Stalmetingen werken, maar borging van data nog lang niet

Meten is weten, dat wordt vaak gezegd. Emissies uit stallen meten met realtimesensortechnieken is noodzakelijk voor de introductie van een afrekenbare stoffenbalans (ASB).

Om de milieudoelen te halen, ammoniakemissie te verlagen en stikstofruimte vast te leggen, willen overheid en sectorpartijen toe naar zo’n ASB. Daarmee hopen ze weg te blijven van generieke maatregelen zoals een krimp van de veestapel door een GVE-norm, het afromen van productierechten of uitkoop.

De ASB moet boeren het roer in handen geven om te sturen op milieudoelen. Daartegenover staat dat er ook wordt afgerekend als die genormeerde doelen niet worden gehaald. Mocht de ASB doorgaan, dan is het de vraag hoe deze eruit gaat zien. Voorlopig wil LNV er nog niet aan omdat de borging onvoldoende is. De vraag is: is dat terecht? Technisch kan er al heel veel.

Net als met de Kringloopwijzer is forfaitair goed vast te stellen wat de aanvoer is van mineralen (kunstmest, voer en strooisel). En ook wat er wordt afgevoerd, zoals melk. Alles wat daartussen zit, is voorraad of verlies naar lucht, bodem en water. Via management en innovatieve technieken is dit verlies te beperken.

Maar hoe bepaal je de emissie van een bedrijf? Is het nodig een ASB sluitend te maken of mag er een ‘gat’ blijven? Is het nameten van elke stal wel nodig of kan het met rekenmodules op hoofdlijnen? En hoe is alles te borgen voor de wetgever? De discussies zijn nog niet beslecht.

Tot nu toe is de RAV-lijst voor stalsystemen met een eigen vaste emissiefactor leidend. Daarop wordt een vergunning gebaseerd. Sinds de uitspraak in september 2022 over emissiearme stalvloeren, is gesteld dat hun werking allerminst zeker is.

Sturen op 'doelvoorschriften'

De vloer kan verkeerd worden gebruikt door bijvoorbeeld verstopte openingen of de mestschuif te weinig te laten lopen. Andere systemen zijn ook afhankelijk van het gebruik, zoals bijvoorbeeld een luchtwasser. Het systeem op zichzelf borgt dus niet genoeg, is het oordeel. Gevolg hiervan is dat de overheid niet meer wil sturen op uitstootreductie via deze ‘middelen’ maar via ‘doelvoorschriften’.

Om te controleren of deze doelvoorschriften worden gehaald, is er sensortechniek. Omgevingsjurist Lambert Polinder van Agrifirm startte net als andere partijen met proefmetingen in stallen voor het project ‘Vergunnen met sensoren’. Daarin wordt gekeken of realtime meten van de ammoniakuitstoot een basis kan zijn voor vergunningverlening.

‘Na die uitspraak van de rechter wisten we dat er iets anders moet komen. We gaan een jaar lang meten in twee varkensstallen en twee rundveestallen. Het geeft ons inzicht in hoe verliezen zijn te beperken. Daarmee kunnen we ook weer beter adviseren naar onze klanten’, legt Polinder uit.

Beste werking in dichte stallen

Inmiddels draaien er meerdere pilots met realtimemeting in stallen. Algemene consensus is dat de sensortechniek an sich werkt. Zeker in dichte stallen van bijvoorbeeld de intensieve varkens-, pluimvee- en kalverhouderij is de emissie goed te meten via ventilatieschachten.

Bij open stallen met natuurlijke ventilatie is dat anders. De wind, temperatuur, concentratie in de buitenlucht, een mesthoop naast de stal of de stal van de buren hebben allemaal invloed. Ook binnen is er veel variatie in luchtsamenstelling. De indeling van de stal verschilt door strohokken, diergroepen en stalvloeren, maar ook speelt mee of er bijvoorbeeld één of twee nokken in de stal zitten. Bepalend is waar de meters hangen en hoe een mengmonster wordt genomen.

Uiteindelijk hangt alles af van de duiding en borging van gegevens. Zeker voor borging gaat het erom hoe de data worden verwerkt, welke protocollen worden gebruikt en hoe arbitrair de rekenmodellen zijn. Dat perfectioneren heeft tijd nodig. ‘Realtime meten moet nog niet worden gezien als de heilige graal’, tempert ook Hendrik Jan van Dooren van Wageningen University & Research de verwachtingen.

‘Er zijn veel kanttekeningen en het is dus ook niet zo dat de RAV-lijst per 1 januari kan worden afgeschaft’, vervolgt de onderzoeker. ‘Zelfs al kan het meten heel precies, het gaat erom hoe je de data interpreteert en wat je doet met uitschieters.’ Voordat de data worden toegepast, moet bovendien duidelijk zijn hoe je vaststelt wat de emissiereductie van een maatregel is. Daarbij blijven er altijd stallen die niet zijn te meten. Deze hebben geen goede plek om de sensoren op te hangen en passen dus niet in een protocol.

Mocht het toch zover komen, hoe ziet zo’n meetsysteem in een open stal er dan uit? Doorgaans wordt gekozen voor een centrale afzuigleiding boven in de nok, van voor tot achter in de stal, met meerdere aanzuigpunten. Aan het einde van de leiding zitten een of twee sensoren die de lucht analyseren. Een datalogger verzamelt de gegevens en verstuurt deze naar degene die het rekenmodel erachter beheert.

Kosten variëren

Sensoren kosten tussen de 250 en 2.500 euro per stuk, maar ze zijn er ook van 6.000 tot 7.000 euro. Prijzen van een systeem met sensoren, leidingen, verzamelvat, pomp, datalogger en software zijn niet bekend, maar worden geschat tussen de 10.000 en 30.000 euro.

‘De ammoniaksensoren zijn goed genoeg en kosten zo’n 2.500 euro’, weet Van Dooren. ‘Dat zijn elektrochemische sensoren. De opgevangen ammoniak geeft een chemische reactie en dus spanning die te meten is. Deze sensoren verlopen wel na enkele jaren en moeten bijvoorbeeld na 1,5 jaar worden vervangen.’

Veel proefmeetstations gebruiken de ammoniaksensor van het merk Dräger en Doll dat onlangs is geïntroduceerd. Ook een merk als Aeroqual is bekend in de industrie.

Methaan en CO2-sensoren werken op licht of infrarood. Deze zijn met zo’n 1.000 euro goedkoper. Om de CO2-uitstoot te meten wordt via het ventilatiedebiet de CO2-massabalans berekend met sensoren buiten de stal en de CO2-productie van de dieren binnen. Dit wordt uitgedrukt in kilo’s per uur en parts per million, ofwel 1 deel CO2 per 1 miljoen delen lucht.

Geen betaalbare lachgassensoren

‘Licht-of infraroodsensoren zoals de methaansensor kunnen ook op andere C-verbindingen aanslaan, zoals vluchtige vetzuren. Ook hierbij is het herijken op het te meten doelgas dus belangrijk. Betaalbare lachgassensoren zijn er nog niet’, stelt Van Dooren.

De prijzen van de huidige sensoren kunnen door marktwerking en afzet van grotere aantallen nog wel lager worden. Vaak wordt ook gewerkt met een abonnementsvorm bij een meetbedrijf voor zowel het meten, het onderhoud als de certificering.

Tauw uit Deventer is zo’n bedrijf dat is gespecialiseerd in het meten van stoffen in de omgeving, zoals gassen, water, asbest of bodem, bij industrieën en binnenvaart. Niet elk bedrijf kan hier zomaar mee beginnen. Om industriële emissies te meten, moeten het meetbedrijf, de organisatie en de apparatuur door de Raad voor Accreditatie zijn geaccrediteerd.

Abonnementskosten

Tauw werkt ook met een abonnement. ‘Drie jaar meten in een gemiddelde stal kost ongeveer 30.000 euro. Dan heb je de aanleg van het systeem, een of twee keer onderhoud per jaar en de juiste presentatie van de data. Wil je ook een tweede stal meten, dan is dat met pakweg 10.000 euro weer goedkoper omdat we niet alles opnieuw hoeven aan te leggen’, schetst projectmanager Roger Stoeltie.

‘Stel dat een veehouder jarenlang zijn stalklimaat moet meten, dan moet je denken aan een bedrag van 5.000 euro per jaar voor de controle en datapresentatie van een meetsysteem’, vervolgt Stoeltie.

Tauw test voortdurend nieuwe sensoren op afwijkingen en verloop. Dit gebeurt onder laboratorium- en veldomstandigheden. Ook de eigen sensoren worden streng gemonitord en gekalibreerd, bijvoorbeeld na transport.

Dubbelcheck met tweede systeem

‘Als wij een meetsysteem in een stal aanleggen, plaatsen we er vaak een tweede systeem naast ter controle’, zegt Stoeltie. ‘Ook bij dichte stallen is namelijk lang niet altijd zeker of een meting juist is. Hoe weet je bijvoorbeeld of een sensor in een ventilatiekanaal goed meet of alleen het wandeffect pakt?’

Een basissysteem voor een open stal bestaat bij het bedrijf van Tauw uit een lange gasverzamelleiding van voor tot achter, met om de 10 meter tenminste één afzuigpunt. ‘Zo’n afzuigpunt heeft een opening van exact 0,2 millimeter groot die we door een bedrijf met lasersnijder laten zetten. Zo kun je met 4 liter per minuut de minimale kritische hoeveelheid lucht afzuigen die nodig is voor een correcte meting.’ Naast de opstelling in de stal wordt per bedrijf ook altijd één meetset met sensoren buiten de stal geplaatst.

Emissie bekijken via app

Veehouders krijgen een app op hun telefoon waarop de emissies exact zijn te zien via een dashboard. Dus aparte waardes voor ammoniak, methaan en CO2, maar ook gewoon de luchtvochtigheid en temperatuur.

Elke meting is te beïnvloeden, weten specialisten. Stoeltie: ‘Als je de deuren of rolgordijnen openzet en er veel lucht in laat. We kunnen het soms ook zien als iemand met de trekker door de stal rijdt en bij een klant worden met een turbine de hokken met stro ingestrooid. Dan ontstaat zoveel stof dat je daar gewoon vaker moet controleren of de apparatuur niet verstopt raakt en juist werkt.’

Stoeltie verwacht daarin ook veel van kunstmatige intelligentie. ‘Daarmee zijn opvallende zaken en hoge pieken in grote hoeveelheden data goed uit te filtreren. Als een bedrijf er telkens uitspringt tijdens het uitvoeren van controlemetingen, kun je vragen naar de reden ervan’, besluit de Tauw-projectmanager.