NieuweTelenTulp
Energiezuinige teeltconcepten voor de broei van tulpen
Inleiding Circa 650 bedrijven broeien jaarlijks meer dan twee miljard tulpen. Het gasverbruik hierbij is circa dertig miljoen m3. Voor de tuinbouw is het van groot belang om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verkleinen. In navolging van andere grote teelten onder glas is nu ook voor de tulpen Het Nieuwe Telen opgepakt. Na een brainstormsessie met onder andere broeiers, onderzoekers, installateurs en andere betrokkenen is door DLV Plant een aantal direct toepasbare opties verder uitgewerkt. Hierbij is als referentie een ‘standaardbedrijf’ gebruikt. De energiebesparingsopties die op korte termijn energie besparen zijn uitgewerkt en staan in de volgende tabel. Opties
Verwachte besparing
Alleen circulatie in de kas maximaal
10%
Mechanische ventilatie en circulatie
10 tot 15%
Extra scherm
13%
Mechanische circulatie en ventilatie met extra scherm
30%
Teelt in meerdere lagen
30 tot 40%
Temperatuurintegratie
6 à 7%
Gebruik van dubbel glas
25%
Gebruik van snel groeiende cultivars
tot 12%
Tabel 1: Energiebesparingsopties op de korte termijn
Optellen van de verschillende combinaties bij elkaar kan niet zomaar. Vaak zullen de verschillende opties in combinatie ingezet worden, waarbij de uiteindelijke energiebesparing niet één op één gelijk is aan de som van de energiebesparing van de afzonderlijke opties. De principes van Het Nieuwe Telen bieden mogelijkheden om 50% tot 60% energiebesparing te realiseren met behoud van productie en kwaliteit.
Het referentiebedrijf Voor het referentiebedrijf is uitgegaan van een standaardteelt bestaande uit teelt op stilstaand water, éénlaagsteelt met een oppervlakte van 5.000 m2 en een teelt
NieuweTelenTulp van ongeveer tien miljoen stuks op jaarbasis. De teelt vindt plaats op prikbakken die op rolcontainers worden geplaatst. Bij het oogsten leggen degenen die oogsten de bloemen op een oogstband, waarna de bloemen naar een ontboller en een boslijn gaan. Het bossen gebeurt handmatig. Voor het energieverbruik van het referentiebedrijf is gekeken naar het energieverbruik van vergelijkbare bedrijven met een automatisch systeem met rolcontainers. Het energieverbruik voor tien miljoen tulpen komt uit op 135.000 m3 gas (incl. verwarming werkruimte) en 230.000 kWh elektra, inclusief preparatie en beworteling. Het elektraverbruik tijdens de broeiperiode voor het “kasgebeuren”, dat wil zeggen het verbruik in het ketelhuis, pompen, ventilatoren in de kas, werkverlichting en dergelijke, schatten we op 30.000 kWh. Hierbij laten we de energie voor het automatisch rolcontainersysteem buiten beschouwing.
Alleen circulatie in de kas
Mechanische circulatie en ventilatie
Dit gebeurt door de lucht van boven in de kas naar beneden te brengen met behulp van ventilatoren en (soms) luchtslurven. Hiervan is vooral een betere luchtverdeling te verwachten en een beter klimaat rond de tulpenbloemen, maar een beperkte daling van het energieverbruik. Op basis van gegevens uit andere teelten wordt geschat dat op deze wijze een energiebesparing is te bereiken van maximaal 10%. Er zijn geen gegevens voorradig van proeven waarbij alleen een besparing door circulatie in de kas is opgenomen. Bij het gebruik van Nivolatoren (ventilatoren, die bovenin de kas hangen en de lucht van boven naar beneden blazen) bij de teelt van gerbera (Het Nieuwe Telen Gerbera) blijkt, dat deze ventilatoren zorgen voor circulatie van de binnenlucht. Ze geven wel luchtbeweging boven het gewas, maar geen luchtbeweging in/door of onder het gewas. Aparte berekeningen hiervan zijn niet beschikbaar, omdat in proeven deze ventilatoren steeds in combinatie met buitenluchtaanzuiging en het meer gesloten houden van één of twee schermen zijn gebruikt.
Om de luchtvochtigheid beter te kunnen regelen is het toepassen van klimaatkasten met luchtslurven een goede optie. Hierbij kan gekozen worden voor een interne luchtbeweging, gecombineerd met uitwisseling met buitenlucht. Door het inbrengen van buitenlucht kan de RV in de kas beter worden geregeld. Buitenlucht bevat altijd minder vocht dan kaslucht, ook op het moment dat het regent of mistig is. De absolute luchtvochtigheid is kleiner voor buitenlucht waardoor luchtuitwisseling met kaslucht altijd zorgt voor een netto vochtafvoer.
Twee schermen in plaats van één scherm
In de maanden december en januari zijn de mogelijkheden beperkt. Gemiddeld over een proefperiode van drie jaren werd een besparing van 1% tot respectievelijk 3% verkregen. Dit is echter wel een besparing in de maanden dat het meeste gas wordt verbruikt. De besparing hangt voornamelijk af van het aantal zonnige dagen. Dit aantal is beperkt in deze twee maanden.
Er zijn gegevens bekend uit andere teelten in het kader van het Nieuwe Telen. Indien deze gegevens van teelten met vergelijkbare temperaturen en vochtproductie worden vergeleken met de broei van tulpen dan blijkt dat met het gebruik van twee in plaats van één scherm een besparing van 10 tot 15% mogelijk moet zijn. In de teelt van tomaten is een proef geweest met een hoogisolerend scherm. De besparing was 4,4 m3 aardgas op jaarbasis. Uitgaande van een verbruik van 35,5 m3/m2 van het standaardbedrijf is de besparing 13%.
Temperatuurintegratie Het toepassen van temperatuurintegratie wil zeggen dat er een gemiddelde kastemperatuur wordt ingesteld met een bandbreedte van 8°C. Hiervan kan nuttig gebruik gemaakt worden door de kastemperatuur wat op te laten lopen als de zon schijnt en de temperatuur iets te laten zakken als er minder instraling is (bijvoorbeeld ’s nachts). Vooral bolbloemen beschikken over een grote tolerantie betreffende schommelingen van temperatuur. Van deze eigenschap kan gebruik worden gemaakt om energie te besparen. Uit proeven blijkt dat bij een bandbreedte van 8°C, dat wil zeggen + 4°C overdag en - 4°C ’s nachts ten aanzien van de ingestelde temperatuur, de tulp niets aan kwaliteit hoeft prijs te geven. Soms werd zelfs een positief effect verkregen met betrekking tot gewicht of lengte. De tulp leent zich daarom prima voor energiebesparing door 24-uurs temperatuurintegratie.
Praktijk Bij drie broeierijbedrijven is in de praktijk het systeem luchtbehandeling en luchtverdeling onderzocht op energiebesparing. Daarbij is in kaart gebracht wat het energieverbruik bij mechanisch ontvochtigen is. Op de broeibedrijven wordt mechanisch ontvochtigd door middel van luchtbehandelingskasten (LBK) die zorgen voor ventilatie, circulatie en opwarming van buiten- en kaslucht. De bedrijven telen op meerdere
In de maanden erna neemt het aantal zonnige dagen toe. De energiebesparing in de maanden februari, maart en april bedraagt respectievelijk 6, 12 en 29%. Natuurlijk wordt ook de input van energie door (gas)verwarming in deze maanden steeds minder. Gemiddeld over een geheel broeiseizoen van december tot en met april bedraagt de besparing 6 à 7%. Afhankelijk van het aantal zonnige dagen kan dit hoger of lager uitvallen.
lagen (twee of drie). Om het energieverbruik van het ontvochtigingssysteem te kunnen inschatten is de luchtsnelheid door de verschillende slurven gemeten.
Conclusies uit de metingen: • Het is nodig op iedere laag slurven aan te brengen en te ontvochtigen • Luchtsnelheid neemt af evenredig met de afstand • Uit alle gaatjes komt dus evenveel lucht • Droge lucht wordt dus goed verdeeld • Luchttemperatuur in de slurf neemt naar het einde toe af • Warmte wordt dus niet goed over de kas verdeeld • Het energieverbruik voor ontvochtigen verschilt sterk per bedrijf. • Het ontvochtigingssysteem zorgt wel voor energiebesparing doordat de kas vaker gesloten kan blijven Energie (eenheid)
m3 gas
m3 gas/ m2 teeltopp.
m3 gas/m2 kas
m3 gas/ steel
Energie voor ontvochtiging
12.911
3,8
11,4
0,001519
Energie voor kasluchtcirculatie
3.126
0,9
2,8
0,000368
Totaal benodigde energie
16.037
4,7
14,2
0,001887
Het inpassen van meerdere teeltlagen Bij het inpassen van een tweede (of derde) teeltlaag is energiebesparing per geproduceerde tulpenbloem mogelijk. In de praktijk bestaat hiervoor al grote interesse en hebben vele telers inmiddels twee of zelfs nog meer teeltlagen. Bij het inpassen van een tweede of derde teeltlaag is belichting van de onderste teeltlaag (lagen) nodig. Een besparing van het energieverbruik in de kas per geproduceerde bloem van 40 tot 50% is te realiseren.
Tabel 2: (Thermische) Energievraag voor ontvochtiging en opwarming kaslucht voor circulatie van één praktijkbedrijf Bron: WUR/PPO
Alternatieven voor standaard enkel glas Momenteel wordt 99% van de tulpen gebroeid onder enkel glas. Daarnaast zijn er enkele bedrijven die broeien onder kunstlicht in een schuur, cel of zelfs een oude stal. Dit neemt echter snel af. De luchtvochtigheid tijdens de broei van tulp is vaak een reden dat veel wordt gelucht. Hierbij gaat veel warmte verloren. Door het toepassen van een verbeterd kasdek met behulp van dubbel glas en/of coatings kan energie worden bespaard, doordat de isolatiewaarde wordt verhoogd en/of doordat meer instraling plaatsvindt. Indien de kas wordt voorzien van horizontale ventilatie met mogelijkheid tot ontvochtiging zal het rendement van dubbel glas toenemen.
Dubbel glas Sinds enkele jaren is een nieuw type dubbel glas ontwikkeld met een goede lichttransmissie. Voordelen: • energiebesparing (isolatiewaarden mogelijk: U = 1,3 WK/ m2 tot U = 3,0 WK/m2) • geen condensatie tegen het glas • grotere glasvlakken zijn mogelijk Nadelen: • hoger gewicht dan enkel glas • hogere vochtigheid in de kas-ontvochtiging nodig • prijs • bij grotere glasoppervlakten een moeilijkere plaatsing • sneeuwproblematiek: sneeuw smelt niet standaard af
Dubbel glas is momenteel beschikbaar met een lichttransmissie (PAR) van 89% en 92%. Met deze waarden heeft dubbel glas geen verlies aan licht meer ten opzichte van standaard enkel glas. Of het glas op eenzelfde kasdek als voor enkel glas kan, hangt af van de sterkte van de constructie en de maximale dikte dat het glas mag hebben.
Het telen van snellere cultivars Een ondernemer kan ook op eenvoudige wijze energie besparen door cultivars te telen met een korte trekduur.
Toename
Normaal
Afname
Toe / Afname
Kasdagen
Energiebesparing
3
27
-12,5%
2
26
-8,3%
1
25
-4,2%
0
24
0,0%
1
23
4,2%
2
22
8,3%
3
21
12,5%
Tabel 4: Energiebesparing bij meer of minder kasdagen
In tabel 4 staat de energiebesparing of toename weergegeven indien een broeier cultivars gaat broeien met een kortere of langere trekduur. Door bijvoorbeeld cultivars te telen die drie dagen sneller zijn kan grofweg 12% aan energie worden bespaard. De energiebesparing is gebaseerd op het standaardbedrijf.
De voordelen van meerlagenbroei • Hogere benuttingsgraad kas (tot 300-400%) • Hogere energie-efficiëntie (40 à 50% minder energie per bos) • Lagere kostprijs • Productie-uitbreiding zonder uitbreiding kasoppervlak Op een tiental broeierijbedrijven met meerlagenteelt is in de afgelopen jaren het onderzoek ‘Meerlagenteelt in de praktijk’ uitgevoerd door PPO. Op deze bedrijven is aan de hand van het Tabel 3: details van de zes bedrijven - Bron: WUR/PPO energieverbruik de energie-efficiëntie en de energiebesparing berekend. Op de bedrijven zijn besparingen gerealiseerd die De onderzochte bedrijven hadden een grote diversiteit aan oplopen tot 60%. meerlagensystemen en gebruikte apparatuur.
Energie (MJouels) per 1000 stelen
Van zes bedrijven met meerlagenteelt is door PPO in 2012 het energieverbruik in de kas (kasverwarming en belichting) berekend per 1000 stelen. 800
elektra (MJ/1000 stelen)
700
gas (MJ/1000 stelen)
600 500
158
400
200
58
38
60
100
190
220
212
Bedrijf 8
Bedrijf 6
300% 63%
0
668
44
300
383
285
298
Bedrijf 1
0 Bedrijf 2
Bedrijf 9
Bedrijf 4
Sector
139%
200%
165%
149%
200%
gemiddelde
61%
59%
57%
49%
19%
0%
Figuur 1: Energieverbruik 6 bedrijven per 1000 stelen
LED-verlichting Tulpen hebben door de grote hoeveelheden koolhydraten in de bol geen groeilicht nodig. Wel is (stuur)licht nodig om rechtop te blijven en om op kleur te komen. De laatste paar jaren is in vele proeven de invloed van de verschillende typen en kleuren LED in tulp onderzocht, ook in de praktijk. LED wordt nu op enkele broeierijbedrijven toegepast. Uit het PPO-onderzoek naar LED-verlichting kwamen de volgende conclusies naar voren: • Onder continue blauw LED-licht worden de tulpen langer dan onder rood • Tulpen kennen een forsere groei onder blauwe LED’s • Tulpen blijven lichter (gewicht) onder rode LED, hierin is geen verschil bij 30, 15 of 10 μmol/s/ m2 • Onder rood LED-licht spreidt de spruit veel eerder, dit is wel sterk cultivarafhankelijk
Enkele sterke punten van de onderzochte bedrijven: • Hoogste energiebesparing bij drie lagen • Recirculatie (retour)lucht voor de luchtbehandelingskasten alleen van boven de bovenste laag aanzuigen (gelijkmatiger luchtvochtigheid en warmte) • Horizontaal blazende ventilatoren boven de bovenste laag, of slurven, net als boven de onderste lagen • Meerdere meetboxen per laag • LED verlichting, dichter op gewas en zes strengen per containerbaan • Belichten volgens behoefte groeistadium, laatste fase daglicht • Ruimte tussen containerbanen (loopruimte voor gewascontrole, bevordert verticale luchtstroom, geeft nog wat licht door naar onderliggende laag) • Ventilatoren die kaslucht van bovenlaag twee via slurven bovenlaag een brengen • Veel ruimte boven de bovenste laag • Watergeefsysteem: niet bovenlangs (het gewas niet nat maken)
Ervaringen van Niels Kreuk, Mts Kreuk met het Nieuwe Telen Tulp Voordat we met het concept van het Nieuwe Telen in onze tulpenbroeierij aan de slag gingen, waren we ons ervan bewust dat dit de nodige uitdagingen zou bieden. Toch hebben we in de afgelopen twee jaar gemerkt dat het Nieuwe Telen ook in tulp goed mogelijk is. Door het inblazen van droge buitenlucht, kunnen we de hoeveelheid vocht in de lucht zo sturen dat de tulpen altijd kunnen verdampen. In de onderste lagen is de invloed van zonlicht zo klein dat we daar altijd de baas zijn over het klimaat. Wat wel opvalt is dat de bijna oogstrijpe tulpen door de verdamping zoveel warmte opnemen. In het eerste jaar hadden we nog geen buitenluchttoevoeging in de bovenste laag, maar door een aanpassing in het tweede jaar kunnen we ook de bovenste laag prima sturen. Al met al biedt het nieuwe systeem ons logistiek heel veel voordelen en kunnen we klimaattechnisch heel goed sturen.
Colofon Het demonstratieproject ‘Het Nieuwe Telen in Tulp’ wordt uitgevoerd door DLV Plant en PPO, in samenwerking met drie demonstratiebedrijven. De betrokken installateurs zijn van Zaal, Philips en Ateco. Het doel van het project is een bijdrage leveren aan energiebesparing in de bloembollensector door het demonstreren en communiceren van energiebesparende technieken en maatregelen tijdens het broeien van tulpen. De looptijd is drie jaar en vindt plaats in het kader van de demonstratieregeling ‘Schoon en zuinig’. Het project kwam tot stand door financiële bijdragen van het Ministerie van Economische Zaken en de Europese Unie.
ZAAL
van
Europees Landbouwfonds voor Plattelandsontwikkeling: Europa investeert in zijn platteland
Foto’s en redactie: DLV Plant Foto Niels Kreuk: Philips Informatie: Cees Oele,
[email protected] Theo van der Gulik,
[email protected]
