Voor telers die vooruit kijken

Gasverbruik in onderzoekskassen onder 40% van praktijkgemiddelde

Aan energiebesparing zit een harde grens
755 0
Gasverbruik in onderzoekskassen onder 40% van praktijkgemiddelde

De vorderingen bij energiebesparende of zelfs -producerende kassen komen regelmatig in het nieuws. Onderzoeker Frank Kempkes vertelt over de lijn in de projecten van het IDC Energie, onderdeel van het Programma Kas als Energiebron. Wat er is bereikt, wat nog mogelijk is en waar harde grenzen liggen.

Nog drie jaar te gaan tot 2020: het jaar waarin nieuwe kassen in Nederland energieneutraal moeten kunnen zijn. Bovendien moeten er dan voor bestaande kassen technieken beschikbaar zijn waardoor ze toekunnen met de helft van de energie ten opzichte van 2011.
Het zijn nog steeds erg ambitieuze doelstellingen van het programma Kas als Energiebron. Ze vormen de kern van de Meerjarenafspraak Energietransitie Glastuinbouw, ondertekend door overheid en bedrijfsleven.

Energie-eisen retailers

Het begon vlak na de eeuwwisseling met de wedstrijd ‘De kas als energiebron’. Het idee was dat de glastuinbouw, grootverbruiker van aardgas, door een innovatiesprong om te vormen zou zijn tot een sector die netto energie zou gaan leveren aan anderen. Deze, mede door de politiek ingegeven ambitie, is in de loop van de tijd teruggebracht tot een realistische benadering. Concepten als de energieproducerende kas, Sunergykas en de Flowdeckkas zijn verlaten, waarbij de opgedane ervaringen zijn ingepast in op de tuinbouwpraktijk toegesneden benaderingen. Ondersteund en kritisch gevolgd door het bedrijfsleven werkt het IDC Energie in Bleiswijk (zie kader) voortdurend aan technieken om het energieverbruik te verlagen en de resterende hoeveelheid ‘groen’ in te vullen.
De overheid en het bedrijfsleven hebben met het programma Kas als Energiebron actief de ontwikkeling van energiebesparende kas- en teeltconcepten gestimuleerd. Maar inmiddels zie je ook dat retailafnemers van groenten, fruit en bloemen gaan nadenken over eisen op energiegebied, constateert Frank Kempkes, onderzoeker bij Wageningen University & Research en tevens projectleider bij IDC Energie. Alle reden dus om door te gaan met de innovatie.

Luchtbehandelingskasten

De kas met het laagste energieverbruik is nog steeds de VenlowEnergyKas. Die heeft een dek van dubbelglas, waarbij drie glaszijden zijn voorzien van een antireflectiecoating en eentje van een coating die de infraroodemissie verlaagt. Luchtbehandelingskasten zorgen voor ontvochtiging met een balansventilatiesysteem waarmee de binnenkomende droge buitenlucht wordt opgewarmd met de uitstromende vochtige kaslucht.
Een onbelichte tomatenteelt kan in deze kas toe met 12,5 m3 gas per m2; dat is 40% van het praktijkgemiddelde. Wel moet er circa 12 kg zuivere CO2 worden aangekocht om de productie op praktijkniveau te houden, omdat er in de zomer nauwelijks nog rookgas-CO2 wordt geproduceerd.
“Maar de hoge isolatiegraad van dit kastype heeft ook minpunten”, geeft Kempkes aan: “De kostprijs van het glas is erg hoog en bij de huidige lage energieprijs, krijg je een erg lange terugverdientijd. Daarnaast is er het sneeuwprobleem: wanneer er sneeuw op het dek valt, is die bij deze glascombinatie nauwelijks weg te smelten. Dat maakt het donker in de kas en bovendien kan de sneeuwlaag enorm zwaar zijn.”

Goede teeltresultaten

Deze punten hebben meegespeeld bij de ontwikkeling van het volgende concept: de 2SaveEnergy kas. Hier is het dubbele glasdek vervangen door een combinatie van glas aan de buitenzijde en een hoogdoorlatende permanente folie (F-Clean) aan de binnenzijde. “Dat verlaagt de investering aanzienlijk en door een slimme truc kan de isolatiegraad tijdens sneeuwval tijdelijk worden verlaagd om de sneeuw af te kunnen smelten”, vertelt hij. Deze kas is in samenwerking met het bedrijfsleven een jaar getest als proof-of-principle (bewijs dat het concept werkt).
“De kas bleek zeer goede teeltresultaten op te leveren, maar het energieverbruik ligt met 15,5 kuub wel wat hoger”, zegt hij. Dat komt vooral omdat er, in tegenstelling tot de VenlowEnergyKas, tot nu toe geen warmteterugwinning op het ontvochtigingssysteem zat. Daarom is de kas nu omgevormd tot de 2SaveEnergy Plus kas. Het is nu een hoog isolerende kas met een ontvochtigingssysteem dat het IDC eerder al met succes heeft beproefd. Het wint niet alleen het voelbare warmteverlies van de ontvochtiging terug, zoals de VenlowEnergyKas, maar ook de latente warmte. Het systeem is gebaseerd op condensatie van vocht op een koud oppervlak en directe toepassing van de warmte die vrijkomt bij het koud houden van dat oppervlak, voor de verwarming van de kas.

Isolatiegraad verhogen

Daarnaast ziet Kempkes nog diverse andere aangrijpingspunten: “We kunnen de isolatiegraad nog een tandje verhogen door de inzet van drie schermen: twee aluminium schermen (met een hoge isolerende waarde en een lage emissiewaarde) en één transparant doek”, vertelt hij.
In de winter hoeft de kas niet te worden geventileerd voor vocht: er vliegt dan geen warmte weg en alle CO2 blijft binnen. De onderzoeker schat dat met deze aanpassingen een verbruik van 12 m3 gas per m2 te realiseren valt.
Een nog verdere daling moet dan uit teeltaanpassingen komen. Kempkes: “Nu laat een tomatenteler de temperatuur flink oplopen en gooit daarna in de voornacht de ramen weer open om een snelle koeling te bereiken, wat als een generatieve actie wordt gezien. Later in de nacht moet hij dan weer opstoken. Wij willen de voornachtverlaging achterwege laten, zodat je minder gas kwijt bent aan weer opstoken. Dat zal zeker tot discussie met de telers leiden; besparen is nuttig maar uiteindelijk moet er wel een gezond en sterk gewas worden geteeld.”

Basis energiebehoefte

Deze laatste maatregel levert wellicht nog een kuub besparing op, maar ergens zit een harde grens. Die wordt bepaald door de kenmerken van de tuinbouwgewassen. “Een groot deel van het energieverbruik is nodig voor de verdamping. Die kun je nog wat omlaag brengen door de EC te verhogen of door te gaan telen bij een nóg hogere luchtvochtigheid, maar beide hebben ook nadelen.”
Dit betekent dat er altijd een basis energiebehoefte overblijft; het gaat in de tuinbouw immers vrijwel altijd om warmteminnende planten die tevens water moeten kunnen verdampen. Het is echter goed mogelijk om die resterende energiebehoefte CO2-neutraal in te vullen, geeft hij aan. Met aardwarmte bijvoorbeeld, of met een warmtepomp. De laatste verbruikt wel elektriciteit maar die is gemakkelijk ‘groen’ in te vullen.

Hoge lichtintensiteit

Naast de energiebesparende concepten hebben nog twee andere kastypen hun oorsprong op het IDC Energie: De Winterlichtkas en de Daglichtkas. De Daglichtkas draagt de energie van overtollig zonlicht over op water. Hierbij wordt een fresnellens gebruikt die het directe zonlicht concentreert in dunne brandlijnen. Precies in die brandlijnen hangen zwart geverfde buizen gevuld met water dat door de straling opwarmt. De lenzen zitten tussen dubbel glas dat zorgt voor een hoge isolatiewaarde.
“Je oogst 35 tot 40 procent van de directe zonnestraling in de vorm van warm water en verlaagt daarmee de warmtebelasting van de kas; de ramen hoeven dan minder ver open en het gewas krijgt mooi diffuus licht. Consequentie is wel dat je licht verliest. Dat is alleen voordelig bij gewassen die geen hoge lichtintensiteit verdragen. Daarmee is dit een kas voor een speciale doelgroep”, vertelt hij. Ter Laak Orchideeën in Wateringen is het eerste bedrijf met een Daglichtkas. Daar wordt de huidige kas van 3.800 m2 dit jaar uitgebreid met 5 ha.
De Winterlichtkas is erop gericht om ’s winters zoveel mogelijk natuurlijk licht te benutten door een aangepaste constructie, glas met een zo hoog mogelijke hemisferische transmissie, een speciaal W-vormig gemonteerd scherm met een verbeterd schermmateriaal en maximaal reflecterende constructie-onderdelen.

Andere kasconcepten

De genoemde kastypen in dit verhaal zijn allemaal onderzoeksconcepten. Bij de vertaling van de inzichten naar de praktijk krijgen ze een handelsnaam. Een goed voorbeeld is de IDKas, een praktijkvertaling van de VenlowEnergyKas; de eerste is gebouwd bij Duijvestijn Tomaten in Pijnacker.
Uitwerkingen van de eerste generatie (semi-)gesloten kas met weinig luchtramen zijn onder andere de Ultra-Clima kas van KUBO en het ActivAir systeem bij Looije Tomaten, gerealiseerd in samenwerking tussen leveranciers. Deze systemen vinden vooral ingang in het buitenland waar de klimatologische omstandigheden om andere kasconcepten vragen.

Samenvatting

De VenlowEnergyKas is momenteel het kasconcept met het laagste energieverbruik. Dit concept heeft nadelen, die in de 2SaveEnergy kas ondervangen zijn, maar het energieverbruik daarvan ligt wel wat hoger. Onderzoeker Frank Kempkes loopt de mogelijkheden na om het verbruik verder te reduceren. Het overblijvende verbruik kan ‘groen’ worden ingevuld.


IDC Energie

Het Innovatie- & Democentrum Energie test en toont kassystemen die kunnen bijdragen aan een drastische reductie van het energieverbruik in de glastuinbouw. De onderzoeksfaciliteit staat op het terrein van Wageningen University & Research in Bleiswijk. In de loop van de jaren zijn verschillende kastypen ontwikkeld. Op dit moment omvat het de VenlowEnergyKas, Winterlichtkas en 2SaveEnergy Plus kas.


Trias Energetica

Energiezuinig ontwerpen volgt altijd het pad van de Trias Energetica. De strategie komt uit de bouwkunde en kent de volgende drie stappen, die achtereenvolgens worden afgelopen:
1. Beperking energieverbruik;
2. Maximaal gebruik van duurzame bronnen;
3. Zo efficiënt mogelijke inzet van fossiele brandstoffen voor de resterende energievraag.
In de tuinbouw vindt gelijktijdig innovatie op alle drie de gebieden plaats. Stap 1 wordt ingevuld met isolatie, luchtbehandeling en Het Nieuwe Telen. Bij stap 2 valt te denken aan maximale benutting van zonne-energie en inzet van aardwarmte. Stap 3 is in te vullen door WKK, lagetemperatuurnetten en warmtepompen.


Tekst: Tijs Kierkels. Foto”s: Wilma Slegers en Studio G.J. Vlekke.

Geef commentaar

Uw e-mail adres wordt niet gepubliceerd