Boer meet straks betrouwbaar stikstof dankzij nieuwste chiptechnologie
Fotonische chiptechnologie moet het mogelijk maken om continu, en op een betaalbare en betrouwbare manier, stikstofconcentraties te meten, toont onderzoek van OnePlanet. “Boeren zullen daarmee beter grip krijgen op de stikstofuitstoot op hun bedrijf en kunnen daarmee sturen op de hoeveelheid uitstoot.”
Doelsturing is een veelbesproken methode in het stikstofdebat. In plaats van de manier voor te schrijven om een lagere uitstoot te bereiken, wordt een maximale uitstoot als doel gesteld en mogen ondernemers zelf bepalen hoe hij of zij dat behalen. Het stelt boeren in staat om hun vakmanschap ten volle te benutten, aldus OnePlanet – het onderzoekscentrum is een samenwerking van Wageningen University & Research, Radboud University en imec.
Daarvoor heb je betrouwbare sensorsystemen nodig, die continu meten. Die geven boeren direct inzicht in hun uitstoot. Ze laten zien of bepaalde aanpassingen en/of maatregelen een effect hebben en daarop kunnen ze bijsturen. Tot op heden zijn er echter nog geen betaalbare én betrouwbare meetsystemen om dat voor verschillende stallen mogelijk te maken. Met name voor open stallen is dit een uitdaging. De te meten concentraties zijn lager in zo’n stallen.
Fotonische chips
Nieuwe ontwikkelingen in de fotonische chiptechnologie brengen doelsturing een stuk dichterbij. Fotonische chips gebruiken voor het overbrengen van informatie licht in plaats van de voor computerchips gebruikelijke elektronen. Apparaten worden daardoor kleiner, energiezuiniger en beter betaalbaar.
Op basis van de nieuwste fotonische chiptechnologie van onderzoekscentrum imec, ontwikkelde OnePlanet met steun van het Nationaal Groeifonds PhotonDelta en provincie Gelderland sensorsystemen om lage concentraties stikstof betrouwbaar te meten. “Fotonische chiptechnologie kan een bijdrage leveren aan het meetbaar maken van stikstof en broeikasgassen”, zegt Eelko Brinkhoff, CEO van PhotonDelta.
Fotonica is een bewezen meettechniek. De meeste referentie-apparatuur is ook op licht gebaseerd, maar te kostbaar en te groot om in elke stal of op elke boerenerf te zetten. Door de chip kleiner te maken kan OnePlanet deze technologie betaalbaar en schaalbaar maken.
Betrouwbaar meten binnen handbereik
Een eerste proef in De Marke, de proefboerderij van WUR, heeft de potentie van de technologie al laten zien voor het meten van stikstof en de broeikasgas methaan. Technisch is het volgens het onderzoekscentrum mogelijk om binnen nu en 2 jaar metingen te verrichten voor de meeste stalsystemen, en in een later stadium ook op bedrijfs- en gebiedsniveau. Naast het meten van stikstof en methaan, behoren ook andere klimaatrelevante broeikasgassen zoals lachgas en CO2, en zelfs geurstoffen en nitraat in water tot de mogelijkheden. “Zo kunnen boeren straks met één enkel sensorsysteem meerdere metingen uitvoeren, die meetgegevens direct inzien, en hun uitstoot koppelen aan hun handelen.”
“De eerste prototypen van imec’s fotonische chips zijn veelbelovend”, zegt Remco Suer van OnePlanet. “Het betrouwbaar meten van lage concentraties van meerdere gassen tegelijkertijd is binnen handbereik. Om tijdig ingezet te kunnen worden voor het realiseren van stikstof- en klimaatdoelen moet gelijktijdig worden ingezet op de doorontwikkeling, validatie en productierijp maken van deze technologie. Dit vraagt lef en een investering. Voor individuele tech/sensorbedrijven is het investeringsrisico immers nog te hoog.” De onderzoekers kijken naar steun van de overheid om de technologie verder op te schalen.
Provincie Gelderdorp
De Nederlandse provincie Gelderdorp had die lef al wel en steunde het onderzoek van OnePlanet naar de toepassing van deze fotonische sensoren voor de landbouwsector. Niet vreemd, 42% van de stikstofgevoelige natuur in Nederland ligt in Gelderland.
“Gelderland was de eerste provincie die investeerde in verbeterde meetsystemen om zo bij te dragen aan de oplossing voor het stikstofvraagstuk”, aldus OnePlanet. “Nu is het van belang dat er ook landelijk een investeringsimpuls komt voor deze meetsystemen om doelsturing te versnellen.”
Volgens gedeputeerden Helga Witjes en Harold Zoet van de provincie Gelderland is de technologie nu bijna klaar om te worden toegepast voor het stikstofvraagstuk in Nederland. “Deze ontwikkeling laat zien dat we in Gelderland vooroplopen in innovatie”, zegt Harold Zoet. “In de huidige landelijke stikstofplannen wordt helaas nog weinig geld gereserveerd voor de volgende stap in deze sensortechnologie. We hopen dan ook dat de commissie Schoof hier wel actief mee aan de slag gaat. Hoe langer we wachten, hoe langer het duurt, voordat betaalbare doelsturing mogelijk is op bedrijfs- en gebiedsniveau.”
