Vervanging van Zuid-Amerikaanse soja in mengvoer door Europese eiwitbronnen: effect op carbon footprint Berekening carbon foodprint van de afzonderlijke eiwitbronnen 27 mei 2014 Herman de Boer, Marinus van Krimpen Introductie Opdrachtgevers: F4F (project Alternatieve eiwitten ), project Nevedi/St. Natuur & Milieu, Uitvoeringsagenda Duurzame Veehouderij Vraag: kan Zuid-Amerikaanse sojaschroot in mengvoer voor minstens 50% vervangen worden door Europese eiwitbronnen, zonder dat de carbon footprint (CFP) toeneemt? Vervangingsscenario s: 1. Vrije opname van Zuid-Amerikaanse sojaschroot 2. Andere eiwitbronnen (door limitering sojaschroot op 50%) (Nevedi/F4F) 3. Europees zonnebloemschroot met hoger eiwitgehalte (Nevedi) 4. Dierlijk eiwit (F4F) 5. DDGS (Dried Distillers Grains and Solubles) (F4F) 6. Sojaschroot van soja geteeld in NL (F4F/Nevedi) 7. Sojaschroot van soja geteeld in Oost-Europa (F4F/Nevedi) 8. Algeneiwit (F4F) 9. Insecten (F4F/Nevedi) 10.Single-cell proteins (SCP) (F4F) 1
Introductie 2 Waar komen de vragen vandaan? Algemene interesse in alternatieven/voederoptimalisatie: Boerenbond Deurne, AgriuniekVallei, Agrifirm, VanDrieGroup, Fransen Gerrits, ForFarmers, Twilmij, de Heus NL/Europese soja: Agrifirm Single-cell proteins: Nutreco Betrokkenheid bedrijven bij uitvoering BoerenBond Deurne bij voederoptimalisatie Agrifirm bij verzamelen gegevens NL sojateelt, consequential LCA s Overige bedrijven: input kennis & ervaring bij diverse overleggen Werkwijze 1. Berekeningen van CFP van afzonderlijke eiwitbronnen in FeedPrint of zoveel mogelijk volgens FeedPrint methodiek (deze presentatie) 2. Formulering van een referentie mengvoer met veel soja-eiwit en groot volume: startvoer voor vleesvarkens 3. Optimalisatie van mengvoer bij aanbieden alternatieve eiwitbron in plaats van soja-eiwit, met gebruikelijke randvoorwaarden + aanvullende voorwaarden van de vervangingsscenario s 4. Berekening CFP mengvoer op basis van samenstelling en CFP componenten 2
Berekening van de CFP van afzonderlijke eiwitbronnen Zuid-Amerikaanse sojaschroot (referentie) Meest gebruikte sojaschroot in Nederland: sojaschroot met RC<45 en RE<480 g/kg product Herkomst teelt: 23% uit Argentinië, 45% uit Brazilië, 32% uit US (schatting gemiddelde herkomst sojaschroot in 2012) Crush: 23% in Argentinië, 77% in NL CFP in FeedPrint: 622 (g CO 2 -eq. per kg product) 3
Europees zonnebloemschroot met meer RE Uitgangsproduct zonnebloemschroot met RC<160: CFP = 554 bij standaard, niet-europese sourcing in FeedPrint (80% Argentinië, 10% Canada, 10% Oekraïne) CFP = 711 bij Europese sourcing, 100% teelt en crush in Oekraïne, gekozen variant Uitgegaan van theoretische verhoging van RE van 38% naar 46% door raffinage, met dezelfde procentuele toename van CFP, van 711 tot 860 (omdat meer uitgangsproduct nodig is) Extra CFP als gevolg van raffinage niet bekend en niet meegenomen Conclusie: vervanging van sojaschroot door Europees zonnebloemschroot met hoger eiwitgehalte geeft hogere CFP mengvoer Dierlijk eiwit RE 46-58%, CFP laag als gevolg van ontbreken allocatie upstream CFP Gekozen voor pluimveevleesmeel, i.v.m. niet mogen gebruiken van varkensvleesmeel (zelfde diersoort) Grofweg drie klassen: vleesmeel, vlees/beendermeel, beendermeel. Verschillen in voederwaarde, prijs CFP van vleesmeel en vlees/beendermeel beide 326 Conclusie: vervanging sojaschroot door vleesmeel kan CFP van mengvoer verlagen 4
DDGS (dried distillers grains and solubles) Mais-DDGS, RE 26% Geen allocatie van upstream CFP, alleen CFP van drogingsenergie CFP van 895 per kg eindproduct (90% DS) Conclusie: vervanging van sojaschroot door DDGS geeft fors hogere CFP van mengvoer Nat voeren biedt mogelijk wel perspectief Sojaschroot uit Nederland-1 Teelt en crush volledig in Nederland Teeltgegevens afgestemd met Agrifirm en PPO opbrengst 2650 kg/ha (niveau 2013) bemesting met 15 ton runderdrijfmest/ha: 60 kg organische N, 22 kg P 2 O 5 en 85 kg K 2 O gebruik bestrijdingsmiddelen: 0,75 kg/ha versus 1,64-2,30 kg/ha in US/Zuid-Amerika Aanname: gelijke voederwaarde en prijs als referentie sojaschroot (om gelijke vervanging te realiseren). Kostprijs ligt komende jaren echter nog fors hoger dan gangbare marktprijs sojaschroot 5
Sojaschroot uit Nederland-2 CFP sojateelt in Nederland hoger dan in andere landen. Oorzaken: vooral hogere CFP storage (elektriciteit) Argentinie Brazilie US NL - runderdrijfmest 442 491 452 499 CFP sojaschroot uit NL duidelijk lager dan referentie. Oorzaak vooral kortere transportafstand Soybean meal CF 0 45; CP 0-480 Referentie NL - runderdrijfmest 622 500 Sojaschroot uit Nederland-3 Conclusie: Nederlandse sojaschroot kan Zuid-Amerikaanse sojaschroot in mengvoer vervangen en daarbij CFP verlagen. Kostprijs moet wel fors omlaag. CFP en kostprijs van NL sojaschroot kan verder omlaag als opbrengst per hectare toeneemt. CFP van de inputs zal ook toenemen, maar relatief minder. Verwachting: op termijn opbrengst van gemiddeld 4-5 ton/ha haalbaar door efficiëntere teelt en betere rassen Bonus: naast lagere CFP ook bijdrage aan sluiten van lokale mineralenkringloop bij gebruik drijfmest als meststof 6
Sojaschroot uit Oekraine-1 Teelt in Oekraïne, crush in Nederland Keuze: invoer teeltgegevens in FeedPrint gelijk aan teeltgegevens Brazilië; focus op verschil in transportafstand Aanname: gelijke voederwaarde en prijs als referentie sojaschroot (om gelijke vervanging te realiseren) CFP van sojateelt in Oekraïne hoger dan in andere landen. Oorzaak vooral hogere CFP storage (elektriciteit) Argentinie Brazilie US NL - runderdrijfmest Oekraine 442 491 452 499 542 Sojaschroot uit Oekraine-2 CFP sojaschroot uit Oekraïne hoger dan in NL, maar lager dan referentie. Oorzaak vooral kortere transportafstand Soybean meal CF 0 45; CP 0-480 Referentie NL - runderdrijfmest Oekraïne 622 500 600 Conclusie: Oekraïense sojaschroot kan Zuid-Amerikaanse sojaschroot in mengvoer vervangen zonder dat CFP toeneemt 7
Insecten (meelwormen) Gebruik van de enige gepubliceerde LCA (Oonincx & de Boer, 2012), teelt van meelwormen voor menselijke consumptie Ruw eiwit in meelwormen iets lager dan in sojaschroot (49% versus 53% in DS) CFP verse meelwormen Totale CFP: 2650 per kg product (41% DS) Bijdrage dieet: 1490 Rest: 1160 (grotendeels verwarming) Hoge bijdrage van dieet aan CFP, dieet bestaat uit veevoer (granen/wortels). Bij gebruik restproducten/afvalstoffen is bijdrage dieet aan CFP lager, maar meelwormproductie waarschijnlijk ook Grote bijdrage van verwarming aan CFP Insecten (meelwormen)-2 Droging vers product van 41 tot 88% DS geeft extra CFP van 770 per kg eindproduct bij energiezuinig drogen. Totale CFP (excl. dieet) is 3260 per kg gedroogd product Conclusie: bij vervanging van sojaschroot in mengvoer door meelwormen neemt CFP mengvoer fors toe (daarnaast is kostprijs nog erg hoog en hygiëne-issues bij gebruik rest/afvalproducten) Land use en land use change wel erg laag, bij gebruik restproducten als dieet (vooral oppervlakte farm): <0,1 m 2 versus 1,5 m 2 voor sojaschroot Vers voeren is een betere optie vanwege vermijding bijdrage drogingsenergie aan CFP Teelt van insecten met weinig/geen externe warmtebehoefte (b.v. black soldier fly) biedt meer perspectief dan meelwormen. Opstellen van goede LCA is hierbij eerste prioriteit! 8
Algen Gebruik van eiwitrijk restproduct na extractie van olie voor biodiesel; RE restproduct vergelijkbaar met RE in sojaschroot Gegevens gebruikt van recente internationale review van LCA s van de teelt van algen voor productie van biodiesel (Sills et al., 2013) gegevens gebaseerd op veel studies gegevens gecorrigeerd voor variatie tussen studies (Monte-Carlo) productie berekend voor grote algenfarm (1210 ha) productie gebaseerd op toekomstig niveau Afleiding gegevens uit de bijdrage van teelt en eerste ontwateringsstap aan CFP van biodieselproductie CFP van verse hele algen: 873 per kg eindproduct, exclusief drogingsenergie Algen-2 Bij volledige allocatie van upstream CFP aan geproduceerde biodiesel hoeft alleen drogingsenergie aan eiwitrijke restfractie toewezen te worden CFP drogingsenergie is > 572 bij toepassing van meest energiezuinige drogingstechnieken Erg optimistische aannames: productiviteit van 25 g asvrije DS/m 2 /dag. Huidige productiviteit tussen 2.4 en 16 g; Hoog extraheerbaar oliegehalte van 27% in DM; volgens Brune et al (2009) hoger dan 20% in praktijk nog nooit gerealiseerd; 100% allocatie van upstream CFP aan biodiesel; 0% aan algen. Bij referentie sojaschroot wordt 36% van upstream CFP aan schroot toegewezen; Meest energiezuinige drogingstechnieken; in praktijk mogelijk alleen deels haalbaar 9
Algen-3 Conclusie: alleen bij erg optimistische aannames komt CFP van algeneiwit in de buurt van CFP sojaschroot. Vervanging van sojaschroot door algeneiwit geeft bij realistisch scenario een hogere CFP van mengvoer Nat voeren van hele algen geen optie om CFP te verlagen vanwege volledige allocatie van upstream CFP (>873). Nat voeren van eiwitrijk restproduct na biodieselextractie mogelijk wel perspectief Land use en land use change zijn wel erg laag (vooral oppervlakte farm): 0,1 m 2 versus 1,5 m 2 voor sojaschroot Single-cell proteins Productie van bacterieel eiwit op aardgas, continu fermentatieproces bij 45 graden, 2-3% DS in water Eindproduct met 94% DS en 71% RE in DS Gebruikte gegevens afkomstig van inventarisatie van Huizing (2005) + openbare gegevens van UniBio (commerciële producent) Voedingswaarde SCP vergelijkbaar met vismeel Omzetting aardgas in biomassa: 1.00 CH 4 + 1.45 O 2 + 0.11 NH 3 0.52 X (biomass) + 0.48 CO 2 + 1.69 H 2 O 10
Single-cell proteins-2 Voor 1 ton eiwit is o.a. nodig: 1700 m 3 aardgas, 1438 kwh elektriciteit, 138 kg ammonia bijdrage aan CFP van 1602 + 1020 + 338 =2961 per kg eiwit, 1850 per kg eindproduct excl. droging Energiezuinig drogen geeft bijdrage aan CFP van 3151; geeft (onvolledige) CFP van 5001 per kg product (met 62% RE) Conclusie: vervanging van sojaschroot door single-cell proteins geeft fors hogere CFP van mengvoer (daarnaast is kostprijs te hoog en zijn er problemen met nucleïnezuren) Land use en land use change wel erg laag (vooral oppervlakte productiefaciliteit): 0,1 m 2 versus 1,5 m 2 voor sojaschroot Conclusies Op basis van CFP van de afzonderlijke componenten: er is perspectief voor vervanging van sojaschroot in mengvoer door dierlijk eiwit, NL soja en Oekraïense soja geen/onvoldoende perspectief voor vervanging sojaschroot in mengvoer door geraffineerd zonnebloemschroot, mais-ddgs, meelwormen, algen, single-cell proteins Drogingsenergie: levert grote bijdrage aan CFP van aantal mengvoercomponenten Nat voeren biedt mogelijk perspectief voor mais-ddgs en eiwitrijk restproduct na biodieselextractie uit algen DDGS, dierlijk eiwit, meelwormen, algen en SCP hebben geen of veel lagere land use en land use change dan sojaschroot 11
Bedankt voor uw aandacht! 12