Gaan fotonische chips boeren helpen met hun stikstofuitstoot?

Fotonische chiptechnologie moet het mogelijk maken om continu – en op een betaalbare en betrouwbare manier – stikstofconcentraties te meten. Boeren zullen daarmee grip krijgen op de stikstofuitstoot op hun bedrijf en kunnen daarmee sturen op de hoeveelheid uitstoot.

Dat stelt OnePlanet Research Center, een samenwerking van Wageningen University & Research, Radboud University, Radboudumc en imec.

Doelsturing is een veelbesproken methode in het stikstofdebat. In plaats van het middel voor te schrijven om een lagere uitstoot te bereiken, wordt een maximale uitstoot als doel gesteld en mag de ondernemer zelf bepalen hoe hij of zij dat behaalt. Het stelt boeren in staat om hun vakmanschap ten volle te benutten. Sensorsystemen die continu meten, geven boeren direct inzicht in hun uitstoot. Ze laten zien of bepaalde aanpassingen en/of maatregelen een effect hebben. En daarop kunnen ze bijsturen.

Meetsystemen ontbreken

Tot op heden zijn er volgens de onderzoekers echter nog geen betaalbare en betrouwbare meetsystemen om dat voor de verschillende soorten stallen mogelijk te maken. Met name voor open stallen, waar de te meten concentraties lager zijn, is dit een uitdaging.

Doelsturing op basis van fotonische chips

Op basis van de nieuwste fotonische chiptechnologie van onderzoekscentrum imec, ontwikkelt OnePlanet, met steun van het Nationaal Groeifonds PhotonDelta en provincie Gelderland, sensorsystemen om lage concentraties stikstof betrouwbaar te meten. De meeste referentieapparatuur is ook fotonisch, maar te kostbaar en te groot om in elke stal of op elk boerenerf in te zetten. Door miniaturisatie op chip kan OnePlanet deze technologie betaalbaar en schaalbaar te maken.

Meer dan stikstof meten alleen

Een eerste proef in De Marke (proefboerderij van WUR), heeft de potentie van de technologie al laten zien voor het meten van stikstof (ammoniak) en broeikasgas (methaan). Technisch is het mogelijk om binnen nu en twee 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.

Schoof?

42% van de stikstofgevoelige natuur in Nederland ligt in Gelderland.Het onderzoek is dan ook in deze provincie gestart. Mede dankzij de steun van de provincie Gelderland heeft OnePlanet de afgelopen jaren veel kunnen investeren in het onderzoek naar de toepassing van deze fotonische sensoren voor de landbouwsector. Gelderland was de eerste provincie die investeerde in verbeterde meetsystemen om zo bij te dragen aan de oplossing voor het stikstofvraagstuk.

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. 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. ”