Hoe meet je de emissies uit een open stal?

We leggen de vraag aan Karin Groenestein voor, die meteen een brede grijns op haar gezicht tovert: “Ha! Ja, met die vraag sla je de spijker op z’n kop!” Karin is onderzoeker bij Wageningen Livestock Research en is direct of indirect betrokken bij veel van de Integraal Aanpakken-projecten: “Om te beginnen is het goed om te weten wat emissie precies is. Om het simpel te houden, kan je ruwweg dit rekensommetje onthouden: emissie = concentratie x ventilatie.

Om dat sommetje te maken, moeten we dus eerst weten wat de concentratie van methaan of ammoniak in een stal is. Kortom, hoeveel van die stof is er in de stal? Daarna willen we weten wat de ventilatie is, oftewel, hoeveel lucht er door de stal stroomt. Want als er geen verse lucht in een stal komt, gaat er ook geen vuile lucht uit, en is de emissie natuurlijk nul.

Concentratie

“Concentratie van ammoniak of methaan meten is niet zo heel moeilijk.”, zegt Karin, “Je moet het natuurlijk wel op de goede plek doen, zodat je meet wat representatief is voor alle lucht in de stal.”

Goede sensoren en meettechniek zijn daarbij de sleutel tot betrouwbare gegevens, legt de onderzoeker uit: “Net als bij de mensen thuis, geldt ook hier dat goedkoop vaak duurkoop is. Goedkope sensoren zijn vaak niet zo nauwkeurig en dat is wel nodig. Zeker in natuurlijk geventileerde stallen zoals melkveestallen. We moeten dan het verschil meten tussen de buitenlucht - waar al ammoniak in kan zitten - en de binnenlucht, waar dan net iets meer ammoniak in zit. Soms zijn die verschillen maar heel minimaal, dus dan luistert het nauw welke sensor je gebruikt.”

Daarna legt Karin uit dat de metingen altijd dubbel worden uitgevoerd. “Meten is weten. Dus als alles goed is, wijzen beide metingen hetzelfde uit. Dan weet je zeker dat je werkt met betrouwbare cijfers.”

Naast de sensor, meten de onderzoekers ammoniak door de stallucht door een flesje met een zure vloeistof te bubbelen. Dat zuur haalt de ammoniak uit de stallucht. In het laboratorium meten ze hoeveel ammoniak in de vloeistof zit. Doordat ze weten hoeveel liter stallucht ze ‘gebubbeld’ hebben, weten de onderzoekers dus ook hoeveel ammoniak in die stallucht zat.

Beeld: Onderzoeker Hendrik Jan van Dooren sluit de flesjes aan waarmee ammoniak gemeten wordt.

Het meten van broeikasgassen lachgas en methaan gaat net op een andere manier. De wetenschappers gebruiken daarvoor de zogenaamde longmethode; een groot zwart vat met daarin een vacuüm zak. Karin: “Als we het ventieltje van de zak open draaien, zuigt de zak zichzelf in de loop van 24 uur vol met stallucht. In het laboratorium onderzoeken we de lucht uit de zakken. Daar staan dure meetapparaten die nauwkeurig bepalen hoeveel methaan en lachgas in de lucht zit.”

Eén van de onderzoekers laadt een ‘kunstlong’ in een auto. De vacuüm zak is goed zichtbaar.

Een laborant vergelijkt de concentratie ammoniak met andere testuitslagen.

Ventilatie

“Nu weten we hoeveel ammoniak, methaan en lachgas in de stallucht zat. Maar dat is niet hetzelfde als emissie. Voor ons rekensommetje hebben we de tweede component nodig: ventilatie. Het is cruciaal om te weten hoeveel lucht de stal verlaat. Bij mechanisch geventileerde stallen zoals je in de varkens- en pluimveehouderij veel tegenkomt, meet je simpelweg hoeveel lucht door de ventilatieschacht loopt”, legt Karin uit. “Bij een melkveestal kan dat niet, omdat die vaak natuurlijk geventileerd zijn: de zijkanten van de stal zijn gewoon open."

"Daar hebben we dus een omweggetje voor bedacht. We weten vrij precies hoeveel CO2 een koe uitademt. Dus we weten: als er 100 koeien in een stal staan, dan hoort er een – voor dit voorbeeld denkbeeldige – 5000 ppm CO2 in de stallucht te hangen als er helemaal niet geventileerd zou worden. Maar al die melkveestallen worden wél geventileerd. Dus meten we hoeveel CO2 we nog in de stal terugvinden. In ons voorbeeld is dat nog 500 ppm CO2. Dan weten we dus dat de lucht 10 keer is verdund. Er is dus 10 keer het stalvolume aan lucht uit de stal gegaan."

“Nu hebben we de twee componenten voor ons sommetje”, rekent Karin voor, “We weten de concentratie, en we weten de ventilatie. Nu kunnen we de emissie berekenen. Ik leg het nu wat eenvoudig uit. In werkelijkheid is het natuurlijk nog wat gecompliceerder. Temperatuur, windsnelheid, hoe schoon de stal is, de concentratie in de buitenlucht; het beïnvloedt allemaal hoe hoog de concentratie in de stal is, en hoeveel lucht er door de stal stroomt. Emissies meten is dus een precies werkje, en essentieel om tot integrale oplossingen voor de veehouderij te komen!”