Klimaatgerelateerd onderzoek in Vlaanderen, een overzicht · overwegend afkomstig van loofhout •...
Transcript of Klimaatgerelateerd onderzoek in Vlaanderen, een overzicht · overwegend afkomstig van loofhout •...
Klimaatgerelateerd onderzoek in Vlaanderen, een overzicht
Greet Ruysschaert, Sam De Campeneere, Veerle Van linden
Instituut voor Landbouw- en Visserijonderzoek (ILVO)
ILV
O
Klimaatgerelateerd onderzoek 1. Plantaardige productie, bodem- en nutriëntenbeheer 2. Dierlijke productie, stal- en mestbeheer 3. Energiegebruik in de landbouw en visserij
Ronde tafel klimaat – Landbouw en Visserij 20 juni 2016
ILV
O
Climate smart agriculture
Landbouw Klimaat
CH4, N2O, CO2
CO2-sink
Mitigatie
Adaptatie
1. Mitigatie – adaptatie – duurzame productie: people, profit, planet (PAS, MAP, biodiversiteit, …) 2. Tijd: Korte + lange termijn 3. Ruimte: Impact op het niveau van perceel, stal, bedrijf, streek, regio, … wereld 4. Alle actoren: landbouwer, verwerkende sector, distributie, consument, overheid,
maatschappij,…
5. Effectiviteit en efficiëntie: niveau hele levenscyclus – vermijden problem shifting
ILV
O
Plantaardige productie, bodem- en nutriëntenbeheer
Ronde tafel klimaat – Landbouw en Visserij 20 juni 2016 Greet Ruysschaert, Tommy D’Hose, Victoria Nelissen, Hilde Muylle, Bart Vandecasteele, Bert Reubens, Jarinda Viaene, Koen Willekens, Tom Deswaef, Laura van Vooren, Jeroen Dewaegemaeker, Eva Kerselaers
ILV
O
Inhoud 1. N2O-emissies uit de bodem
2. C-opslag
3. Milieu-impact plantaardige productie
4. Substraatteelt
5. Bijdrage aan de circulaire en bio-economie
6. Adaptatie
7. Een ander landbouwmodel?
ILV
O
1. N2O-emissies uit de bodem
VMM, lozing in de lucht 2000-2014
-20% tov 2000
63% direct uit bodem
3755 ton N2O-emssies/jaar uit bodem (direct + indirect)
≈ +/- 500 kg EOC/ha
Maatregelen ter reductie N2O uit de bodem (oa Vlaar et al. 2008) • Minder N-input (-16à19 kg CO2-eq/kg werkzame N minder) • Betere benutting N • Fractionatie • Traagwerkende meststoffen (-10% emissie) • Periode tussen aanwenden dierlijke mest en kunstmest vergroten (-10% emissie) • Rijpaden/tegengaan bodemverdichting (-20-50% emissies) • Minder beweiden • …
ILV
O
JRC
-ESD
AC
Nutriënten (N,..)
CO2
Bodem organische stof
2. C-opslag
Humificatie
Mineralisatie
Mineralisatie
Afbraak: 2-2.5%/jaar Vb. OC-gehalte van 1.75% Afbraak 1450 kg C/ha in
0-25cm laag VLM-fiche organische stof
ILV
O
JRC
-ESD
AC
Nutriënten (N,..)
CO2
Bodem organische stof
2. C-opslag
Humificatie
Mineralisatie
Mineralisatie
Effectieve organische koolstof (EOC) = toegediende OC die onder vorm van bodemorganische stof na 1 jaar nog in de bodem aanwezig is.
ILV
O
2. C-opslag
Bron: MIRA-rapport, cijfers BDB
C –gehalte (%)=𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝐶
𝑚𝑎𝑠𝑠 𝑑𝑟𝑜𝑔𝑒 𝑔𝑟𝑜𝑛𝑑 x 100 C –stock (ton C/ha)= %CxBDxdiepte
Akkerland'8
2 - '8
4'8
5 - '8
8'8
9 - '9
1'9
2 - '9
5'9
6 - '9
9'0
0 - '0
3'0
4 - '0
7'0
8 - '1
1'1
2 - '1
5
Percelen met koolstofgehalte onder de streefzone (%)
0
10
20
30
40
50
60
Akkerland Akkerland
'82
- '8
4'8
5 - '8
8'8
9 - '9
1'9
2 - '9
5'9
6 - '9
9'0
0 - '0
3'0
4 - '0
7'0
8 - '1
1'1
2 - '1
5
Percelen met koolstofgehalte onder de streefzone (%)
0
10
20
30
40
50
60
Grasland
0-6 cm 0-23 cm
ILV
O
2. C-opslag
• Meersman et al. 2011: stock-verandering 1960-2006, 0-30 cm
ILV
O
2. C-opslag
• Lettens et al. 2005: stock-verandering 1960-1990-2006, 0-30 cm slecht gedraineerde gronden 1960 niet in rekening gebracht
ILV
O
2. C-opslag
• CASTEC-project Akkerland • Sleutel et al. 2003
Stockverandering 1989-2000, 0-100cm, jaarlijks verlies 354 ktonOC Basis: %C 0-24 cm, pedotransferfuncties BD
• Sleutel et al. 2006 Stockverandering 1998-2003, 0-30 cm, jaarlijks verlies 0.19 t OC/ha Basis: gemeten %C en BD waarden West-Vlaanderen
Grasland • Mestdagh et al., 2009
Stockverandering 1990-2000, 0-100 cm, verlies 4 MtOC Basis: metingen BDB 0-6 cm, groot aantal eigen metingen bulkdichtheid, diepteverdeling C
ILV
O
2. C-opslag
Oorzaken afname C-stocks Akkerland • MAP (Mira 2011, Sleutel et al., 2003, Lettens et al., 2005)
• Gemengde bedrijven => akkerbouwbedrijven (Sleutel et al., 2003)
• Omzetten permanent grasland naar akkerland (Sleutel et al., 2007)
• Toename gemiddelde T (+0.6°C 1980-2000, KMI) (Sleutel et al., 2006)
• Minder aanbreng gewasresten (Sleutel et al. 2006)
• Drainage watergevoelige gronden (Meersmans et al., 2011)
Grasland • MAP (Mestdagh et al., 2009)
• Toename aandeel tijdelijk grasland (Mestdagh et al., 2009)
• Afname areaal grasland (Mestdagh et al., 2009)
ILV
O
Rassen/gewassen/ rotaties
Bemesting
Bewerking
Chemisch Fysisch
Biologisch
OS
2. C-opslag
Maatregelen binnen huidig
bedrijfsvoering
Maatregelen die meer ingrijpen op de bedrijfsvoering
ILV
O
2. C-opslag Huidige bedrijfsvoering - gewasresten
VLM-brochure Organische stof bodem
Grasgroenbedekker (600)
Stro van granen/
korrelmaisstro (500)
Suikerbiet blad en kop (400)
Gele mosterd/
bladrammenas (410)
Facelia (340)
Aanbreng effectieve organische stof (EOC)
ILV
O
• Groenbedekkers
2020 2030 2050
Areaal Nu 30% akkerland – realistische verhoging?
Optimalisatie • Verlengen groeiperiode: Vroeger inzaaien (vroegrijpe rassen hoofdgewas)
+ Latere vernietiging • Mengsel met betere
benutting bodem?
Veredeling: • groei in koudere omstandigheden • meer wortelbiomassa • vroegere afrijping hoofdgewassen
2. C-opslag Huidige bedrijfsvoering - gewasresten
Bodemkwaliteit, N-vanggewas, erosiepreventie,…
Tijd, kosten,..
N2O-emissies: meestal neutraal effect bekeken op een volledig jaar (Basche et al., 2014)
ILV
O
Vb. 1 Grasklaver ingezaaid september
• 1.3 ton bovengrondse droge biomassa/ha – vernietiging maart • 4.7 ton bovengrondse droge biomassa/ha – vernietiging mei
Vb. 2 Rogge-erwt ingezaaid oktober
• 1.5 ton bovengrondse droge biomassa/ha – vernietiging 21/04 • 5.0 ton bovengrondse droge biomassa/ha – vernietiging 25/05
2. C-opslag Huidige bedrijfsvoering - gewasresten
Contact: [email protected] – projecten CORE Organic TILMAN-ORG en SOILVEG
• Groenbedekkers
Latere vernietiging => grotere bovengrondse + ondergrondse biomassa
=> Nieuwe aangepaste technieken vernietiging groenbedekker en daaropvolgende bodembewerking nodig
ILV
O
2. C-opslag Huidige bedrijfsvoering - gewasresten
C Bio-
economie?
C-opslag/
Bodem-kwaliteit?
Teelt Gewas-rest
Contact: [email protected]
Gewasresten tuinbouw: inkuilen en composteren om N-verliezen tijdens de winter te verminderen (Doctoraat Jarinda Viaene, ILVO)
Bijdrage aan C-opbouw in de bodem: Wortels maïs >> korrelmaïsstro
(Doctoraat Hui Xu, UGent-ILVO)
ILV
O
2. C-opslag Huidige bedrijfsvoering - bodembewerking
Rassen/gewassen/ rotaties
Bemesting
Bewerking
Chemisch Fysisch
Biologisch
OS
ILV
O
• Niet-kerende bodembewerking
Bodemkwaliteit, erosiepreventie, …
Onkruid- en ziektedruk, risico op opbrengstderving, ervaring verreist,…
Weinig bewijzen verhoging C-stocks in Vlaanderen
• Minder scheuren grasland: C-opslag N2O-emissies
2. C-opslag Huidige bedrijfsvoering - bodembewerking
ILV
O
Gewassenresten Bemesting
Bewerking
Chemisch Fysisch
Biologisch
OS
MAP
N, P
Lage EOC/P
hoge EOC/P
2. C-opslag Huidige bedrijfsvoering – extern organisch materiaal
ILV
O
mest bewerkte mest
compost P-arme
compost Beheers-
resten Maai-
meststof Gewas-
rest Vang-gewas
Lage C/P hoge C/P
Bodemverbeteraars en mestbewerking?
> 40 producten getest: % organische stof/droge stof: van 5 tot 84%
% droge stof: van 4 tot 87% C/P-verhouding: van 2 tot 180 N/P-verhouding: van 1 tot 8.6
Contact: [email protected]
2. C-opslag Huidige bedrijfsvoering – extern organisch materiaal
ILV
O
Proef Product Dosis Duur Verhoging %C
C retentie (%)
Bemestingsproef (UGent)
Drijfmest 3 ton C/ha.j 7 jaar +11% 20%
Bemestingsproef (UGent)
Stalmest 3 ton C/ha.j 7 jaar +23% 42%
Bemestingsproef (UGent)
GFT-compost 3 ton C/ha.j 7 jaar +31% 56%
Bemestingsproef (UGent)
Boerderijcompost lage C:N 3 ton C/ha.j 7 jaar +19% 35%
Bemestingsproef (UGent)
Boerderijcompost hoge C:N 3 ton C/ha.j 7 jaar +25% 45%
Boerderijcompostproef (UGent)
Boerderijcompost 1.9 tonC/ha.j 50m³
6 jaar +17% 29%
VEGTILCO Boerderijcompost 1.8 tonC/ha.j 15 ton
3 jaar +5% 34%
VEGTILCO Boerderijcompost 5.5 tonC/ha.j 45 ton
3 jaar +11% 26%
BOPACT Boerderijcompost 2.1 tonC/ha.j 4 jaar +13% 62%
BIOCHAR Compost 10.9 tonC 2 jaar +12% 37%
BIOCHAR Biochar 13.6 tonC 2 jaar +33% 78%
BIOCHAR Biochar 10.9 tonC 2 jaar +18% 54%
BIOCHAR Biochar-compost 10.9 tonC 2 jaar +17% 51%
Data ILVO
ILV
O
2. C-opslag Huidige bedrijfsvoering – extern organisch materiaal
Drijfmest Bewerking Compost Verhoging %C 2010-2014 0-30 cm
Varkens Ploegen / 0.01
Runder Ploegen / 0.07
D’Hose et al., 2016 BOPACT-veldproef
+ +
Varkens Ploegen Compost 0.14
Runder Ploegen Compost 0.14
+
ILV
O
• Stalmest/compost/biochar
2. C-opslag Huidige bedrijfsvoering – extern organisch materiaal
Bronnen: o.a. Doctoraat Thijs Vanden Nest (ILVO-KU Leuven) Doctoraat Tommy D’Hose (ILVO-UGent) Doctoraat Koen Willekens (ILVO-UGent) Doctoraat Victoria Nelissen (ILVO-UGent) Interregproject ‘Biochar: climate saving soils’ EU FP7-Fertiplusproject D’Hose et al., 2016 (BOPACT-veldproef)
Stalmest Compost Biochar
Bodemkwaliteit P-uitspoeling Stalmest > compost
Besparing kunstmest (langere termijn)
ILV
O
preiresten
houtsnippers
roggestro
aardbeisubstraat
Lokaal sluiten van kringlopen via kleinschalige compostering
Chemisch Fysisch
Biologisch
OS Oa. Genesys-project, doctoraat Jarinda Viaene (ILVO-UGent) Contact: [email protected]
Akkerbouwer Tuinbouwer Boomkweker Natuurbeheerder
2. C-opslag Huidige bedrijfsvoering – extern organisch materiaal
ILV
O
Lokaal sluiten van kringlopen via kleinschalige compostering
Cases Genesys-project, vb. • Co-composteren op boomkwekerij
• Snoeiresten + marktoverschot + stalmest buur • Compostering door extern composteerbedrijf
• Samenwerking tussen verschillende bedrijven en natuursector • Stalmest rundveehouder + maaisel natuurbeheer • Compostering uitgevoerd door natuurbeheerders • Compostafzet eigen bedrijf + naburige landbouwbedrijven
=> Voorstel tot flexibelere wetgeving “Boerderijcomposteren plus”
=> Veel opportuniteiten
2. C-opslag Huidige bedrijfsvoering – extern organisch materiaal
ILV
O
BRF-houtsnippers
• Bois Raméaux Fragmentés = gehakselde, fijne (<7 cm diam) houtsnippers, overwegend afkomstig van loofhout
• Nu vaak een (onbenut) restproduct afkomstig van onderhoud van hagen, houtkanten, holle wegen, etc.
• Wordt oppervlakkig toegepast (mulching of licht inwerken)
• BOS snel en effectief verhogen met beperkte aanbreng N en P
Contact: [email protected]
MaatregelMaximale dosis per jaar [ton
DS/ha]
Netto jaarlijkse humustoename
[ton/ha]
Aantal jaar benodigd om +1%
humus te verkrijgen in bovenste
30 cm
Stalmest 21 0,6 67
Groencompost 9 1,4 28
Groenbedekker 4 0,4 100
BRF - Houtsnippers 25 4 10
Niet-kerende bodembewerking / 0,4 100
Bron: Asselineau & Domenech, 2007
Bodemvruchtbaarheid, erosie tegengaan, betere vochtberging en drainage,…
2. C-opslag Huidige bedrijfsvoering – extern organisch materiaal
ILV
O
Houtkanten/bomenrijen - grasstroken
Afstand houtkant/bomenrij = x maal hoogte
Bron: Meta-data analyse doctoraat Laura Van Vooren (ILVO-UGent-VITO), ongepubliceerd
R=C
-sto
ck/C
-sto
ck r
ef
Andere ecosysteemdiensten: erosie tegengaan, bufferen nutriënten, biodiversiteit…
Rechtsonzekerheid, strenge controles (afsterven bomen), lage wegingsfactor ecologisch aandachtsgebied
2. C-opslag Huidige bedrijfsvoering – GLB maatregelen
ILV
O
Rassen/gewassen/ rotaties
Bemesting
Bewerking
Chemisch Fysisch
Biologisch
OS
2. C-opslag
Maatregelen binnen huidig
bedrijfsvoering
Maatregelen die meer ingrijpen op de bedrijfsvoering
ILV
O
VLM-brochure Organische stof bodem
•Permanent grasland
•Granen – stro ingewerkt
•Korrelmais
•Luzerne
•Granen stro afgevoerd
•Rode klaver
•Grasgroenbedekker / tijdelijk grasland
•Snijmais
•Gele mosterd
•Aardappel
•Diverse groenten
2. C-opslag Ingrijpen bedrijfsvoering
EOC – diverse gewassen
Bron: FOD Economie – Algemene Directie Statistiek
Bron: Bron: Departement Landbouw en Visserij op basis van LMN en FOD Economie - AD Statistiek
ILV
O
VLM-brochure Organische stof bodem
•Permanent grasland
•Granen – stro ingewerkt
•Korrelmais
•Luzerne
•Granen stro afgevoerd
•Rode klaver
•Grasgroenbedekker / tijdelijk grasland
•Snijmais
•Gele mosterd
•Aardappel
•Diverse groenten
2. C-opslag Ingrijpen bedrijfsvoering
EOC – diverse gewassen
LCA - Vlinderbloemigen als alternatief geïmporteerde
soja? - Alternatieven voor maïs? - Intercropping (meerdere gewassen tegelijk)? - Gewassen die weinig kunstmest en
gewasbeschermingsmiddelen vragen?
ILV
O
2. C-opslag Ingrijpen bedrijfsvoering
Agroforestry
• Bovengrondse boombiomassa: 0,4 - 0,8 Mg C ha-1 jr-1 (Thevathasan et al. , Canada)
• Ondergrondse boombiomassa: 0,1 – 0,25 Mg C ha-1 jr-1 (Thevathasan et al. , Canada)
• Bodem: metingen doctoraat Paul Pardon (ILVO-UGent)
C% in functie van afstand tot de perceelsrand met een bomenrij. Curves werden gefit dmv regressie obv
de geanalyseerde bodemstalen per locatie. Rood: transecten loodrecht op de bomenrij, blauw:
transecten loodrecht op de boomloze rand. Grijs: 95% confidentie interval (doctoraat Paul Pardon,
ILVO-UGent)
Contact: [email protected] - www.agroforestryvlaanderen.be
ILV
O
2. C-opslag Ingrijpen bedrijfsvoering
Agroforestry
Contact: [email protected] - www.agroforestryvlaanderen.be
• Internationale waarnemingen en modelstudies
Cardinael et al. (2015, 2016): silviculturele systemen in FR: gemiddelde BOS accumulatie snelheid 0,24 Mg C ha-1 jr-1 in 0-30 cm laag
Bevestigd in andere studies: gemiddeld 0,30 Mg C ha-1 jr-1 in 0-30 cm laag
Oudere systemen: ook dieper: + 0,1 Mg C ha-1 jr-1 30-100 cm laag
Tot 50% meer BOS opslag al naargelang ruimtelijke schikking, densiteit, …
• Op grotere schaal:
Inschatting Cardinael: op niveau FR: AF bijdrage van 5 – 10% reductie GHG emissie
Inschatting Aertsens: op niveau EU: potentiële realisatie AF op 90 Mio ha akkerland en 50 Mio ha weiland
ILV
O
2. C-opslag Ingrijpen bedrijfsvoering
Agroforestry
Contact: [email protected] - www.agroforestryvlaanderen.be
Opportuniteiten adaptatie! • Water: Bufferende werking bij extreem droge of extreem natte omstandigheden • Wind: lagere windsnelheden, minder winderosie, minder legering • Temperatuur => globaal tot 4°C lagere dagtemperaturen (vermijden van hittepiek
op warmste dagen) en tot 2 à 3 °C hogere nachttemperaturen (hittestress)
(www.agroforesterie.be)
ILV
O
Inhoud 1. N2O-emissies uit de bodem
2. C-opslag
3. Milieu-impact plantaardige productie
4. Substraatteelt
5. Bijdrage aan de circulaire en bio-economie
6. Adaptatie
7. Een ander landbouwmodel?
ILV
O
3. Milieu-impact plantaardige productie
• Ecologische duurzaamheid beoordeeld m.b.v. Levenscyclusanalyse (LCA) – per kg product!
• Klimaatwijziging heeft milieu-impact
60
70
80
90
100
110
120
Total C
EENE
Ozo
ne
dep
letion
Ph
oto
chem
ical oxid
ant
form
ation
Particu
late matter
form
ation
Clim
ate ch
ange
Terrestrial acid
ification
Freshw
ater eu
trop
hicatio
n
Marin
e eutro
ph
icationR
eso
urc
e an
d e
mis
sio
n f
oo
tpri
nt
of
the
pro
du
ctio
n o
f 1
kg
dry
gra
in (
%)
Standard Low yield High yield
Gevalstudie: korrelmaïsteelt in Vlaanderen
Bron: Doctoraat Lieselot Boone, Boone et al., 2016
Contact: [email protected], [email protected]
ILV
O
3. Milieu-impact plantaardige productie
Gevalstudie: korrelmaïsteelt in Vlaanderen
Contact: [email protected], [email protected]
• R&D en innovatie nodig om milieu-impact te verlagen
=>Veredeling naar hogere/stabiele opbrengsten
Bron: Doctoraat Lieselot Boone, Boone et al., 2016
ILV
O
3. Milieu-impact plantaardige productie
Toekomst (2050) grote impact verwacht veredelen op basis van verhogen fotosynthese!
Contact: [email protected]
• Synthetische biologie: verhogen van fotosynthese = verhogen van CO2-captatie uit de lucht
Zhu et al., 2010
ILV
O
Inhoud 1. N2O-emissies uit de bodem
2. C-opslag
3. Milieu-impact plantaardige productie
4. Substraatteelt
5. Bijdrage aan de circulaire en bio-economie
6. Adaptatie
7. Een ander landbouwmodel?
ILV
O
4. Substraatteelt
Contact: [email protected] - Proeven PCHoogstraten – ILVO en MIP-project DuPoCo (Vlaco-Peltracom-PCS-ILVO)
Vervangen van witveen door hernieuwbare grondstoffen
=> Veenvervanging mogelijk door compost en plantenvezels zonder groeivermindering of opbrengstverlies
Compost
nutriënten
Bio-diversiteit
Inoculatie met biocontrole organismen
Structuur Planten-vezels
Structuur
Inoculatie met biocontrole organismen
ILV
O
Inhoud 1. N2O-emissies uit de bodem
2. C-opslag
3. Milieu-impact plantaardige productie
4. Substraatteelt
5. Bijdrage aan de circulaire en bio-economie
6. Adaptatie
7. Een ander landbouwmodel?
ILV
O
• Inzetten op circulariteit & koolstofarme bio-economie
=> leasing carbon to the society
Slim inzetten van landbouwareaal Biomassa hubs Rol lokaal klimaatbeleid (bottom-up transitie) Vb. VITO-case studie in Antwerpen
4. Bijdrage aan de circulaire en bio-economie
Slim inzetten van plantaardige biomassa Voedsel
Hoogwaardige componenten
Energie
Potentieel van bioraffinage (oa gras)
• Low tech : vergister upgraden voor productie van hoogwaardige componenten (oa Leuven – reeds realiteit)
• High tech bioraffinage (2030) – vb suikers, eiwit, vezels,.. uit gras GRASSA in Nl : http://grassa.nl/
Finland: https://www.luke.fi/en/news/biorefineries-turn-grass-into-new-feed-products/
Ierland (Teagasc) : http://www.thecropsite.com/articles/1802/growing-grass-for-a-green-biorefinery/
• Bioraffinage ingebed in agrofood industrie
ILV
O
Inhoud 1. N2O-emissies uit de bodem
2. C-opslag
3. Milieu-impact plantaardige productie
4. Substraatteelt
5. Bijdrage aan de circulaire en bio-economie
6. Adaptatie
7. Een ander landbouwmodel?
ILV
O
6. Adaptatie
Impacts
• hogere temperaturen,
• droogte,
• wateroverlast,
• nieuwe en vaker voorkomende ziekten en plagen
Oplossingen (oa. Divers ILVO-onderzoek)
• Nieuwe rassen en soorten: droogte- en hittetolerantie, resistentie tegen ziekten en plagen, langer groeiseizoen
• Nieuwe teeltsystemen: mengteelten en agroforestry, slimme teeltrotaties
• C- verhogende maatregelen ook goed voor adaptatie: waterbergend vermogen vergroten
Klimaatsverandering is geen toekomstige situatie. Nu al aanpassingen aan wijzigende omstandigheden.
ILV
O
PLANT
vb. klimaatbuffers
VELD LANDSCHAP
vb. teelttechnieken vb. rassenkeuze
6. Adaptatie
Contact: [email protected], [email protected]
ILV
O ‘Dat zorgt voor spectaculaire beelden [overstroomde weides en velden],
maar gelukkig niet voor ondergelopen straten en woningen.’
Het Nieuwsblad 3/06/2016
6. Adaptatie
ILV
O
(Nourhan Ashraf, Jolein Bergers, Samuel Van de Vijver)
Fragment uit het ontwerpvoorstel ‘From Colony to Collectivity’
ontwerpatelier SCRUL (ILVO+UA, zomer 2015)
6. Adaptatie
Contact: [email protected], doctoraatsonderzoek ‘klimaatadaptatie in peri-urbane gebieden’
ILV
O
(foto: Tim Van De Velde / schets: Ziegler-Branderhorst, LINT, Alterra)
PilootProject Productief Landschap: hoeve De Waterkant
ILV
O
Inhoud 1. N2O-emissies uit de bodem
2. C-opslag
3. Milieu-impact plantaardige productie
4. Substraatteelt
5. Bijdrage aan de circulaire en bio-economie
6. Adaptatie
7. Een ander landbouwmodel?
ILV
O
7. Een ander landbouwmodel?
Een ander landbouw model? Vergoedingen? Engagementen van alle
actoren: landbouwer, distributie, consument, overheid…
Landbouw
Landschap
Biodiversiteit
Grondstoffen bioeconomie
C-opslag
Voedsel-productie
Waterbuffer
ILV
O
Dank u wel
Instituut voor Landbouw- en Visserijonderzoek
Burg. Van Gansberghelaan 109 9820 Merelbeke – België
T + 32 (0)9 272 26 98 F +32 (0)9 272 27 01
www.ilvo.vlaanderen.be
ILV
O
Klimaat en de Vlaamse veehouderij
Sam De Campeneere Ronde tafel Klimaat 20 juni 2016
ILV
O
UNEP, 2008 http://www.grida.no/graphicslib/detail/climate-change-global-processes-and-effects_9cc5
KLIMAAT Zeer complex geheel van groot aantal processen
Ook landbouw heeft daarin en rol als
biologisch systeem met als doel productie van
voedsel
Interacties tussen processen
met andere
problematieken
ILV
O
www.ars.usda.gov
Meer systeemdenken vereist Verschillende expertises bijeenbrengen
Sector betrekken
Elementen die aan basis liggen
van emissies ook betrokken bij
andere processen
opletten voor verschuivingen
en interacties bij nemen van
maatregelen
Ook interacties binnen de processen (tussen
deelprocessen)
Veehouderij
ILV
O
NH3
probleem verzuring en vermesting
Oorsprong Vlaamse veehouderij oa: Stallen varkens Stallen rundvee Stallen pluimvee
LOKAAL/REGIONAAL
CH4
probleem opwarming aarde
Oorsprong Vlaamse veehouderij oa: Rundvee enterisch
Mestputten varkens Mestputten rundvee
MONDIAAL
Voorbeeld van gelinkte problematieken veehouderij
ILV
O CW: carcass weight
Regionale variatie in rundvleesproductie en BKG emissie intensiteit
ILV
O
Regionale variatie in varkensvleesproductie en BKG emissie intensiteit
ILV
O
Mogelijke pistes voor mitigatie binnen Vlaamse veehouderij
• Dier
• Stal
• Na de stal
D
I
E
R
N
A
D
E
S
T
A
L
S
T
A
L
ILV
O
1. Verbeteren “good practice”
• Via management/selectie productie optimaliseren – Verlagen onderhoudsbehoefte (dier + groepsniveau)
– Langleefbaarheid (vervangingspercentage)
– Opfokperiode inkorten + aantal beperken
– Betere voederefficiëntie (RV+VA)
– Minder sterfte (alle)
– Precisievoeding (alle)
– Hittestress beperken (alle)
– …
motivatie: win/win ook voor veehouder
Potentieel medium Korte termijn
D
I
E
R
N
A
D
E
S
T
A
L
S
T
A
L
FAO, 2013
ILV
O
Knapp et al. 2014
Relatie tussen productiviteit en emissie intensiteit van melk (land gemiddelden)
Knapp et al. 2014
ILV
O
2. Voederstrategieën
Rundvee (enterisch methaan) lopend onderzoek in SMART melken (VLAIO)
• Beter verteerbaar rantsoen
– Selectie rassen / jonger (VDK) of later (MKV) oogsten
• Plaats van vertering verschuiven naar darm – Passagesnelheid / processing – Bestendig maken van componenten
• Effect van rantsoencomponenten op CH4 – Meer zetmeel – Meer eiwit
D
I
E
R
S
T
A
L
GUK’s
Greenfeed
N
A
D
E
S
T
A
L
ILV
O
Bedenkingen:
• Vlaamse rantsoenen: reeds vrij ver geoptimaliseerd: – Bv. verteerbaarheid: penswerking blijven garanderen – Bv. zetmeel: acidose
• KV verhogen kan, meer zetmeel en meer eiwit kan, maar
conflicteert met andere aspecten – Non human edible products – N problematiek – Dierenwelzijn
D
I
E
R
N
A
D
E
S
T
A
L
S
T
A
L
Potentieel laag – (medium) Korte termijn FAO, 2013
ILV
O
2. Voederstrategieën
Alle diersoorten
• Herkomst van grondstoffen (LULUC)
– Verminderen import bv soja door lokale grondstoffen
• (niet blindstaren op transport zelf)
– Verminderen totale impact van voedergrondstof
D
I
E
R
Potentieel laag – (medium) Korte termijn
N
A
D
E
S
T
A
L
S
T
A
L
FAO, 2013
ILV
O
3. Fermentatie sturen
• minder H2 vorming • H2 captatie • methanogenen uitschakelen
D
I
E
R
N
A
D
E
S
T
A
L
S
T
A
L
ILV
O
• inhibitoren van methanogenen
• probiotica
• electronreceptoren
• vetten/vetzuren
• plant. compon. (saponines, tannines, essentiele olien)
• ionoforen
• vaccinatie
• …
D
I
E
R
3. Fermentatie sturen: pistes
N
A
D
E
S
T
A
L
S
T
A
L
ILV
O
D
I
E
R
Beloftevolle pistes:
• vaak extra kosten voor veehouder, weinig econom. voordeel
• 3NOP: algemeen aanvaard als werkzaam
• genomics onderzoek heeft geleerd dat de methanogene flora wereldwijd gedomineerd wordt door beperkt aantal soorten: kans op succes met vaccinatie stijgt
• fermentatie blijft een biologisch proces!
N
A
D
E
S
T
A
L
S
T
A
L
Potentieel: medium Middel-lange termijn FAO, 2013
ILV
O
Mestbehandeling – Mest beluchting
– Mest aanzuren (fermentatie beëindigen)
– Mest scheiding (specifieke toepassingen per fractie)
S
T
A
L
Mogelijke pistes voor reductie niveau stal
Voornamelijk RV en VA
Potentieel: medium - hoog Korte-middellange termijn
D
I
E
R
N
A
D
E
S
T
A
L
FAO, 2013
ILV
O
Lange termijn
• Methaan capteren? – Momenteel concentraties te laag
– Onderzoekspiste
• Gemengde of geclusterde bedrijven (warmte/mestfracties/energie uitwisseling)
S
T
A
L
D
I
E
R
N
A
D
E
S
T
A
L
ILV
O
• Mestopslag (buiten stal)
– Vergisting
– Kortere opslag duur / lagere Temp
– Korstvorming (in bassinopslag) / afdekken met stro
– Afgesloten opslag
– Composteren (eventueel in combinatie met scheiding)
• Toediening
– Inhibitor nitrificatie (- lachgas)
– Injecteren (standaard) => progressie?
Mogelijke pistes voor reductie bij mestopslag
N
A
D
E
S
T
A
L
Potentieel: medium - hoog Korte-middellange termijn
S
T
A
L
D
I
E
R
FAO, 2013
ILV
O
Aandacht voor verschuivingen en interacties
Nood aan samenbrengen breed scala aan
onderzoeksexpertises
Meerdere interessante pistes voor mitigatie:
Medium potentieel op niveau van dier en vertering
optimaliseren productiviteit
sturen fermentatie
Sterk potentieel op vlak van mestopslag en mestbeheer
Exporteren van kennis naar andere regios
Besluit voor veehouderij
ILV
O
Dank voor uw aandacht
Dank ook aan co-auteurs Nico Peiren, Leen Vandaele
Klimaat en Energie
Ronde Tafel Klimaat - Landbouw 20/06/2016
Veerle Van linden
Hoe kan landbouw bijdragen aan de doelstellingen?
We bespreken kort …
1. Energie: waarover spreken we?
2. Energie-Klimaat-wat moeten we weten?
3. BKG reductie: mogelijke maatregelen
4. BKG reductie: hoe realiseren?
5. Take home message
Energie: waarover spreken we?
1. Waarover spreken we?
1. Waarover spreken we?
Aandeel energieverbruik landbouw- en visserijsector VLA: 28,5 PJ netto/1566,3 PJ = 1,8%
Energieverbruik in de landbouw = 23% BKG van L&V
→ 35% glastuinbouw, 32% intensieve veehouderij
14% rundveehouderij, 9% tuinbouw, 7% zeevisserij
4% akkerbouw (% afgerond)
→ 54% aardgas, 38% lichte stookolie, 11% biomassa
-6 % elektriciteit (WKK)
Doelstelling tegen 2030 (EU-28, niet-ETS): -30% BKG, 27% energie-efficiëntie, 27% HE
Direct vs. Indirect energieverbruik!
→ Klimaat gaat ook over indirect energieverbruik...
direct vs. indirect energieverbruik
N, P, K, Ca …
productie van INPUTS vraagt ook energie
+ GPS
Energie-Klimaat wat moeten we weten?
2. Energie-Klimaat: wat moeten we weten?
Klimaat klimaatboekhouding Globale gevolgen vs. Lokale maatregelen, meetbaar en rapporteerbaar
Gevaar: afschuiven van verantwoordelijkheid op stroomopwaartse schakels in productieketen
“Alleen vlees importeren, niet produceren” → lost klimaatboekhouding op, niet klimaatprobleem
Eigen eiwitten vs. geïmporteerde soja (LULUC, transport) → lost klimaatprobleem mee op, niet klimaatboekhouding
Gevaar voor problem shifting - andere milieuproblemen tgv maatregelen
Ruwvoeder/krachtvoeder en CH4/NH3 verhoudingen
Belang van Levenscyclusbenadering! – Climate change
– Stratosphere O3 depletion
– Human toxicity
– PM formation
– Photochemical O3 formation
– Ecotoxicity
– Acidification
– Eutrophication
– Land use
– Water use
– Abiotic resource depletion
2. Energie-Klimaat: wat moeten we weten?
2. Energie-Klimaat: wat moeten we weten?
Klimaatmaatregelen: maatregelen die helpen om
1. de klimaatswijziging zo goed als mogelijk tegen te gaan
→ BKG uitstoot verlagen, BKG vastleggen
2. ons te wapenen tegen het wijzigend klimaat
→ productie op peil houden, bestand zijn tg ziekten/plagen, omgaan met
weersextremen en gewijzigde oogstomstandigheden ...
3. ons ecosysteem zodanig te beheren dat het de draagkracht en veerkracht heeft om in een wijzigend klimaat stand te houden en blijvend andere functies kan ondersteunen
→ watervoorziening, plantaardige productie, buffering ...
→ biodiversiteit is essentieel (ook in bodemleven)
Climate smart agriculture heeft dezelfde doelstellingen
2. Energie-Klimaat: wat moeten we weten?
Klimaatdoelstellingen over sectoren heen bekijken, vb.
→ Biomassa: principe ladder van Lansink
→ Biomassa voor materialen: doelstellingen industrie
→ WKK productie elektriciteit: doelstellingen energiesector
Finale doelstelling voor ogen houden: reductie van emissies – dus niet louter intensifiëren!
BKG reductie: mogelijke maatregelen
3. Mogelijke maatregelen
1. Besparen
2. Efficiënter aanwenden (terugwinnen)
3. Hernieuwbare bronnen
→ bekijken op boerderijniveau
→ bekijken op landschapsniveau (samenwerking, clusters, stromen uitwisselen)
→ economische haalbaarheid
TRIAS ENERGETICA
3.1 Energiebesparing: grote thema’s SECTOREN
• Brandstof besparen, energie-extensievere teeltsystemen
• Warmte besparen en terugwinnen, energie-extensievere gewassen
• Elektriciteit besparen, warmte terugwinnen
• Brandstof besparen
3. Mogelijke maatregelen
• Energiebesparende technieken > energieschermen dag/nacht, energiezuinige (mechanisch of natuurlijke) ventilatie, frequentiesturing op pompen en ketels, temperatuursintegratie, voorkoelen van melk, …
• Energiezuinige verlichting > LED, TL-buizen, End-of-Life detectie, hogedruk gasontladingslampen, …
• Correcte dimensionering, afstelling en onderhoud van installaties
• Energiezuinige gebouwen > isolerende gebouwenschil, slimme inplanting van gebouwen, witte daken
• Vraagbeheer: minder energiebehoeftige serreteelten, kiltetolerante gewassen
3.1 Energie besparen
gekend
gekend
onderzoek nodig
verder onderzoek nodig
gekend, kosteloos
3. Mogelijke maatregelen
• Energiebesparing in de visserij > selectieve visserij (brandstofbesparing) > conditioneren van vissen zodat ze op de voedingsplaats verzamelen > passieve visserij, uitbouw zuinigere kleinvloot (brandstofbesparing) > lokale aquacultuur
• Energiezuinig veld bewerken (+ resultaten Efficient20)
> veld vs. verharde weg: lagere vs. hogere bandenspanning → drukwisselsysteem is ideaal → dubbele winst: minder bodemverdichting
> veld bewerken in droge omstandigheden, lichtere machines, niet ijdel draaien
Precisielandbouwtechnieken: > controlled traffic farming/guidance technologies (vaste rijsporen, min. overlap) > UAV’s (drones): precisie-spuiten (vermeden veldgang) → veel andere milieuvoordelen!
3.1 Energie besparen (...)
gekend
gekend
verder onderzoek nodig
3. Mogelijke maatregelen
• Energie-efficiënte technologieën: > warmtepomp (met hoge “seasonal performance factor” SPF), WKK, ORC,
hoogrendementsketels
> breder inzetten in de landbouw: kansen voor µWKK in veehouderij?
• Energieterugwinning: > uit damp van serres (latente warmte: EXEkas), stallucht, waswater van luchtwassers,
rookgassen, bij koeling, …
• Surplus energie benutten: (o.a. SAVE project)
> boorputenergieopslag, batterijopslag, …
• Optimale integratie van technieken: > ventilatie - verwarming – ontvochtiging
3.2 Energie-efficiëntie verhogen
gekend/transfer nodig
gekend
verder onderzoek nodig
verder onderzoek nodig
3. Mogelijke maatregelen
• Laagwaardige restwarmte of rest-CO2 benutten: > via warmtenetten, warmtepomptechnologie, ORC,
Maar ook: > slimme combinatie van landbouwproductiesystemen > synergie met industriële sector (vb. geïntegreerde aquacultuur) → bijkomende winst: verlaagde afval-/reststromen
= Kans voor landbouw: produceert veel laagwaardige warmte
Naar “gedwongen huwelijken?” Ruimtelijke ordening moet mee zijn! > aspect ruimte, materialen, energiestromen > in kaart brengen van energetische en niet-energetische reststromen in een regio
3.2 Energie-efficiëntie verhogen (...)
gekend/transfer nodig
gekend/onderzoek nodig
3. Mogelijke maatregelen
• Bio-gebaseerde energie, met speciale aandacht voor duurzaamheidscriteria (LCA): Lokale projecten (duurzame clusters), voorkeur organische reststromen (incl. mest), lignocellulose gewassen (bv. Korte-omloophout, Miscanthus) op specifieke percelen (kwaliteit, toegankelijkheid);
→ Ladder van Lansink; Energie: verbranding / (micro-)vergisting
→ dubbele winst mestvergisting: vermeden BKG emissies tijdens opslag!
→ aandacht bodemkwaliteit bij afvoeren gewasresten
• Niet-biogebaseerde hernieuwbare energie: windenergie, PV, zonneboiler, geothermie, waterkracht (µturbines)
→ succes sterk afhankelijk van smart grid, opslagcapaciteit, flexibele vraag
• Hernieuwbare energie voor tractie: → onderzoeksfase/kinderschoenen... CNG, H2, biogas, dual fuel, electriciteit
3.3 Hernieuwbare Energie (HE)
gekend
verder onderzoek nodig
gekend/verder onderzoek nodig
3. Mogelijke maatregelen
• Evaluatie biomassaprojecten: bekijk het totaalplaatje! alle outputs bekijken = totale waardencreatie
> bv. vergisting mest/reststromen: groene stroom + organische meststof vermeden elektriciteitsproductie obv fossiele bronnen vermeden kunstmeststofproductie
> vb. miscanthusteelt/wilg (KOH): groene warmte + C-opslag + gunstige bodemeffecten
• Hernieuwbare energie in evenwicht met bio-economie
• Lessen uit Duitse Energiewende: HE moet hand in hand gaan met Energie besparen Sturen van de vraag - flexibele vraag Opslag van energie
• Slimme netinfrastructuur en slim netbeheer zijn noodzakelijk om HE op het bedrijf (decentraal) maximale kansen te geven!
Opmerkingen bij Hernieuwbare Energie
BKG reductie: hoe realiseren?
4. Hoe realiseren?
• Blijvend sensibiliseren, klimaatthema opnemen in voorlichting, adviezen vrijblijvend verstrekken Vb. Fiches per subsector: ‘Dacht u aan x, x, x?’
• Duidelijk, doordachte beleidskeuzes, gebaseerd op totaalplaatje
• Belang van correcte CO2-prijs (fossiele brandstoffen ↔ HE)
• Billijke verdeling van kosten voor investering en ondersteuning van HE onder alle spelers, ook grootindustrie
• Draagvlak creëren voor HE > sterke betrokkenheid van boeren en buren (‘burgers’) bij uitbouw HE > creëren en stimuleren van plaatselijke aandeelhouderschap (financiële participatie) → vermijden van NIMBY door mede-eigenaarschap (gemeenten, boeren, burgercoops)
cfr. Duitsland: 47% van alle hernieuwbare stroomproductie!
4. Hoe realiseren?
• Steunmaatregelen: > stimuli zoals VLIF > meerjarige garanties > niet enkel financieel ondersteunen, ook adoptie faciliteren
> o.a. door aandacht voor alle randvoorwaarden (vb. statuut digestaat)
• Regulerend kader zo nodig aanpassen > windenergie: dringende nood aan uitbreiding ‘groene zones’ – RO?
• Meten is weten: berekening (potentiële) BKG reductie harmoniseren > directe én indirecte energetische emissies > zowel BKG emissies gate-to gate als cradle-to-gate
• Samenwerking sectoren – RO voorop! > biomassa aanplant op industrieterreinen > meervoudig ruimtegebruik, bv. niet-grondgebonden activiteiten met warmtevraag
(serres) combineren met bestaande industrieën of gebouwen (ikv betonstop)
(fotograaf: Tim Van De Velde)
PilootProject Productief Landschap: REO veiling
Pilootprojecten Productief Landschap REO veiling >incl. onderzoek barrières en kansen (kringloopsluiten)
META architectuurbureau, Van Bergen Kolpa Architecten,
PilootProject Productief Landschap: REO veiling
Smiemans, Tractebel Engineering en Wageningen UR Glastuinbouw
Take home message
5. Take home message
Landbouw heeft nog heel wat kansen om verder energie te besparen met grootste onderzoeksnoden inzake
> minder energiebehoeftige serreteelten, kiltetolerante gewassen
> potentieel van precisielandbouw
Energie-efficiëntie in de landbouw kan verder groeien door: > bestaande technieken breder inzetten in de landbouw
> betere integratie van technieken
> meer inzetten op synergiën, meervoudig ruimtegebruik, stromen uitwisselen
Landbouw heeft veel kansen voor HE maar > integrale duurzaamheidsafwegingen zijn cruciaal! > hoge nood aan de ontwikkeling van een smart grid, flexibele vraag, en
opslagcapaciteit
Landbouw moet klimaat opnemen in de voorlichting, draagvlak voor HE creëren, samenwerken met sectoren, adoptie van maatregelen faciliteren