Kosten en baten van mestscheiding bij de bron

In dit artikel is, gekeken door een optimistische bril, aangenomen dat urine uit primaire scheiding in aanmerking komt. De vraag is dan of de kosten opwegen tegen de baten.

Op Dairy Campus is onderzoek gedaan naar primaire scheiding met verschillende methodes: door gebruik van een CowToilet en een doorlaatbare Tegelvloer. Deze scheiding resulteert in 2 mestfracties, namelijk feces (drijfmest met minder urine bij CowToilet) en urine. Dit heeft gevolgen voor de bemesting en de economie op een melkveebedrijf. De economische gevolgen hangen sterk af van of de urinefractie opgevangen door het CowToilet of via de doorlaatbare tegelvloer als Renure (kunstmestvervanger) in aanmerking komt. Er kan dan bespaard worden op mestafzetkosten en aankoop van kunstmeststikstof, -fosfaat en -kali. Deze besparingen hangen af van het aantal koeien per ha, de opgevangen hoeveelheid urine, de samenstelling van de mestfracties (urine, feces en drijfmest) en de prijzen. De economische gevolgen zijn groter in de situatie zonder derogatie dan met derogatie. De besparingen aan mestafzetkosten en de aankoop van kunstmest worden in dit artikel afgewogen tegen de jaarlijkse kosten voor CowToilet en Tegelvloer, in de situatie zonder derogatie en met acceptatie van urine als Renure zonder extra bewerkingen.

Scheidingsrendement en Renure eisen

Bij scheiding van de urine door het CowToilet komt 13% , 0% en 25% van respectievelijk de uitgescheiden N, P en K in de urinefractie terecht. Dat is bij scheiding met de Tegelvloer 49%, 10% en 78%. Gelet op de lage P-gehalten in de urine kun je zeggen dat beide scheidingstechnieken een goede scheiding geven van de organische stof (veel C) en niet organisch. Dat is belangrijk om eventueel te voldoen aan de eisen van Renure. Een van de eisen van Renure is namelijk dat de C:N verhouding van urine lager dan 3 moet zijn. Hieraan wordt ruim voldaan met een verhouding van 1.3 en 2.0 voor respectievelijk de urine uit CowToilet en Tegelvloer. Aan de andere Renure eis dat N-mineraal / N-totaal hoger moet zijn dan 90% voldoet de urine van CowToilet net wel (90%), maar urine van Tegelvloer net niet (namelijk 85%). Je moet aan een van deze twee eisen voldoen.

Bemesting

De N-excretie per ha vanuit de verschillende mestfracties is afhankelijk van de opgevangen urine, de samenstelling en het aantal koeien per ha. Er wordt 3,8 keer zoveel N-urine opgevangen met de Tegelvloer dan met CowToilet, doordat bij de Tegelvloer alle urine op de vloer valt en via de doorlaatbare tegel in de onderliggende kelder terecht komt. Bij CowToilet plast niet elke koe elke keer in het toiletbakje, 2/3 van de urine komt via de roostervloer in de mestkelder terecht bij de drijfmest.

De bruto N-excretie vanuit de drijfmest of de feces bij mestscheiding boven de 170 kg per ha moet afgevoerd worden. Dit is weergegeven in figuur 1 bij 1,5 en 2,0 koeien per ha voor zowel CowToilet als Tegelvloer.

Figuur 1 geeft aan dat in de basissituatie (referentie) sprake is van een N-overschot bij zowel 1,5 en 2,0 koeien per ha. Als de urine gebruikt mag worden als kunstmestvervanger en daardoor niet meetelt in het N-overschot is bij gebruik van de Tegelvloer geen N-overschot, bij CowToilet een gering overschot bij 1,5 koeien per ha en een groter overschot bij 2,0 koeien per ha. Dat betekent dat bij gebruik van het CowToilet, waarbij de urine apart wordt opgeslagen in een silo en de feces in de mestkelder terechtkomen, een deel van de feces/drijfmest alsnog afgezet moet worden vanwege het N-overschot (grijze deel staaf in figuur 1 boven de rode lijn). Het gevolg van mestafzet door een N-overschot is dat een (extra) P- en K-tekort kan ontstaan.

Besparing mestafzet kosten en kunstmestaankoop

Door de mestafvoer als gevolg van het N-overschot wordt extra kunstmest N aangekocht. Ook moet extra P en K kunstmest gekocht worden om aan de mineralenbehoeften te voldoen, omdat met de mestafzet niet alleen N maar ook P en K wordt afgevoerd. Deze aankoop kan bespaard worden als urine als kunstmestvervanger (Renure) geaccepteerd wordt. De totale besparing aan mestafzetkosten en kunstmestaankoop bij 1,5 en 2 koeien per ha is weergegeven in figuur 2 bij 100 koeien. De besparing in mestafzetkosten bij gebruik van het CowToilet is dezelfde bij 1,5 en 2,0 koeien per ha, omdat de besparing betrekking heeft op de totale opgevangen urine van 100 koeien. Bij de Tegelvloer is de besparing in mestafzetkosten hoger dan bij het CowToilet, omdat meer urine wordt opgevangen met een Tegelvloer. Echter, alleen het urinedeel boven de 170 kg N lijn in figuur 1 kan besparing in mestafzet opleveren, het deel onder deze lijn niet. Het N-deel uit de urine boven deze 170 kg N lijn is ca. 100 kg N per ha, wat overeenkomt met het maximum in het Renure voorstel, namelijk dat maximaal 100 kg N uit Renure toestaat als meststof bovenop de standaardnorm van 170 kg N uit dierlijke mest per ha.

Kosten

Voor een bedrijf van 100 koeien zijn de investeringskosten voor het CowToilet 4 toilets, totaal

€ 100.000. De eventuele besparingen van krachtvoerstations zijn niet meegenomen. De investeringskosten voor de Tegelvloer zijn € 137.000, bestaande uit tegels, mestschuif en grup voor afvoer feces, mestscheider en aanzuurinstallatie. Een mestscheider is nodig om de feces stapelbaar te maken. De urine wordt aangezuurd, omdat dit de ammoniakemissie in de stal, bij opslag en bij aanwending beperkt. De urine van CowToilet wordt niet aangezuurd, omdat de urine opgeslagen wordt in een aparte urineopslag en met zodebemester emissiearm wordt aangewend.

Conclusies kosten / baten

In tabel 1 is het verschil tussen jaarlijkse baten en kosten weergegeven voor een bedrijf met 100 koeien. Bij gebruik van de doorlaatbare Tegelvloer is onderscheid gemaakt tussen 1,5 en 2,0 koeien per ha, omdat bij 2 koeien per ha aanzienlijk meer op mestafzetkosten bespaard kan worden.

Tabel 1. Baten minus kosten voor bedrijf met 100 koeien(afgeronde cijfers in euro’s totaal bedrijf)

Bij 2 koeien per ha wegen de jaarlijkse baten van mestscheiding door de Tegelvloer op tegen de jaarlijkse kosten, namelijk een voordeel van € 6.000 bij 100 koeien. In de andere situaties zijn de kosten voor primaire scheiding hoger dan de besparing aan mestafzet en kunstmestaankoop.

Kritische kanttekeningen

Voldoet het aan Renure eisen?
Het uiteindelijke economische resultaat uitgedrukt in jaarlijkse kosten hangt sterk af van of urine uit primaire scheiding voldoet aan de Renure voorwaarden. Urine voldoet ruim aan het criterium van een C:N verhouding lager dan 3, en nagenoeg aan de eis dat van N- totaal 90 % N-Mineraal moet zijn. Daarmee wordt risico op nitraatuitspoeling beperkt. De ammoniakverliezen bij opslag en aanwending moeten ook beperkt worden. Zoals het nu lijkt wordt alleen ammoniumzout na strippen/scrubben, mineralenconcentraat na omgekeerde osmose en struviet toegelaten als kunstmestvervanger. Daar vallen de urine fracties van het CowToilet en Tegelvloer niet onder. Mogelijk zal een extra behandeling nodig zijn om er wel aan te voldoen.

Het CowToilet en de Tegelvloer geven beide een goede scheiding, gelet op de lage P concentraties in de urine. Dat betekent dat weinig vezels uit de organische stof fractie in de urine kelder of silo terecht komen. Bij andere scheidingsvloeren met sleuven en gaten zal de scheiding zeer waarschijnlijk minder zijn, zodat mogelijk een extra filtering van urine nodig is om de vezels uit urine te scheiden. Andere voorwaarden waaraan voldaan moet worden zijn: geen hoge gehalten aan zware metalen (met name koper en zink) en een productieproces waardoor een voorspelbare en consistente kwaliteit ontstaat.

Verschil in mestkwaliteit
Bij gebruik van CowToilet ontstaat een feces /drijfmest fractie die ca. 1/3 minder urine bevat, maar nog steeds goed verpompbaar is. De feces die uit de stal wordt verwijderd bij gebruik van de doorlaatbare Tegelvloer is veel dikker en is niet stapelbaar. De feces kan stapelbaar gemaakt worden door deze met een mechanische mestscheider te scheiden in een dikke en dunne fractie. De dikke fractie is een ander mestproduct dan drijfmest die daardoor ook een andere mestwaarde heeft voor eventuele afzet naar akkerbouwers of gebruik op eigen gras- of bouwland. De dunne fractie uit de mestscheider zal apart opgeslagen moeten worden, omdat deze zeer waarschijnlijk niet voldoet aan het Renure criteria van een C:N verhouding lager dan 3, wat wel het geval is bij urine uit primaire scheiding.

Tot slot
Dit artikel gaat over de gevolgen voor bemesting en economie indien urine als Renure geaccepteerd wordt. Een andere reden om primaire mestscheiding toe te passen is om de emissie van ammoniak te beperken. Dit volgt in een later artikel. Opgemerkt moet worden dat de constructie van de doorlaatbare Tegels nog in ontwikkeling is wat betreft verbetering van de doorlaatbaarheid en voorkomen van beschadiging van het top doek.