De fosfaatkringloop & kansen voor recycling. Oscar Schoumans & Wouter de Buck Alterra Wageningen UR & Nutrient Platform

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "De fosfaatkringloop & kansen voor recycling. Oscar Schoumans & Wouter de Buck Alterra Wageningen UR & Nutrient Platform"

Agnes Gerritsen
6 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 De fosfaatkringloop & kansen voor recycling Oscar Schoumans & Wouter de Buck Alterra Wageningen UR & Nutrient Platform

2 Fosfaat enkele feiten Twee termen: Fosfor (P); element; fosforconcentraties water en fosforgehalte plant Fosfaat; verbiningen van fosfor met zuurtsof (H 3 PO 4, P 2 O 5 ); meest voorkomen in de natuur Rol fosfaat in de natuur Reproductie (DNA, RNA) Energielevering (ATP) Botten, tanden Stofwisseling: suikers, vetachtige stoffen, reservestoffen, enzymen, eiwitten Mensen, dieren en planten kunnen niet leven zonder P Fosfaat is een eindige onvervangbare grondstof 3

3 Fosfaat enkele feiten Behoefte Plant: g P per ha per dag (groeiperiode) Dier: Kip 0,2-0,9 en Koe gram P per dag Mens: 3 gram P per dag Niet alle opgenomen P wordt gebruikt Excretie Materiaal P % (m/m) Menselijke urine Menselijke uitwerpselen 0.52 Menselijke excretie gemiddeld 0.35 Runderdrijfmest 0.08 Varkensdrijfmest 0.15 Kippenmest

4 Fosfaat enkele feiten Fosfaat wordt gewonnen uit apatiet, een mineraal dat in vrijwel alle gesteenten voorkomt. In geconcentreerde en economisch winbare vorm komt het voor in bepaalde afzettingsgesteenten en ook wel in dieptegesteenten. Marokko: apatiet afkomstig uit fossiele dierenresten (botten en haaientanden) en is ook gevormd door neerslag uit voedselrijk zeewater (fosforiet). Binnen Europa is apatiet alleen in Finland winbaar, grens met Rusland dieptegesteente (alkali-)syeniet.

5 Fosfaat enkele feiten De wereld is op dit moment afhankelijk van fosfaaterts uit mijnen waarvan de voorraad eindig is, en slinkt >80% van de fosfaatwinning gaat naar de landbouw USGS (2012) P reserves wereldwijd 71 miljard tons, Winning 2011: 210 Million tons < 400 years. Europa heeft nagenoeg geen mijnen!! 6

Other 0% S 1% ArabiaAlgeria 2% 0% 1% 0% Egypt 1% 3% China 0% 6%

6 Fosfaat exporterende landen South Africa 2% Senegal 0% Peru 1% Russia 2% Syria 3% Togo USA Australia Brazil Canada 0% Tunisia Other 0% S 1% ArabiaAlgeria 2% 0% 1% 0% Egypt 1% 3% China 0% 6% Israel 0% India 0% Iraq 1% Jordan 2% Mexico 0% Morocco & Western Sahara 74% 7

7 Fosfaat prijzen 8

8 Challenges Demographic changes From 7 to 9+ billion people Urbanization Competing claims for resources e.g. food vsbiofuel 2050: 70% more food production Climate change 2050: more extreme weather conditions 2050: 70% of population in cities massive resource drains

9 Fosfaat drivers Slechts 20-25% van gewonnen fosfaat 10 komt uiteindelijk terecht in ons voedsel

10 Fosfaat drivers 11

11 Fosfaat drivers 12

12 Korte film the Phosphorus Challenge 13

13 Fosfaat start met recyclen! 3 oplossingsrichtingen:

14 Efficiënter gebruik: P P P P Mining Animal production Plant production Human nutrition Other applications P P P P Verlaag P input/output ratio

15 Recycle P uit: Mest Afvalwater Solid waste P P P Creëer Europese markt voor gerecycled fosfaat!

16 Slimme samenwerking: Binnen de gouden driehoek Bedrijven Overheid NGO s Kennis instellingen Public sector

17 Slimme samenwerking: Door de gehele fosfaatketen Crops Households Mining Fertilizer Animal feed Food additives Livestock Waste treatment (water, manure, solid) P recovery & recycling Industrial uses

18 Slimme samenwerking: Cross-sectoraal! Chemical industry Water industry Agro/food industry Waste industry Energy industry ->cross-sectoral alliances!

19 Het Ketenakkoord Fosfaatkringloop Nutrient Platform initiatief loopt vanaf 2008 en is opgericht in 2011 Ketenakkoord Fosfaatkringloop gesloten 4 oktober 2011 Cross-sectorale samenwerking binnen de gouden driehoek Succesfactoren: Vertrouwen door gehele fosfaatketen Focus op innovatie Samenwerking rond concrete business cases

20 Het Ketenakkoord Fosfaatkringloop

21 Het Ketenakkoord Fosfaatkringloop

22 Korte film the Dutch Approach 23

23 Nederland Mineralenland: Fosfaat Voer 65% Landbouw Industrie Huishoudens KM 11% Anders 24% IMPORT 100% Afvalverwerking EXPORT 45% Bodem en Water 33% Verbrandingsas & vuilstort 22% 24

Sluiten P kringloop P export Landbouw 5 P-terugwinning 15 30 milj. kg P 2 O 5 Mest Verlagen fosfaatoverschot 46 mill.

24 Sluiten P kringloop P export Landbouw 5 P-terugwinning milj. kg P 2 O 5 Mest Verlagen fosfaatoverschot 46 mill. kg P 2 O 5 Mineralenconcentraten Mest - scheiding milj kg P 2 O 5 3 Veehouderij Akker/tuinbouw Akkerbouw 2 Bio-raffinage (kracht)voer kunstmest P import Non-food 2 5 milj. kg P 2 O 5 Reductie P input milj. kg P 2 O 5

Verplichte mestverwerking (Bleker, 29/6/2012) Regio 2013 2014* 2015* Zuid 10% 30% 50% Oost 5% 15%

25 Verplichte mestverwerking (Bleker, 29/6/2012) Regio * 2015* Zuid 10% 30% 50% Oost 5% 15% 30% Overig 0% 5% 10% milj. kg P 2 O * voorlopig Geldt voor bedrijven met een fosfaatoverschot

26 Potentiële waarde van varkensmest Kosten van mestafzet hoog voor de veehouderij Mest is geen afval - Mest heeft waarde Potentiële waarde van varkensmest gehalte 1) Marktprijs grondstof 2) Waarde (kg/m 3 ) ( /kg) ( /ton) Stikstof (N) Kalium (K 2 O) Fosfaat (P 2 O 5 ) Organische stof (vaste fase) Waarde als grondstof ( / ton) ) Römkens and Rietra (2008) 2) LEI, 2012; resp. 15% - 35% van de kunstmestprijs gebaseerd op KAS (N), TSP( P 2 O 5 ) and K60 (K 2 O) en energiewaarde van organische stof (gebaseerd op per kwh) Bron: Schoumans et al. (2010) Update martkprijzen: 2012

Ministeries(EZ, I&M) Unie van Waterschappen/ WUR Biomassa centrales(snb) Industrie (kunstmest, fosforind.

27 Fosfaatterugwinning uit mest Doel: verkleinen van het Poverschot en productie van secundaire grondstoffenvoor de industrie(15 30 miljoen kg P 2 O 5 ) Betrokken partijen: Landbouwsector(LTO, NVV): Ministeries(EZ, I&M) Unie van Waterschappen/ WUR Biomassa centrales(snb) Industrie (kunstmest, fosforind.) Probleemhouder/ Aanbod Regelgeving(Brussel) Deelstroombehandeling Productie P rijk as /energie Vraag secund. P grondstoffen

28 Terugwinnen van fosfaten en fosfor Kroos & Algen veevoer Stedelijk afvalwater Landbouw Mineralenconcentraten Varkensmest Effluent RWZI (rioolwaterzuiveringsinstallatie Voorbehandeling (N,K & P) Dunne fractie Biogas/ WKK/ restwarmte Korte termijn Natte dikke fractie Huishoudelijk afval Drogen Slibverbranding (& energiewinning) Biomassacentrale (verbranding& energie productie) Lange termijn Droge dikke fractie Kunstmestindustrie P-producent Pyrolysecentrale Fosfaataskunstmest Fosfaatkunstmest Fosfor (P4) Export P-Biochar Source: Schoumans et al., 2012 Productie van secondaire P voor industrie met een bestaande grote internationale markt

29 Behandeling van mest Fosfor P: Ca- & Mg-fosfaatprecipitaten Veel aandacht voor struviet: NH 4 ~ Mg ~fosfaat of K ~ Mg ~fosfaat Stikstof N: Mineralenconcentraten (geconcentreerde NH 4, K oplossingen) NH 4 struvite N-strippen en productie van geconc. (NH 4 ) 2 SO 4 oplossingen Proof of principle getest in het lab en geslaagd. Terugwinnen van fosfaat is mogelijk: Recovery 80% mogelijk!!! Kosteneffectief: tot ca. 50% fosfaat terugwinning Grote pilot in de Achterhoek (test- en demofaciliteit) Met eindgebruikers fosfaatprodukt optimaliseren tot secundaire grondstof

30 Samenvattend Fosfaat is een van levensbelang eindige onvervangbare grondstof De behoefte aan fosfaat voor voldoende voedselproductie neemt toe ( miljard mensen) Europa heeft nagenoeg geen fosfaaterts Wereldwijd is er fosfaatgebrek Nederland heeft een fosfaatoverschot

31 Samenvattend Noodzaak van het sluiten van de fosfaatkringloop (4R strategy) Reduce input Use Less Reuse organic residues and waste Recycle more Recover P from waste Redefine systems

32 Samenvattend Nutrient Platform & Ketenakkoord fosfaat Nederland is aan de slag gegaan!! Reduce input Voerspoor Reuse organic residues and waste GFT Recover P from waste RWZI, Slib, VGI, Mest Redefine systems??? Successen stapelen zich op!! Sluit aan!!! Dank voor uw aandacht

Vergelijkbare documenten

Hergebruik mestwater uit de veehouderij

Hergebruik mestwater uit de veehouderij Oscar Schoumans Alterra, Wageningen UR Bijeenkomst Watermanagement in de Agroketen d.d. 25 september 2013, Venlo Inhoud 1. Achtergronden 2. Sluiten van de kringlopen