, 2019). Elk land wordt verwacht ook eigen tussentijdse doelstellingen te vormen. Hoewel Nederland in 2017 haar doel niet heeft behaald, wordt wel verwacht dat Nederland haar eigen doelstellingen voor 2020 en 2030 haalt. Deze zijn respectievelijk 134,60 en 122,22 kiloton ammoniak (EEA, 2019). Ook al werd het emissieplafond overschreden in 2017 met een emissie van 132,39 kiloton ammoniak, was de

emissieplafond wordt niet gehaald. Aangezien verwacht wordt dat Nederland haar eigen doelstelling in 2030 zal halen, is het ook zeer aannemelijk dat zij onder het emissieplafond zal zitten in 2030, aangezien de eigen doelstelling ambitieuzer is dan het emissieplafond. Met luchtwassers is het dus ook te verwachten dat het emissieplafond wordt gehaald. Beide situaties krijgen daarom de waarde “ja” toegekend.

3.4.2 Kritische depositiewaarde

In het kader van het voormalige PAS zijn voor verschillende habitats in de Nederlandse natuur KDWs vastgesteld (Rijksoverheid, 2017). Deze waardes zijn door Van Dobben, Bobbink, Bal en Hinsberg (2012) opgedeeld in gevoeligheidsklassen. De stikstoftolerantie van planten en habitattypen bepaalt in welke gevoeligheidsklasse een plant of habitat wordt ingedeeld. Deze gevoeligheidsklassen staan in tabel 5 weergegeven.

Tabel 5. Indeling van kritische depositiewaarden naar gevoeligheidsklassen (Van Dobben et al., 2012).

Gevoeligheidsklasse Depositie kg N/ha/jaar

Zeer gevoelig

<20

Gevoelig

20-<34

Minder/niet gevoelig ≥34

De recentste berekeningen rondom de gemiddelde KDW in Nederland stammen uit 2016 en komen uit op een depositiewaarde van tussen de 20 en 23 kg N/ha/jaar (TNO, 2019). De gedeponeerde stikstof bestaat zowel uit stikstof in de vorm van ammoniak als stikstofoxiden. De depositiewaarden overschrijden die van de zeer stikstofgevoelige plantensoorten en bevinden zich binnen de grenzen van de stikstofgevoelige habitattypen (Van Dobben et al., 2012). Dit houdt in dat zeer gevoelige plantensoorten momenteel een overschot aan stikstof ervaren. Ook een aantal gevoelige habitattypen kunnen een overschot ervaren.

Door een reductie van de uitstoot zal ook een reductie plaatsvinden van de depositiewaarden in Nederland. Alleen niet alle ammoniak die in Nederland wordt uitgestoten slaat ook in Nederland neer en niet alle neergeslagen ammoniak in Nederland is uitgestoten in Nederland. Nederland importeert en exporteert dus ammoniak. Deze stromen zijn te zien in afbeelding 4 Uitgaande van deze data kan berekend worden wat de reductie in ammoniakuitstoot voor effect heeft op de depositiewaarden in Nederland. De waarden in afbeelding 4 zijn berekend met het European Monitoring and Evaluation Programme (EMEP)-model, wat op Europees niveau veelal voor onderbouwing van beleid wordt gebruikt. Deze berekeningen zijn gebaseerd op informatie uit 2016 en voor zover bij ons bekend, de meest recente berekeningen die met dit model zijn gepubliceerd.

Afbeelding 4. Stikstofbalans van Nederland (gemiddeld, in kg N/ha) zoals berekend met het EMEP model, gebaseerd op data uit 2016 (TNO, 2019).

Uit afbeelding 4 kan worden afgeleid dat ~31,6% van de ammoniakemissie zal neerslaan op eigen bodem. Verder is volgens deze figuur de totale depositie van stikstof gelijk aan 20,7 kg N/ha/jaar. Indien een reductie van 10,65 kiloton gerealiseerd wordt, zou er 121,74 kiloton ammoniak zijn uitgestoten. Van deze hoeveelheid zal dan 38,57 kiloton neerslaan op eigen bodem. De oppervlakte van Nederland is 41.543 km2, dit komt neer op 4.154.300 ha (CIA, 2019). Vervolgens kan berekend worden hoeveel

kg NH3 er per hectare neerslaat door de uitstoot te delen door de oppervlakte; dit is 9,28 kg ammoniak/ha.

Als laatste stap moet dit omgerekend worden naar de hoeveelheid N, zodat het overeenkomt met de eenheid van de KDW, namelijk kg N/ha/jaar. Hiervoor wordt dezelfde omrekenfactor gebruikt als in paragraaf 3.2.2. Door het gewicht NH3 te delen door deze factor, krijg je de hoeveelheid zuivere stikstof

dat neerslaat; dit is 7,64 kg N/ha. Samen met de 4,9 kg N/ha/jaar die uit het buitenland afkomstig is en de 7,5 kg N/ha die via stikstofoxiden neerslaat, kom je uit op een depositiewaarde van ≈20 kg N/ha/jaar. Dit is een verschil van ongeveer 0,7 kg N/ha, of een reductie van ongeveer 3.4%, ten opzichte van de situatie in 2017 zonder installatie van luchtwassers.

De waarden die toegeschreven wordt aan “onder KDW blijven” in de effectentabel wordt bepaald aan hand van een vijfpuntsschaal die staat beschreven in bijlage 7.2.1. Zonder luchtwassers komt de depositiewaarde volgens het EMEP model neer op 20,7 kg N/ha/jaar. Afgerond is dit 21 kg N/ha/jaar. Dit bevindt zich tussen de grenzen voor gevoelige habitattypen en krijgt daarom de waarde “+-”. Door de ammoniakreductie daalt de depositiewaarde naar ≈20 kg N/ha/jaar. Dit zit op de grenswaarde tussen gevoelige en zeer gevoelige habitattypen en krijgt daarom de waarde “+” toegeschreven.

Weijters & Hettelingh, 2010). Het waarborgen van een KDW die aan deze habitats wordt toegeschreven, namelijk één van tussen de 5-10 kg N/ha/jaar, is met het oog op de depositie die van het buitenland afkomstig is, haast onmogelijk om te bereiken. Bovendien dient men zich ervan bewust te zijn dat de onderliggende aanname van KDWs, dat de gemeten KDW bij een ecosysteem hoort dat in homeostase verkeert, voor vele Europese ecosystemen niet opgaat door de huidige en historische luchtvervuiling (Spranger, Hettelingh, Slootweg & Posch, 2008).

Zelfs als zou er in een theoretisch geval een depositiewaarde bereikt worden waarbij zelfs de meest gevoelige habitattypen geen negatieve gevolgen ondervinden, is het nog maar de vraag of de biodiversiteit zich volledig kan herstellen. Naast stikstofdepositie zijn er meerder factoren die de biodiversiteit bedreigen, zoals verdroging, fragmentatie van natuurgebieden, en de ophoping van fosfaten in de natuur (Van Grinsven, Tiktak & Rougoor, 2016). Weliswaar bestaan er herstelstrategieën om stikstof te verwijderen uit het milieu, maar de effectiviteit van het regelmatig toepassen van deze herstelmaatregelen is beperkt of discutabel. Bovendien bestaan er bedreigde habitats in Nederland waarvoor er geen bewezen effectieve herstelmaatregelen bestaan (De Heer et al., 2017). Tot slot stelde G. Velthof (10 december, 2019) in een persoonlijk gesprek dat er in Nederland nauwelijks sprake is van een referentiepunt waartoe de biodiversiteit terug dient te keren.

Desalniettemin zal de verplichting van luchtwassers helpen bij het voorkomen van een verergering van de status quo, aangezien dit zal helpen in het verminderen van het huidige stikstofoverschot in het Nederlandse milieu. In bijlage 7.1.2 staat de vijfpuntsschaal beschreven waarmee het criterium “behoud biodiversiteit” beoordeeld wordt. Momenteel, dus zonder luchtwassers, gaat de biodiversiteit sterk achteruit (Lu et al, 2008; Rijksoverheid, 2017; Skeffington & Wilson, 1988; Smits & Bal, 2014; Vitousek et al., 1997) en krijgt daarom de waarde “--” toebedeeld. Het is mogelijk dat door de lagere depositiewaarde in het geval van luchtwassers ervoor zorgt dat plantensoorten die hierdoor geen overschot aan stikstof meer ervaren toenemen in aantal en de biodiversiteit verbeteren. Er zijn echter nog veel planten die een overschot aan stikstof ervaren en onder druk staan. Daarom wordt de situatie met luchtwassers de waarde“+-” gegeven.

3.5 MCA

Hieronder in tabel 6 is de ingevulde effectentabel te zien. Hierin zijn de resultaten die in de verschillende subsecties resultaten zijn gevonden ingevuld. In de discussie zullen deze resultaten worden besproken. Tabel 6. De ingevulde effectentabel.

criteria kosten/baten eenheid geen luchtwasser wel luchtwasser kosten installatie K Euro/

melkveebedrijf € 0,00 € 90.000,00 Operationele Kosten K Euro/jaar /melkveebedrijf € 0,00 €2.820,- Opbrengst kunstmest besparing B Euro/jaar /melkveebedrijf € 0,00 €650,- Behoud biodiversiteit B ++/+/+-/-/-- -- +- halen NECD 2030

B wel/niet wel wel

onder KDW blijven

4

Discussie

Het doel van dit onderzoek was om een beeld te krijgen van de effecten van het verplichten van de installatie van luchtwassers als oplossing om de ammoniakuitstoot te verminderen. Hierbij is gekeken naar de operatie- en installatiekosten, de opbrengst uit de besparing op kunstmest, verschillende richtlijnen omtrent uitstoot en depositie van ammoniak en mogelijke effecten op de biodiversiteit in Nederland. Gebleken is dat er een significante reductie in de uitstoot van ammoniak voortkomt uit het verplicht stellen van een luchtwasser bij melkveehouderijen. Dit is in overeenstemming met de hypothese die voorafgaande aan dit onderzoek is opgesteld. Verder zijn de verwachtingen omtrent het halen van het NECD en de verlaging van de depositiewaarden voor Nederland uitgekomen.

Het verplicht stellen van een luchtwasser is een effectieve maatregel, die voor een grotere reductie zorgt in de stikstofdepositie in Nederland (3,4%) dan een maatregel als de snelheidsverlaging in het verkeer (0,3%) (Schreuder, 2019). Ook kan men middels deze maatregel de ammoniakuitstoot verminderen zonder de veestapel te reduceren.

De resultaten uit dit onderzoek dienen voorzichtig geïnterpreteerd te worden. De data die gebruikt is voor de berekeningen is afkomstig uit verschillende datasets die uit verschillende jaren komen. Zo is de ammoniakuitstoot berekend aan de hand van een verdeling van de melkveestapel over staltypen uit 2016 en het aantal melkkoeien uit 2017. Echter, de verdeling van de melkveestapel is ten opzichte van 2015 met maximaal 2,1% verschoven (Van Bruggen et al., 2018) en dit zal dus niet veel effect hebben gehad op de berekende ammoniakuitstoot. Als gevolg van gemixte data kan er geen specifiek jaartal verbonden worden aan dit getal: het is slechts een indicatie van de uitstoot van melkvee rond het jaar 2017.

Op een vergelijkbare manier wordt er data uit 2016 gebruikt voor de herberekening van de depositiewaarden. Hierdoor zijn ook de nieuwe berekende waarden slechts een indicatie. Bovendien is het zo dat binnen de modellen voor depositiewaarden er sprake is van onzekerheid in de berekening (TNO, 2019). Dit neemt niet weg dat de depositiewaarden zullen dalen als gevolg van de installatie van luchtwassers in de melkveehouderij. Wel is het interessant om in vervolg op dit onderzoek te kijken naar lokale depositiewaarden; in dit onderzoek is slechts gekeken naar de nationale gemiddelde depositiewaarde, terwijl op lokaal niveau de depositiewaarden verschillen. Ook de kosten van de installatie van een luchtwasser, de operationele kosten en de opbrengst door kunstmestbesparing zijn slechts een schatting. De operationele kosten van luchtwassers en de prijzen van kunstmest zijn uiteraard veranderlijk. Ook zijn operationele kosten afgeleid van luchtwassers in varkenshouderijen, omdat er een gebrek is aan data rondom de operationele kosten van luchtwassers in melkveehouderijen. Tot slot zijn de kosten uitgedrukt in kosten per bedrijf per jaar. Hiervoor is het gemiddelde aantal koeien per bedrijf gebruikt. In de realiteit lopen bedrijven sterk uiteen in dieraantallen en daarmee zullen de kosten voor elk bedrijf uniek zijn.

Subsidie stond buiten de reikwijdte van dit onderzoek. Het is wel een belangrijke factor in de afweging die boerenbedrijven maken in het wel of niet aanschaffen van een luchtwasser, aangezien het hier gaat om een forse investering. Om deze reden kan subsidie een belangrijke stimulans vormen om een luchtwasser te installeren. Negatieve financiële prikkels, zoals boetes voor het overschrijden van de uitstootlimiet voor een bedrijf, vormen een vergelijkbare stimulans. Echter, het is in het licht van de huidige protesten de vraag of dergelijke negatieve stimulansen wenselijk zijn.

5

Conclusie

Momenteel is de uitstoot van ammoniak in Nederland te hoog. Als mogelijke oplossing om de uitstoot te verminderen is gekeken naar het verplicht stellen van een luchtwasser bij melkveehouderijen. Hierbij is door middel van een MCA gekeken naar de verschillende kosten en baten die komen kijken bij het bezitten van een luchtwasser. Te concluderen valt dat het installeren van een luchtwasser bij melkveehouderijen een efficiënte maatregel is om de ammoniakuitstoot te verminderen. Belangrijk is om te bedenken dat bij het opstellen van een maatregel om de uitstoot te verminderen niet vergeten wordt te kijken naar de gevolgen die deze maatregel heeft op de verschillende betrokken partijen.

6

Literatuurlijst

AD (2019, 13 november). Dit zijn de maatregelen van het kabinet tegen de stikstofcrisis. AD. Opgevraagd op 28 november 2019 van https://www.ad.nl/politiek/dit-zijn-de-maatregelen-van-het-kabinet-tegen-de-stikstofcrisis~a8e87de9/

Agriwebshop (2020). Kunstmest Weide K.A.S BIGBAG. Opgevraagd op 12 januari 2020 van https://www.agriwebshop.com/kunstmest-weide-k-a-s-bigbag

Beerling, W. (2015, september). De stallucht reinigen, Zo werkt een luchtwasser. Veehouderij

Techniek. Opgevraagd op 28 november 2019 https://edepot.wur.nl/358145

Blanken, K., De Buisonje, F., Evers, A., Ouweltjes, W., Verkalk, J., et al.(2019). KWIN, Kwantitatieve

Informatie Veehouderij 2019 - 2020 (41). Wageningen: Wageningen Livestock Research

Bij12 (2019). Stikstof en Natura 2000 - Bij12. Opgevraagd op 14 september 2019 van https://www.bij12.nl/onderwerpen/stikstof-en-natura2000/

Bobbink, R., Tomassen, H., Weijters, M., & Hettelingh, J. P. (2010). Revisie en update van kritische

N-depositiewaarden voor Europese natuur. De Levende Natuur, 111(6), 254-258. Opgevraagd

van http://natuurtijdschriften.nl/download?type=document;docid=580282

Borst, T. (2019, 1 oktober). Minister Schouten belooft boeren: ‘Er komt geen halvering van de veestapel’. De Volkskrant. Opgevraagd op 21 januari 2020 van

https://www.volkskrant.nl/nieuws-achtergrond/minister-schouten-belooft-boeren-er-komt-geen-halvering-van-de-veestapel~b5afd0c2/

Burgers, R. (2015). Luchtwasser met meer koeien steeds goedkoper. Melkvee, (9), 20–21. Opgevraagd op 12 januari 2020 van https://edepot.wur.nl/358259

Bussink, D. & Oenema, O. (1998). Ammonia volatilization from dairy farming systems in temperate areas: a review. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 51, 19–33.

doi:10.1023/A:1009747109538

CIA. (2019). The World Factbook. Opgevraagd op 23 november 2019 van https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/geos/nl.html

Dayah, M. (1997). Dynamisch Periodiek Systeem. Opgevraagd op 23 november 2019 van. https://ptable.com/

De Heer, M., Roozen, F., & Maas, R. (2017). The Integrated Approach to Nitrogen in the Netherlands: A preliminary review from a societal, scientific, juridical and practical perspective. Journal

for Nature Conservation, 35, 101–111. doi: 10.1016/j.jnc.2016.11.006

Dodgson, J., Spackman, M., Pearman, A. & Phillips, L. (2009) Multi-criteria analysis: a manual. London: Department for Communities and Local Government. Opgevraagd op 3 december 2019 van http://eprints.lse.ac.uk/12761/1/Multi-criteria_Analysis.pdf

European Environment Agency. (z.d.). National Emission Ceilings Directive — European

Environment Agency. Opgevraagd op 12 december 2019 van

https://www.eea.europa.eu/themes/air/air-pollution-sources-1/national-emission-ceilings European Environment Agency. (2019). National Emission Ceilings Directive emissions data viewer

1990-2017 — European Environment Agency. Opgevraagd op 12 december 2019 van

Hou, Y., Velthof, G. L., Lesschen, J. P., Staritsky, I. G., & Oenema, O. (2017). Nutrient Recovery and Emissions of Ammonia, Nitrous Oxide, and Methane from Animal Manure in Europe: Effects of Manure Treatment Technologies. Environmental Science & Technology, 51(1), 375–383. doi: 10.1021/acs.est.6b04524

Hou, Y., Velthof, G. L., & Oenema, O. (2015). Mitigation of ammonia, nitrous oxide and methane emissions from manure management chains: A meta-analysis and integrated assessment.

Global Change Biology, 21(3), 1293–1312. doi:0.1111/gcb.12767

Kenniscentrum InfoMil. (z.d.) Indicaties energie- en waterverbruik - Kenniscentrum InfoMil. Opgevraagd op 14 januari 2020 van

https://www.infomil.nl/onderwerpen/landbouw/luchtwassers/toezicht-handhaving/indicaties-energie/

Koot, J (2019, 19 september) Stikstof uit veeteelt? Deze machine lost het probleem op. Financieel

Dagblad. Opgevraagd op 1 november 2019 van

https://fd.nl/futures/1316936/stikstof-deze-machine-kan-de-bouw-redden

Lenntech (z.d.). Oplosbaarheid in water, Luchtzuivering. Opgevraagd op 20 november 2019 van https://www.lenntech.nl/luchtzuivering/oplosbaarheid-in-water.htm

Lieshout, M. (2019, 17 juli). Onduidelijk stikstofbeleid leidt tot stilleggen steeds meer bouwprojecten.

De Volkskrant. Opgevraagd op 25 november 2019 van

https://www.volkskrant.nl/nieuws- achtergrond/onduidelijk-stikstofbeleid-leidt-tot-stilleggen-steeds-meer-bouwprojecten~bd7111a3/

Lu, X., Mo, J., & Dong, S. (2008). Effects of nitrogen deposition on forest biodiversity: A review.

Shengtai Xuebao/ Acta Ecologica Sinica, 28(11), 5532-5548.

doi:10.1016/s1872-2032(09)60012-3

Melse, R. W., & Ogink, N. W. M. (2005). Air scrubbing techniques for ammonia and odor reduction at livestock operations: Review of on-farm research in the Netherlands. Transactions of the

ASAE, 48(6), 2303-2313.

Melse, R. W., & Willers, H. C. (2004). Toepassing van luchtbehandelings-technieken binnen de

intensieve veehouderij: fase 1: techniek en kosten (029). Opgevraagd op 23 november 2019

van https://edepot.wur.nl/16589

NOS. (2019a, 13 november). Rutte: verlaging maximumsnelheid rotmaatregel, maar er speelt een

groter belang. Opgevraagd op 13 december 2019 van

https://nos.nl/artikel/2310250-rutte-verlaging-maximumsnelheid-rotmaatregel-maar-er-speelt-een-groter-belang.html

NOS (2019b, 14 november). Automobilisten gaan demonstreren op Malieveld tegen 100 km per uur. NOS. Opgevraagd op 12 december 2019 van https://nos.nl/artikel/2310423-automobilisten-gaan-demonstreren-op-malieveld-tegen-100-km-per-uur.html

Rijksoverheid. (2017). Programma Aanpak Stikstof. Opgevraagd op 15 september 2019 van

Smits, N. A. C., & Bal, D. (2012). Herstelstrategieën stikstofgevoelige habitats Deel 1: Algemene

inleiding herstelstrategieën: beleid, kennis en maatregelen. Opgevraagd van

https://www.wur.nl/nl/Publicatie-details.htm?publicationId=publication-way-343336363638 Spranger, T., Hettelingh, J. P., Slootweg, J., & Posch, M. (2008). Modelling and mapping long-term

risks due to reactive nitrogen effects: an overview of LRTAP convention activities.

Environmental Pollution, 154(3), 482-487. doi:10.1016/j.envpol.2007.10.035

Synned (2018). De gecombineerde biologische luchtwasser bij veehouderijen - Synned. Opgevraagd op 14 januari 2020 van

https://www.synned.nl/blog/de-gecombineerde-biologische-luchtwasser-bij-veehouderijen/

TNO. (2019). Factsheet emissies en depositie van stikstof in Nederland. Opgevraagd op 23 november 2019 van https://www.tno.nl/nl/over-tno/nieuws/2019/10/factsheet-stikstofemissie/

Van Bruggen, C., Bannink, A., Groenestein, C. M., Huijsmans, J. F. M., Luesink, H. H., et al. (2018).

Emissies naar lucht uit de landbouw in 2017: Berekeningen met het model NEMA (119).

Opgevraagd op 21 november van https://edepot.wur.nl/452369

Van der Peet, G., Leenstra, F., Vermeij, I., Bondt, N., Puister, L., et al. (2018). Feiten en cijfers over

de Nederlandse veehouderijsectoren 2018 (1134). Wageningen: Wageningen Livestock

Research. doi: 10.18174/464128

Van Dobben, H. F., & Van Hinsberg, A. (2008). Overzicht van kritische depositiewaarden voor

stikstof, toegepast op habitattypen en Natura 2000-gebieden (1654). Opgevraagd op 21

januari 2020 van https://library.wur.nl/WebQuery/wurpubs/fulltext/45419

Van Dobben, H. F., Bobbink, R., Bal, D., & Van Hinsberg, A. (2012). Overzicht van kritische

depositiewaarden voor stikstof, toegepast op habitattypen en leefgebieden van Natura 2000-gebieden (2397). Opgevraagd op 1 november 2019 van

https://library.wur.nl/WebQuery/wurpubs/fulltext/245248

Van Grinsven, H. J., Tiktak, A., & Rougoor, C. W. (2016). Evaluation of the Dutch implementation of the nitrates directive, the water framework directive and the national emission ceilings

directive. NJAS-Wageningen Journal of Life Sciences, 78, 69-84. doi:10.1016/j.njas.2016.03.010

Vitousek, P. M., Aber, J. D., Howarth, R. W., Likens, G. E., Matson, P. A., et al. (1997). Human alteration of the global nitrogen cycle: sources and consequences. Ecological Applications,

7(3), 737-750. Opgevraagd van https://www.jstor.org/stable/2269431

VROM (2002). Regeling Ammoniak en Veehouderij. Staatscourant 1 mei 2002 (82). Den Haag, Nederland: Sdu Uitgevers.

Waternet (2020). Zakelijke kosten drinkwater | Waternet. Opgevraagd op 13 januari 2020 van https://www.waternet.nl/zakelijk/drinkwater-voor-bedrijven/kosten-met-watermeter/

Winstal (z.d.). Luchtwasser | Winstal terugwin-stal totaalconcept. Opgevraagd op 15 januari 2020 van https://www.winstal.nl/specialismen/luchtwasser/

Wagenigen University & Research (WUR) (z.d.). Agrimatie, Melkveehouderij, Bedrijven en dieren. Opgevraagd op 21 januari 2020 van

https://www.agrimatie.nl/SectorResultaat.aspx?subpubID=2232&sectorID=2245&themaID=2 286

Zionts, S. (1979). MCDM: If Not a Roman Numeral, then What? Interfaces, 9(4), 94–101. Opgevraagd van https://www.jstor.org/stable/25059779

7

Bijlagen

7.1 Vijfpuntsschaal voor het beoordelen van kwalitatieve criteria

De criteria “onder KDW blijven” en “behoud biodiversiteit” zijn noch in kwantitatieve eenheden uit te drukken, noch binair, zoals “ja” of “nee”. Vandaar dat deze criteria aan de hand van een vijfpuntsschaal ((++/+/+-/-/--) beoordeeld zullen worden, waarbij “++” de best mogelijke situatie beschrijft, en “--” de minst gunstige. Hieronder staan de verschillende situaties met bijbehorende waarden beschreven. 7.1.1 Onder KDW blijven

De situatie waarin men een depositiewaarde heeft die zich onder de kritische depositiewaarde van zeer gevoelige habitats bevindt (<20 kg N/ha/j), krijgt de waarde (++). De situatie waar men op de grens tussen zeer gevoelige en gevoelige planten zit (≈20), krijgt de waarde (+). (+-) wordt toegeschreven aan de situatie waarin men een depositiewaarde heeft die zich in de “tolerantie-range” van gevoelige planten bevindt (20- <34 kg N/ha/j. (-) beschrijft de situatie met een depositiewaarde gelijk aan de grens tussen gevoelige en ongevoelige planten (≈34) en (--) beschrijft de situatie met een depositiewaarde hoger dan de maximale depositiewaarde van gevoelige planten (≥34).

7.1.2 Behoud biodiversiteit

De waarde “++” houdt in dat de biodiversiteit zich zodanig herstelt, dat ze gelijk is aan de situatie voor de intensivering van de landbouw. “+” wordt toebedeeld aan de situatie waarin de biodiversiteit in Nederland toeneemt. “+-” houdt in dat er geen verandering is in de status quo. “-” behoort toe aan de situatie waarin de biodiversiteit langzaam afneemt. “--” houdt in dat de biodiversiteit drastisch achteruit gaat.

7.2 Interview met dr.ir. R. Melse (WUR)

Het was een kort maar informatiedicht gesprek met Roland Melse. De twee hoofdonderwerpen waar we het over gehad hebben zijn het zuiveringsvermogen en de kosten van luchtwassers. Ik met hem mijn berekeningen over de hoeveelheid ammoniakemissie reductie doorgesproken en we hebben besproken welke factoren allemaal van invloed kunnen zijn op de efficiëntie van de luchtwassers. Bij de kosten hebben we voornamelijk gesproken over de operationele kosten van de luchtwasser. Wat alle kostenposten zijn en hoe die eventueel uit te rekenen zijn. Verder heeft hij mij nog literatuur doorgestuurd die goed van pas kwamen voor het onderzoek.

7.3 Interview met dr.ir. G.L. Velthof (WUR)

De heer Velthof is expert op het gebied van landbouw en milieu. Daarbij kijkt hij onder andere naar bodemkwaliteit, nutriëntenbeheer, uitstoot (waaronder ammoniak) en mestverwerking. Recentelijk richt hij zich op stikstofverliezen uit mest en efficiënt gebruikt van (kunst)mest. Uit het gesprek kwamen een aantal interessante dingen naar voren over ammoniakuitstoot, welke richtlijnen er bestaan omtrent

In het geval dat een koe buiten op het weiland staat te grazen, zakt de urine in de bodem en is het contact met de lucht minder dan wat het op de stalvloer of in een mestkelder is. Hierdoor is de uitstoot lager bij beweiding. Op dezelfde manier is bij het injecteren van dierlijke mest in de bodem de emissie lager dan wanneer het bovengronds verspreid wordt toegebracht.

De hoogste emissie vindt dus in de stal plaats, onder de roosters, de stalvloer en in de mestput. Dit is vanwege die open verbinding met de buitenlucht. Mest wordt ook wel afgevoerd en opgeslagen in mestsilo’s. Omdat deze mestsilo’s zijn afgesloten, is de emissie veel lager. Ook in dichte stallen is de emissie lager, omdat er geen contact is met de buitenlucht. In melkveestallen, die doorgaans open zijn, is dit contact er wel en is de uitstoot dus hoger.

Nederland dient te voldoen aan het NECD, wat volgens de heer Velthof makkelijk te halen is met een maatregel als het verplicht installeren van luchtwassers. Onder KDWs blijven is lastiger, aangezien naast de landbouw er meerdere sectoren uitstoot genereren. Ook heb je te maken met stikstof uit het buitenland. Alleen die buitenlandse stikstof is al vaak te veel voor natuurgebieden. Hoewel het dus de vraag is of het een reële ambitie is om onder de KDW te blijven voor zelfs de gevoeligste gebieden, is dit wel de ambitie die Nederland zelf heeft opgelegd; biodiversiteit behouden en verzuring tegengaan. Deze ambitie komt voort uit de Vogel- en Habitatrichtlijn van de EU. Doelstellingen omtrent stikstofdepositie en uitstoot veranderen echter voortdurend en daarmee verandert de definitie van “teveel” stikstof ook.

Stikstof dat in het milieu terecht komt zal zich ophopen in bomen en strooisellagen. Anderzijds is het erg mobiel en zal er een deel door uitspoeling en denitrificatie ook weer verloren gaan. Het zal enige tijd duren voordat een systeem verarmt, daarom worden er maatregelen als afplaggen gebruikt om stikstofoverschotten tegen te gaan. Het is lastig om te zeggen of er in het geval van een afname in depositie de natuur of biodiversiteit naar haar oorspronkelijke staat terug zal keren. Netto kan er nog steeds verrijking zijn, met het oog op de uit het buitenland afkomstige stikstof. Daarnaast kunnen er dempingseffecten optreden. Bovendien is er zeker in Nederland niet echt sprake van een referentiepunt, aangezien ons landschap zo is beïnvloedt door de mens. Ook bovengenoemde maatregelen zijn maar beperkt toepasbaar.

Tot slot vertelde de heer Velthof dat men, indien men spuitwater wilt aanwenden als kunstmest, men zeer goed moest oppassen om het spuiwater niet met dierlijke mest te mengen. Hierdoor kan er waterstofsulfide gevormd worden en dit is toxisch. Gezien de hoge zuurgraad van spuiwater dient het wellicht aangelengd te worden alvoren het toe te dienen aan planten, maar dit is afhankelijk van de daadwerkelijke zuurgraad en het bodemtype waarop het toegebracht zal worden. Kalkrijke kleigronden kunnen bijvoorbeeld meer aan dat een relatief zure zandgrond. Om emissies zover mogelijk terug te dringen, dient het spuiwater geïnjecteerd te worden.

Door spuiwater in te zetten als kunstmest, is er minder kunstmest nodig. Ook is de emissie van spuiwater lager dan die van kunstmest. In het kader van de kringlooplandbouw is de aanwending van spuiwater handig; je wendt tenslotte niet extra bronnen aan voor de productie van kunstmest.

7.4 interview met J. Bakker (Melkveehouder)

Jos Bakker is melkveehouder en is zo gastvrij geweest om mee te werken aan ons onderzoek door ons een rondleiding te geven op zijn boerderij en wat informatie te verschaffen over een luchtwasser vanuit het perspectief van de consument, namelijk hijzelf.

Het interview met melkveehouder Jos Bakker heeft ertoe geleid dat wij nu met een bredere blik naar het stikstofprobleem kijken. Dhr. Bakker beschikt over 200 melkkoeien en 85 kalveren in zijn bedrijf. Om de luchtkwaliteit in zijn stal op peil te houden maakt dhr. Bakker gebruik van een luchtwasser. Deze zorgt voor een redelijk frisse lucht in de stal en maakt door middel van een zuur van de nitraatdampen een zout. Verder betaald hij nog rond een ton per jaar als onderdeel van de fosfaatregeling, om zo te compenseren voor het fosfaat dat zijn stal produceert.

In afbeelding 1 is goed de grootte van de stal te zien. Links buiten beeld bevond zich nog eenzelfde rij waar de kalveren zich bevonden. De foto is genomen met de rug naar de

luchtwasser en de ventilatoren die midden in de stal hangen kunnen worden gebruikt om de luchtwasser te helpen met het schoontrekken van de ruimte.

De luchtwasser heeft ook ruim een ton gekost, maar dhr. Bakker gaf aan dat hij wel heel blij is met de aanschaf ervan. Hij merkte namelijk wel dat de luchtkwaliteit in zijn stal er erg op vooruit is gegaan en dat ook zijn dieren er duidelijk profijt van hebben. Daarnaast levert de machine een bepaalde hoeveelheid kunstmest die, op basis van grove berekeningen van dhr. Bakker, ongeveer zorgen dat hij quitte draait op de energie die de luchtwasser nodig heeft om te draaien.

Het probleem waar dhr. Bakker het meest mee zat is dat er volgens hem te veel veranderingen in een te korte tijd worden doorgevoerd en dat terwijl de boer maar telkens zijn centen kan neerleggen, of omdat hij naar de veranderingen luistert en allemaal aanpassingen aan zijn stal laat doen of omdat hij in overtreding is en daarom enorme bedragen aan boetes en regelingen moet betalen.

Een ander opmerkelijke opmerking was dat dhr. Bakker aangaf dat de metingen die worden gedaan niet bij elke stal worden gedaan, maar dat er bepaalde proefstallen in het land zijn waar de waarden van stikstofuitstoot vandaan worden gehaald en dat op basis van die gegevens een lijn wordt getrokken voor alle stallen. Naar mijn mening is dit een goed uitgangspunt om opzoek te gaan naar zo een proefstal en zijn meetresultaten.

Dit interview met de boer heeft het stikstofprobleem wel duidelijk een andere dimensie gegeven, doordat nu de commerciële kant van het verhaal ook een stuk duidelijker wordt. Er komt veel meer kijken bij dit probleem dan alleen het zoeken naar een oplossing voor minder vervuilende stallen, maar ook naar hoe kan er gezorgd worden dat er maatschappelijk gezien vertrouwen blijft in de overheid Afbeelding 1. De stal van dhr. Bakker. De ventilator centraal in de foto bevordert de luchtstroom richting de luchtwasser (hier niet zichtbaar).

7.5 Interview met prof. dr. F. Mulder (TU Delft)

Fokko Mulder is sinds 2008 hoogleraar en professor in de Applied Sciences aan de TU Delft. Hij heeft na zijn Masters Condensed Matter and Material Physics en Theoretical Physics zijn PhD

Magnetic Materials, nano metal particles Cum Laude afgerond aan de Leiden Universiteit.

Tegenwoordig is hij betrokken bij het project Power To Ammonia (P2A). Dit project is bedoeld om hernieuwbare energie voor langere tijd makkelijk en veilig op te kunnen slaan in samenwerking met Nuon. Het is nu de bedoeling dat de Energiecentrale Eemshaven wordt omgebouwd tot Superbatterij aangedreven door ammoniak: de Magnum. Het is de bedoeling dat elk overschot aan zonne- en windenergie wordt opgeslagen in ammoniak voor later gebruik.

Ammoniak is van zichzelf een zeer energetische stof, die verbrand kan worden tot water (H2O) en stikstofgas (N2). De meeste energie in deze verbinding zit opgeslagen in waterstofgas, wat ook als brandstof gebruikt wordt. Echter, waterstof is onder normale omstandigheden gasvormig en heeft ook een relatief hoog volume voor de hoeveelheid energie die het oplevert. Het kan wel vloeibaar gemaakt worden of het kan onder hoge druk tot een lager volume gebracht worden maar deze beide processen kosten enorm veel energie. Als waterstof in ammoniak zit is het makkelijk vloeibaar te maken bij 8,5 bar en bij kamertemperatuur. Dan kan het als vloeistof worden opgeslagen en heeft het een hoge energiedichtheid, ongeveer de helft van die van diesel. Met Haber-Bosch reactoren wordt uit waterstof en stikstof, wat als N2-moleculen uit de lucht wordt gehaald, ammoniak gemaakt. Per kg ammoniak wordt er ongeveer 6,25 kWh opgeslagen (liter benzine is 11kWh), terwijl de beste batterijen ter wereld ongeveer 0,25kWh per kg opslaan. Het verbrandingsproces moet zorgvuldig worden uitgevoerd zodat er zo min mogelijk NOx zal ontstaan, maar onderzoeken hierna zitten nog redelijk in de beginfase. De ammoniak kan op verschillende manieren gebruikt worden als brandstof of energiebron. De meest gebruikte toepassingen zijn vooralsnog het opwekken van stroom en het gebruik van ammoniak als scheepsbrandstof. Op dit moment kost aardgas ongeveer 2 a 3 cent per kWh. De energie die wordt opgeslagen in ammoniak is altijd een energie-overschot. Op dat moment is er dus overproductie en kost die opgewekte energie veel minder dan gemiddeld: 1 a 1,5 cent per kWh. Hier komt wel nog bij dat er waterstofgas moet worden gemaakt uit deze energie en vervolgens dit kan worden opgeslagen in ammoniak. Dit proces kost vooralsnog 1 a 1,5 euro per kg waterstof, maar de technologie blijft vooruit gaan dus dit zal snel goedkoper en efficiënter worden.

Aanvankelijk was het idee voor dit onderzoek om niet alleen uit te zoeken hoe ammoniak afgevangen kan worden uit de lucht, maar ook om te kijken naar hoe het vervolgens hergebruikt kan worden. In die fase van het onderzoek wisten we nog niet dat dit dus al gedaan wordt doordat de ammoniak niet als ammoniakgas wordt opgevangen en opgeslagen maar in de vorm van een ammoniumsulfaat-oplossing, waarvan een deel dus kan worden hergebruikt om kunstmest te produceren. Uiteindelijk bleek de informatie uit dit interview met prof. Fokko Mulder dus helaas niet bruikbaar voor dit onderzoek. Dit is dan ook de reden dat we niet dieper in deze materie zijn gedoken en niet meer onderzoek hebben gedaan naar deze manier van energie-opslag.