Deze website gebruikt cookies. Ik ga akkoord met de privacy policy
OK
Milieu

Vijf manieren om koeien minder methaan te laten boeren

De koe lijkt stevig op weg om het rijtje van klimaatmisdadigers te vervoegen, samen met auto's en vliegtuigen. De runderteelt komt steeds meer in beeld als oorzaak van het veranderende klimaat, zeker nu wereldwijd de appetijt voor vlees groeit. De uitstoot van methaan, een potent broeikasgas, is daarbij een belangrijke factor. Er worden verschillende pistes onderzocht om die emissies te doen dalen, al is enig realisme geboden.

Toon Lambrechts

Journalist - Heeft een sterke interesse in het raakpunt tussen wetenschap en ecologie.

Een studie van de FAO, de landbouworganisatie van de VN, zet de cijfers nog eens op een rijtje. Het rapport stelt de veeteelt verantwoordelijk voor 14,5 procent van alle uitstoot van broeikasgassen door de mens. Daarvan is 65 procent te wijten aan de runderteelt. Het grootste deel, ongeveer 45 procent, is gerelateerd aan de voerproductie. Dat cijfer omvat onder andere veranderingen in landgebruik voor de teelt van veevoer, zoals het kappen van regenwoud voor sojateelt, en het transport ervan. 

Superbroeikasgas

Een tweede grote bron van broeikasgassen bij de runderteelt is toe te schrijven aan de zogenoemde enterische emissies. Deze gassen ontstaan tijdens het verteringsproces van de koe en zijn goed voor 39 procent van de uitstoot van de runderteelt. De rest is verdeeld over het opslaan en bewerken van mest, en het verwerken en transporteren van melk- en vleesproducten. De verhouding tussen de verschillende gassen die runderen produceren, verschilt naargelang het ras, de teeltwijze of het voer, maar gemiddeld gaat het om zo’n 44 procent methaan (CH4). De rest is ongeveer gelijk verdeeld tussen distikstofmonoxide (N2O) en koolstofdioxide (CO2).

Die twee laatste chemische verbindingen zijn evengoed broeikasgassen, maar de impact van methaan op de atmosfeer is 28 keer sterker dan die van CO2. Dat wil zeggen dat methaan 28 maal meer energie van de zon vasthoudt dan CO2, en dus ook 28 keer meer bijdraagt aan de opwarming van de aarde. N2O is nog potenter, De impact ervan is maar liefst 300 keer hoger dan die van CO2.

Methaan komt van nature voor, waterrijke gebieden bijvoorbeeld stoten veel van het gas uit. Het gas ontstaat bij de afbraak van organisch materiaal in zuurstofarme omstandigheden door archaea, een groep van micro-organismen die leven in zuurstofarme omgevingen. Naar schatting 50 tot 65 procent van de gehele methaanuitstoot in de atmosfeer is op de rekening van de mens te schrijven. Toch is het niet juist om alle verantwoordelijk op de koe af te schuiven. Volgens cijfers van het IPCC, het Intergovernmental Panel on Climate Change, komt slechts een kwart van al dat methaan voort uit de landbouw. De grootste bron blijft de ontginning van olie en gas, goed voor bijna de helft van de uitstoot.

Een mesthoop.

Geen scheten, maar boeren

Niet alleen runderen, maar alle herkauwers stoten methaan uit bij hun verteringsproces. In tegenstelling tot wat vaak gedacht wordt zijn het niet de scheten van runderen, maar de boeren die het gros van het methaan bevatten. Een koe maakt gemiddeld 500 gram per dag aan in de pens, waarvan drie vierde via de neus en de bek het lichaam verlaat. De rest zit in de mest. “Het gaat om een bijproduct van het natuurlijk verteringsproces”, verduidelijkt Dorien Van Wesemael. In het kader van haar doctoraatsonderzoek bestudeerde Van Wesemael, verbonden aan ILVO, het Instituut voor landbouw-, visserij- en voedingsonderzoek, de impact van voersamenstelling en additieven op de methaanuitstoot van runderen om zo de uitstoot te reduceren.

“Gras is taai materiaal om te verteren, vandaar dat een koe vier magen heeft. In de pens, de eerste maag van de koe, leeft een hele gemeenschap aan micro-organismen. Die zijn verantwoordelijk voor de afbraak van voedingstoffen, onder andere koolhydraten. De micro-organismen breken koolhydraten af tot kleinere moleculen, om uiteindelijk tot vluchtige vetzuren te komen die de koe energie geven. Afhankelijk van de samenstelling van de voeding zal er ofwel waterstofgas geproduceerd worden, of net geconsumeerd bij dit proces. Als waterstofgas zich ophoopt in de pens moet het verwijderd worden, anders valt de vertering stil.”

Het zijn de micro-organismen archaea die verantwoordelijk zijn voor wat er vervolgens gebeurt in de pensmaag. “Het zijn deze methanogene micro-organismen die dat waterstofgas samen met CO2 naar methaan omzetten. De koe ademt dat overtollige methaan vervolgens uit via de bek en de neus.”

ILVO is niet de enige onderzoeksinstelling die kijkt naar oplossingen voor de methaanemissies van de runderteelt. Zowel de veestapel als de urgentie om de opwarming van de aarde tegen te gaan groeit met de dag. Er wordt gekeken naar een reeks methodes om de methaanadem van runderen drastisch te verminderen die in vijf mogelijke pistes in te delen zijn?

Een koe eet voer op basis van mais.
“Gras vervangen door maïs is een optie om de methaanproductie te reduceren. Al is het dan wel opletten dat het welzijn van de koe niet in gedrang komt. Qua voedingswaarde zijn gras en maïs niet zomaar inwisselbaar”

1. Sleutelen aan het dieet van de koe

Een eerste mogelijkheid om methaan te reduceren is het aanpassen van het rantsoen. Meer maïs bijvoorbeeld. “Gras bevat veel vezels, en bij de afbraak daarvan ontstaat waterstofgas dat dan weer door micro-organismen in methaan wordt omgezet”, aldus Van Wesemael. “Maar de afbraak van zetmeel in maïs consumeert juist waterstofgas bij het vormen van vetzuren. Een juiste combinatie heeft potentieel voor methaanreductie. Maar het is wel opletten dat het welzijn van de koe en de productie niet in gedrang komt. Op vlak van voedingswaarde zijn gras en maïs niet zomaar inwisselbaar.” 

Ook professor Theun Vellinga nuanceert het potentieel van voersamenstelling voor de reductie van methaan. Vellinga is als onderzoeker verbonden aan de afdeling Veehouderij en Omgeving van Wageningen University. “De speelruimte op vlak van voeding is eerder beperkt. Maïs voederen zorgt voor een reductie in de methaanemissie tussen 7 en 10 procent. Maar te veel maïs leidt tot een ongebalanceerd dieet. Bovendien moet je het hele plaatje bekijken. Om meer maïs te verbouwen zou men grasland moeten omploegen tot akkers. Het punt is dat grasland veel meer organische materie bevat in de bodem. Door graslanden te scheuren komt er meer zuurstof in de bodem waardoor dat organisch materiaal sneller afbreekt en als CO2 in de lucht terecht komt. De winst op vlak van methaanemissies gaat verloren door de extra CO2-uitstoot veroorzaakt door veranderingen in landgebruik. Het duurt tussen de 30 en 60 jaar vooraleer die CO2-emissies uit de bodem gecompenseerd worden door de verminderde methaanuitstoot."

Het roodwier Asparagopsis taxiformis in bakken.

2. Voersupplementen die de aanmaak van methaan afremmen

Spectaculair nieuws komt meestal met een bijschrift. Verschillende experimenten met het toevoegen van zeewier leverden drastische methaanreducties op. Door roodwier (Asparagopsis taxiformis) te mengen onder het voer kan de methaanproductie tot meer dan 90 procent dalen, ten minste bij proeven in kunstmatige koeienpensen, een heel andere kwestie dan bij levende dieren. Voorlopig zit het roodwier nog in de onderzoeksfase. Hoe het op grote schaal toe te passen valt en wat de effecten op lange termijn zijn blijft voorlopig onduidelijk. 

Ook ILVO onderzoekt het effect van additieven. “De twee meest beloftevolle pistes zijn lijnzaad en een additief met de naam 3NOP”, legt Dorien Van Wesemael uit. “De werking is erg verschillend. Lijnzaad is een vetrijk krachtvoer, en vet interfereert met de afbraak van vezels in de pensmaag. De methaanproductie daalt, al komen er ook meer onverteerde vezels in de mest terecht, die dan daar fermenteren. Hoe dit het methaangehalte van de mest beïnvloedt is nog niet duidelijk.”

“Het product 3NOP (3-Nitrooxypropanol) is een supplement dat specifiek ontwikkeld werd om de productie van methaan af te remmen. Het is een additief, de werking is slechts tijdelijk. Wanneer de boer stopt met het toedienen van 3NOP stijgt de methaanuitstoot opnieuw. Proeven tonen aan dat 3NOP een reductie tussen 20 en 30 procent oplevert, zowel voor melkvee als voor vleeskoeien, zonder de productie te beïnvloeden.” Het Nederlandse voerbedrijf Royal DSM werkt momenteel aan een commerciële toepassing van 3NOP onder de merknaam Bovaer en wil het middel binnen afzienbare tijd op de markt brengen. 

Methaanuitstoot van melkkoeien wordt gemeten.

3. Klimaatvriendelijke koeien kweken

Niet elk rund boert evenveel methaan op. De aanwezigheid van micro-organismen archaea in de pensmaag verschilt van koe tot koe. De gehele compositie van de bacteriëngemeenschap in de pens hangt samen met de genetica van runderen. Dat maakt het mogelijk runderen te selecteren die minder methaan uitstoten, aldus professor Vellinga. “Er zijn behoorlijke verschillen tussen koeien qua methaanemissies, en het lijkt er sterk op dat die terug te brengen zijn op de genetica van het dier. Daar ligt een groot potentieel. Runderen worden tot nu toe geselecteerd op productie, maar nu de druk toeneemt om iets te doen aan de uitstoot van broeikasgassen groeit de interesse om ook emissies als selectiecriteria op te nemen.”

Zowel de technologie om emissies te meten als het ontsleutelen van genetische informatie van runderen staat voldoende op punt om een gerichte selectie mogelijk te maken, vertelt Vellinga. “Met wat we zien aan genetische variatie kunnen we een daling van 1 procent in methaanemissie per jaar realiseren door selectie in de kweek. Als we dat lang genoeg doen schat ik dat een reductie van 20 procent best haalbaar is. In combinatie met andere methodes, zoals additieven, is dit zeker een beloftevol spoor."

“Om methaan-afvang te laten werken moet je runderen op stal houden. Als je weet dat we de weidegang van de runderen net willen bevorderen, begrijp je dat daar een conflict tussen milieudoelstellingen en dierenwelzijn zit”
Onderzoekers vangen de boeren op van een koe voor onderzoek.

4. Methaan afvangen

Nee, niet met een mondkap en een gastank op de rug van de koe. Dergelijke systemen bestaan, maar zijn bedoeld om onderzoek naar emissies uit te voeren. Maar de stallucht zuiveren van methaan is wel een optie. Bovendien valt het gas misschien wel te benutten, als energiebron bijvoorbeeld. Een enkele koe stoot immers voldoende methaan uit om een waakvlam continu te laten branden. 

“Dat blijft vandaag nog toekomstmuziek”, meent Carel de Vries, directeur van Courage, een Nederlandse organisatie die innovatieprojecten in de melkveehouderij initieert. Samen met de Technische Universiteit Delft onderzocht Courage de haalbaarheid van methaan-afvang. “Ons concept bestond uit een biologische filter die methaan uit de stallucht haalt door middel van methaan-etende bacteriën. Die bacteriën zetten het methaan om tot een soort bacterieel eiwit dat mogelijks als bodembemesting kan dienen.”

Het ontwerp botste op technische moeilijkheden, vertelt de Vries. “Het volume lucht in een stal is groot, dus zo’n biologische filter zou al bijna even groot als een stal moeten zijn om voldoende capaciteit te bereiken. Een tweede probleem is dat de methaanconcentratie in de stallucht te laag is om die methaan-etende bacteriën voldoende te laten groeien. Het methaan eerst concentreren zou kunnen, maar dat bleek te ingewikkeld en bovendien ook gewoon te duur. Andere systemen zoals uitwassen in filters of verbranden van methaan kampen met dezelfde obstakels.”

Bij het afvangen van methaan stelt zich nog een ander probleem. Het kan alleen maar als de koeien op stal staan. De emissies van koeien in de weide vervliegen gewoon, zegt de Vries. “Om afvang te laten werken zou je de runderen op stal moeten houden. Daar zit een conflict tussen milieudoelstellingen en dierenwelzijn. Koeien zitten nu al erg veel op stal, terwijl we de weidegang van runderen net belangrijk vinden."

5. De veestapel afbouwen

Een laatste piste om de uitstoot van methaan te minderen is even eenvoudig als geladen, namelijk het afbouwen van de veestapel. Minder runderen, minder methaan, simpel toch? Zo eenvoudig ligt het evenwel niet. Een afbouw van de veestapel vermindert inderdaad de uitstoot van broeikasgassen en heeft een grote impact op het landgebruik. Maar als dit enkel lokaal gebeurt, en de consument evenveel vlees blijft eten, dan verplaatst het probleem zich alleen maar, zo stelt Vellinga. “Zolang we even veel vlees en zuivel blijven eten wordt dat ergens geproduceerd. Een aanpassing van de veestapel is niet per se zinloos, maar zonder een verminderde consumptie van vlees en zuivel gaat dat qua uitstoot van broeikasgassen niet zoveel verschil maken. Het lijkt me eerder zinvol om eerst het potentieel van andere maatregelen te benutten.”

Nico Peiren, onderzoeker bij ILVO gespecialiseerd in emissies en veevoer, plaatst enkele kanttekeningen. “Koeien produceren meer methaan naarmate ze productiever worden. Het uiteindelijke product dat ze leveren, vlees of melk, vraagt energie, en dus voedsel. Maar als men de vergelijking maakt per kilogram eindproduct, dan blijkt dat er per kilogram net minder methaan de lucht in gaat. De groei aan productiviteit is dus groter dan die van de methaanemissies.”

Andere wetenschappers zien de reductie van het aantal dieren in de landbouw wel als onvermijdelijk. Het zou de uitstoot van broeikasgassen in België wel degelijk gevoelig kunnen verminderen en tegelijk ruimte voor natuur kunnen creëren. Maar veel hangt af welke factoren mee in rekening worden genomen. Een verminderde productie bij ons kan als gevolg hebben dat er elders net meer runderen worden geteeld als de consumptie niet afneemt.

“Er is zeker klimaatwinst te rapen met de methaan-afvang bij runderen, maar een mirakeloplossing is het niet. Een reductie op korte termijn van 30 procent mag men al een grote winst noemen”

Snelle fix gezocht

Het opboeren van methaan is ook niet de enige manier waarop de runderteelt bijdraagt aan de opwarming van de aarde. Transport van vlees en voer, de teelt van veevoer, de emissie van andere broeikasgassen, het teveel aan mest... Het lijstje is lang. De roep dat de impact van runderteelt, en bij uitbreiding de gehele landbouw omlaag moet klinkt steeds luider. En methaan biedt mogelijkheden.

Methaan is een stuk krachtiger broeikasgas dan CO2, maar het breek ook sneller af. Terwijl CO2 eeuwen in de atmosfeer kan blijven, valt methaan al na tien tot twaalf jaar uiteen. Het restproduct van de afbraak van methaan is CO2, ook een broeikasgas natuurlijk, maar veel minder potent dan methaan. Omdat die CO2 eerst was opgeslagen door de planten die de runderen hebben gegeten, beschouwen wetenschappers die niet als een extra bron van opwarming, in tegenstelling tot de CO2 die vrijkomt bij de verbranding van fossiele brandstoffen.

Daarom dat men kijkt naar het reduceren van methaanuitstoot als een snelle optie om dat impact van de landbouw te doen dalen. De vraag is alleen hoe dat te realiseren. Er ligt een lange weg tussen veelbelovende onderzoeksresultaten en toepassingen op grote schaal. “Met wat er nu op tafel ligt, is een reductie van 10 procent op korte termijn haalbaar,” zegt Vellinga. “Op langere termijn denk ik dat de combinatie van gerichte kweek van runderen en additieven de methaanemissies met de helft kan doen dalen.”

Ook Nico Peiren van ILVO Er valt denkt dat er wel degelijk klimaatwinst te rapen valt bij het reduceren van de methaanemissie van runderen. “Maar er is geen mirakeloplossing voor handen. Uit het onderzoek komen een aantal mogelijke pistes naar voren, maar de resultaten zijn niet zo eenduidig. Een reductie op korte termijn van 20 tot 30 procent mag men al een grote winst noemen. Men mag ook niet vergeten dat een koe een complex levend organisme is, geen machine. Runderen gaan altijd methaan uitstoten. Het zijn nu eenmaal herkauwers."

Comments

Draag bij en deel hier je kennis & ervaring. Of stel een vraag.

Bronvermelding