Verbetering stikstofkringloop

Projecttitel: Verbetering stikstofkringloop en vergaande reductie ammoniak en lachgas emissies in agri-, industriële- en grootstedelijke gebied
Projectnummer: LWV20.146
Missie: Kringlooplandbouw
MMIP:  A1 – Verminderen fossiele nutriënten, water en stikstofdepositie

De ‘stikstofcrisis’ wordt sinds 2019 in Nederland ervaren als een groot maatschappelijk probleem. De veehouderij draagt 41% bij aan de stikstofdepositie op Natura2000 gebieden in Nederland. Deze depositie wordt veroorzaakt door de stikstofverbinding NH3 (ammoniak) die vrijkomt uit de urine (ureum) en feces van het vee.

Aan de TUD is een nieuwe elektrodialysetechniek ontwikkeld die tot 99% van de ammoniakstikstof uit een vloeistofstroom (rejectiewater uit waterzuivering slib vergisting) kan onttrekken waarbij een hoog-geconcentreerde ammoniakstroom ontstaat. Op deze wijze kan de dunne fractie van de drijfmest van veehouders op de boerderij ‘stikstof-armer’ gemaakt worden en wordt er een minerale stikstofvloeistof geproduceerd die mogelijk in de toekomst als kunstmestvervanger kan worden toegediend bij de verwachte aanpassing van de Europese regelgeving (EU Nitraatrichtlijn n.a.v. de uitkomsten RENURE-studie). Deze technologie is ook toepasbaar voor extractie van stikstofverbindingen uit municipale en industriële reststromen. De techniek is niet hoog complex en kan dus waarschijnlijk met de juiste investeringen relatief snel in de praktijk geïmplementeerd worden. Met brandstofcel gecombineerd kan de installatie uit ammoniak groene elektriciteit opwekken en als geheel ‘CO2 neutraal’ opereren.

De technologische- en economische doorbraak is dat hoge extractie plaatsvindt bij laag energieverbruik, zonder chemicaliën en de techniek schaalbaar is voor zowel centrale waterzuivering – en mestverwerking, als voor de individuele veehouderij. Dit maakt een lokale kringloopbenadering mogelijk waarmee op ieder moment van het jaar mest op maat – ‘bio-based fertilizer’ – kan worden gemaakt die in verschillende vormen opgeslagen en aangewend worden. Deze manier van werken geeft invulling aan de LNV 2030 en EU 2050 visies. Hierdoor verbetert het verdienmodel van de veehouder, draagt het bij tot kostenbeheersing van de waterzuiveringsinstallatie, en verbetert het beheer van grond- en oppervlaktewater, de bodem (koolstofvastlegging, nutriënten uitstroom, bodemleven) en de biodiversiteit in Natura 2000 gebieden. Tevens draagt de techniek bij aan de emissiereductie van het sterke broeikasgas N2O (lachgas), en bovendien resulteren significante reducties van mestafvoer, fossiele kunstmestproductie en kunstmestaanvoer in een verlaging van CO2-uitstoot en een toename van de verkeersveiligheid.

Het TKI-project voorstel heeft als doel de technologie te optimaliseren en uit te breiden voor toepassing in de praktijk.