Corona-Maßnahmen: Das Team des Projektleadpartners GIQS arbeitet bis auf Weiteres aus dem Homeoffice. Damit befolgen wir die Empfehlungen von Bundesregierung und Robert Koch Institut. Für die nächsten Wochen geplante Veranstaltungen werden auf die zweite Jahreshälfte 2020 verschoben. Bleiben Sie gesund, achten Sie auf einander und sprechen Sie uns gerne an, wenn Sie Fragen zu den laufenden Projekten bzw. weiteren GIQS-Aktivitäten haben! Kontaktdaten Team
Food Pro·tec·ts – a German-Dutch INTERREG V A-project

TIC 3: Klimaatmanagement

Een nieuwe aanpak voor het klimaatmanagement in varkens- en pluimveestallen met cold plasma technology

De ontwikkeling van nieuwe milieusystemen voor de varkens- en pluimveehouderij heeft de laatste twee decennia vooral aandacht gehad voor dierwelzijn en milieu. Bij milieu ging het om het reduceren van de ammoniakemissie en het zo goedkoop mogelijk maximeren van de milieugebruiksruimte. Naast ammoniak spelen echter ook geur, stof en ziektekiemen een belangrijke rol, ook voor de gezondheid van zowel de dieren als hun verzorgers. Een integrale benadering van omgevingskwaliteit is nodig, niet alleen voor de stalomgeving, maar ook voor de omgeving van mens en dier in de stal. Daarnaast biedt de huidige dominante business logica - de milieugebruiksruimte zo goedkoop mogelijk maximeren met end of pipe filtermaatregelen – voor de intensieve veehouderij geen duurzaam perspectief. De nieuwe business logica dient zich niet te richten niet op ´goedkoop´ maar op ´goed´: dit houdt in concreto in het optimaliseren van het stalklimaat voor mens en dier gericht op het voorkomen en zo nodig nog in de stal verwijderen van emissies.

De uitdaging is om gelijktijdig de efficiency van het productieproces te verbeteren en de milieubelasting te reduceren. Het perspectief om dit daadwerkelijk te realiseren wordt geboden door de enorme technologische mogelijkheden voor het gelijktijdig verbeteren van technisch-economische resultaten en het integraal reduceren van energieverbruik en emissies van geur, ammoniak, fijnstof en ziektekiemen. Dit project richt zich op het toepassen van koude plasma technologie (KPT) in combinatie met moderne ICT (internet-of-things). Plasma’s bestaan uit een wolk van ionen. De technologie is gebaseerd op snelle koude oxidatie van geurmoleculen en maakt gebruik van omgevingslucht die door koud plasmacellen wordt gevoerd. Plasma techniek (ook wel koudplasma) is een methode voor het behandelen van lucht op basis van elektrochemische hoogspanningskatalyse. De restproducten van dit proces zijn voornamelijk CO2 en water(damp). Varkens- en pluimveehouders en hun leveranciers oriënteren zich op technieken die zich in de industrie bewezen hebben: zie deze link. Er zijn leveranciers van commerciële plasmasystemen voor het behandelen van lucht en non-food oppervlakken (met tot 95% geurverwijdering).

Zowel in TIC3 als in TIC4 speelt het aspect klimaat een belangrijke rol. In TIC3 is klimaat het directe aandachtsveld, terwijl bij TIC4 klimaat indirect een rol speelt. Om de opgebouwde expertise bij de één ten goede te laten komen bij de andere en vice versa zullen beide TIC’s bij het begin van het project bijeenkomen om mogelijkheden voor synergie-winst te identificeren. Tevens zullen beide TIC’s personen met ‘brug-expertise’ aanwijzen, die namens hun TIC de communicatie richting de ander voor hun rekening nemen. Tenslotte zal op het gebied van de geïdentificeerde synergie-winst-punten regelmatig overleg en uitwisseling van kennis en expertise plaatsvinden (minimaal één keer per half jaar), met als doel nuttige en bruikbare kennis van de één in het andere TIC te gebruiken.

In dit project wordt het Internet of Things (IoT) toegepast door digitale gegevens van dieren, sensoren en systemen real time met elkaar te verbinden. In de afdelingen geplaatste klimaatsensoren worden met elkaar verbonden en vormen de basis voor een te ontwikkelen management dashboard met gegevens over de kwaliteit van het klimaat in de stal. Hiermee kan in de dagelijkse bedrijfsvoering tijdig worden bijgestuurd zodat de diergezondheid optimaal wordt gewaarborgd en onnodige emissies als gevolg van suboptimale klimaatomstandigheden worden voorkomen. Zo is bekend dat de emissies van geur en ammoniak toenemen met de temperatuur en de ventilatiehoeveelheid. Door real time te gaan werken met beide laatstgenoemde stuurvariabelen komen onnodig hoge temperaturen en ventilatiehoeveelheden minder vaak voor en ontstaan geen onnodige emissies.

Twee problemen worden in dit project aangepakt: de toepassing van end of pipe systemen waardoor het klimaat in de stal zelf niet verbetert en het niet integraal aanpakken van de belangrijkste elementen van duurzaamheid door een eenzijdige focus op het reduceren van de ammoniakemissie. Daarnaast weten we wel dat het systeem van koude plasma technologie effectief is, maar ontbreekt nog de kennis over de kosteneffectiviteit en het management, inclusief de in internet-of-things mee te nemen stuurvariabelen (sensoren) in concrete bedrijfssituaties. Daarnaast biedt toepassing van deze technologie mogelijkheden voor een nieuwe dominante business logica, niet gericht op ´goedkoop´ maar op ´goed´.

Een belangrijke kans die met dit project wordt benut is het realiseren van een internationaal toonaangevende proeftuin van bedrijven en hun leveranciers op het gebied van doorbraaktechnologie voor de varkens- en pluimveehouderij.

De volgende resultaten worden behaald:

  • Bewijsvoering en optimalisatie van de technologische innovatie (KPT in combinatie met IoT)
  • Leveranciers van innovatieve systemen kunnen deze internationaal afzetten
  • Integrale verbetering van de omgevingskwaliteit voor veehouders en omwonenden in veedichte gebieden: naast ammoniak ook fijnstof, geur, en ziektekiemen
  • Beter stalklimaat voor dieren en hun verzorgers
  • Omwonenden van varkenshouders die stallen willen (ver)bouwen hebben minder overlast
  • Controlerende en handhavende instanties kunnen online toegang krijgen tot gegevens over het functioneren van de systemen.

Innovatief van de toepassing van deze technologie in de varkens- en pluimveehouderij is dat ze is gericht op een integrale benadering van de omgevingskwaliteit, dus niet alleen op ammoniak maar ook op geur, stof, en ziektekiemen. Met deze technologie wordt de dominante business logica van zo goedkoop mogelijk bouwen en gelijktijdig maximeren van de milieugebruiksruimte met end of pipe filtermaatregelen, vervangen door een business logica die kan worden getypeerd door het optimaliseren van het stalklimaat voor mens en dier door het toepassen van (1) luchtbehandelingssystemen en van (2) real timemanagement van klimaatparameters. Met koude plasmatechnologie worden ongewenste stoffen verwijderd, en met real time systemen (Internet-of-Pigs) worden door tijdig bij te sturen onnodig hoge concentraties en daarmee emissies voorkomen. In deze business logica gaat het niet meer om een eenzijdige oriëntatie op zo laag mogelijke kosten, maar om het integraal afwegen van baten en kosten. Lagere concentraties ammoniak en stof resulteren in betere diergezondheid en productiviteit. Minder geur en stof leidt tot plezieriger werkomstandigheden en daarmee tot perspectief op een betere de arbeidsvoorziening. Tot slot leidt het ook tot een betere omgevingskwaliteit.

Producten zijn: (1) luchtbehandelingssystemen op basis van koude plasmatechnologie, en (2) monitoringsystemen met behulp van real time data. Het marktpotentieel wordt bepaald door het aantal varkensbedrijven dat zich bevindt in de veedichte gebieden in Europa alsook het aantal grootschalige pluimveebedrijven in Europa maar ook daarbuiten. In Europa betreft het onder meer Noord-Brabant, Limburg, Gelderland en Overijssel in Nederland, Noordrijn-Westfalen en Nedersaksen in Duitsland, Vlaanderen en de Kempen in Belgie, Catalonie in Spanje, de Po-regio in Italië en Bretagne in Frankrijk. In deze landen waren in 2010 ruim 198.000 bedrijven met varkens geregistreerd. Een voorzichtige schatting is dat 75% van deze bedrijven in de concentratiegebieden zit, om en nabij de 150.000 varkensbedrijven. Het aantal pluimveebedrijven is kleiner, maar de investering per bedrijf hoger, en de groeiverwachting voor de sector gunstiger. Verwacht wordt dat 25% van deze 150.000 varkensbedrijven tussen nu en twintig jaar een ingrijpende investering in het bedrijf zal doen. Tevens wordt verwacht dat 80% van deze bedrijven een dermate uitbreiding in aantal dieren zal willen plegen dat daarvoor extra milieueisen worden gesteld. Daarmee is het marktpotentieel om en nabij gelijk aan 30.000 bedrijven over een periode van 20 jaar, oftewel 1.500 bedrijven per jaar. Indien we er in slagen de luchtwasser – die bij een zeer voorzichtige schatting €50.000 kost - overbodig te maken, dan spreken we over een potentiele jaarlijkse markt van €75 miljoen voor luchtbehandeling en klimaatmanagement op de renoverende dan wel uitbreidende varkensbedrijven. Voor de pluimveehouderij verwachten we – mede door de additionele marktperspectieven in Azie – een minstens vergelijkbaar marktpotentieel. Het huidige consortium van DLV Connecting Agri & Food en Inno+ heeft de capaciteit en expertise om de innovatieve technologie praktijkrijp te maken, en is in staat om de testen op de primaire productiebedrijven te organiseren en uit te voeren. Voor het distribueren en wereldwijd op grote schaal op de markt brengen van de technologie is echter nog een geschikte partner nodig.

 

Milestones

  • WP 1 Analyseren toepassingen koude plasma technologie in andere sectoren en verder doorontwikkelen plasmacellen voor gebruik in de intensieve veehouderij (projectjaar 1-3)
  • WP 2 Opbouwen netwerk van relevante stakeholders (projectjaar 1-3)
  • WP 3 Voor een aantal cases (bedrijfssituaties) optimale waarden bepalen van technisch-economische parameters bij verschillende streefwaarden voor reducties van componenten die overlast veroorzaken (projectjaar 1-3)
  • WP 4 Integratie van kennis en leerervaringen en vertaling naar eisen aan bedrijven (systeemoptimalisatie) en overheden (vergunningsverlening, proefstalstatus) (projectjaar 2-4)


Looptijd: 01-07-2016 - 30-06-2020
Totale kosten (indicatief): € 1.937.189,12

Binnen het cluster werken in totaal drie projectpartners grensoverschrijdend samen: