Wind and solar power generation will continue to grow in the energy supply of the future, but its inherent variability (intermittency) requires appropriate energy systems for storing and using power. Storage of possibly temporary excess of power as methane from hydrogen gas and carbon dioxide is a promising option. With electrolysis hydrogen gas can be generated from (renewable) power. The combination of such hydrogen with carbon dioxide results in the energy carrier methane that can be handled well and may may serve as carbon feedstock of the future. Biogas from biomass delivers both methane and carbon dioxide. Anaerobic microorganisms can make additional methane from hydrogen and carbon dioxide in a biomethanation process that compares favourably with its chemical counterpart. Biomethanation for renewable power storage and use makes appropriate use of the existing infrastructure and knowledge base for natural gas. Addition of hydrogen to a dedicated biogas reactor after fermentation optimizes the biomethanation conditions and gives maximum flexibility. The low water solubility of hydrogen gas limits the methane production rate. The use of hollow fibers, nano-bubbles or better-tailored methane-forming microorganisms may overcome this bottleneck. Analyses of patent applications on biomethanation suggest a lot of freedom to operate. Assessment of biomethanation for economic feasibility and environmental value is extremely challenging and will require future data and experiences. Currently biomethanation is not yet economically feasible, but this may be different in the energy systems of the near future.
De uitstoot van methaan uit runderdrijfmest kan flink omlaag als je de mest scheidt in een dikke, dunne en fosfaatrijke fractie. De winst is vooral een gevolg van de kortere opslagperiode van de ongescheiden mest. Wel stijgt het energieverbruik fors.
MULTIFILE
Met de sterk groeiende aantallen zonnepanelen en windmolens maakt Nederland een inhaalslag met de opwekking van duurzame energie in de vorm van elektriciteit. Helaas bestaat er nog geen goede balans tussen vraag en aanbod en is betaalbare opslag van duurzame stroom nog niet vanzelfsprekend. Een mogelijk alternatief is opslag in de vorm van methaan. Daarover meer leren is de kern van het vierjarige onderzoeksproject Biologische Power-to-Gas (Bio-P2G) van lector Jan-Peter Nap.
Voor een circulaire landbouw is het cruciaal dat mest wordt hergebruikt op een dusdanige wijze dat er zoveel mogelijk nutriënten en organische stof worden behouden en beschikbaar zijn voor bodem en plant. In de huidige mestverwerkingsmethoden wordt meestal gefocust op de verwerking van drijfmest door middel van scheiden en verdere verwerking. Drijfmest is de vermenging van urine en feces van bijvoorbeeld varkens of runderen. Tijdens de opslag van drijfmest ontstaan onder andere methaan, een belangrijk broeikasgas, ammoniak een belangrijk verzurend gas en giftig blauwzuurgas. Het gescheiden houden van urine en feces na excretie biedt de mogelijkheid om: 1. productie van drijfmest te vermijden en tegelijk de emissie van methaan, ammoniak en giftig gas te verlagen of vermijden. 2. organische stof fractie verder te verwerken en/ of af te voeren 3. vermenging van nutriënten (zoals stikstof en fosfaat) te vermijden waardoor de meststoffen geschikter wordt voor toepassing in het gewas. Het doel van dit project is om te verkennen wat het scheiden van urine en feces betekent voor de potentiële reductie in emissie van broeikasgassen en ammoniak, wat de kosten hiervan zijn en de vervolgstappen vast te stellen die nodig zijn voor het faciliteren en implementeren van deze technologie in de praktijk. APT is een leverancier van een scheidingsvloer voor urine en feces in de stal en heeft daarnaast andere installaties, zoals de labyrinth vergister voor het vergisten van vast fractie en heeft behoefte om deze technologie en haar toepassing verder te onderzoeken en de mogelijkheden te ontwikkelen voor toepassing in de praktijk. De samenwerking met WUR en VHL maakt het mogelijk om deze innovatie door fundamentele en toegepaste kennis en i.s.w.m. het MKB beschikbaar te maken voor toepassing in de praktijk.
Het landelijk gebied staat voor ingrijpende veranderingen. In 2050 zal het een geheel ander aanzien hebben. Keuzes van nu, bepalen hoe het toekomstige landschap eruit zal zien. De Europese Commissie en het Rijk zetten hierin de toon waarbij provincies de cruciale uitvoerende regio’s gaan worden. Binnen dit dynamische kader moeten op gebiedsniveau maatwerkoplossingen worden gevonden waarbij publiek/private belanghebbenden samenwerken. Een van de grote landbouw-uitdagingen is de opgave om emissies te reduceren en integraal te verduurzamen. Er is onderzoek nodig om kringlopen (beter) te sluiten, reststromen te verwaarden en onze natuurlijke leefomgeving te beschermen. Uitstoot van CO2, stikstof en methaan heeft aantoonbare schadelijke gevolgen voor onze kwetsbare natuur en het milieu. Hoewel de landbouwsector thans negatief bijdraagt aan de staat van ons milieu kan zij tegelijkertijd ook onderdeel worden van voorgestane oplossingen. Door nabewerkingen van meststromen, kunnen kostbare nutriënten worden teruggewonnen en duurzaam biogas/groengas worden geproduceerd. Aeres, Saxion en VHL (SPRONG-groep), bedrijven en (semi-publieke) overheden kiezen voor een gezamenlijke profilering gericht op een Emissiearme Landbouw en MEstverwaarding iN een gebiedsgerichte contexT (ELEMENT). Het ELEMENT-programma biedt (agrarische) ondernemers uit de mestverwaardingsketen kennis over het hergebruik van meststoffen (verwaarding), sluiten van nutriëntenkringlopen, CO2-neutrale (voedsel)productie, samenwerkingsconcepten voor de optimalisatie van (individuele) bedrijfsresultaten en nieuwe handelingsperspectieven door best practices, business cases en fysieke (mestvergistings en mestverwaardings)installaties te ontwikkelen en te testen. Bovendien worden voornoemde handelingsperspectieven duurzaam verbonden én ingepast in het landelijk/provinciaal geformuleerde gebiedsbeleid en gestelde doelen. Het ELEMENT-programma levert waardevolle bijdragen aan maatschappelijke opgaven in de Sustainable Development Goals, missies van het Horizon Europe-programma gericht op ‘adaption to climate change’, het Gemeenschappelijk Landbouwbeleid (GLB) gericht op milieubescherming, levendige plattelandsgebieden, toekomstbestendigheid van de agrarische sector en aan de missies van de KIA-LWV, KIA-Energietransitie & Duurzaamheid én KIA-Sleuteltechnologieën. Het ELEMENT- programma onderscheidt zich door de actuele integrale aanpak voor nieuwe gebiedsgerichte (landbouw)concepten.
Vanuit verschillende doelstellingen (klimaat, natuur en volksgezondheid) moeten de komende jaren emissies van ammoniak en methaan uit de melkveehouderij fors worden gereduceerd. Deze emissies kunnen – op relatief korte termijn - beïnvloed worden via het voerspoor. De centrale vraag in dit voorstel is: “Wat is er nodig om melkveehouders nu en in de toekomst de juiste keuzes te laten maken om, beredeneerd vanuit de behoefte van de koe, het optimale graslandmanagement, rantsoen en rantsoenmanagement te hanteren wat leidt tot een lagere ammoniak- en methaanemissie?” Hierbij spelen twee belangrijke thema's: 1. de ontwikkeling van handelingsperspectieven; 2. gedragsverandering en een flexibele mindset. In dit projectvoorstel, dat geschreven is door groene hbo's i.s.m. groene mbo's, jonge melkveehouders en sectorpartners, komen deze thema's aan bod in vijf samenhangende werkpakketten: 1. Van inzichten naar handvatten (handelingsperspectief); 2. Testen van handvatten in de praktijk (handelingsperspectief); 3. Kansen, drijfveren en barrières (gedragsverandering); 4. Samenwerken voor integrale oplossingen (gedragsverandering); 5. Onderwijsontwikkeling en kennisdeling. Bij de uitvoering ligt de focus op jonge en toekomstige melkveehouders en bedrijfsadviseurs/erfbetreders. Via de hbo's en mbo’s is er direct contact (alumni en huidige studenten). Handelingsperspectieven uit wetenschappelijk onderzoek worden omgezet naar praktische handvatten. Vervolgens worden deze door studenten en docentonderzoekers in de praktijk getest op melkveebedrijven met verschillen in grondsoort en bedrijfsintensiteit. Naast kennis van maatregelen en uitwerking in de praktijk is ook de mindset van de (toekomstige) veehouder en adviseur cruciaal voor de motivatie om beslissingen te nemen. Het is belangrijk om kansen, drijfveren en barrières bij hen te begrijpen. Door zowel aan het begin als einde van het project te meten wordt zichtbaar welk effect er in vier jaar is opgetreden. Tijdens het project wordt een omslag in denken en handelen verder actief gestimuleerd door enerzijds participatief onderzoek samen met de veehouder en zijn/haar omgeving en anderzijds door onderwijs en training.
