Veel te besparen met slimme CO2-dosering en luchtstrategie
Bij Botany in Horst vond op woensdag 8 november het eindsymposium plaats over de toekomst van de Nederlandse glasgroenteteelt, dat zo’n 150 bezoekers trok. Veel aandacht ging uit naar het energiedossier, dat de sector voor grote uitdagingen stelt. Besparen op de inzet van energie (warmte) en CO2 blijft onverminderd belangrijk. CO2 stond centraal in een proef die Botany dit jaar uitvoerde in komkommers. Frank Huijs (Botany) en Govert Trouwborst (Plant Lighting) presenteerden de resultaten.
De projectgroep had een brede samenstelling en is bijgestaan door een BCO met 11 telers. Op deze foto staan van links naar rechts: Frank Huijs en Bram Rongen (Botany), Remco Bos (Wijnen Square Crops), Maarten Vliex (Botany), Gert van Bussel (Snack Products), Govert Trouwborst (Plant Lighting), Mark Meijers (Glastuinbouw Nederland) en Marcel Verdellen (Wijnen Square Crops).
Twee strategieën
CO2 is een belangrijke productiefactor, die schaarser en duurder wordt naarmate er minder gebruik wordt gemaakt van fossiele brandstoffen. Voor efficiënt gebruik dienen de luchtramen zo lang mogelijk dicht te blijven. In perioden met hoge instraling kan koeling via de luchtramen echter wenselijk zijn, waardoor de CO2-concentratie in de kas daalt. Welke koers moet je varen om CO2 dan efficiënt te blijven benutten en een hoog productieniveau te blijven realiseren?
De onderzoekers van Botany en Plant Lighting hebben twee alternatieve CO2-strategieën vergeleken met een praktijkreferentie. Dit gebeurde in twee identieke afdelingen van 520 m2 met vier komkommerrassen, gedurende ruim 20 weken (week 16 tot 37). Eén afdeling werd toegewezen aan de referentieteelt, in de andere zijn achtereenvolgens een zuinige (week 25-30) en een efficiënte CO2 doseerstrategie (wk 31-37) toegepast.
Ruim of beperkt luchten
“Strategie A was er op gericht om te luchten wanneer dat volgens de gebruikelijke temperatuurlijn wenselijk was en dan géén CO2 te doseren”, licht Govert Trouwborst toe. “De opname door het gewas moet dan volledig worden aangevuld via de buitenlucht, waar de concentratie 400 ppm bedraagt. Daarmee kun je geen maximale productie realiseren, maar je bespaart aanzienlijk op CO2. De onderzoeksvragen waren hoe ver de concentratie in de kas dan zou terugzakken, hoeveel productie je daardoor laat liggen en wat dat uiteindelijk kost of bespaart.”
“Strategie B draaide om beperkt luchten en langer doorgaan met doseren, waarbij je een hogere kastemperatuur tot op zekere hoogte voor lief neemt”, vult Frank Huijs aan. “De plant heeft bij een hogere temperatuur ook meer assimilaten nodig, dus je zult daardoor ook meer moeten doseren. Meer dan 700 ppm levert echter weinig meerwaarde op voor de fotosynthese, dus dat kun je in zijn algemeenheid beschouwen als een efficiënte bovengrens wanneer de luchtramen dicht zijn.”
Grote verschillen
In hun presentatie lieten de onderzoekers tal van grafieken met meetgegevens zien, die bondig zijn toegelicht en besproken. Voor dit verslag beperken we ons tot de hoofdlijnen. Wat waren de opvallendste uitkomsten van de strategieën
Trouwborst: ‘In Strategie A is achteraf bezien te weinig gelucht om het CO2-verbruik door het gewas afdoende aan te vullen vanuit de buitenlucht. De gemiddelde concentratie tijdens perioden met open luchtramen bedroeg 350 ppm, soms zelfs geruime tijd 300 ppm. De fotosynthese ligt dan maar liefst 20% lager. Over de proefperiode van vijf weken heeft deze strategie ongeveer 3 kg/m2 aan productie gekost, terwijl er door het niet-doseren een vergelijkbare hoeveelheid CO2 is bespaard.”
Na een overgangsweek waarin de gewassen in de praktijk- en testafdeling gelijk zijn getrokken, werd in de testafdeling Strategie B toegepast. Bij oplopende temperatuur werd er aanvankelijk slechts mondjesmaat geventileerd, om zoveel mogelijk CO2 in de kas te houden en langer door te kunnen gaan met doseren. Op hete dagen moesten de ramen uiteindelijk toch helemaal open en is het doseren tijdelijk teruggedraaid of gestopt, maar duidelijk werd dat deze strategie in een hogere productie resulteerde dan strategie A.
“Een belangrijk leerpunt was dat het veel CO2 kost om de concentratie dan boven de 400 ppm te krijgen”, vervolgt de plantenfysioloog. “Een modelberekening voor een verversingsvoud van 10 laat zien dat er bij een setpoint van 650 ppm en hoge instraling bij geopende ramen slechts 450 ppm wordt gerealiseerd en dat er van de gedoseerde 120 kg/ha CO2 per uur maar liefst 60 kg naar buiten vliegt. Dat is niet efficiënt. Ook bij een setpoint van 450 ppm is er sprake van veel verlies. Bij een setpoint van 400 ppm wordt het verbruik door het gewas voldoende aangevuld om dat niveau zonder verlies vast te houden.”
Vertaalslag naar de praktijk
De proef heeft inzichten opgeleverd waar telers beslist iets mee kunnen, stellen de onderzoekers vast. Huijs: “De voornaamste conclusie is dat je de dosering dient af te stemmen op de omstandigheden. De beschikbaarheid van CO2 en het klimaat binnen en buiten de kas zijn leidend. Door de setpoints daarop af te stemmen kun je veel CO2 en aardgas besparen, met behoud van een hoog productieniveau.”
“Als je geen CO2 beschikbaar hebt, moet buitenlucht de concentratie op peil houden en dien je ook ruim te luchten”, vult Trouwborst aan. “Heb je wel CO2 beschikbaar, houd dan bij gesloten ramen een setpoint aan van 700 ppm. Loopt de temperatuur in de kas op, dan kun je dat aanvankelijk accepteren en doorgaan met doseren bij een kleine raamopening. Verlaag het setpoint dan eventueel tot 650 ppm. Als duidelijk is dat de ramen verder open moeten, doe het dan goed en verlaag het setpoint voor naar 400 ppm.”
Automatische regeling wenselijk
In het ideale geval wordt er dus flexibel gedoseerd op basis van setpoints die mee veranderen met de omstandigheden. “Het is nauwelijks te doen om dat allemaal handmatig bij te houden”, geeft de onderzoeker van Plant Lighting toe. “Wat je nodig hebt, is een automatische regeling die de klimaatcomputer zelf uitvoert. Dergelijke regelingen zijn voor zover ik weet nog niet in gebruik, dus hier ligt een mooie uitdaging voor de leveranciers. Wij hebben dit onderzoek uitgevoerd in komkommer, maar de ervaringen zijn natuurlijk veel breder toepasbaar. Het sluit ook naadloos aan op de ontwikkeling van autonome teeltsturing. Gezien de ontwikkelingen op de energiemarkt en de verwachte kosten voor CO2-emissie, mogen we deze kans om op aardgas en CO2 te besparen niet laten lopen.”
Het onderzoek is gefinancierd door Kas als Energiebron, het innovatieprogramma van het Ministerie van LNV en Glastuinbouw Nederland. Aan het onderzoek is voorts bijgedragen door gewascoöperatie komkommer, BASF | Nunhems, Bayer Vegetables | De Ruiter, Biotalys, Enza Zaden, Grodan, Maurice, Mertens, NovaCropControl, Plant Lighting, Rijk Zwaan en Royal Brinkman.
