Ontvochtigen nuttig bij besparen energie

Verschillende (teelt)technische maatregelen kunnen bijdragen aan het terugdringen van de hoeveelheid fossiele brandstoffen in de glastuinbouw. Naast goede kasisolatie hoort onder andere actieve ontvochtiging met warmteterugwinning tot de te overwegen investeringen.

De doelstellingen om als glastuinbouw klimaatneutraal te worden, vragen maatregelen om energie te besparen en minder afhankelijk te worden van aardgas. Alle fiscale maatregelen die toepassing van een wkk met fossiele brandstoffen fors duurder gaan maken, stimuleren ook stappen in die richting. Al zijn erg zware investeringen nodig om nu al volledig fossielvrij te kunnen telen.

Een investering in actieve ontvochtiging wordt regelmatig als goede volgende stap benoemd voor veel gewassen, zo blijkt tijdens een door Glastuinbouw Nederland georganiseerd EnergiekEvent in de Brightland Campus in Venlo. Dit event vond plaats binnen het programma Kas als Energiebron.

Geïnvesteerd in drievoudige schermdoeken

Als gevolg van hoge gasprijzen is er versneld meer aandacht gekomen voor het intensiveren van de mate van kasisolatie. Onder andere is en wordt er volop geïnvesteerd in dubbele en soms zelfs drievoudige schermdoeken. Dit verhoogt de behoefte aan meer ontvochtiging. Want te hoge vochtniveaus kunnen problemen veroorzaken met schimmelproblemen, guttatie, en de aanvoer en verdeling van nutriënten.

Actief ontvochtigen kan de warmtevraag flink reduceren.

Hoge vochtniveaus worden voornamelijk veroorzaakt door de vochtproductie van het gewas. De benodigde vochtafvoer, als gevolg van verdamping, zorgt ervoor dat de warmtevraag bijna een factor vier groter is dan wat het op temperatuur houden van een lege kas zou vragen. In een conventionele teeltwijze vraagt het warm houden van een vierkante meter leegstaande kas zo’n 9 kuub gas volgens een voorbeeld met een rekenmodel, terwijl in een kas met daarin een tomatenteelt ongeveer 35 kuub per vierkante meter nodig is. Met actieve ontvochtiging valt dit gasgebruik terug te dringen naar 16 kuub. Vanwege het gebruik van een warmtepomp stijgt het elektriciteitsgebruik dan wel van 2 naar 45 kWh. Maar in zijn totaliteit dringt dit de CO₂-uitstoot wel terug van 64 naar 41 kilo per vierkante meter.

Verdamping kan flink gereduceerd worden door onder een hoge RV te telen. Meer vocht in de kas tolereren, maakt dus dat er minder gelucht hoeft te worden. Dit bespaart energie, en houdt CO₂ langer in de kas. Het RV-setpoint verhogen, heeft een aanzienlijk effect op de energiebesparing. Een verhoging van de instelling van 85% naar 90% zorgt bijvoorbeeld dat er al 30% minder gas nodig is. Voorwaarde is dan wel dat er voldoende luchtbeweging plaatsvindt, en dat het kasklimaat homogeen is. Zodat er geen risico’s kunnen ontstaan voor natslag, en als gevolg daarvan schimmelziektes, in koudere hoeken van de kas.

Ontvochtigingssystemen

Er zijn diverse mogelijkheden om te ontvochtigen, als alternatief voor het afluchten via de luchtramen. In dat laatste geval verdwijnt latente warmte in het vocht mee naar buiten. Geforceerde ventilatie met binnengehaalde drogere buitenlucht geeft een meer gecontroleerde vochtbeheersing dan via schermkieren en het openzetten van de luchtramen. Dit zorgt voor een homogener klimaat, zodat makkelijker energiebesparende hogere RV-setpoints aan te houden zijn.

Deze geforceerde ventilatie is ook te combineren met warmteterugwinning. Dit is vaak geen echt heel goede investering. Er is extra investering nodig in warmtewisselaars, en de ventilatoren hebben elektriciteit nodig. Terwijl er koude buitenlucht naar binnen gehaald wordt, waardoor de totale energiebesparing die er tegenover staat slechts beperkt is.

Gunstiger is mechanische ontvochtiging via een warmtepomp-systeem, waarbij alle latente warmte uit het vocht wordt omgezet in voelbare warmte die terugkomt in de kas, en dus weer ten goede komt aan de teelt. Dankzij die warmteoogst blijft daarnaast CO₂ langer in de kas.

Hygroscopische ontvochtiging met zouten is een variant op mechanisch met een warmtepomp. Tot nu toe is deze techniek echter nog te complex en te duur gebleken voor praktijktoepassingen. Vooral bij gewassen die bij lage temperatuur geteeld worden, waardoor lucht relatief weinig energie in vocht bevat, zou hygroscopische ontvochtiging voordelen kunnen bieden.

Bij systemen met lokale ontvochtigers in de kas wordt de opgewarmde lucht bijna altijd direct terug de kas ingeblazen. In vruchtgroenteteelten wordt meestal gebruikgemaakt van een systeem met luchtbehandelingskasten en luchtslurven, om de ingeblazen lucht homogeen over de ruimte te verdelen.

Positie luchtslurven

Onderzoekers zijn het er nog niet over eens wat in een hoog opgaand vruchtgroentegewas de beste positie is voor deze luchtslurven. Bovenin de kas verdeelt de lucht zich het snelst en meest ongestoord. En juist bij de actieve jonge plantdelen bij de kop van de kas is het logisch om daar de verdamping het meest te willen stimuleren.

In periodes van het jaar dat veel wordt gelucht, gaat de ingeblazen droge lucht daar bovenin de kas echter sneller weer verloren naar buiten. Verder leveren de slurven boven het gewas lichtverlies op, wat de fotosynthese beperkt. Maar met om de 40 meter een slurf valt dat toch nog wel mee, en zal het lichtverlies volgens onderzoekers onder een procent blijven.

Met luchtslurven onder de teeltgoten speelt dit lichtverlies niet. Ook komt de drogere warme lucht in de buurt van de afrijpende trossen beschikbaar, wat de kans op condensvorming bij de vruchten verkleint. Maar het opgaande gewas zorgt daarentegen wel voor muren die een vlotte luchtbeweging en -verdeling bemoeilijken.

In een WUR-monitoringproject bij vier tomatenteeltbedrijven werd verwacht dat de drie telers met luchtslurven bovenin de beste resultaten zouden behalen. Maar de onderzoekers zagen dat de teler met de slurven onderin toch ook goede resultaten boekte.

Isolerend kasdek

Het kasdek op zich kan ook een bijdrage leveren aan energiebesparing. Technische berekeningen hebben bijvoorbeeld aangetoond dat een asymmetrisch kasdek, bijvoorbeeld met een zaagtandconstructie en met de juiste dekhelling, meer licht binnenlaat. Maar bouwtechnisch is zo’n constructie veel lastiger. De vertrouwde Venlo-kas lijkt voorlopig dus nog de beste optie te blijven.

Het kasdek beter isoleren, bespaart energie. Met dubbel glas zijn goede onderzoeksresultaten behaald op energetisch gebied. Er was tot ongeveer 70% minder warmte in de teelt nodig met een gelijkwaardige productie. Nadeel is dat sneeuw niet meer van het dek afgestookt kan worden, vanwege de hoge isolatiewaarde, wat constructie-technisch ongewenst is voor de sneeuwbelasting. Een hoge mate van isolatie beperken tot de goot is ook geen goede oplossing, omdat dit snel een vochtprobleem creëert, met afdruipend condens.

Er zijn slechts heel beperkt nieuwe materialen en coatings in ontwikkeling die de licht- en warmtedoorlatendheid beter kunnen controleren dan huidige glassoorten, waarbij het al gauw vijf tot tien jaar duurt voordat een prototype materiaal uit een laboratorium praktijkwaardig is. Vaak functioneren zulke speciale coatings ook nog eens het best onder droge omstandigheden, terwijl dat bij een tuinbouwtoepassing in het kasdek vaak juist niet het geval is. En het glasareaal is zo marginaal in verhouding tot toepassingen in de utiliteitsbouw en automotive industrie, dat toeleveranciers weinig geneigd zullen zijn om specifiek voor de glastuinbouw een materiaal te ontwikkelen dat een bepaalde glaseigenschap optimaliseert zonder dat dit ten koste gaat van andere benodigde eigenschappen voor teeltdoeleinden. Verder zal het heel lastig zijn om prijstechnisch te gaan concurreren met relatief goedkope alternatieven, zoals schermdoeken en tijdelijke coatings.

Veelbelovende vernieuwing: laag-emissie glas

Een recente, veelbelovende vernieuwing is laag-emissie glas (low-ɛ), dat stralingsverliezen door het glas heen richting hemel vermindert. In proeven leverde dit meer dan 20% besparing in warmtegebruik op, waarbij er in de zomer amper buisvraag meer is. Zo’n reductie biedt extra kansen om een warmtepomp effectief in te gaan zetten. In een lopende energieproef bij Delphy in aubergine is het low-ɛ glas ook toegepast. Daar lag de cumulatieve warmtevraag tot en met week 37 op 16,92 kuub gas per vierkante meter. Via actieve ontvochtiging kon 0,02 kuub aardgasequivalenten per vierkante meter per dag teruggewonnen worden, goed voor ongeveer 40% van de totale energie ten opzichte van een praktijkbedrijf.

Het sterker vasthouden van warmte in de kas zou in de zomerperiode juist nadelig kunnen zijn, maar dat nadeel is te overzien. Over de tien heetste dagen veroorzaakte het in een proef slechts 0,2 graden kastemperatuurverhoging ten opzichte van een referentieafdeling met standaard glas. Er is echter nu nog niet bekend of er bij zo’n emissiecoating materiaaltechnische degradatie in de tijd kan gaan plaatsvinden, bijvoorbeeld doordat het gaat corroderen.

Met de komst van extremer weer, door klimaatverandering, is bij kasdek-keuzes extra aandacht nodig voor veiligheid. Bijvoorbeeld door toepassing van gehard of gelamineerd glas. Dit heeft helaas een negatief effect op de lichttransmissie.