Wereldlezing Nutriëntneutraal als ideaal in de circulaire economie. Van dead end naar kringloop in de waterketen

Transcriptie

1 Wereldlezing Nutriëntneutraal als ideaal in de circulaire economie Van dead end naar kringloop in de waterketen Jan Weijma Wageningen University & Research Sub-department of Environmental Technology 1

2 Hoeveel N en P zat er vandaag in uw eten? A) Ongeveer 2 gram P en 10 gram stikstof B) 0 gram P en 0 gram stikstof C) Ongeveer 20 gram P en 100 gram stikstof Sub-department of Environmental Technology 2

3 Nutriënten doen er toe 14 elementen essentieel voor planten (naast C,H,O): N, P, K, Mg, Ca, S, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Cl (Ni) 22 elementen essentieel voor mens en dier: N, P, K, Mg, Ca, S, Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, Cl, Co, Na, Se, I, Cr, Ni, V, Sn, As, F Ongelijke verdeling over de wereld: >tekort leidt tot ondervoeding en afwijkingen >teveel leidt tot vervuiling en toxische effecten >Reserves zijn niet onuitputtelijk en ongelijk verdeeld Sub-department of Environmental Technology 3

4 Effecten zinkgebrek in voeding op volksgezondheid Per jaar wereldwijd ca sterfgevallen (vgl. malaria) In China zinkgebrek bij ca. 60% rurale bevolking In ontwikkelingslanden: 5 e sterftefactor In rijke landen beperkte effecten vanwege gevarieerd dieet en supplementen Bron: The geopolitics of raw materials for agriculture and food production, Platform Agriculture, Innovation & Society, 2013 Sub-department of Environmental Technology 4

5 Risico-analyse schaarste (micro)nutriënten) R/P R/P Import Geographical Geopolitics Substitutability Recycling years risk dependence concentration possibilities Phosphate 370** +(+) Potassium Zinc Selenium Molybdenum ? Boron ? ** possibly much shorter Bron: The geopolitics of raw materials for agriculture and food production, Platform Agriculture, Innovation & Society, 2013 Sub-department of Environmental Technology 5

6 Schaarste? voorbeeld P IFDC: There is no evidence for a peak phosphorus event Sub-department of Environmental Technology 6

7 Geschatte toekomstige voedselvraag Alexandratos & Bruinsma (2012) 55 % Tilman et al (2011) % Bijl et al (2017) % % OECD (2016) % (cereals) 0 90 % (animal) Sub-department of Environmental Technology 7

8 Emissie N en P overschrijdt de grens wat de aarde aankan Eutrofiëring, bedreiging drinkwater bronnen door: (Steffen et al., 2015 Science) Uitspoeling (kunst)mest Lozing afvalwater Sub-department of Environmental Technology 8

9 Waarom circulariteit voor nutriënten - risico s toegang tot grondstoffen - verminderen milieubelasting (N,P) Sub-department of Environmental Technology 9

10 Nutriënten in de stad: Lineair Metabolisme INPUTS CITY OUTPUTS Sub-department of Environmental Technology 10

11 Nutriënten in de stad: Lineair Metabolisme Voedsel CITY Verteerd voedsel (+GF afval) Sub-department of Environmental Technology 11

12 Nutriënten in de stad: Lineair Metabolisme CO 2 (micro)nutriënten Organisch C CITY (micro)nutriënten Minder Organisch C Sub-department of Environmental Technology 12

13 Nutriënten in de stad: Lineair Metabolisme (micro)nutriënten Organisch C CITY (micro)nutriënten Minder Organisch C? Sub-department of Environmental Technology 13

14 Afvalwater: bron van essentiële grondstoffen Nederlands afvalwater bevat (o.a): N P Stikstof Fosfor C Org Koolstof 5300 cont. ureum 1500 cont. Triple Super P cont. Organische stof Sub-department of Environmental Technology 14

15 Afvalwater= nu een dead end voor P P-fertilizer P-food P effluent rwzi Exit P-landbouw P-afvalwater P-org slib Exit P-landbouw Sub-department of Environmental Technology 15

16 Afvalwater= nu een dead end voor reactief N N effluent rwzi Exit reactief N-landbouw Exit reactief N-landbouw N-org slib Exit reactief N-landbouw Bron : Explorative research on innovative nitrogen recovery, STOWA Sub-department of Environmental Technology 16

17 zuiveringsslib (met N, P) van RWZI s in NL gaat niet meer naar landbouw Sub-department of Environmental Technology 17

18 Gebruik zuiveringsslib als meststof in landbouw Jaar : 2015 Bron: Eurostat Sub-department of Environmental Technology 18

19 Afvalwater NL: voldoende N-vracht voor Friese landbouw Sub-department of Environmental Technology 19

20 Afvalwater NL: vervanging kunstmest? 2011 Kunstmest 214 Mkg N 7 Mkg P Menselijke excreta 89 Mkg N 14 Mkg P CBS. (2017). Smit, A., Van Middelkoop, J., Van Dijk, W. & Van Reuler, H. A substance flow analysis of phosphorus in the food production, processing and consumption system of the Netherlands. Nutrient Cycling in Agroecosystems 103, 1-13 (2015). Sub-department of Environmental Technology 20

21 Afvalwater NL: vervanging kunstmest? 20?? Kunstmest 125 Mkg N 0 Mkg P Menselijke excreta 89 Mkg N 14 Mkg P Export 7 Mkg P Kunstmestvervangers 89 Mkg N ~40% 7 Mkg P ~100% Sub-department of Environmental Technology 21

22 Afvalwater: bron van milieuvreemde stoffen...en pathogenen Sub-department of Environmental Technology 22

23 Sub-department of Environmental Technology 23

24 Circulair Metabolisme Hernieuwbare bronnen INPUTS CITY OUTPUTS WATER NUTRIËNTEN (Wielemaker, 2015) 24

25 urine Dagelijks: 1,5 liter p.p. 0.8 g fosfor 50% van fosfaat in rioolwater komt van urine, minder dan 1% van het volume. Sub-department of Environmental Technology 25

26 HMH. Recycling the essential nutrient P WWTP Amsterdam West Arena Boulev ard Sub-department of Environmental Technology 26

27 Huishoudelijk afvalwater Deelstromen Zwart Bruin Geel Grijs Groen Blauw Zwart water, 39L (30%) feces, urine, Keuken afval 1.5 L (~ 1%) Grijs water, 95L (70%) 27 Sub-department of Environmental Technology 27

28 P-terugwinning uit excreta op wijkniveau Sneek, 250 woningen, 2014 Hamburg (D), 2000 woningen, 2016 Gent (B), 400 woningen, 2020 Helsingborg (S), 400 woningen, 2020