Praktijkervaringen met stikstofstrippen: nog zoeken naar een storingsvrij systeem

Binnen het project Koeien & Kansen is in de afgelopen jaren praktijkervaring opgedaan met een stikstofstripper op een bedrijf. Het doel was om meer mest op het eigen bedrijf te kunnen benutten en minder dierlijke mest af te voeren door een deel van de stikstof uit mest om te zetten in kunstmestvervanger (RENURE). De opstart van de installatie verliep echter moeizaam en acties om tot een stabiel werkend systeem te komen zijn intussen gestaakt. Voor doorontwikkeling van techniek lijkt robuustheid in een bedrijfsomgeving een aandachtspunt.

Een Koeien & Kansen-deelnemer uit Gelderland heeft in 2024 een stikstofstripper aangeschaft. Ook zes collega-melkveehouders uit de regio hebben deze stap genomen. Dit systeem van mestbehandeling, waarbij een RENURE-meststof ontstaat, is niet nieuw, maar is sterker onder de aandacht gekomen sinds de afbouw en beëindiging van de derogatie. Hierdoor moeten veel veehouders meer mest afvoeren en wordt tegelijk extra kunstmest N aangevoerd om te voorzien in de bemestingskundige behoefte van stikstof als aanvulling op de dierlijke mest, wat aanzienlijke kosten met zich meebrengt. Het idee van RENURE is om dierlijke mest N deels om te zetten in kunstmest N en die in de ‘kunstmestruimte’ van de gebruiksnorm voor stikstof te plaatsen.   

RENURE

Het principe van de stikstofstripper is dat ammoniakstikstof uit dierlijke mest wordt verwijderd en wordt opgevangen in een zure oplossing. Vaak wordt hiervoor zwavelzuur gebruikt en ontstaat er ammoniumsulfaat (AS). De stikstofstripper gebruikt dunne fractie als invoer, waarbij de ruwe mest eerst wordt gescheiden in een dunne en een dikke fractie. Door toevoegen van natronloog wordt de pH van de dunne fractie verhoogd, waardoor ammoniak uit de mest vrijkomt. De lucht waarin deze ammoniak zit wordt vervolgens gewassen in een zwavelzure oplossing, waarna ammoniumsulfaat ontstaat. Om het proces te laten draaien is energie nodig. Het systeem produceert dus uit ruwe mest, natronloog, zwavelzuur en energie: een dikke fractie, een ammoniumsulfaatoplossing (de kunstmestvervanger) en een effluent. Het effluent is een reststroom uit de stripper met een lager N gehalte dan de ingaande dunne fractie, omdat de ammoniakale stikstof er deels uit is verwijderd. De dikke fractie en het effluent kunnen geplaatst worden op het bedrijf, tot zover de gebruiksnorm van 170 kg N en de gebruiksnorm van fosfaat dat toelaat. Van het ammoniumsulfaat mag maximaal 80 kg N per ha op het bedrijf worden gebruikt. Een landbouwkundige randvoorwaarde is bovendien dat het gebruik van ammoniumsulfaat niet leidt tot een overmatige zwavelaanvoer.

Verwachte effecten

In 2024 heeft het Koeien & Kansen-bedrijf een stikstofstripper aangeschaft. Op het bedrijf is al langer veel aandacht voor mestmanagement. Zo is er veel gewerkt met mestscheiding om gewassen op maat te kunnen bemesten en is er capaciteit voor jaarrond mestopslag, zodat bemesting op het landbouwkundig optimale moment kan worden gepland.  

De bedoeling in Koeien & Kansen project is om de effecten van het gebruik van de stikstofstripper op de bedrijfsresultaten te analyseren en te evalueren. Daarvoor is al een prognose gemaakt van de verdeling van nutriënten (NPK) over de drie meststromen. Deze is gebaseerd op een verwacht scheidingsrendement van de vijzelpers en de veronderstelling dat de stripper 80% – en als variant 50%- van de N uit de dunne fractie zou kunnen opvangen in ammoniumsulfaat (Figuur 1). Verder is ervan uitgegaan dat alle mest is gescheiden en dunnen fractie is gestript. Bij een rendement van 80% en 50% wordt er, respectievelijk, ruim 95 kg N per ha en ruim 60 kg N per ha vastgelegd in ammoniumsulfaat. Er mag maximaal 80 kg RENURE-N per ha worden gebruikt. Vervolgens is geprognotiseerd hoe de meststromen die op het bedrijf blijven, kunnen worden verdeeld over de gewassen (hier niet weergegeven). Het strippen leidde tot een aanzienlijke daling van de noodzakelijke mestafvoer. Ook blijft er, naast stikstof ook meer fosfaat, kali en organische stof op het bedrijf. 

Implementatie

Een vervolgstap in het onderzoek is het toetsen van de theoretische doorrekening aan de hand van de door meting bepaalde massabalansen van de geproduceerde meststoffen. Daarbij wordt onder ander gekeken naar hoeveel product er ontstaat en wat is daarvan de samenstelling is. Dit geeft een beter inzicht in de mestplaatsing en is ook van belang om bedrijfsresultaten uit de KringloopWijzer, waarin onder andere bodembalansen van stikstof en fosfaat en dus ook gewasopbrengsten van stikstof en fosfaat worden gepresenteerd, achteraf te begrijpen en te evalueren. Tot nog toe is het echter nog niet gelukt om de installatie stabiel te laten draaien, zodat monitoring van de meststromen mogelijk is. Dit kwam door storingen veroorzaakt door onder andere verstoppingen en schuimvorming. Het is nog niet gelukt om de storingen afdoende op te lossen, waardoor de toetsing van de werking van RENURE in een bedrijfsomgeving nog niet goed kan worden uitgevoerd.  

Ervaring lijkt beter met vergiste mest

Koeien & Kansen heeft ook contact onderhouden met de zes collega veehouders met een vergelijkbare stripper-installatie om breder inzicht te krijgen in de werking van de stripper en welke (bedrijfs)factoren invloed hebben op het functioneren van het systeem. Deze uitwisseling leverde het beeld op dat de opstartproblemen zich meer algemeen voordoen bij de veehouders in deze groep. Het lijkt erop dat de installatie nog het best functioneert met vergiste mest. Het gunstige effect van vergisten op het stripresultaat komt door de warmere mest en de hogere pH van het digestaat waardoor de NH3 gemakkelijker verdampt.

Bredere oriëntatie op goed inpasbare technieken

Om het onderzoek naar de effecten van mest strippen verder te onderzoeken, is het vizier nu gericht op het vinden van een geschikte, eventueel mobiele, installatie voor het strippen van mest. Deze zou eerst kunnen worden getest op Proefbedrijf De Marke en vervolgens op Koeien & Kansen-bedrijven kunnen worden ingezet. Dit heeft nog niet tot resultaat geleid. Het voorlopige beeld is dat het nog moeizaam is om de benodigde procestechnologische kennis tot resultaat te brengen in een praktische bedrijfsomgeving. Dat lijkt dan ook een aandachtspunt voor doorontwikkeling.