Hoe de Nederlandse glastuinbouw systeeminnovatie aanjaagt

Discussies over het tegengaan van klimaatverandering richten zich vaak op afzonderlijke oplossingen, zoals CO₂-afvang bij industriële puntbronnen, het vervangen van gasketels door warmtepompen, de inzet van elektrische voertuigen of de installatie van windturbines. Om industriële sectoren echter vergaand te verduurzamen, is bredere systeeminnovatie nodig.

Een duidelijk voorbeeld van zo’n systeem transformatie vindt plaats in Nederland, waar de professionele glastuinbouw haar relatie met zowel de CO₂-voorziening als het nationale elektriciteitsnet opnieuw vormgeeft.

De kwetsbaarheid van de CO₂-voorziening in de Nederlandse glastuinbouw

Nederlandse kassen produceren een aanzienlijk deel van het verse voedsel in Europa, maar hun hoge opbrengsten zijn sterk afhankelijk van CO₂-dosering. Door extra CO₂ aan de lucht in de kas toe te voegen, wordt de fotosynthese van planten gestimuleerd, waardoor gewasopbrengsten met ongeveer 30% kunnen toenemen.

Traditioneel verkrijgen telers de benodigde CO₂ voornamelijk via twee fossiel gebaseerde routes:

• Levering van industriële reststromen: CO₂ die wordt afgevangen bij industriële processen wordt al gas via pijpleidingen, zoals de OCAP-infrastructuur, of vloeibaar per vrachtwagen naar glastuinbouwbedrijven vervoerd.

• Warmtekrachtkoppeling op locatie: Warmtekrachtkoppelingen (WKK’s) verbranden aardgas om tegelijkertijd warmte, elektriciteit en CO₂ voor de kas te produceren.

Binnen deze traditionele modellen is CO₂-gebruik in feite een uitgestelde emissie. Hoewel de CO₂ tijdelijk door planten wordt opgenomen en in biomassa wordt vastgelegd, komt deze gedurende de levenscyclus en consumptie van het gewas uiteindelijk weer in de atmosfeer terecht. De CO₂ is bovendien meestal nodig in het voorjaar of zomer, waardoor de ramen van de kas openstaan voor ventilatie, en 60 tot 80% van de gedoseerde CO₂ door de open ramen verdwijnt.

Dit traditionele voorziening model staat echter onder toenemende structurele druk. Volgens een convenant tussen overheid en de sector heeft de Nederlandse glastuinbouw zich gecommitteerd aan een vermindering van het fossiele energiegebruik met 50% in 2030 en volledig fossielvrije productie in 2040.

Tegelijkertijd worden industriële CO₂-stromen steeds vaker ingezet voor permanente geologische opslag om uitgestelde emissies te voorkomen, bijvoorbeeld via het Porthos-project voor Carbon Capture and Storage (CCS) in de Noordzee. Hierdoor neemt het beschikbare volume commerciële CO₂ voor glastuinbouwbedrijven af.

Van lineaire CO₂-voorziening naar circulair koolstofbeheer

Om zich voor te bereiden op de afbouw van industriële CO₂-bronnen, kijken Nederlandse telers steeds vaker naar gedecentraliseerde Direct Air Capture-systemen (DAC).

Een van de bedrijven die deze CO₂ transitie ondersteunt, is Skytree. Het Amsterdamse bedrijf, ontstaan als spin-off van de European Space Agency (ESA), ontwikkelt modulaire DAC-systemen die direct bij glastuinbouwbedrijven kunnen worden ingezet.

De modulaire DAC-systemen van Skytree halen CO₂ rechtstreeks uit de omgevingslucht op locatie en maken daarmee een lokale en circulaire CO₂-kringloop mogelijk.

In tegenstelling tot CO₂ uit industriële reststromen maakt lokale afvang uit de buitenlucht de glastuinbouw minder afhankelijk van zware industrie en de verbranding van fossiele brandstoffen. Omdat de DAC CO₂ voor gewas bemesting oorspronkelijk uit de atmosfeer wordt gehaald, leidt het later vrijkomen ervan weer naar de atmosfeer tot een netto-neutrale koolstofcyclus, in plaats van tot de toevoeging van nieuwe fossiele koolstof.

DAC integreren in seizoensgebonden netbalancering en negatieve emissies mogelijk maken

Naast circulair CO₂-gebruik kan de integratie van modulaire DAC-systemen in de glastuinbouw ook een route naar negatieve emissies creëren en tegelijkertijd extra flexibiliteit bieden aan het regionale energiesysteem.

In plaats van als statische elektriciteitsverbruikers te functioneren, kunnen DAC-systemen op locatie hun bedrijfsvoering aanpassen aan verschillen in de beschikbaarheid van hernieuwbare elektriciteit, de seizoensgebonden CO₂-vraag vanuit de kas en mogelijkheden voor koolstofopslag.

In de zomer zorgen hogere lichtniveaus en sterkere gewasgroei doorgaans voor een hogere CO₂-vraag in de kas. DAC-systemen kunnen in deze periode op hogere capaciteit draaien en rechtstreeks atmosferische CO₂ aan de gewassen leveren. Tegelijkertijd kunnen deze installaties flexibel worden ingezet als door extra hernieuwbare elektriciteit af te nemen tijdens perioden van hoge elektriciteitsproductie in tijden van veel zon en wind. Daarmee kunnen de DAC installaties bijdragen aan het stabiliseren van lokale elektriciteitsnetten, het beperken van negatieve elektriciteitsprijzen en het leveren van fossielvrije CO₂ op momenten waarop gewassen die het meest nodig hebben.

In de winter daalt de CO₂-vraag in kassen doorgaans doordat lagere lichtniveaus de gewasactiviteit en ventilatiebehoefte verminderen. Vaak is er zelfs helemaal geen CO₂ meer nodig. In plaats van DAC-installaties gedurende deze periode stil te zetten, kunnen ze CO₂ uit de omgevingslucht blijven afvangen. Wanneer geschikte transport- en opslaginfrastructuur beschikbaar is, kan deze afgevangen CO₂ vervolgens worden afgevoerd naar locaties voor permanente geologische opslag, zoals Porthos. Hierdoor kan dezelfde DAC infrastructuur naast fossielvrije voedselproductie ook bijdragen aan negatieve emissies.

Dit seizoensgebonden dual-use-model maakt het mogelijk om dezelfde DAC-infrastructuur voor twee complementaire toepassingen te gebruiken: het leveren van fossielvrije CO₂ aan de glastuinbouw wanneer de gewasvraag hoog is, en het realiseren van duurzame koolstofverwijdering wanneer de vraag naar CO₂ lager is.

Op deze manier kan DAC in de glastuinbouw zich ontwikkelen van een oplossing voor circulaire CO₂-voorziening tot een gedistribueerd platform voor zowel energieflexibiliteit als negatieve emissies.

Beleidskaders en kapitaal voor grootschalige uitrol

Het opschalen van gedecentraliseerde DAC-technologie en infrastructuur voor negatieve emissies binnen hoogwaardige glastuinbouw regio’s vereist goed op elkaar afgestemde financiële en regelgevende kaders.

Nederland beschikt over een sterke institutionele basis, met samenwerkende publieke partijen, ontwikkelde tuinbouwclusters en goed georganiseerde telerscoöperaties. Toch blijven de kapitaalvereisten voor de opschaling van hardware-intensieve klimaattechnologie aanzienlijk.

Publieke financieringsinstrumenten, zoals de Nederlandse SDE++-regeling voor de Stimulering Duurzame Energieproductie en Klimaattransitie, kunnen hierbij een belangrijke overbruggingsfunctie vervullen. Door investeringsrisico’s te verlagen en de economische haalbaarheid van eerste commerciële projecten te verbeteren, kunnen dergelijke subsidies vroege marktintroducties versnellen.

Op termijn kan een combinatie van exploitatie subsidies,  financiering van koolstof verwijdering, betrouwbare standaarden voor koolstof boekhouding en toegang tot transport- en permanente opslaginfrastructuur een aanvullende inkomstenstroom creëren voor telers en DAC-exploitanten. Dit versterkt de businesscase voor jaarrond gebruik van DAC-installaties en kan de glastuinbouwsector in staat stellen rechtstreeks bij te dragen aan nationale en Europese klimaatdoelstellingen door middel van verifieerbare negatieve emissies.

Het ondersteunen van dergelijke geïntegreerde systemen gaat daarmee verder dan alleen het verduurzamen van de CO₂-voorziening in de glastuinbouw. Het kan bijdragen aan de ontwikkeling van een schaalbaar regionaal CDR-ecosysteem dat voedselzekerheid ondersteunt, het gebruik van hernieuwbare energie en infrastructuur optimaliseert en glastuinbouwclusters kan transformeren tot gedistribueerde knooppunten voor het verwijderen van CO₂ uit de atmosfeer.