Voor ‘piek fosfaat’ aan de slag met poep, schimmel en slachtafval

Binnen enkele generaties dreigt een wereldwijd fosfaattekort, terwijl in ons land de zwaar bemeste landbouwgronden er van overstromen. Hoog tijd voor een nieuwe fosfaatkringloop.

Een groeiende wereldbevolking en een eindige voorraad winbare fosfaaterts zijn ingrediënten voor een nieuwe wereldwijde crisis: over een paar honderd jaar is het fosfaat op. Maar al veel eerder, naar verwachting rond 2030, bereiken we het moment waarop de vraag het aanbod overstijgt. ‘Piek fosfaat’ zou je het kunnen noemen. En zonder fosfaat hebben we een groot probleem.

Fosfaat is voor de mens van levensbelang. Het zit in onze botten tanden en niet te vergeten: ons DNA. We halen het uit ons voedsel, gewassen halen de fosfaat uit de grond en dieren eten die gewassen. Onder andere via de mest komt fosfaat weer terug in de bodem. Sinds de uitvinding van de kunstmest is een nieuwe fosfaatstroom ontstaan.

Het fosfaat in kunstmest komt uit fosfaaterts, dat wordt gewonnen in mijnen in Marokko, China en de VS. De laatste twee landen houden het fosfaat echter vooral voor zichzelf. Europa is bijna volledig afhankelijk van import. De grootste reserve is te vinden in Marokko en de door dat land bestuurde Westelijke Sahara. Westerse landen willen echter minder afhankelijk worden van de import van fosfaat uit deze politiek instabiele regio. Bovendien: wetenschappers hebben berekend dat deze mijnen ons nog maar honderd tot vijfhonderd jaar van fosfaat kunnen voorzien. Daarna is het helemaal op. Maar eerder is er al een probleem. De piek van de productie is over enkele tientallen jaren, terwijl de wereldbevolking blijft groeien. Een wereldwijde crisis kan het gevolg zijn, met hongersnoden in de derde wereld, duurder voedsel in Westerse landen en wellicht oorlogen om de toegang tot fosfaat. Hoog tijd om te kijken of we niet in onze eigen fosfaatbehoefte kunnen voorzien. Door recycling van afvalstromen kunnen we immers ook aan fosfaat komen.

Nederland overbemest

Het is een paradox. Terwijl wereldwijd een tekort aan fosfaat dreigt, zitten we in Nederland nog steeds met een overschot. Van oudsher is in Nederland veel kunstmest gebruikt. Het meeste fosfaat komt nu echter ons land niet binnen via kunstmest, maar via veevoer. Kimo van Dijk, promovendus van Wageningen Universiteit, onderzocht afgelopen jaren alle fosfaatstromen in Nederland en de rest van Europa. “Nederland importeert enorm veel veevoer, met name soja uit Brazilië”, legt Van Dijk uit. “Daar wordt het fosfaat uit de mijnen gebruikt voor bemesting, en via de soja komt het ons land binnen. En vee is niet heel efficiënt. Tachtig procent van het fosfaat dat in het veevoer zit, wordt door de dieren weer uitgepoept. Die mest wordt in Nederland over het land uitgereden, of als mestoverschot geëxporteerd naar het buitenland.”

Geen kringloop dus, maar een constante import van voedingsstoffen, die grotendeels in de Nederlandse bodem en wateren verdwijnt. Van Dijk toont een lijstje van Europese landen en hun accumulatie van fosfaat in de bodem. Nederland en België prijken met afstand bovenaan het lijstje. “Het is als een spons. In het begin verzamelt die water, maar als de spons verzadigd is, loopt het water er langs. Dat gebeurt ook met het fosfaat in de Nederlandse bodems. Die kunnen bijna geen extra fosfaat meer binden, en in combinatie met de grote neerslaghoeveelheden in ons land, zorgt dat ervoor dat we een relatief grote fosfaatuitspoeling hebben naar het grond- en oppervlaktewater. Deze extra nutriënten zorgen voor eutrofiëring van water, dat betekent groei van schadelijke algen en degradatie van waterkwaliteit, met negatieve effecten voor mens en natuur.”

Gek genoeg wordt in Nederland ook nog kunstmest gebruikt. “Het gebruik van dierlijke mest is er vooral omdat de veehouder zijn mest kwijt moet. Hij betaalt de eigenaar van de akker om het te kunnen uitrijden. Ondanks dalingen in de afgelopen jaren, gebruikt de akkerbouwer voor de zekerheid daarnaast toch ook nog steeds kunstmest. Een fosfaatoverschot is daardoor nog steeds het geval, met accumulatie in de bodem tot gevolg.”

Niet alleen in de landbouw gaat veel verloren. Ook wij mensen zijn niet heel efficiënt met fosfaat, weet Van Dijk. “Van al het fosfaat in voedsel in Europa, wordt maar de helft geconsumeerd door mensen, de rest zit in voedselafval. Van die daadwerkelijk geconsumeerde fosfaat is eigenlijk maar de helft noodzakelijk als inname voor het menselijk lichaam. Kortom, er is mogelijkheid om maximaal vier keer zo efficiënt met fosfaat in voedsel om te gaan.” Daarmee hebben we een tweede afvalstroom te pakken waar veel fosfaat in zit. Sinds 1995 wordt in Nederland het rioolslib uit de afvalwaterzuivering verbrand. De as, nog steeds vol met waardevol fosfaat en andere nutriënten, wordt uit de voedselketen onttrokken door gebruik voor asfaltwegen of voor het opvullen van in onbruik geraakte kolenmijnen.

Circulaire economie

Om weer te komen tot een kringloop wordt op verschillende plekken gewerkt aan het terugwinnen van fosfaat uit deze afvalstromen. Projecten op dit vlak zijn niet nieuw, maar de daadwerkelijke toepassing van het teruggewonnen fosfaat blijkt nog lastig. Diverse overheden, ngo’s, bedrijven en onderzoeksinstellingen verenigden zich in 2011 in het NutriëntPlatform om te werken aan een gezamenlijk doel: het sluiten van de fosfaatkringloop. “Terugwinnen en een nieuwe waarde geven aan fosfaat”, vat platform-secretaris Wouter de Buck het kort samen. Dat laatste is juist nog een uitdaging. “Er zijn inmiddels meerdere praktijkvoorbeelden van terugwinning van fosfaat uit mest, afvalwater en slachtafval. Maar die fosfaathoudende producten die daaruit voortkomen, moeten vervolgens wel een waarde krijgen voor de gebruiker. Daarom is het ook goed dat in dit platform organisaties uit verschillende sectoren zitten die niet vanzelfsprekend met elkaar praten. Daarmee kunnen we vraag en aanbod beter op elkaar afstemmen.” Naast het opzetten en ondersteunen van diverse projecten, probeert het platform ook invloed uit te oefenen op wet- en regelgeving. “Die is nog heel erg gebaseerd op een lineaire economie waarin afval altijd beschouwd wordt als afval, en niet op een circulaire economie waarin afval hergebruikt wordt.”

Zo was het lange tijd verboden om struviet te gebruiken in de landbouw. Struviet is een fosfaathoudende stof die uit afvalwater wordt teruggewonnen in rioolzuiveringsinstallaties. Met name pure urine is hiervoor geschikt. Struviet is prima toe te passen als kunstmest in de landbouw, maar omdat het als afval werd gezien, mocht dat niet. “Een goede oplossing is om struviet af te zetten bij een producent van kunstmest, die het gebruikt in plaats van het fosfaat dat normaal gesproken uit de mijnen komt”, licht De Buck toe.

Poep en plas

Het terugwinnen van fosfaat uit rioolwater gebeurt nog slechts in kleine hoeveelheden, maar de waterschappen hebben plannen om voor 2020 op vijftien plekken terugwinning te realiseren. Overigens kan met deze methode maximaal veertig tot vijftig procent van het fosfaat uit het water worden gehaald. De rest komt nog steeds terecht in het afvalwaterzuiveringsslib, dat uiteindelijk wordt verbrand. “Dat zit nog vol met fosfaat, dus daar kun je ook nog allerlei dingen mee doen, bijvoorbeeld verwerken in kunstmest of veevoer. Als dat lukt, en dat gaat waarschijnlijk lukken, maak je echt grote slagen.”

Voor een echt efficiënte terugwinning uit afvalwater, ook van andere nutriënten zoals koper en zink, zou ons rioolstelsel op de schop moeten, geeft onderzoeker Van Dijk aan. “Ten eerste moeten we poep en plas gaan scheiden om het efficiënter te verwerken. Daar waar we kunnen, moeten we afvalwater veel meer decentraal gaan verzamelen en verwerken. En het liefst ook in de omgeving gebruiken, als het kan in stadslandbouw”, zegt Van Dijk, die zelf de urine van zijn gezin gebruikt om de tuin te bemesten en blij is met zijn grote tomaten en pompoenen.

Dierlijke mest

Maar met de verwerking van onze eigen uitwerpselen zijn we er nog niet. Zo lang de landbouw grote hoeveelheden dierlijke mest blijft produceren, houden we overbemeste akkers en weilanden en blijft er fosfaat uitspoelen. Een van de mogelijke oplossingen is om ook uit dierlijke mest fosfaat terug te winnen. Ook hier staat echter wetgeving soms in de weg. Daarin staat nu nog de bron van het fosfaat centraal en niet de toepassing. “Wat je ook met dierlijke mest doet, het blijft volgens de wet dierlijke mest”, zegt De Buck. “Ook als je het kunt verwerken tot kunstmestvervanger. Dat slaat natuurlijk nergens op.” Maar er zijn meer obstakels. Technisch gezien is terugwinning uit varkens- en koeienmest lastig, aangezien het een ‘natte stroom’ is. Kippenmest wordt verbrand, waarna het fosfaat in het buitenland als kunstmest wordt gebruikt. “Verbranden is natuurlijk ook niet de meest duurzame oplossing, maar het is absoluut een stap in de goede richting”, aldus De Buck. Hij vreest dat verdere ontwikkeling nog wel een uitdaging kan zijn als het om dierlijke mest gaat. “Financiële partijen staan niet te springen om hierin te investeren en het is moeilijk om met boeren langjarige contracten af te sluiten. Die kiezen steeds voor de verwerking die op dat moment financieel het aantrekkelijkst is.”

Toch zijn ook op dit vlak projecten gestart. In oktober opende energiepark Ecoson in Son een Biofosfaatfabriek die door vergisting van dierlijke mest zowel groen gas als een fosfaatrijke organische mestkorrel produceert. De biofosfaatkorrels worden geëxporteerd naar fosfaatarme landbouwgebieden buiten Nederland.

Slachtafval

Maar poep en plas van mens en dier zijn niet de enige stromen waarin fosfaat verloren gaat. We hebben ook nog GFT en slachtafval. GFT wordt in Nederland goed verwerkt, maar slachtafval is problematisch. “Sinds de problemen met de gekkekoeienziekte in 2001 is het verwerken van slachtafval in veevoer, en daarmee recyclen van nutriënten, verboden”, zegt Van Dijk. “Daarom wordt het nu veelal verbrand, een klein deel wordt nog gebruikt in voer voor pels- en huisdieren. Discussies over een versoepeling van wetgeving rond dierlijke bijproducten zijn al een lange periode aan de gang op Europees niveau, waarbij een optie is dat terugvoeren voor andere dieren dan runderen wel weer geaccepteerd zal worden. Overigens, over voer voor huisdieren gesproken; de ontlasting van honden en katten buitenshuis accumuleert in parken en tuinen. Die binnenshuis wordt afgevoerd via het huishoudelijk afval en verbrand. Dus daar gaat ook nog fosfaat verloren.”

Aanpassingen in de landbouw

Terugwinning alleen zal de problemen rond fosfaat niet oplossen, menen de kenners. We moeten ook werken aan een verlaging van de instroom van fosfaat. In de landbouw wordt bijvoorbeeld veel fosfaat verspild. Van Dijk: “Landbouwhuisdieren zijn helemaal niet fosfaatefficiënt. Het grootste deel wordt uitgepoept. Een oplossing zou zijn om andere dieren te houden met een hogere efficiëntie. Als we minder koeien en varkens gaan eten en meer vis of insecten, zou de fosfaatefficiëntie enorm omhoog gaan. Natuurlijk is een verschuiving in dieet naar minder dierlijke producten ook een optie.”

Als het om kringlopen in de landbouw gaat, denk je al snel aan permacultuur. Van Dijk betwijfelt echter of dit realistisch is. “Permacultuur is een leuk idee, maar in praktijk valt het vies tegen hoeveel voedsel er vanaf komt. Ik zie meer in stadslandbouw en peri-urbane landbouw, waarbij je voedingsstoffen in de omgeving terugbrengt in het landbouwsysteem. Zo krijg je lokale gesloten kringlopen van fosfaat en al die andere mooie nutriënten.”
Het concept van precisielandbouw kan volgens Van Dijk hierin veel betekenen. De bemesting van akkers kan immers veel efficiënter plaatsvinden. “Precies op de juiste plaats, de juiste tijd het juiste type mest gebruiken. Een plant heeft het meeste fosfaat nodig als het zaadje net kiemt. Op dat moment moet er dus veel meer fosfaat beschikbaar zijn dan in een later stadium. En het liefst dus alleen bij dat zaadje in de buurt. Je zou zelfs kunnen denken aan een coating op het zaadje, zoals ze dat ook met bestrijdingsmiddelen doen.”

Schimmel als bondgenoot

Naast mooie technologische oplossingen, worden er ook oplossingen ontdekt die door moeder natuur worden aangereikt. De Canadees Mohammed Hijri van de universiteit van Montreal vraagt al jaren aandacht voor de fosfaatcrisis, en vond zelf een natuurlijke bondgenoot van de landbouwgewassen: een schimmel. “Ongeveer tachtig procent van alle hogere plantensoorten, waaronder veel belangrijke gewassoorten zoals maïs, tarwe, rijst en aardappelen, leeft in symbiose met een mycorrhizaschimmel”, legt Hijri uit. “Deze symbiose kan de opname van fosfaat door de plant sterk verhogen, van vijftien naar negentig procent. Een boer kan daardoor toe met slechts vijfentwintig procent van zijn eerdere fosfaatgift.”

Mycorrhiza komen in principe overal waar planten kunnen groeien. Maar het intensieve gebruik van fungiciden en grondbewerking in de intensieve landbouw, hebben een negatieve invloed gehad op de diversiteit en de werking van mycorrhiza. Door het beheer van mycorrhiza-diversiteit kunnen we het gebruik van deze meststoffen door de plant verbeteren, stelt Hijri voor. Dat beheren van mycorrhiza-diversiteit gebeurt met behulp van inoculanten: turf, zaad of plantgoed dat de schimmel reeds bevat.

Hijri bestudeerde eerder al succesvolle voorbeelden in India, Mexico en Cuba. Recent onderzoek met aardappelproductie in Noord-Amerika en Europa laat zien dat de schimmel kan zorgen voor een toename van de oogst met bijna tien procent. Hij pleit voor wereldwijde toepassing waar nodig, en een aanpak van fungiciden en grondbewerking op plekken waar van nature voorkomende mycorrhiza zich kunnen herstellen. “Er zijn veel alternatieven om fosfaat uit andere bronnen te onttrekken, zoals mest en struviet, maar dat zal niet het milieuprobleem veroorzaakt door het gebruik van fosfaat oplossen. Mycorrhiza dragen bij aan de oplossing voor beide problemen.”

Politieke discussie

Mogelijkheden genoeg dus om het fosfaatprobleem in de landbouw aan te pakken. Maar op het moment zijn in Nederland juist ongunstige ontwikkelingen te zien. Door het verdwijnen van het melkquotum in 2015 is het aantal koeien flink toegenomen, en is het zogenoemde fosfaatplafond overschreden. De Tweede Kamer vraagt om die reden Staatssecretaris Martijn van Dam van Landbouw om maatregelen te nemen om de veestapel in te dammen. Begin februari gaf Van Dam aan binnen enkele weken meer duidelijkheid te geven over de invulling van de door zijn voorganger Sharon Dijksma aangekondigde fosfaatrechten, die de fosfaatproductie per individuele boer zal beperken. Momenteel is hij met de sector en milieuorganisaties hierover in gesprek. Als het aan de milieuorganisaties ligt, gaan we in Nederland naar een grondgebonden veehouderij, waarbij mestbehoefte, voerproductie en mestproductie op elkaar zijn afgestemd.