Meer grip op uitstoot stikstof met nieuwe fotonische chiptechnologie van OnePlanet

_{⌂ » Werk & ondernemen » Nijmegen innoveert}

OnePlanet Research Center (een samenwerking van Wageningen University & Research, Radboud University, Radboudumc en imec) heeft in Nieuwspoort het potentieel toegelicht van fotonische chiptechnologie ten behoeve van stikstofmetingen. De nieuwe meettechnologie moet het mogelijk maken om continu – en op een betaalbare en betrouwbare manier – stikstofconcentraties te meten. Boeren zullen daarmee grip krijgen op de stikstofuitstoot op hun bedrijf en kunnen daarmee sturen op de hoeveelheid uitstoot. Wetenschappers van de Radboud Universiteit dragen bij aan de validatie van de sensoren op de chips.

Doelsturing is een veelbesproken methode in het stikstofdebat. In plaats van het middel voor te schrijven om een lagere uitstoot te bereiken, wordt een maximale uitstoot als doel gesteld en mag de ondernemer zelf bepalen hoe hij of zij dat behaalt. Het stelt boeren in staat om hun vakmanschap ten volle te benutten. 
Sensorsystemen die continu meten, geven boeren direct inzicht in hun uitstoot. Ze laten zien of bepaalde aanpassingen en/of maatregelen een effect hebben. En daarop kunnen ze bijsturen. Tot op heden zijn er nog geen betaalbare én betrouwbare meetsystemen om dat voor de verschillende soorten stallen mogelijk te maken. Met name voor open stallen, waar de te meten concentraties lager zijn, is dit een uitdaging.  

Doelsturing op basis van fotonische chips

Op basis van de nieuwste fotonische* chiptechnologie van onderzoekscentrum imec, ontwikkelt OnePlanet, met steun van het Nationaal Groeifonds PhotonDelta en provincie Gelderland, sensorsystemen om lage concentraties stikstof betrouwbaar te meten. Daarmee wordt doelsturing een stuk dichterbij gebracht. Fotonica is een bewezen meettechniek. De meeste referentieapparatuur is ook op licht gebaseerd (fotonisch), maar te kostbaar en te groot om in elke stal of op elk boerenerf in te zetten. Door miniaturisatie op chip kan OnePlanet deze technologie betaalbaar en schaalbaar te maken.  

Eelko Brinkhoff, CEO PhotonDelta: “Fotonische chiptechnologie kan een bijdrage leveren aan het meetbaar maken van stikstof en broeikasgassen. Vanuit het PhotonDelta Nationaal Groeifonds Plan werken we aan het versnellen van fotonische chiptechnologie naar nieuwe toepassingen die bijdragen aan de maatschappelijke uitdagingen. Ik ben er trots op om deze technologie nu te zien in een toepassing die impact kan gaan maken in Nederland en zelfs daarbuiten.” 

Meer dan stikstof meten alleen    

Een eerste proef in De Marke (proefboerderij van WUR), heeft de potentie van de technologie al laten zien voor het meten van stikstof (ammoniak) en broeikasgas (methaan). Technisch is het mogelijk om binnen nu en twee jaar metingen te verrichten voor de meeste stalsystemen, en in een later stadium ook op bedrijfs- en gebiedsniveau. Naast het meten van stikstof en methaan, behoren ook andere klimaatrelevante broeikasgassen zoals lachgas en CO2, en zelfs geurstoffen en nitraat in water tot de mogelijkheden. Zo kunnen boeren straks met één enkel sensorsysteem meerdere metingen uitvoeren, die meetgegevens direct inzien, en hun uitstoot koppelen aan hun handelen.  

Remco Suer, program manager Environmental Sensing OnePlanet: “De eerste prototypen van de imec’s fotonische chip zijn veelbelovend. Het betrouwbaar meten van lage concentraties van meerdere gassen tegelijkertijd is binnen handbereik. Om tijdig ingezet te kunnen worden voor het realiseren van stikstof- en klimaatdoelen moet de doorontwikkeling, validatie en productierijp maken gelijktijdig worden ingezet. Dit vraagt lef en een investering. Voor individuele tech/sensorbedrijven is het investeringsrisico immers nog te hoog.” 

Provincie Gelderland voorop

42 procent van de stikstofgevoelige natuur in Nederland ligt in Gelderland. Het is dan ook niet vreemd dat dit onderzoek in deze provincie is gestart. Mede dankzij de steun van de provincie Gelderland heeft OnePlanet de afgelopen jaren veel kunnen investeren in het onderzoek naar de toepassing van deze fotonische sensoren voor de landbouwsector. Gelderland was de eerste provincie die investeerde in verbeterde meetsystemen om zo bij te dragen aan de oplossing voor het stikstofvraagstuk. Nu is het van belang dat er ook landelijk een investeringsimpuls komt voor deze meetsystemen om doelsturing te versnellen. 

Volgens gedeputeerden Helga Witjes en Harold Zoet van de provincie Gelderland is de technologie nu bijna klaar om te worden toegepast voor het stikstofvraagstuk in Nederland. Harold Zoet: “Deze ontwikkeling laat zien dat we in Gelderland vooroplopen in innovatie. In de huidige landelijke stikstofplannen wordt helaas nog weinig geld gereserveerd voor de volgende stap in deze sensortechnologie. We hopen dan ook dat de commissie Schoof hier wel actief mee aan de slag gaat. Hoe langer we wachten, hoe langer het duurt, voordat betaalbare doelsturing mogelijk is op bedrijfs- en gebiedsniveau.” 

* Fotonische chips zijn chips die voor het overbrengen van informatie licht gebruiken in plaats van elektronen. Apparaten worden daardoor kleiner, energiezuiniger en beter betaalbaar. 

Dit artikel verscheen eerder op Radboud Universiteit.