Het gebruik van CO₂ onder de loep in Ultra-Clima®-proeven

Dit artikel is gebaseerd op een publicatie in het vakblad OnderGlas, geschreven door Jan van Staalduinen.

CO₂-verbruik in de glastuinbouw onder de loep

Een van de knelpunten binnen de energietransitie is de CO₂-levering aan glastuinbouwbedrijven die geen aardgas gebruiken. Daar waar geen rest-CO₂ beschikbaar is en bedrijven aangewezen zijn op zuivere CO₂, dreigt het een schaarse en dus dure groeifactor te worden. Bovendien gaat een groot deel van het gas verloren zodra de luchtramen opengaan om overtollige warmte en/of vocht af te voeren.

"In normale kassen, waarvan de Venlokas de bekendste verschijningsvorm is, moet een teler veel CO₂ doseren om de groei van het gewas te garanderen", zegt Danny Monté, Kassenteelt Expert bij KUBO. "CO₂ wordt duurder en voor de uitstoot via de luchtramen moet een teler uiteindelijk ook betalen. Je wilt er dus niet meer van gebruiken dan strikt noodzakelijk is."

een innovatieve kas

Kenmerkend voor de Ultra-Clima®-kas is de zeer hoge interne ventilatiecapaciteit in combinatie met weinig luchtramen en een permanente overdruk in de teeltruimte. De luchtramen dienen niet om luchtuitwisseling mogelijk te maken, maar alleen om warme, vochtige kaslucht af te voeren wanneer dat nodig is.

Het idee kwam van een Amerikaanse kweker, die het samen met KUBO ontwikkelde. De kweker was op zoek naar een kas die insecten effectief buiten kon houden (weinig luchtramen, insectengaas, overdruk) in combinatie met een hoge capaciteit voor luchtbehandeling (ontvochtigen, koelen en verwarmen) en luchtcirculatie. De luchtbehandeling vindt plaats in gevelunits die de behandelde lucht (buitenlucht en kaslucht) naar een zogenaamde klimaatcorridor leiden, die fysiek gescheiden is van het teeltgebied. In de klimaatcorridor wordt de lucht gemengd met lucht uit de kas en verder op de gewenste temperatuur gebracht. Indien gewenst vindt hier ook verrijking met_CO2 plaats.

Krachtige duurzame ventilatoren in de tussenwanden brengen de behandelde lucht vervolgens via luchtverdeelslangen onder de teeltgoten in de teeltruimte. De vochtige kaslucht gaat terug naar de klimaatgang voor een nieuwe behandeling of wordt via de weinige luchtramen en -uitlaten naar buiten geblazen.

Nauwelijks extra CO₂ nodig

In standaardkassen is er, wanneer de luchtramen gesloten zijn, meestal beperkte interne ventilatie en weinig luchtbeweging. Om de CO₂-opname door het gewas te compenseren en tekorten te voorkomen, is het gebruikelijk om te doseren tot een kasconcentratie van 600-900 ppm.

In de meest recente proef in het testcentrum in 's-Gravenzande, een Ultra-Clima®kas van 1.500 m2 voor onderzoeksdoeleinden, kweekten de kasmedewerkers tomaten vrijwel zonder toevoeging van extra CO₂. Alleen tijdens de eerste maanden van de teelt, toen de luchtramen permanent gesloten waren en er voornamelijk intern werd geventileerd, werd het verbruik door de planten via de OCAP-aansluiting aangevuld tot het normale buitenluchtniveau van 400 ppm. De dosering werd gestart zodra de ondergrens van 375 ppm werd bereikt. Voor het overgrote deel van de teelt werd de_CO2-behoefte uitsluitend gedekt door buitenlucht, die continu in grote hoeveelheden onder het gewas de kas in werd geblazen.

TESTLOCATIE VERSUS VENLO KAS

Met een CO₂-concentratie tot 400 ppm zou je verwachten dat de productie aanzienlijk lager zou zijn dan bij een normale dosering. Dit was niet het geval.

Testcenter operator Emiel van Velden: "Voor deze proef hebben we samengewerkt met Kwekerij Schenkeveld. Op hun teeltlocatie in Schiphol Zuid en op onze testlocatie werden trostomaten van hetzelfde ras, met dezelfde plantdatum, synchroon geteeld. Daar gebeurde dat in een Venlokas met actieve ontvochtiging via AVS, hier met ons eigen luchtbehandelingssysteem. De Venlokas laat iets meer licht door dan onze testlocatie. Omdat dit een onbelichte teelt was waarbij we streefden naar gelijke groeiomstandigheden, gebruikten we alleen ons LED-systeem om de dagelijkse lichtsommen in beide kassen gelijk te houden. We zijn dankbaar dat Schenkeveld bereid was om alle gegevens met ons te delen."

VERGELIJKBAAR TEELTRESULTAAT

Uit die gegevens bleek dat het energieverbruik voor verwarming en ventilatie 22% lager lag dan op het referentiebedrijf. In de testkas werd gedurende de gehele teeltperiode 3 ^kg/m2_CO2 gedoseerd afkomstig van OCAP, tegenover 39 ^kg/m2 op het referentiebedrijf (afkomstig van OCAP en WKK). "Dat komt neer op een besparing van 92%, of 360.000 kg/ha/jaar," berekent Monté. "De productie kwam uit op ruim 76 ^kg/m2, slechts 1,5 kilogram of 2% minder dan op Schenkeveld. Dat is een veel beter resultaat dan verwacht."

Ook het waterverbruik kwam lager uit, per saldo zo'n 7%. Dat is een mooie bijkomstigheid, die de gewasspecialisten toeschrijven aan een iets betere "watergebruiksefficiëntie" van het gewas door het stabiele teeltklimaat. "Stresssituaties zijn zeldzaam in deze kas, mede omdat we ook kunnen koelen met bevochtigde pads in de afzuigboxen die in de gevels staan", zegt Van Velden.

HONDERDEN

De verklaring voor het hoge productieniveau bij een CO₂-concentratie van "slechts" 400 ppm ligt volgens de teeltspecialisten bij de huidmondjes van de bladeren in combinatie met de permanente toevoer van verse lucht. "De hoge verversingssnelheid van de lucht garandeert dat het CO₂-niveau rond de huidmondjes continu op peil blijft," merkt Monté op. "In een conventionele kas is er veel minder luchtbeweging, zelfs als er actieve interne ventilatie is. Je moet dan overdoseren om te voorkomen dat de CO₂-concentratie rond de huidmondjes te ver daalt en de plant er niet genoeg van kan opnemen."

"Uit onderzoek is ook gebleken dat planten minder huidmondjes aanmaken als ze worden blootgesteld aan hoge CO₂-concentraties en dat die huidmondjes minder actief zijn. Als de CO₂-concentratie toch een keer daalt, bijvoorbeeld als de luchtramen opengaan en er geen dosering plaatsvindt, kan de plant er niet genoeg van opnemen. De situatie in Ultra-Clima® is wezenlijk anders. De continue luchtbeweging rond het bladoppervlak creëert een actief klimaat waarin de aanwezige huidmondjes - die in grotere aantallen voorkomen - optimaal functioneren. "Hierdoor benut de plant de beschikbare_CO2 veel efficiënter," zegt Monté.

TELER ZONDER LUCHTRAMEN OP ZEER HOGE INTERNE VENTILATIE

In augustus bezocht teeltadviseur Peter Klapwijk van 2 Harvest de proef en kreeg inzage in de gegevens van beide teelten. Hij is enthousiast over het toegepaste teeltconcept. "In deze kas teel je in principe zonder luchtramen bij een zeer hoge interne ventilatie en input van buitenlucht", zegt hij.

"Door het ontbreken van luchtramen blijft de CO₂-concentratie op het natuurlijke niveau en wordt de opname uit de grenslaag rond de bladeren heel snel gecompenseerd", besluit Klapwijk. "In de winter is het aandeel buitenlucht lager en wordt CO₂ gedoseerd tot 400 ppm. De input die hiervoor nodig is, is minimaal. Dat de planten niets tekort komen, blijkt wel uit het feit dat de productie en vruchtkwaliteit van de onbelichte trostomatenteelt in de proef op het niveau van het referentiebedrijf lagen, zeker als je dat afzet tegen de bescheiden input van energie, water en CO₂. Het is een inspirerend en innovatief concept."

ALTIJD EEN ACTIEF KLIMAAT

In Nederland heeft KUBO tot nu toe twee projecten met het besproken kastype gerealiseerd: één voor tomatenteler RedStar (2012) en één voor slateler Fromboer (2020), beide gelegen in Dinteloord.

"Deze kas heeft veel minder luchtramen dan een Venlokas", zegt de teler. De luchtverversingscapaciteit is 75 ^m3/m2/uur, tien keer meer dan de luchtbehandelingskasten op hun vorige bedrijf konden leveren. "Daarmee kun je een lichte overdruk creëren en ongedierte uit de kas houden zonder veel warmte en CO₂ te verliezen."

Hij vervolgt: "Belangrijk is dat we op basis van luchtbehandeling en interne ventilatie efficiënt een actief klimaat kunnen handhaven en vocht kunnen afvoeren onder gesloten ramen. We gebruiken een warmtepomp voor verwarming en koeling en slaan de warmte die vrijkomt bij koeling op in een buffer."

De inkoop van stroom voor het LED-systeem werd te duur door de energiecrisis. Dus werd er in 2022 alsnog een WKK geïnstalleerd. "Tijdens draaiuren benutten we ook de vrijkomende CO₂", vult Boer aan. "In de zomer volstaan we met CO₂ uit de buitenlucht; dankzij onze hoge ventilatiecapaciteit kost het weinig moeite om op 400 ppm te blijven."