In september werd Rob Baan van kwekerij Koppert Cress verkozen tot Agrarisch Ondernemer van het Jaar 2020. De kweker van exclusieve microgroenten is voorvechter van gezonde voeding, maar ook van duurzaam produceren. Innovatief projectleider Bart van Meurs brengt dat in de praktijk. Niet alleen met warmtepompen, maar ook met innovaties als middentemperatuuropslag (mto) in plaats van wko, en warmte uit een sloot.
Bij Koppert Cress worden microgroenten gekweekt. Dit zijn plantjes die al na een tot drie weken worden geoogst. De circa zestig soorten worden uitgekozen vanwege hun bijzondere smaken, esthetiek en inhoudsstoffen. Ze zijn vooral in trek bij de betere restaurants. Via Nederlandse handelaren worden de producten over de hele wereld geëxporteerd, maar Europa is de belangrijkste markt. Er zijn vier teeltlocaties met een totale oppervlakte van 10 hectare. De kwekerij in Monster is met 5 hectare de grootste. Er werken in totaal zo’n 200 mensen bij het bedrijf.
Duurzame energiehuishouding
Op het gebied van techniek en energie wordt Baan bijgestaan door innovatief projectleider Bart van Meurs. Hij is als zelfstandig ondernemer actief bij meerdere tuinders, maar Koppert Cress is zijn grootste klant. “Ik begon hier in 2010 met een project om ledverlichting grootschalig in de teelt toe te passen. Daar kwam vervolgens onder meer de duurzame energiehuishouding bij, en daar ben ik nog steeds druk mee.”
Wkk in de glastuinbouw
Een belangrijke stap in de verduurzaming werd gezet toen in 2010 de kwekerij fors werd uitgebreid. Het waren de hoogtijdagen van wkk in de glastuinbouw. De keuze voor zo’n installatie lag voor de hand; met het opwekken van elektriciteit voor verlichting en het nuttig gebruiken van de warmte die daarbij vrijkomt voor de kas, sla je twee vliegen in een klap. Bovendien kan de elektriciteit worden verkocht en was het gas waarop de wkk draaide destijds relatief goedkoop. Maar juist dat gasgebruik was voor Baan een struikelblok. Hij wilde van Koppert Cress een duurzaam bedrijf maken, met een zo laag mogelijke fossiele footprint.
Keuze voor warmtepompen
Omdat gas stoken niet in de filosofie van Baan past, koos het bedrijf voor warmtepompen. “We laten ze draaien op duurzaam opgewekte (groene) stroom die we inkopen”, zegt Van Meurs. Er werd in eerste instantie een grote warmtepomp geïnstalleerd met een verwarmingscapaciteit van 1.780 kW. Hiermee worden de kassen verwarmd en gekoeld. Later kwam daar een tweede warmtepomp bij, met een verwarmingscapaciteit van 1.260kW.
Middentemperatuuropslag
De warmtepompen worden gebruikt in combinatie met ondergrondse warmte- en koudeopslag. “Dat is de kern van onze energiehuishouding: wat je hebt sla je op, en wat je tekort hebt haal je uit de bronnen”, zegt Van Meurs. Er zijn vier koude bronnen aan de voorkant en vier warme aan de achterkant van het bedrijf. Deze doubletten bevinden zich op circa 300 meter afstand van elkaar. Bijzonder aan de bronnen is dat het om middentemperatuuropslag (mto) gaat. Dat betekent dat de warme bron 40 ˚C mag zijn. Dat is hoger dan bij normale wko-bronnen, waar een maximale temperatuur van 25 ˚C is toegestaan.
Microbiologie in de bodem
Mto verkeert nog in een experimentele fase en wordt in beperkte mate toegepast, waaronder bij enkele tuinbouwbedrijven. Er is een speciale vergunning van de provincie voor nodig. Een belangrijke vraag is namelijk wat er op microbiologisch gebied in de bodem gebeurt, op 150 tot 170 meter diepte waar de bronnen zich bevinden. Dat wordt nauwlettend in de gaten gehouden. “Vooralsnog gebeurt er niets bijzonders”, zegt Van Meurs, “De waarden komen niet in de buurt van de risicowaarden.” Van Meurs is enthousiast over de bronnen. “We kunnen niet alleen meer energie opslaan. Door de hogere temperatuur kunnen we efficiënter pompen, omdat een kuub water van 40 ˚C meer energie bevat dan bij 20 ˚C.”
Alternatieve warmtebronnen voor balans
Het was in eerste instantie nog wel een uitdaging om de bronnen in balans te krijgen. Net als bij een wko is dat ook bij mto een vereiste. “Aanvankelijk waren de bronnen matig in balans. Dat kwam doordat de verwarmingscapaciteit in de kassen groter was dan de koelcapaciteit. Daardoor trokken we meer warmte uit de grond dan we erin terugbrachten. De koude bel werd groter, we moesten hem dus verkleinen en tegelijkertijd de warme bel vergroten. Daarvoor hebben we alternatieve warmtebronnen aangeboord. Het was simpelweg noodzakelijk om meer warmte in de bodem te bufferen om de kassen duurzaam te kunnen blijven verwarmen.”
Warmte van ledlampen
De koude bron van de mto wordt gevoed als de warmtepomp verwarmt, en als deze koelt wordt de restwarmte naar de warmtebron gebracht. Warmte komt ook van de ledverlichting in de kassen. Hoewel ledlampen efficiënter zijn dan de traditioneel gebruikte Son-T-lampen wordt toch nog 50 procent van de energie omgezet in warmte. Die warmte komt vrij aan de achterkant van de lampen, waar hij wordt afgevoerd met water. “Die energie wordt in eerste instantie direct gebruikt om de kas te verwarmen. Is dat niet nodig, dat gaat deze warmte de grond in.”
Sloot als warmtebron
Om de balans van de mto met meer warmte te herstellen, wordt ook de warmte die vrijkomt bij de koelinstallaties van de koelcellen naar de warmtebron gestuurd. Althans, wanneer de warmte niet gebruikt wordt voor het opwarmen van de kassen. “Die hebben voorrang.” Een andere extra warmtebron werd de sloot achter het bedrijf. “Dat kwartje viel omdat we al een pomp met een capaciteit van 200m3/uur hebben om in noodgevallen de ledverlichting met slootwater te koelen. Het was natuurlijk heel makkelijk om dat water langs een warmtewisselaar te trekken.”
Retourwater van het koelen
De temperatuur van het slootwater wordt in de zomer tussen de 23 ˚C en 26˚ C. “Dat is gratis warmte”. De warmte wordt gebruikt voor verhoging van de temperatuur van het retourwater van het koelen. Bij het koelen van de kassen gaat de temperatuur van 6 ˚C, waarmee het koelwater uit de bron komt, naar zo’n 16 ˚C. Als dat water vervolgens in de warmtewisselaar langs het slootwater wordt getrokken, worden daar enkele graden aan toegevoegd. Daarmee zorgt de sloot voor ongeveer 15 procent van de warmtebehoefte van het bedrijf. In de winter wordt de sloot uiteraard niet gebruikt.
Kunststof zonnecollectoren
Een derde warmtebron zijn de zonnecollectoren op de daken – uitgezonderd de kasdaken uiteraard, die maximaal licht moeten doorlaten. De collectoren zijn kunststof matten met een totale oppervlakte van 2.000 m2. “De matten zijn eigenlijk bedoeld als warmte-collectoren voor zwembaden. We hebben er zelf een systeem mee gebouwd om warmte te kunnen opslaan in onze bronnen. Ze dragen met een piekvermogen van circa 1 MW per jaar significant bij aan de warmtevraag.”
Zo gelijkmatig mogelijk klimaat
Cressen zijn geen complex gewas, maar het is wel een uitdaging om de plantjes uniform te laten groeien. Ze moeten namelijk tegelijkertijd kunnen worden geoogst en verkocht; daar is de verdere planning van de afzet op afgestemd. En de producten moeten jaarrond een constante kwaliteit hebben. Om dat voor elkaar te krijgen, moet het klimaat zo gelijkmatig mogelijk zijn. Gelijkmatig over de kas, maar ook over de dag en over het jaar.
Vloerverwarming en -koeling
De gelijkmatigheid over de tijd wordt verkregen door te verwarmen en te koelen, om de invloeden van het weer buiten te compenseren. Dat gebeurt met een combinatie van vloer- en luchtverwarming die beide door de bronnen met warmte of koude worden gevoed. Vloerverwarming/koeling is een traag systeem. Door het met luchtverwarming/koeling te combineren kan snel op weersveranderingen worden geanticipeerd. “Bij een wolk voor de zon kan met de luchtbehandeling de temperatuur snel worden verhoogd.”
Technische gegevens van de warmtepompen
De twee warmtepompen bij Kopper Cress zijn van Carrier. De eerste, die in 2011 is geplaatst, is de 23XRV4242-warmtepomp met koudemiddel R134a. Bijzonder aan deze warmtepomp is de tri-rotor-schroefcompressor, die zoals de naam al zegt drie rotoren heeft (zie beeld). Deze compressor is volledig toerengeregeld en heeft volgens Carrier een hoog rendement. De verwarmingscapaciteit van deze machine is 1.780 kW. De tweede warmtepomp is in 2016 geplaatst. Dit is de 30XWHP1162-warmtepomp, eveneens met koudemiddel R134a. Deze machine heeft twee koudemiddelcircuits met op elk circuit een twin-rotor-schroefcompressor. Capaciteitsregeling vindt plaats via een regelschuif per compressor. De verwarmingscapaciteit van deze machine is 1.260kW.
Twee systemen voor luchtbehandeling
Voor het verwarmen of koelen via lucht zijn luchtbehandelingskasten aan de zijkant van de kas geïnstalleerd. De lucht wordt uit de kas aangezogen en in de kasten via een warmtewisselaar verwarmd of gekoeld. Om de lucht over de kas te verspreiden zijn twee systemen in gebruik. Het ene systeem bestaat uit plastic slurven onder de kweektafels over de hele breedte van de kas, waar de verwarmde of gekoelde lucht door gaatjes de ruimte in komt. Het andere systeem is de zogenaamde JSK-koeler van Certhon. Dit is een systeem met een ventilator en warmtewisselaar waar warm en koud water naartoe wordt gebracht. De lucht wordt boven de tafel aangezogen en eronder uitgeblazen. Deze systemen staan door de kas heen opgesteld. “We zijn hierop overgestapt omdat de JSK-koelers makkelijker zijn te installeren dan de slurven”, zegt Van Meurs. “Er zijn hier in totaal zeven kassen die om de beurt worden gemoderniseerd en daarbij van de nieuwste technieken worden voorzien.”
Ontvochtigen in luchtbehandelingskasten
In de kwekerij is het vochtgehalte van de lucht vanwege mogelijke schimmelontwikkeling een aandachtspunt, vooral in het najaar. De makkelijkste methode om te ontvochtigen is door de ramen te openen, maar dat is niet gunstig voor het energiegebruik. Daarom wordt de lucht in de nieuwste teeltafdelingen ontvochtigd in luchtbehandelingskasten. Dit gebeurt door de lucht te koelen naar het dauwpunt, waarbij het condenswater wordt afgevoerd. De lucht wordt na het ontvochtigen weer opgewarmd tot de gewenste temperatuur.
Belang van duurzaam produceren
Al met al is het een hele puzzel om de verschillende warmtebronnen, de mto en de warmtepompen goed te laten samenwerken. Het doel is om het elektriciteitsgebruik te minimaliseren. Van Meurs hoopt dat mto een standaard wordt. Daarbij denk hij in de eerste instantie aan toepassingen bij kwekerijen, maar gebouwen en woningen zijn ook een optie. Dat laatste wordt al in de praktijk gebracht naast de kwekerij, waar de mto een bron is voor warmtepompen in huizen.
Lagere variabele kosten
En ook voor de warmte uit de sloot oftewel de aquathermie ziet Van Meurs kansen. “15 procent van onze warmtevraag komt uit de sloot. Het is onderschatte techniek.” Van Meurs heeft de techniek voor een perkplantenteler laten doorgerekend. “Dat kon prima uit. De vaste kosten gaan omhoog, maar de variabele omlaag. Dat geldt eigenlijk voor alle technieken die we hier toepassen.” Rest de vraag of de totale kosten lager zijn dan wanneer indertijd voor een wkk was gekozen. Van Meurs denkt van wel. “Maar dat is voor ons ondergeschikt aan het belang van duurzaam produceren.”
Dit artikel verscheen eerder op: koudeenluchtbehandeling.nl
