Op naar een energieneutrale tomaat

Heerlijk zo'n tomaat, echt autochtoon is de vrucht alleen niet. De serres waarin de plant gekweekt wordt, moeten dan ook warm gestookt worden. Daar komt heel wat CO2-uitstoot bij kijken, maar de sector doet er alles aan om die te beperken.

Je ziet ze bijna het hele jaar door in het Vlaamse land, de serres waarin tomatenplanten groeien in een zo ideaal mogelijke omgeving. Aangezien we niet gezegend zijn met een jaar vol zon en warme temperaturen betekent dat dat er gestookt moet worden. En dat kost de tuinders flink wat aardgas.

Hoe erg het is? Veerle Van Linden, landbouwingenieur aan het Instituut voor Landbouw-, Visserij- en Voedingsonderzoek (ILVO) schetst de situatie.

"Het energieverbruik van de landbouw- en visserijsector in Vlaanderen in 2015 bedroeg 28,3 Petajoule (PJ) netto op een totaalverbruik van 1489.1 PJ. Daarvan neemt glastuinbouw om en bij de tien PJ netto of 35 procent voor haar rekening, tegenover 1,8 PJ voor vollegrondtuinbouw. Het energiegebruik is binnen de sector verantwoordelijk voor 23 procent van de broeikasgasemissies."

Glastuinbouw is in verhouding met andere landbouwsectoren best energie-intensief, en dus heeft de Vlaamse overheid besloten dat ook de landbouwsector daar tegen 2030 iets aan moet doen. In vergelijking met referentiejaar 1990 moet de sector dertig procent minder broeikasgassen uitstoten, 27 procent energie-efficiëntie winnen en voor 27 procent aan hernieuwbare energie gebruiken.

Dat doel is voor een stuk al gehaald, zegt Van Linden.

"In totaal is al 26 procent broeikasgasreductie bereikt, vooral doordat de landbouw, voornamelijk in de glastuinbouw, een daling van 19 procent energetische emissies verwezenlijkte.”

Die daling kwam er niet zomaar, maar werd voor veel telers een noodzaak toen de energieprijs steeg. Tussen 1990 en 2008 maakte de sector dan ook een omslag richting hernieuwbare energie en energie-efficiëntere technieken. Grote vernieuwing daarbij was de invoering van warmtekrachtkoppeling (WKK) als verwarmingstechniek. Nog later kwamen daar de isolerende energieschermen bij, die de warmtevraag nog wat naar beneden hielp.

Warmtekrachtkoppeling = Win-winsituatie

Om te begrijpen hoe WKK werkt, leidt een teler me rond in een van de grootste tomatenbedrijven van Vlaanderen. Als we van de kas de stookplaats inwandelen, wijst hij op een luid draaiende turbine in een geluidsdicht hok.

"Dit is de warmtekrachtmotor. Die bestaat uit een aardgasmotor die een elektriciteitsgenerator aandrijft. We produceren warmte via het koelen van de motor en de rookgassen en wekken al doende stroom op, die we vervolgens verkopen op het net of in de winter zelf gebruiken voor extra belichting van de serres. Omdat we met warmwaterbuffers werken, kunnen we die stroom produceren wanneer het elektriciteitsnet extra productie nodig heeft. Zo helpen wij het elektriciteitsnet in balans te houden als aanvulling op zon- en windenergie, waar je afhankelijk bent van weersomstandigheden."

En het gaat nog verder, want ook de rook gaat niet zomaar door de schoorsteen.

"Die reinigen we, tot we vrij zuivere CO₂ overhouden. Dat is namelijk een belangrijk bestanddeel van de fotosynthese waarmee de plant groeit. We lossen veel van die extra CO₂ in onze kas, want meer CO₂ is meer productiviteit. Wat overblijft gaat wel de lucht in, maar is dan minder vervuilend dan doorsnee rookgassen."

Een win-winsituatie voor bedrijf en maatschappij, klinkt het.

"Dankzij WKK hebben we onze energiekosten weer onder controle, wat voor veel bedrijven het verschil maakt tussen rendabel of niet. De elektriciteit en warmte die we met het systeem opwekken, zorgt dan weer voor 35 procent minder energieverbruik ten opzichte van de situatie waarbij we dezelfde hoeveelheden elektriciteit en warmte uit klassieke centrales moeten halen. En daar zit de CO₂-winst."

Eerst isoleren, dan stoken

Geen wonder dus dat warmtekrachtkoppeling sinds 2000 gemeengoed is geworden. Filip Bronchart, onderzoeker energie-efficiënte serresystemen aan het ILVO, tempert het enthousiasme.

"WKK heeft in de glastuinbouw zeker zijn waarde, maar je verbruikt nog altijd fossiele brandstof.

Er is ook een probleem met de manier waarop WKK in Vlaanderen geïmplementeerd is. Doordat de tuinders dankzij de gesubsidieerde warmtekrachtcertificaten (WKC) goedkope warmte beschikbaar hebben, gaan ze die ruim inzetten. Bovendien krijgen ze op de markt een lage prijs voor hun stroom, waardoor ze die zelf gebruiken voor extra belichting in de kassen.

Zo verdwijnt de impuls om te besparen op het energieverbruik. En zo komt het dat een Vlaams glastuinbouwbedrijf bij ons een warmtevraag heeft van ongeveer 1600 megajoule per m² per jaar, terwijl dat in Nederland maar 1100 is, en met de installatie van de belichting het energieverbruik in de kassen fors is gestegen.

WKK en WKC blijven nuttig, maar je moet dan wel een kader scheppen waarin beide alternatieven correct gebruikt worden."

Bronchart gaat verder met de trias energetica, de drie denkstappen om energiezuinig te zijn

"Het eerste wat je moet doen is energie besparen. Als dat niet kan, moet je zoveel mogelijk duurzame energie gebruiken. En als dat allemaal onvoldoende blijkt, mag je naar fossiele brandstoffen grijpen, die je dan uiteraard zo efficiënt mogelijk benut. Als het doel warmte in je kas is, is het dus beter om te isoleren, dan duurzaam te stoken."

Bronchart stak er zijn energie in, en ontwikkelde het concept van de EXE-kas, wat staat voor EXergy Efficient. Ofwel de verbruikte energie zo efficiënt mogelijk inzetten. Dat gebeurt door te kiezen voor isolatie.

"We hebben een nieuw energy balancing dagscherm ontwikkeld dat overdag de warmte binnenhoudt zodat de warmtewinsten van het instralende zonlicht ongeveer voldoende zijn om de kas op temperatuur te houden. Zo'n dagscherm laat dubbel zoveel licht door als de schermen die doorgaans worden gebruikt. Het gevolg is dat je gerust twee dagschermen boven elkaar kunt hangen zodat je dubbel isoleert, zonder lichtverlies.

Gecombineerd met energy balancing nachtschermen en een dampwarmtepomp die de lucht efficiënt ontvochtigt en de aanwezige warmte recupereert, is het doel van dit systeem de warmtevraag zo met 75 procent te reduceren."

Dat zou wel eens de techniek van de toekomst kunnen worden, en daarvoor staat alvast een eerste prototype-installatie te proefdraaien in het proefcentrum van ILVO in Sint-Katelijne-Waver.

Het nieuwe telen

Ook in Nederland zijn in de glastuinbouw allerhande evoluties op gang. Bij de Wageningen University & Research Businessunit Glastuinbouw ontwikkelde men samen met LTOglaskracht Het Nieuwe Telen, en dat pikt in bij het ontvochten van de kaslucht.

"Een tomatenplant verdampt per jaar ongeveer 700 à 1000 liter vocht per m²", verklaart Ingenieur Peter Vermeulen.

"Dat is gigantisch, en dat wil je niet op het gewas laten condenseren, want anders krijg je teeltbedreigende schimmels. In het verleden zette men dus de ramen van de serre open zodat het overtollige vocht weg kon, maar dat is weinig energie-efficiënt als je ondertussen nog stookt. Een tiental jaar geleden beseften we dat we het vochtprobleem anders moeten bekijken."

"Verdamping is in elk geval nodig, want het is zo dat een plant water nodig heeft om suikers te produceren en op de juiste plaats in de plant te krijgen. Je mag de verdamping dan ook niet stilleggen, maar moet ze wel zien te controleren. In het verleden gebeurde dat door de kas bij een minder actief gewas op te warmen. Het probleem daarbij was dat je condens kreeg op de plant als je de kas weer van de nachttemperatuur van 16 naar 20°C bracht. Een tomaat is immers vrij groot, dus die warmt trager op dan de omliggende lucht. Gevolg: het vocht in de lucht condenseert op de plant, en dat leidt tot schimmels."

Condensatie op het gewas door te vochtige lucht was het kernprobleem, zo besefte men in Wageningen

"De vraag was dus hoe je voorkomt dat de kastemperatuur in de buurt van de tomaten het dauwpunt gaat bereiken, waardoor er condensatie ontstaat. Daarom zijn we gaan werken op het vochtgehalte in de lucht. Je kunt dat heel precies meten, en als je dan weet bij welke gradatie condensatie optreedt, kun je dat wegwerken. Dat doen we door gericht lucht met lagere luchtvochtigheid of koudere lucht met dezelfde luchtvochtigheid in te blazen. En dan hoef je kasramen niet meer te openen, kun je beweegbare energieschermen langer gebruiken, en zo isoleren."

"Met een plastic scherm bespaar je al snel dertig procent uitstoot, een combinatie van aluminiumfolie met plastic gaat zelfs richting een besparing van veertig procent. Door de vochtbeheersing kunnen de schermen immers later op de dag geopend worden en eerder gesloten."

"Zo raken we steeds dichter bij de optimale situatie. Waar je vroeger 1575 MJ per m² per jaar spendeerde voor de verwarming, zijn er nu telers die het stellen met 700 à 875 MJ, terwijl de productie hetzelfde blijft, of zelfs iets beter. Je kunt de kas nu immers dichthouden, en dus het CO₂-gehalte er hoger houden dan buiten, wat leidt tot efficiëntere fotosynthese."

Het nieuwe telen begint in Nederland langzamerhand ingang te vinden, vertelt Vermeulen.

"Afgaand op het aantal telers dat door ons is begeleid of een cursus heeft gevolgd, denk ik dat we ondertussen aan twintig procent van het tomatenareaal zitten, maar het is ook een kwestie van geld", geeft hij toe.

"Een dubbel beweegbaar scherm in een bestaande kas aanleggen kost toch al snel tussen de tien en twintig euro per m² en je hebt ook een zekere ruimte boven het gewas nodig om dat te kunnen ophangen."

"Ik ga er niettemin vanuit dat onze benadering standaard zal worden in alle kassen die de komende jaren gebouwd worden. Maar het is iets wat je als teler moet leren en durven. Je moet uit je comfortzone treden, afleren van gewoon even te ventileren, maar de luchtvochtigheid in de gaten te houden."

"Naast het geld heb je ook voldoende kennis nodig om het toe te passen. De laatste jaren hebben we in Nederland veel telers gehad die bij elkaar op bezoek gingen om van elkaar te leren hoe je zoiets aanpakt. Zo zijn er steeds meer mensen aan het komen die het onder de knie krijgen."

Duurzaamheid is meer dan CO2

Zijn we er nu? Is dit het maximum dat we de CO₂-uitstoot naar beneden kunnen krijgen?

Vermeulen aarzelt. "Ik ben in 1980 met dit economisch onderzoek begonnen. Toen zaten we aan 3150 MJ per m² per jaar voor tomatenteelt, we hebben dat naar 1575 teruggekregen, en daarvan hebben we heel lang gedacht dat het de ondergrens was. Nu zitten we al tussen de 700 en 1050, afhankelijk van het weer en de durf van de tuinbouwer. Het kan dus best zijn dat we nog wat tegenkomen dat het verder verlaagt."

Ook Vlaanderen zet volgens Van Linden in op een verdere verlaging van de CO₂-uitstoot, en wel “door ontwikkelingen zoals de EXE-kas en diepe geothermie in combinatie met warmtenetten voor clusters van bedrijven."

Het laatste woord is aan Van Linden, die opmerkt dat de duurzaamheid van een teelt ruimer gaat dan CO₂ alleen.

"Zelfs al is het energieverbruik en de emissies daarvan bij glasteelt in Vlaanderen dominant, wil je de hele duurzaamheid in kaart brengen, dan moet je het ook hebben over het waterverbruik, grondstoffengebruik, de meststoffen die in het water terechtkomen, en ga zo maar door. Want ook in de achtergrondprocessen ontstaat impact op het milieu: bij de aanmaak van kunstmeststoffen, infrastructuur, ... worden grondstoffen gebruikt en emissies gecreëerd die in het ecosysteem terechtkomen."

"Dat mag je niet uit het oog verliezen. Maar ook daar zijn we mee bezig. Net als in Nederland wordt geïntegreerde gewasbescherming toegepast, wat bijna standaard biologische bestrijding is door in de kas bijvoorbeeld sluipwespen in te zetten tegen bedreigingen. En ook de waterketen is zo goed als gesloten, met opvang van regenwater, volledig hergebruik van drainagewater na ontsmetting en opvangbassins voor surplus aan regenwater om droge perioden te overbruggen."

De tijd dat onze winterse tomaten stookolie slurpten is al lang voorbij. De serresector zit op schema, maar met de hulp van de wetenschap krijgen we misschien nog wel een energieneutrale tomaat. Je weet maar nooit…