Klimaatverandering



Het produceren, transporteren en gebruiken van minerale en organische meststoffen draagt zowel direct als indirect bij aan de uitstoot van broeikasgassen. Daartegenover staat dat goede landbouwpraktijken en doordacht gebruik van meststoffen een belangrijke rol kunnen spelen in het beteugelen van de klimaatverandering.

Broeikasgassen uit de landbouw zijn onder meer:
  • CH4 uit rijstvelden
  • Methaan (CH4) uitstoot door vee
  • N2O en CH4 uit mestverwerking van vee
  • Stikstofoxide (N2O) uit organische en minerale meststoffen
  • CO2 en N2O uit minerale meststoffen industrie

Op de figuur is af te lezen dat de belangrijkste factor (12%) bestaat uit de verandering in landgebruik. Dit duidt op gebieden die ontbost zijn om aan landbouw te doen. Intensificatie van het huidige landbouwareaal is dus de belangrijkste oplossing om voedselproductie te verhogen, zodat verdere ontbossing tot een minimum wordt beperkt. Zonder stikstofbemesting zou de netto CO2 uitstoot van landbouw 4 keer groter zijn dan de huidige CO2 uitstoot, door de toename van het landbouwareaal dat nodig zou zijn om het verschil in de huidige opbrengst met bemesting te compenseren.  
Emissies uit de landbouw

 

Meer dan 50% van de rechtstreekse uitstoot van broeikasgassen in de landbouw en veeteelt bestaat uit stikstofmonoxide (N2O), die vrijkomt bij de omzetting van stikstofverbindingen in de stikstofcyclus bij veeteelt of in landbouwgrond.

Ongeacht de bron van de stikstof in de bodem (organische mest, stikstofbinding door peulgewassen en stikstofmeststoffen), bevorderen de veranderingen die het ondergaat door de werking van bodembacteriën in sommige omstandigheden de uitstoot van N2O.

 

Bron: Fertilizers Europe

 

Stikstofafbrekende bacteriën zijn alleen actief bij een beperkte concentratie van zuurstof in de bodem. Wanneer de bodem van water verzadigd is, zijn de voorwaarden vervuld voor een reactie waaruit stikstof (N2) voortkomt die onschadelijk is voor het leefmilieu. Maar wanneer perioden van een doordrenkte bovengrond en drogere periodes elkaar afwisselen, neemt het risico van een nadelige uitstoot van N2O toe.

Bebouwingspraktijken die het risico van N20-uitstoot op het veld tot een minimum beperken, zijn diegene die de voorwaarden voor anoxie (tijdelijk wateroverschot op het bodemoppervlak) vermijden na de toevoer van stikstof van ongeacht welke organische of minerale oorsprong:
  • de hoeveelheid stikstof verdelen over verschillende toedieningen en toediening vermijden wanneer de bodem zeer vochtig is of in periodes van overvloedige regen;
  • de aanvoer van stikstof aanpassen door het in zijn meest efficiënte vormen te gebruiken en zo de totale hoeveelheid te beperken, zoals DAN-meststoffen;
  • een gunstige bodemstructuur in stand houden die de snelle insijpeling van regenwater bevordert om een tijdelijk teveel aan water te vermijden;
  • de hoeveelheid meststof aanpassen aan de noden van de teelt.

Op vlak van vermindering van broeikasgassen draagt de minerale meststoffensector op diverse manieren bij:
  • Tijdens productie: Investeringen in topklasse installaties met nieuwe technologieën zoals katalysatoren die leiden tot een drastische verlaging van de broeikasgas-uitstoot
  • Tijdens transport: Efficiënte logistieke systemen door de ligging van productiebedrijven en veelvuldig gebruik van transport per boot en per spoor. Hoogwaardige producten vragen minder transport (voor eenzelfde nutriëntenequivalent: 1 vrachtwagen met minerale meststoffen heeft men 5 tot 10 vrachtwagens organische meststoffen nodig op de baan)
  • Tijdens gebruik: Het gebruik van stikstof meststoffen helpt CO2 vast te leggen. Elke kg minerale meststof heeft een hefboomeffect van factor 5 à 6 omdat planten efficiënter zonne-energie vastleggen tijdens de fotosynthese. Oordeelkundig gebruik van minerale meststoffen vraagt minder energie voor de verspreiding ervan.
Fertilizers Europe biedt aan landbouwers de online applicatie ‘The Cool Farm Tool’ aan waarmee ze de CO2 afdruk van hun activiteiten kunnen berekenen en zoeken naar ‘hotspots’ waar ze kunnen innoveren om hun uitstoot terug te dringen.



Broeikasgassen van stikstofmeststoffen komen voornamelijk voort uit twee processen. Deze zijn de CO2-uitstoot door het gebruik van fossiele energie (voornamelijk aardgas) als grondstof en brandstof bij ammoniaksynthese en N2O-uitstoot bij productie van nitraat. Door voortdurende verbetering in energie-efficiëntie opereren Europese fabrieken vandaag de dag bijna op het technologische energieminimum en behoren de Europese ammoniakinstallaties momenteel tot de beste van de wereld.
   
Het energieverbruik van Europese meststoffabrieken is steeds verder teruggebracht en bevindt zich momenteel bijna op het technologische minimum.
Bron: Fertilizers Europe


Tegenwoordig zijn bijna alle Europese installaties uitgerust met katalytische systemen die stikstofoxide (N2O), dat vrijkomt bij de productie van nitraatmeststoffen uit ammoniak, afbreken tot het onschadelijke stikstofgas (N2) en zuurstofgas (O2). De beste beschikbare technologieën kunnen de N2O-emissie vandaag de dag al met 70% tot 85% terugdringen.  De meststoffensector in Europa heeft dan ook gigantische investeringen gedaan om bij te dragen aan de klimaatproblematiek en de doelstellingen van CO2-reductie te helpen halen.
 


Uitstoot van broeikasgassen tijdens de productie van ammonium nitraat is de laatste decennia drastisch verlaagd door toepassing van nieuwe technologieën.

Minerale meststoffen hebben een positieve energiebalans

Bij een correct gebruik hebben stikstof meststoffen een significant positief effect op het milieu, omdat het planten meer CO2 doet fixeren. De planten worden zo gestimuleerd om sterker te groeien waardoor meer zonne-energie wordt vastgelegd in de vorm van biomassa. De winst aan energie in de vorm van biomassa overstijgt de energiekost van minerale meststoffen met een factor 5 of 6.

Neem als voorbeeld productie van graan met of zonder gebruik van stikstof meststoffen:
  • Gebruik van 170 kg N meststof op een hectare akkergrond levert een opbrengst van 8.2 ton graan. Zonder minerale bemesting is dit slechts 4.7 ton.
  • Deze 8.2 ton graan bevat 126 GJ (Giga joule) aan zonne-energie dat vastgelegd is in de biomassa van het graan. 4.7 ton stemt overeen met slechts 71 GJ in de biomassa.
  • De extra 55 GJ die wordt gecapteerd bij het gebruik van N meststoffen overstijgt de energiekost (8 GJ) voor productie, transport en verspreiding van de meststoffen met een factor 6.
Hetzelfde verhaal geldt voor de CO2 balans. Tot 5 keer meer CO2 wordt gecapteerd bij het gebruik van minerale meststoffen per hectare dan er CO2 uitstoot is bij de productie van deze meststoffen. Deze CO2-fixatie is echter tijdelijk totdat het gewas wordt geconsumeerd. Wanneer niet-consumeerbare delen van de plant in de grond worden geploegd is de CO2-opslag wel meer permanent en heeft dit een positief effect op de bodemorganische massa. Ze kunnen ook gebruikt worden als een directe energiebron in de vorm van biobrandstoffen. Deze brandstoffen zijn ook ‘klimaat neutraal’ omdat alle CO2 die vrijkomt bij de verbranding ervan eerst werd vastgelegd door het gewas tijdens de fotosynthese.
  Toepassing van minerale meststoffen heeft netto een positieve energiebalans. Bron: Küster en Lammel, 1999