‘Mest is geen afval’ – een nieuwe studie naar een oude wens

De aanleiding voor dit artikel
De directe aanleiding voor dit artikel is het promotieonderzoek van Marrit van der Wal naar verbeteringen in de techniek om  mest te bewerken, gericht op het terugwinnen van de nutriënten fosfor, stikstof en kalium.
Het onderzoek vond plaats bij een instelling die men wellicht niet meteen zou verwachten, de Eindhovense TU/e die men toch eerder associeert met energie, elektrische auto’s en ASML-technici. Maar de universiteit heeft ook een chemische technologie-afdeling, en daarbinnen een Group Membrane Materials and Processes. Het onderzoek van Van der Wal draait om een optimale inzet van die membranen.

Het proefschrift van Van der Wal is te downloaden op https://research.tue.nl/en/publications/no-time-to-waste-manure-membrane-processes-for-nutrient-separatio .

Het verschijnen van het proefschrift leidde tot een paginagroot artikel in de NRC, dat te vinden is 2025/07/03/mest-is-een-grondstof-we-moeten-het-niet-meer-als-afval-zien .

Marrit van der Wal, aldus de NRC, komt uit, en woont en werkt nog steeds, in Friesland. Ze heeft ruim contact met de agrarische wereld in die provincie.

De afbeeldingen in dit artikel  komen ut het proefschrift.

De context
Auteur Jelka Pospig van het NRC-artikel schrijft contextloos en alsof het onderwerp nieuw is, maar feitelijk leidt het onderwerp al vele jaren tot intensieve discussies op nationaal en Europees niveau. ‘Mest niet als afval zien’ en ‘Mest is het bruine goud’ en aanverwante slogans worden al decennialang gehanteerd. In die zin is Van der Wal een passant in een langlopend schouwspel.

Mestbewerking is een complexe context waarbinnen zowel kansen als bedreigingen bestaan. Men kan er daarom met een negatief en met een positief perspectief naar kijken. Die perspectieven zijn verstrengeld.

Het basale verhaal is dat de Nederlandse landbouw een volledig uit zijn krachten gegroeid waterhoofd is. Ons kleine land is de tweede agrarisch exporteur ter wereld. Zie desgewenst wat-ik-van-de-boerenacties-vind-en-van-de-nederlandse-landbouw/ .
Eveneens basaal is het productieschema van de Nederlandse veeteelt, waarin het beperkte inheemse diervoedingsaanbod aangevuld wordt door vanuit de hele wereld diervoeding naar Nederland te slepen. Dat wordt omgebouwd tot koe, varken, schaap en hun producten, waarna enorme hoeveelheden  mest hier achterblijven en de producten grotendeels geëxporteerd worden.
De uit zijn krachten gegroeide veeteelt leidt tot grote milieu- en klimaatproblemen, die effectief Nederland al jarenlang op slot zetten – de mestproblematiek is er daar één van. Verder kost het de boeren een hoop geld om van hun mest af te komen, als dat überhaupt al legaal lukt.
Het negatieve perspectief is dat men van de mest af wil onder voortzetting van de omvang van de bron ervan. Niet voor niets wordt het project ‘No time to waste’, waarvan het proefschrift van Van der Wal een product is, mede gefinancierd door alle grote namen uit het Nederlandse agro-industriële complex.

Het positieve perspectief is dat er een kringlooplandbouw moet komen met een veel  lagere milieu- en klimaatfootprint, en dat als onderdeel daarvan er minder kunstmest toegepast (en dus geproduceerd) wordt, en dat die productie klimaatvriendelijker wordt. Niet voor niets staat bijvoorbeeld kunstmestfabriek Yara (in Sluiskil en Vlaardingen) op de doelwittenlijst van Milieudefensie.
Men mag aannemen dat het Nederlandse agro-industriële complex, al dan niet van harte, ook vooruitgang zoekt in dit positieve perspectief.

Hoeveelheid dieren dd december 2023, en de bijbehorende hoeveelheid mest

Het grote wantrouwen is nu dat vorderingen vanuit het positieve perspectief vooral ingezet worden om het negatieve perspectief te versterken. Met andere woorden: als het mestoverschot circulair kan worden opgelost, mogen ‘we’ nog steeds evenveel koeien en varkens houden. Dit terwijl het mestoverschot slechts één van de milieuproblemen rond de intensieve veeteelt is.
Het wantrouwen wordt versterkt doordat mestbewerking veronderstelt dat men het hele jaar door erg veel  mest op een kluitje heeft. Dat is slechts in zoverre mogelijk als delen van de industriële intensieve veehouderij nog toekomst hebben.

Dit wantrouwen heeft in Nederland en Europa een verlammende uitwerking.

Wat kun je op papier in positieve zin met mest?
Als men vooral een positieve bril opzet, kan mestbewerking drie waardevolle producten leveren: biogas na vergisting; droge materie die veel fosfaat (P) bevat; en een waterige oplossing die stikstof (N)- en kalium (K)-verbindingen bevat. Deze toepassingen zijn niet nieuw, maar al vele jaren gevestigde praktijk. (Waar over P, N en K gesproken wordt, wordt bedoeld de chemische verbinding waarin zij in water voorkomen).

Over biogas is elders op deze site het nodige geschreven, maar dit onderwerp blijft nu buiten beschouwing.

De gedachte is dat de droge materie een gerecyclede fosfaatbron is – nieuwe fosfaat is mondiaal een schaarse en eindige delfstof. Deze steekvaste mest of digestaat kan na een soort pasteurisatie,  eventueel gevolgd door andere bewerkingsvormen, minstens voor een deel in binnen- en buitenland worden afgezet.
Deze vaste fractie leidt tot niet heel veel controverses.

De dunne fractie (na bewerking ook wel aangeduid als mineralenconcentraat) is niet exporteerbaar, omdat men vooral water rondrijdt en dat is heel duur. De Nederlandse agrarische sector en hun vertegenwoordigers in Nederland en Europa hopen dan ook al heel lang dat die vloeibare fractie als stikstof-kalium mest zou kunnen dienen ter vervanging van de kunstmestkorrels van (bijvoorbeeld) Yara. In het Europese jargon heet dat Renure (REcovered Nitrogen from manURE). De lobby heeft geresulteerd in een aan de Nitraatrichtlijn gekoppeld concept-voorstel van de Europese Commissie, dat in 2024 ter raadpleging voorlag en waarover de EC eind 2025 duidelijkheid zal geven. De lange doorlooptijd van dit onderwerp onder andere omdat er een aantal hardnekkige, praktische problemen optreden:

• de N:K-verhouding in de dunne fractie is vaak anders als die welke te begunstigen planten willen. Tot nu toe is het niet mogelijk de N en de K er apart uit te halen.
• er zit vaak troep in de mest (zware metalen, hormonen, medicijnresten)
• de nutriënten zitten in onpraktisch sterk verdunde vorm in de dunne fractie.
• de toepassing van Renure kan tot een verplaatsing van de problemen leiden van Nederland naar elders, waardoor er wel in Nederland, maar niet mondiaal een verbetering optreedt. Zoals Humberto Delgado Rosa, directeur biodiversiteit bij de Europese Commissie, onlangs in de Tweede Kamer zei: Renure is geen silver bullet.
  Wie de tekst van het concept wil inzien, zie afgesloten Renure-raadpleging EU 2024 .

Mijn houding ten aanzien van mestbewerking is sceptisch, maar niet principieel afwijzend. Er moeten goede milieuvergunningen zijn en de totale verwerkingscapaciteit moet passen bij een veel kleinere veestapel. Voor een uitgebreid, maar alweer ruim vier jaar oud, artikel op deze site zie https://www.bjmgerard.nl/grootschalige-mestbewerking-en-groen-gas/ .

Wat voegt het proefschrift van Van der Wal toe aan de bestaande kennis?
Van der Wal heeft, vanuit de methodes van de procestechnologie, twee samenhangende problemen rond de verdere verwerking van digestaat aangepakt. Digestaat is de massa die overblijft nadat mest vergist is. In essentie is digestaat mest waaraan koolstof en wat zwavel onttrokken is (die zijn in het biogas gaan zitten). Juridisch is digestaat nog steeds mest.

Deze afbeelding beschrijft de algemene kenmerken van diverse filtertechnieken. Hieraan vooraf gaat de (niet getekende) dik-dunscheiding. Van der Wal gebruikte twee Reverse osmosis-stappen achter elkaar.

Op de eerste plaats heeft ze een systematische studie gewijd aan uitvlokmiddelen bij de dik-dunscheiding van digestaat. Volgens haar is daar nog te weinig kennis van.
Om dik-dunscheiding in digestaat tot stand te brengen start men met eenvoudige middelen als bijvoorbeeld een zeefbandpers. Maar uit de vloeistof die daaruit druipt zit nog steeds vaste materie, maar dan in de vorm van kleine deeltjes. Dat is vervelend, want daarna volgen diverse filtertechnieken en die kleine deeltjes verstoppen de filters.
Om die kleine deeltjes er zoveel mogelijk uit te krijgen worden uitvlokmiddelen toegepast en Van der Wal heeft uitgezocht bij welke chemische kenmerken die uitvlokmiddelen het beste werken.

Op de tweede plaats heeft Van der Wal uitvoerig geëxperimenteerd op diverse combinaties van filters, filtertechnieken, zuurgraden en drukverschillen (volgens de NRC rook het niet altijd fris in haar laboratorium).  Haar belangrijkste doel is om een werkwijze tot stand te brengen die het mogelijk maakt om stikstof (N) en kalium (K) apart te krijgen (iets wat tot dan toe niet  kon) en om zoveel mogelijk (zuiver) water uit de dunne fractie af te scheiden.
Dat lukt redelijk (zie de afbeelding hieronder) en volgens Van der Wal zou het nog beter moeten kunnen. Voorbehoud is dat verschillende digestaat-types erg uiteen kunnen lopen en dit is voor één voorbeeldtype. Lees de afbeelding als volgt:
In de eerste kolom gaat (als rekenvoorbeeld) 1000kg digestaat. Daarvan eindigt 67kg in de vaste fractie, 302kg in water met daarin opgelost kalium (en stikstof), 133kg in water met opgeloste stikstof, en 499kg als water dat geloosd kan worden (dat is in zichzelf een groot voordeel).
In de tweede kolom wordt dezelfde gedachte anders verwoord. Men begint (als rekenvoorbeeld) met 1,0 kg P, waarbij in praktijk 3,0 kg K hoort en 3,1kg N. De dik-dunscheiding gooit er 1,0kg P uit (plus een restje N en K), de eerste osmosestap gooit er een mengsel van N en K uit, en de tweede stap een mengsel dat vooral uit N bestaat (de N en de K opgelost in water).

Bij Van der Wal kost dit schema, bij de gebruikte digestaatsoort, €6,90 per m³ (op basis va een stroomprijs van €0,15 per kWh).

In haar afsluitend hoofdstuk geeft Van der Wal aan dat er nog een hoop gestudeerd kan worden.
De dik-dun scheiding, en de daaraan ontsnappende kleine deeltjes, blijven een belangrijke aandachtspunt, onder andere omdat de erop volgende filters regelmatig schoongemaakt moeten worden. De toevoeging van ijzer- of aluminiumionen zou de afvangst van P kunnen verbeteren.
Van der Wal heeft haar experimenten uitgevoerd bij kamertemperatuur. De resultaten zouden beter kunnen zijn bij andere temperaturen.
De troep in het digestaat is een probleem. In de werkwijze van Van der Wal komen zink- en koperionen, alsmede bacteriën in bovenstaande afbeelding in de middelste stroom terecht en de vraag is of die aan de Europese Renure-normen (nu nog concept) kan gaan voldoen. Een vervolgvraag is of dit probleem met alleen verdere studie op te lossen is.
Van der Wal meent dat de laatste stroom wel aan de (nog concept) Renure-norm voldoet

De Europese Renure-normen in concept

En heeft de studie nut gehad?
Daarvoor moet je naar de NRC, met enig commentaar van mijn hand toegevoegd.

Voor de boeren heeft het ‘macro’ vooralsnog geen nut. Juridisch worden digestaat, en de ervan afgeleide producten  nog steeds behandeld als ruwe mest. Het maakt voor de fosfaat- en stikstoflimiet per hectare niet uit of die stoffen ruw of na bewerking op een akker- of weiland terecht komen. Dat is overigens al sinds jaar en dag bekend.
Daarnaast is er nog geen Renure-wetgeving, . Zoals gezegd, is er wel een concept maar dat is nog geen richtlijn. Bovenstaande tabel is een verkorte bewerking van de bijlage bij de Ontwerp-richtlijn in afgesloten Renure-raadpleging EU 2024 . De aanpak van Van der Wal zal toch echt op goedkeuring op basis van de definitieve richtlijn moeten wachten. De terughoudendheid van de EC t.a.v. Renure is overigens ook al sinds jaar en dag bekend.

En dan moet nog blijken wat Renure precies op gaat lossen. Mogelijk scheelt het de Nederlandse boeten geld omdat ze minder kunstmest hoeven aan te schaffen, maar daarmee is nog niet duidelijk wat dit mondiaal aan klimaat- en circulariteitwinst oplevert.

Voor Van der Wal als persoon is het proefschrift nuttig geweest. Ze is nu doctor en, volgens de NRC, heeft ze nu een baan bij het Center of Expertise Water Technology (CEW) in Leeuwarden. Dat is een niet op winst gerichte stichting, deels gesubsidieerd, die toegepast onderzoek doet op het gebied van watertechnologie ( https://www.cew.nl/ ).
Geen slechte keuze.