Perspectief groene grondstoffen voor biologisch mest aanzuren

Door runderdrijfmest biologisch aan te zuren met melasse zijn potentieel grote emissiereducties, in combinatie met extra groengasproductie, mogelijk. Emissies van zowel stikstof (ammoniak) als het broeikasgas methaan worden gereduceerd. Melasse (een bijproduct uit de suikerindustrie) is echter beperkt beschikbaar en is relatief kostbaar. NMI heeft daarom getest of aanzuren ook mogelijk is met een aantal gewassen en reststromen uit de zuivelindustrie.

De proefresultaten geven aan dat biologisch aanzuren goed mogelijk is met voederbieten, met maïs plus melasse en met verschillende zuivelreststromen. De gewassen silphie en sorghum bleken weinig geschikt. Biologisch aanzuren in de stal in combinatie met mestvergisting, is voor een bedrijf pas rendabel vanaf 600 melkkoeien. De meest effectieve route om deze schaalgrootte te realiseren is om regionaal samen te werken door op het bedrijf met de vergister aangezuurde mest van een buurbedrijf bij te mengen.

De komende jaren stimuleert het kabinet de productie van groengas via mestvergisting in combinatie met de opschaling van Renure. Dit draagt bij aan reductie van methaan- en ammoniakemissies. Het kabinet werkt samen met betrokken partijen aan een versnelling van deze ontwikkeling, waaronder de vergunningverlening en betrekt daarbij LTO, NVDE, Rabobank en anderen.

Proefopzet

Er zijn meerdere laboratoriumproeven uitgevoerd waarin van maïs, voederbieten, sorghum of silphie al dan niet aangevuld met melasse werd toegevoegd aan uurverse drijfmest (feces + urine gemengd). Ook zijn reststromen uit de zuivelindustrie OPL, DPL, SWML (weipermeaten uit de zuivelindustrie), maïsweekwater (resterende ingedampte dunne fractie bij zetmeelwinning uit maïs) en glucose getest. In de proeven werd de ontwikkeling van de mest pH langere tijd gevolgd. Daarbij is ook de mestput nagebootst door herhaald verse mest plus toevoegmiddel toe te voegen om vast te stellen hoeveel toevoegmiddel nodig is om een bepaalde pH te bereiken en te handhaven gedurende 2 maanden. Ook de NH₃– en broeikasgasemissie en biogaspotentieel zijn bepaald.

Geschikte substraten: gewassen en reststromen

Van de gewassen presteerde fijngesneden voederbiet veruit het best. Alleen met voederbiet kon de mest zonder melasse voldoende en langdurig worden aangezuurd. Daarvoor was ongeveer 15% versgewicht voederbiet nodig. Maïs was redelijk effectief, maar bijmenging met melasse was nodig (8% versgewicht maïs aangevuld met 3% melasse) om een voldoende lage pH te bereiken en te handhaven. De effectiviteit van ingekuilde silphie en sorghum was beperkt. Toevoeging van gewassen vergroot het mestvolume tot zo’n 15%.

Een optie is om gewassen te ontsluiten met zuur plus enzymen om zo extra suiker (uit de aanwezige lignocellulose) vrij te maken. Op basis van literatuur en een oriënterende proef blijken uit bietenpulp en maïs veel extra suiker vrij te komen door ontsluiting. Er is ook een groot potentieel om berm/natuurgras op deze manier te bewerken waardoor het bruikbaar wordt om ammoniak en broeikasgasemissies uit mest te beperken.

Van de reststromen waren de zuivelpermeaten OPL en SWML in vergelijking met melasse het meest effectief. Wei, maïsweekwater en DPL waren minder geschikt, omdat grote hoeveelheden nodig zijn (wei ~50%) wat vooral vanuit het oogpunt van vergisting minder gunstig is door de mestverdunning. Bepalend voor het benodigde toevoegvolume is het suikergehalte in het product.

Bij alle aangezuurde (pH lager dan 5,5) behandelingen daalde de ammoniakemissie sterk. Ook was er ruwweg een verdubbeling van de biogasopbrengst per m3 mest.

Bedrijfseconomie en schaalgrootte

De bedrijfseconomie is doorgerekend voor 150, 300 en 600 koeien. De belangrijkste bevindingen zijn dat de schaalgrootte van doorslaggevend belang is. Een bedrijf met meer dan 300 koeien is nodig om de investeringen in onder meer een vergister (en stikstofstripper) terug te verdienen. Schaalgrootte is te realiseren door op het bedrijf met de vergister aangezuurde mest van een buurbedrijf bij te mengen. Dit kan omdat de vergisting van dagverse mest met aangezuurde mest (1:1) 2 keer zo snel verloopt dan die van dagverse mest, waarbij de gasproductie per dag meer dan verdubbelt.  Bij 600 koeien wordt de marge duidelijk positief, zeker in combinatie met stikstofstrippen.

Dit is omdat de afgevangen stikstof de status van Renure-meststof kan krijgen. Daardoor wordt het N-overschot sterk verlaagd en zijn er geen kosten voor mestafzet. De NH₃-emissie op bedrijfsniveau kan met 45–50% tot 65–70% dalen door niet of wel stikstof te strippen.

Verkenning van nevenaspecten

Een aantal nevenaspecten is verkend. Het risico op betoncorrosie lijkt beperkt zeker in vergelijking met aanzuren met zwavelzuur. Een aandachtspunt is de borging. Dit zou moeten kunnen op basis van monitoring van de pH. Blijft deze beneden een bepaald niveau dan is de verwachting dat de putemissie met 35% daalt op basis van eerder onderzoek. Dit zal opnieuw moeten worden bevestigd. Er zijn stappen gezet om biologisch aanzuren te kunnen opnemen in de KringloopWijzer.

Aanbevelingen

Het verkennen van andere reststromen uit de food en feed industrie voor geschiktheid als substraat voor biologisch aanzuren.

• Het verkennen van andere reststromen uit de food en feed industrie voor geschiktheid als substraat voor biologisch aanzuren.
• Het verkennen van de mogelijkheden van zure ontsluiting van gewassen (maïs, grassen, stro) of reststromen (berm/natuurgras) voor het vrijmaken van suikers, waardoor deze beter geschikt worden als substraat voor biologisch aanzuren in combinatie met toetsen in een praktijkomgeving.

Het project is (mede) gefinancierd door:

Download hier het uitgebrachte rapport

Voor meer informatie kunt u contact opnemen met Wim Bussink, e-mail wim.bussink@nmi-agro.nl, tel. 06 2903 7096