Mei 2021
Glastuinbouw jaagt innovaties aan voor zuinig én optimaal binnenklimaat
De glastuinbouw in Nederland wil in 2040 volledig energieneutraal zijn – 10 jaar eerder dan bijvoorbeeld de gebouwde omgeving. Dat betekent dat de sector zijn binnenklimaat dan volledig zonder fossiele brandstoffen op temperatuur houdt. Wie denkt dat de glastuinders de reductie van energiegebruik tot grootste prioriteit hebben verheven, heeft het mis. Zij investeren wel in steeds geavanceerdere en zuinigere installaties. Maar als een betere teelt en een hogere opbrengst per vierkante meter iets meer energie kost, dan is dat maar zo.
Het vorige kabinet stelde 250 miljoen euro beschikbaar om tot en met 2030 de vereiste innovaties te stimuleren. Dit geld gaat naar de sector via het programma ‘Kas als Energiebron’; het gezamenlijke energietransitieprogramma met het ministerie van lnv. Net als met de res, de regionale energiestrategie, stelde de tuinbouw een gebiedsaanpak vast via een Klimaat- en Tuinbouwakkoord. Dit akkoord zorgt voor de vertaling van het landelijk beleid naar een gerichte uitvoering in regio’s, clusters en op bedrijven. Het Klimaat- en Tuinbouwakkoord omvat ook de modernisering van het areaal. Een van de meest prominente methodes in het streven naar energiezuinige teeltwijzen staat bekend onder de term Het Nieuwe Telen (hnt). Via hnt willen glastuinders zo energiezuinig mogelijk telen en tegelijk een optimale productie realiseren. Om tot dit resultaat te komen, zijn de in de afgelopen decennia enorm veel onderzoeken uitgevoerd door onder meer Glastuinbouw Nederland en Wageningen Universiteit (wur). Daarnaast ontwikkelden vooraanstaande fabrikanten van kassen en klimaatsystemen in de tuinbouw steeds meer systemen op de principes van hnt. Al dit onderzoek en deze innovaties zorgden niet alleen voor een flinke reducering van het energiegebruik, maar ook voor de beschikbaarheid van veel nieuwe klimaattechnieken op de markt.
(Semi) gesloten kassen
Voor een belangrijk deel zijn de klimaatsystemen die de glastuinbouw gebruikt, specifiek gericht op een optimaal teeltklimaat. Tegelijk ontstaan daarbij meerdere innovaties die ook interessant kunnen zijn voor toepassing in de gebouwde omgeving. Aan de andere kant vertonen de systemen en technieken waarnaar de glastuinbouw zoekt, steeds vaker gelijkenissen met de systemen die in de gebouwde omgeving worden toegepast. Veel meer dan dit 10 jaar geleden nog het geval was. De toepassing van warmtepompen, koelmachines en ontvochtiging begint langzaam maar zeker een vaste plek te krijgen in tuinbouwkassen. Dit komt vooral omdat hnt de glastuinbouw steeds meer stuurt richting het telen in (semi-)gesloten kassen. Dit vergt van telers een andere manier van telen, maar ook een nieuwe kijk op het regelen en beheersen van het klimaat. Parallel daaraan ontstaat nog een hele andere manier van telen, namelijk het fenomeen ‘vertical farming’. Hoewel deze manier van telen in veelal betonnen gebouwen of containers veraf staat van de wijze waarop telers in glazen kassen hun gewassen laten groeien, heeft ook vertical farming een grote invloed op de ontwikkeling van klimaatsystemen. Bij vertical farming is, nog meer dan in kassen, sprake van een hermetisch gesloten teelt waarvoor die telers het klimaat tot op een tiende graad nauwkeurig willen beheersen. In de uitgangspunten van Het Nieuwe Telen en vertical farming draait het om het maximaal optimaliseren van natuurkundige kennis. De moderne teler wil de eenheden temperatuur, vocht, CO2-dosering, licht en donker volledig naar zijn hand kunnen zetten.
Door de samenkomst van verschillende klimaat- en energietechnieken komen technische innovaties in de glastuinbouw in een stroomversnelling
Focus op output
In tegenstelling tot de energiedoelen die onze overheid nastreeft, heeft bijna geen enkele teler als ultiem doel om het energiegebruik zo klein mogelijk te maken. Elke teler kijkt primair naar zijn output; de opbrengst per vierkante meter. Het klimaat in zijn kassen is daarop van grote invloed. In de vorige eeuw kon hij dat klimaat vooral beïnvloeden door verwarming, door een schermdoek te sluiten en door luchtramen te openen als het te warm werd. Het nadeel van luchtramen openen is dat veel energie verloren gaat. Met een gesloten kas – tegenwoordig vaak met dubbel of driedubbel glas – kun je in potentie veel energie besparen, maar tegelijk kan een gesloten kas ten koste gaan van het gewas. Om die reden streven telers steeds meer naar een gelijk klimaat in de hele kas. Voor de realisatie hiervan gebruiken zij steeds geavanceerdere installaties. Het grote voordeel van een kas met een gelijker klimaat is dat je bij een hogere relatieve luchtvochtigheid (rv) veiliger kunt telen en tegelijk je energiegebruik kunt verkleinen. Dit verlaagt ook het risico op condensatie in het gewas, wat in de regel veel teeltproblemen veroorzaakt of kan veroorzaken.
Elke teler kijkt primair naar zijn output; de opbrengst per vierkante meter.
Onderzoek
De wur Glastuinbouw heeft in Bleiswijk speciale kasfaciliteiten waarin ze de vele soorten combinaties van klimaatcondities onderzoekt. Het onderzoek richt zich op veel aspecten, maar bijna altijd staan de effecten en gevolgen voor het gewas centraal. Uiteindelijk is het doel van zowel onderzoekers als telers om vanuit klimaatbeheersing naar teeltsturing te komen. Meten en het toepassen van sensoren is een eerste, hele belangrijke stap. Verschillende leveranciers in deze sector bieden dan ook uitgebreide en geavanceerde klimaatbesturings- en regelsystemen aan. De data die deze systemen opleveren, zijn het startpunt om steeds nauwkeurigere klimaatinstallaties te introduceren. Zo deden al circa 15 jaar geleden de eerste luchtbehandelingskasten hun intrede in de glastuinbouw. Het gebruik van technologie in de glastuinbouw is dus zeker niet iets van vandaag of gisteren. Wel is er op dit moment een samenkomst van verschillende klimaat- en energietechnieken die zorgt dat technische innovaties in de glastuinbouw in een stroomversnelling raken.
Klimaatgelijkheid
De toepassing van recirculatieventilatoren en luchtbehandelingskasten vormen een belangrijke stap om klimaatgelijkheid te realiseren. De meeste kassen hebben een of meerdere scherminstallaties die uitstraling en warmteverlies beperken. De ventilatoren zorgen onder het scherm dat op alle plekken in de kas eenzelfde klimaat heerst. Met de lbk kan de teler ook droge buitenlucht aanvoeren. Hierdoor ontstaat een lichte overdruk waarmee de teler thermische wervels of kouval van boven het scherm kan tegengaan. Toch zullen de meeste telers uiteindelijk hun energiescherm en luchtramen willen openen om het vocht dat de planten produceren, af te voeren. Daarmee gaat natuurlijk ook veel warmte – en dus ook energie – verloren. Vandaar dat, na de klimaatgelijkheid, ook vochtbeheersing steeds belangrijker wordt. Een teler probeert om te beginnen met zijn verwarmingssysteem de verdamping van zijn planten te reguleren. Hij kan de buistemperatuur verlagen, maar hij kan ook met ventilatoren een gerichte luchtbeweging op gang brengen. Als de ‘conventionele’ manieren via buistemperatuur, vochtdoorlatende schermen en luchtramen ontoereikend of ongewenst zijn, dan kunnen telers ook geavanceerdere installaties inzetten. Met de lbk kan hij voorverwarmde, droge lucht aanvoeren, waardoor hij geen ramen hoeft te openen en toch de luchtvochtigheid kan beheersen. Dit kost de teler elektriciteit voor de lbk’s, maar dat weegt ruimschoots op tegen het verlies van energie dat ontstaat door vochtafvoer via de luchtramen.
In 2040 uitsluitend nog duurzame energie
De glastuinbouw in Nederland wil in 2040 100 procent klimaatneutraal zijn. Dat betekent dat het energiegebruik voor de teelt van gewassen in dat jaar er heel anders uitziet dan nu. Nog steeds zal er flink wat energie nodig zijn om de gewassen te laten groeien. Maar de kassen gebruiken dan geen aardgas of andere fossiele brandstoffen voor verwarming, koeling, verneveling of belichting, maar duurzame energiebronnen. De tuinbouw zet vooral in op geothermie (aardwarmte), duurzame elektriciteit, warmte uit biomassa of restwarmte uit de industrie.
Wel moet de overheid de regelgeving en het belastingklimaat in lijn met die ambities brengen. Op dit moment hebben veel glastuinders hun recent geïnstalleerde warmtepompen weer uitgezet en de gasgestookte wkk’s, die in de mottenballen stonden, weer aan gedaan. Dit komt omdat de overheid sinds 1 januari de heffing Opslag Duurzame Energie heeft verhoogd. Daardoor zijn de elektriciteitskosten voor glastuinders zodanig verhoogd, dat het goedkoper is om met gas te verwarmen dan via warmtepompen. En dat, terwijl het voor de vermindering van de CO2-uitstoot juist gunstiger is als tuinders de warmtepompen gebruiken.
Specifiek voor hnt gebruiken telers ook steeds vaker verticaal blazende ventilatoren, bijvoorbeeld van Hinova, die als eerste met verticaal blazende ventilatoren kwam.
Adiabatische koeling
Een volgende stap naar het beheersen van een optimaal binnenklimaat is het actief bevochtigen en koelen van kassen. In veel teelten produceren gewassen veel en meestal ruim voldoende vocht. Maar in sommige perioden in het jaar en in sommige teelten kan de lucht ook te weinig vocht bevatten voor een goed teeltklimaat. In dat geval kan een teler ervoor kiezen met zogeheten hogedruk nevelinstallaties actief te bevochtigen. Deze nevelinstallaties, ook wel fog-systemen genoemd, zijn tevens bruikbaar als ‘koelsysteem’. Volgens het adiabatische koelprincipe kunnen zij met verneveling de kastemperatuur op warme dagen een of enkele graden drukken. Volgens de specialisten bij wur is een hogedruk nevelinstallatie zeker geen actieve koelmethode die de teler kan gebruiken om de temperatuur naar zijn hand te zetten. Telers die dat wel willen, zullen een actief koelsysteem moeten installeren. En dat gebeurt ook, maar alleen als dat in dienst staat van de teelt. Zowel de specialist van wur als de energie- en klimaatspecialist van Glastuinbouw Nederland zien op dit moment geen toename van koelinstallaties, in tegenstelling tot de toename die wel in woning- en utiliteitsgebouwen te zien is. De opwarming van de aarde en de steeds hetere zomers hebben niet die grote invloed op het kasklimaat, zoals ze dat wel hebben in de gebouwde omgeving. De straling van de zon is namelijk niet veel anders dan 20 of 50 jaar geleden. Dus ook de opwarming van kassen in de zomer is nu niet heel anders dan enkele decennia eerder.
Alleen als moet
De klimaatverandering kan wel betekenen dat de warme periodes langer aanhouden dan vroeger. En dat zorgt ervoor dat een teler eerder dan voorheen kan besluiten het klimaat actief te beïnvloeden met technische installaties als hij langer wil kunnen telen. Voor specifieke gewassen, vooral enkele bloemen en planten als rozen en orchideeën, kan koeling essentieel zijn om bijvoorbeeld de bloei te stimuleren of juist af te remmen. Dus als een langere warme periode de ontwikkeling van het gewas belemmert, zal een teler ervoor kiezen om een actieve koelinstallatie aan te schaffen. Maar alleen als de hogere energiekosten opwegen tegen de meeropbrengst van de planten of bloemen die hij kweekt. Een teler zal niet uitsluitend gaan koelen om op de extra warme dagen die door opwarming ontstaan, de warmte in de kas iets te drukken. Daarvoor is koeling te duur en het effect te gering.
Juist in warme klimaatstreken elders in de wereld wordt het Ultra-Clima-kasconcept van Kubo als sterke oplossing gezien.
Slimmer ventileren
Het Nieuwe Telen zorgt er in combinatie met bovenstaande factoren voor dat steeds meer toeleveranciers uiterst geavanceerde klimaatinstallaties aan de tuinbouw leveren. De leveranciers van scherminstallaties innoveren door steeds geavanceerdere doeken toe te passen, die wel of geen licht en vocht doorlaten. Steeds vaker worden ook twee of drie scherminstallaties boven elkaar gemonteerd, zodat de teler kan kiezen welk scherm voor zijn klimaat op dat moment nodig is. Ook de recirculatieventilatoren zijn steeds intelligenter en innovatiever. Specifiek voor hnt gebruiken telers behalve de horizontaal blazende ventilatoren ook steeds vaker verticaal blazende ventilatoren. Leveranciers als Hinova, die als eerste hiermee kwam, maar ook Vostermans Ventilation, Van der Ende Groep en Nivola verkopen verticale ventilatoren omdat deze voor specifieke toepassingen erg belangrijk zijn. Bijvoorbeeld om koude en droge buitenlucht van boven het scherm in de kas te brengen.
Geavanceerd conditioneren
Een groeiend aantal kwekers wil nog nauwkeuriger hun klimaat regelen, en kiest voor hnt met luchtbehandelingskasten. Een van de koplopers en innovators op dit gebied is Technokas. Deze specialist in ‘smart greenhouses’ ontwierp en installeerde 15 jaar geleden al een eerste systeem voor hnt met luchtbehandelingskasten. In de jaren hierna implementeerde Technokas tientallen van deze systemen – meer en minder geavanceerd – bij telers in heel Nederland. In de beginjaren vooral in de sierteelt, maar inmiddels hebben ook tomatentelers, mede op basis van onderzoeksresultaten van wur, de voordelen van de luchtbehandelingskast ontdekt. Vaak gaat het om geconditioneerde lucht; droge buitenlucht eventueel met voorverwarmde of zelfs actief gekoelde lucht. De luchtbehandelingskasten blazen deze geconditioneerde lucht, vaak via kunststof slurven, op lage snelheden de kas in.
De straling van de zon is niet veel anders dan 20 jaar geleden - wel houden warme periodes langer aan
In kassen én in teeltflats
Naast Technokas heeft ook Kubo een eigen systeem voor actieve klimatisering ontwikkeld, het Ultra-Clima-kasconcept. Dit is meer dan een klimaatsysteem, omdat het een concept is voor een totale kas waarin de geconditioneerde lucht vanuit slurven onder in de kas tussen het gewas wordt geblazen. Juist in warme klimaatstreken elders in de wereld wordt het Ultra-Clima-kasconcept als sterke oplossing gezien. Telers kunnen namelijk het binnenklimaat volledig naar de hand kan zetten, ongeacht het warme buitenklimaat. En met de introductie van het afgeleide Urban-Clima-concept laat een ontwikkelaar als Kubo zien dat zij ook de kansen pakt die zich in gebouwde omgeving aandienen. Urban-Clima is in tegenstelling tot Ultra-Clima specifiek bedoeld voor urban farming. Ook de gerenommeerde kassenbouwer Dalsem heeft met zijn X-Air-systeem een geavanceerd klimaatsysteem geïntroduceerd waarmee de teler in semi-gesloten kassen het klimaat tot op zeer grote hoogte naar zijn hand kan zetten. Een andere innovator is Certhon, die enerzijds zeer actief is in vertical farming, maar ook voor kassen een effectief en actief koelsysteem levert met hun jsk cooling. De jsk-koelinstallatie zorgt dat de teler zowel bovenlangs als onderlangs zijn teelttafels met planten actief kan koelen. Bovendien kan de installatie de kas ook met laagwaardige warmte verwarmen. Volgens Certhon is het systeem vooral bruikbaar en geschikt in hoogwaardige teelten als orchideeën, rozen en medicinale cannabis.
Tekst: Rob van Mil, freelance publicist.
Fotografie: Industrie