De meeste CO₂ die nu in de glastuinbouw wordt gebruikt, komt uit fossiele brandstoffen. Naarmate de industrie overstapt op duurzame energie en op CO₂-opslag onder de Noordzee, kan de beschikbaarheid van CO₂ voor de tuinbouw in de toekomst aanzienlijk afnemen. Dit terwijl de beschikbaarheid van voldoende CO₂ uit externe bronnen cruciaal is voor de verduurzaming van de glastuinbouw. Direct Air Capture (DAC)-technologie biedt een veelbelovende oplossing door CO₂ rechtstreeks uit de lucht af te vangen en te concentreren. Deze innovatie wordt nu verkend in het Innovatie en Demonstratie Centrum CO₂ uit Buitenlucht in Bleiswijk.
Momenteel wordt vooral veel gebruik gemaaakt van CO₂ die vrijkomt uit aardgasverbranding in warmtekrachtkoppelingsinstallaties (WKK). Hierbij wordt warmte, elektriciteit en CO₂ geleverd om de plantengroei te bevorderen. Een andere optie is het OCAP-pijpleidingnetwerk, dat CO₂ van industriële bronnen naar kassen transporteert en emissies efficiënt hergebruikt. Een derde, duurdere optie is vloeibare CO₂ die met vrachtwagens wordt aangevoerd.
Verschillende technologieën testen en vergelijken
Het rechtstreeks uit de lucht afvangen en concentratie van CO₂ is een veelbelovende en duurzaam alternatief van CO₂ uit fossiele brandstoffen. Om deze innovatie te verkennen, is in januari 2024 het Innovatie en Demonstratie Centrum CO₂ uit Buitenlucht gelanceerd, gefinancierd door het programma ‘Kas als Energiebron’, bij de business unit Glastuinbouw en Bloembollen van Wageningen University & Research in Bleiswijk. In de komende jaren worden verschillende DAC-technologieën getest en vergeleken, waarbij gegevens worden verzameld over CO₂-kwaliteit, CO₂-productiecapaciteit en -concentratie, energieverbruik per kilogram geproduceerde CO₂, kwantificering van benodigde extra productiemiddelen (bijv. sorbents) en de hoeveelheid en kwaliteit van andere outputs (bijv. water).
DAC-technologie testen op komkommers
CO₂-kwaliteit is een heel belangrijk onderwerp en er wordt dan ook veel aandacht gegeven aan het bepalen of er bekende fytotoxische gassen aanwezig zijn die de gezondheid van planten negatief kunnen beïnvloeden. Om dit te doen, zijn er twee identieke kascompartimenten: één met DAC-bron-CO₂ en de andere met OCAP-CO₂ als referentie. De compartimenten hebben een hogedraadsysteem, assimilatiebelichting (volledig LED) en een koelsysteem. Naast een uitgebreid meetsysteem voor CO₂-concentratie en de flux van de CO₂ die in beide compartimenten wordt gedoseerd, wordt een uitgebreid meetprotocol uitgevoerd. Er wordt het hele jaar door komkommer geteeld waarbij een CO₂-concentratie van ca. 750 ppm wordt gehandhaafd. De ventilatie van de kas hoeft door het koelsysteem slechts sporadisch gebruikt te worden. Kans op eventuele schade aan het gewas door ophoping van andere gassen dan CO₂ die zich in de kaslucht kunnen vermengen bij de CO₂-dosering wordt daardoor gemaximaliseerd. Deze zomer konden de luchtramen meer dan 95% van de tijd gesloten blijven.
Geen verschillen
De eerste DAC-machine die wordt getest, is de Skytree Cumulus (bèta), die al 10 maanden in bedrijf is. Er zijn twee komkommerproeven uitgevoerd: de eerste liep van januari tot juni, terwijl de tweede sinds juli gaande is. Resultaten van de eerste proef, die al is afgerond, geven een opbrengst aan van 71 kg/m² (177 stuks/m²) gedurende ongeveer 166 dagen teelt, zonder verschillen tussen het DAC- (test) en OCAP-compartiment (referentie). Wekelijkse metingen, waaronder stengellengte, blad- en bloei, bladoppervlak, vruchtgroeiperiode en vruchtabortie, waren vergelijkbaar tussen beide kascompartimenten. Er werden geen tekenen van fytotoxiciteit waargenomen, op basis van gegevens over bloem- en bladkleur, zowel voor DAC-CO₂ van de Skytree Cumulus (bèta) en de OCAP CO₂. Het is belangrijk om op te merken dat hoewel deze machine niet specifiek is ontworpen voor de glastuinbouw, de capaciteit ervan – tot ca. 10 kg CO₂ per 24 uur – goed past binnen de reikwijdte en schaal van dit project die gebruik maakt van compartimenten van 144 m². Dezelfde absorbents en hetzelfde kernproces worden gebruikt in de nieuwe, grotere eenheid van Skytree die is ontworpen voor kassen (Stratus). Daarom kan de afwezigheid van fytotoxiciteit in tests met het Cumulus-systeem ook worden beschouwd als indicatief voor de prestaties van het Stratus-systeem in kassen.
Tot nu toe zijn de resultaten van de tweede proef consistent met die van de eerste. Er zijn vooralsnog geen verschillen waargenomen tussen de twee compartimenten.
Schadelijke gassen
Als onderdeel van de risicoanalyse voor fytotoxische gassen werden gasanalyses van het CO₂-concentraat uitgevoerd om bekende schadelijke gassen voor planten te detecteren. Er werd wat NOx aangetroffen, maar tot nu toe is het onduidelijk wat de bron is. Aangezien NOx-niveaus buitenshuis soms hoger kunnen zijn dan verwacht (bijvoorbeeld in de buurt van een drukke weg), is extra meetapparatuur geplaatst om NOx-concentraties, zowel buiten als binnen de compartimenten te meten. Daarnaast worden technische interviews gehouden in samenwerking met chemische analisten die gespecialiseerd zijn in DAC-technologie om de processen van de machine te beoordelen en vooraf te identificeren, of er op basis van het ontwerp en de technologie nog andere fytotoxische gassen te verwachten zijn.
Eerste conclusies na eerste projectjaar
In het proces komt ook wat condenswater beschikbaar. Vanuit een circulariteitsperspectief kan dit nuttige input zijn voor het irrigatiewater als de waterstroom ‘zuiver’ is. In veel projecten is gezien dat leveranciers van apparatuur voor de glastuinbouwsector het belang van ‘schoon’ water vaak onderschatten of over het hoofd zien, meestal door een gebrek aan bewustzijn. Daarom wordt ook informatie over de kwaliteit en kwantiteit van het geproduceerde watercondensaat verzameld. Alle resultaten worden na het beëindigen van de 2e teelt op een rij gezet, zodat we na één jaar van het project de eerste conclusies kunnen trekken.
In januari 2024 is het Innovatie en Demonstratie Centrum CO₂ uit Buitenlucht gelanceerd, gefinancierd door het programma Kas als Energiebron, een innovatieprogramma van LVVN en Glastuinbouw Nederland. Het IDC CO₂ uit Buitenlucht is gevestigd bij de Business unit Glastuinbouw en Bloembollen van Wageningen University & Research in Bleiswijk.
Tekst: Dennis Medema
