De bouwsector staat voor een enorme opgave. Er is een groeiende vraag naar betaalbare, duurzame woningen, terwijl tegelijkertijd de noodzaak om over te stappen op hernieuwbare materialen en de uitstoot van broeikasgassen te verminderen steeds dringender wordt. Een vaak over het hoofd gezien bron van grondstoffen bevindt zich in de landbouw: koemest. In Nederland produceren melkkoeien jaarlijks miljoenen tonnen mest, een product dat traditioneel wordt gezien als een afvalstroom of een milieuprobleem. Echter, innovatieve initiatieven tonen aan dat deze mest een waardevolle grondstof kan zijn voor isolatiematerialen en zelfs bouwblokken. Dit artikel onderzoekt de technische mogelijkheden, het verwerkingsproces en de voordelen van het gebruik van koemest in de bouw, op basis van beschikbare rapporten en onderzoek.
De uitdaging: Mestoverschot en materiaaltekort
In Nederland lopen ongeveer 1,6 miljoen melkkoeien, die samen 76 miljoen ton mest per jaar produceren (Bron 6). De huidige praktijk is dat een deel van deze mest op akkers wordt gebruikt, een deel wordt verwerkt tot biogas, en een deel wordt geëxporteerd. Echter, de landbouw produceert meer mest dan duurzaam op het land kan worden toegepast, wat leidt tot een mestoverschot.
Tegelijkertijd wil de Nederlandse overheid het gebruik van fossiele brandstoffen sterk verminderen. Producten die nu nog van fossiele grondstoffen (zoals aardolie voor plastics en minerale wol) worden gemaakt, zullen in de toekomst moeten worden vervangen door hernieuwbare materialen (Bron 6). Koemest wordt hierin gepositioneerd als een betaalbare, biologisch afbreekbare en beschikbare hernieuwbare grondstof.
Biobased materialen: De verbinding tussen landbouw en bouw
Het concept van het gebruiken van landbouwreststromen in de bouw wordt aangeduid als 'biobased bouwen'. Dit speelt in op de positieve invloed op het klimaat en de tekorten aan fossiele bouwmaterialen (Bron 1). Een prominent voorbeeld van deze ontwikkeling is het project "The Exploded View Beyond Building" in Westerlo, België. Hier staat een huis dat volledig is gebouwd met meer dan 100 biogebaseerde toepassingen. Hoewel dit specifieke huis materialen zoals isolatie uit hennepstengels en muurtegels uit maïs en vlasvezels gebruikt, demonstreert het de potentie van landbouwgewassen als bouwmateriaal (Bron 2).
De provincie Antwerpen plant zelfs een innovatiecentrum voor biogebaseerde bouwmaterialen om deze ontwikkeling verder te stimuleren. Dit onderstreept de beleidsmatige steun voor het verbinden van de landbouw- en bouwsectoren om crises zoals het stikstofoverschot, klimaatverandering en woningtekort aan te pakken (Bron 1, Bron 2).
Koemest als isolatiemateriaal
Een specifieke toepassing van koemest in de bouw is de productie van isolatiematerialen. Onderzoek toont aan dat koemest een vezelige textuur heeft en goede isolerende eigenschappen bezit. Net als andere biobased isolatiematerialen (zoals stro, vlas en miscanthus) heeft het het bijkomende voordeel dat het koolstof opslaat (Bron 1).
Het verwerkingsproces
Om koemest geschikt te maken voor gebruik als isolatiemateriaal, is een specifiek verwerkingsproces nodig. Dit proces, beschreven door initiatieven zoals Biobuilder, verloopt in verschillende fasen:
- Fermentatie (Vergisting): Als eerste stap wordt verse koemest gefermenteerd. Dit gebeurt in een zuurstofloze omgeving bij een optimale temperatuur van ongeveer 39 graden Celsius (Bron 4). Tijdens deze vergisting wordt biomethaan (biogas) uit de mest gehaald. Dit methaan (circa 60% van het gas) wordt verwerkt tot groen gas en kan op het aardgasnet worden gepompt, zoals gebeurt bij projecten in Sint-Oedenrode, Nijnsel, Olland en Boskant, waar de productie voldoende is voor 750 huishoudens (Bron 4).
- Verhitting en ontsmetting: Het overgebleven product na de vergisting, het digestaat, wordt verhit. Deze stap is essentieel om alle ziektekiemen te doden.
- Verdroging en verwerking: Na de ontsmetting wordt het materiaal verder verwerkt en gedroogd. Hierdoor verliest het de kenmerkende geur en wordt het geschikt voor verwerking in bouwmaterialen.
Het resulterende isolatiemateriaal kan worden toegepast in prefab-elementen als vervanging van de gebruikelijke minerale wol. Momenteel test Biobuilder nog de brandveiligheid en geur van verschillende mestsoorten, met als doel het materiaal binnen een jaar te demonstreren in een mobiel tiny house (Bron 1).
Koemest als bouwmateriaal: Bakstenen
Naast isolatie is er onderzoek naar het gebruik van koemest voor de productie van bakstenen. Hoewel de specifieke technische samenstelling en eigenschappen van deze bakstenen in de beschikbare data summier zijn, wordt het concept genoemd als een mogelijke oplossing voor het woningtekort en het mestprobleem (Bron 5).
Een onderzoekproject van Wageningen Food & Biobased Research in samenwerking met het materiaalontwerpbedrijf Dungse heeft zich gericht op de verwerkingsmogelijkheden en prestaties van materialen op basis van mest. Hieruit blijkt dat koemest als basisgrondstoffen kan dienen voor duurzame materialen (Bron 6). Hoewel de focus van bron 6 ligt op de algemene potentie en het onderzoek, suggereren andere bronnen dat bakstenen uit koeienmest een reële toepassing zijn (Bron 2, Bron 5). Het belangrijkste voordeel hierbij is dat de bouwsector een hernieuwbare grondstof krijgt aangeboden die anders als afval zou worden beschouwd.
Agrarische isolatie: Huidige praktijk
Naast de innovatieve ontwikkeling van materialen uit mest, is er ook de traditionele agrarische isolatiemarkt. Bedrijven zoals Keur Isolatie richten zich op het isoleren van stallen en bewaarplaatsen (Bron 3). Hoewel deze bronnen vaak synthetische materialen zoals polyurethaanschuim gebruiken, is de relevantie hier gelegen in de focus op het beheersen van het klimaat en het verlagen van energiekosten.
De agrarische sector stelt specifieke eisen aan isolatie, met name wat betreft bestendigheid tegen ammoniakdampen en vocht. Polyurethaanschuim wordt hier toegepast omdat het niet gevoelig is voor ammoniak en niet condenseert (Bron 3). De principes van luchtdichting en naadloze isolatie die hier worden toegepast, zijn ook relevant voor de bredere bouwsector. Het is echter opvallend dat de innovaties rondom koemest-isolatie (Bron 1) nog in de testfase zitten, terwijl de agrarische sector al gebruikmaakt van hoogwaardige synthetische isolatie om klimaatbeheersing te realiseren. De ontwikkeling van biobased alternatieven moet nog aantonen of ze kan voldoen aan de specifieke eisen van de agrarische omgeving, zoals bestendigheid tegen agressieve gassen.
Technische specificaties en eigenschappen
Op basis van de beschikbare informatie kunnen de volgende eigenschappen van koemest-isolatie worden onderscheiden:
- Isolerende werking: Door de vezelige textuur biedt het thermische isolatie.
- Koolstofopslag: Net als andere biobased materialen slaat het koolstof op, wat bijdraagt aan een lagere CO2-voetafdruk.
- Verwerkingsstatus: Het materiaal is na fermentatie en droging geurloos.
- Toepassing: Geschikt voor gebruik in prefab-elementen als vervanging van minerale wol.
Voor bakstenen uit koemest zijn de technische details schaars in de bronnen. Enkel wordt vermeld dat het een potentieel bouwmateriaal is. De samenstelling van de grondstof (het digestaat) na biogasproductie bevat nog vezels en mineralen, wat geschikt kan zijn voor de productie van bouwblokken, maar specifieke sterkteklasse of weerstandswaarden (Rc-waarden) worden niet vermeld.
Vergelijking met traditionele materialen
Het belangrijkste voordeel van koemest-gebaseerde materialen is de duurzaamheid en de circulaire benadering. Waar traditionele isolatie (zoals glaswol of steenwol) afhankelijk is van fossiele grondstoffen of hoge energieproductie, is koemest een lokaal en hernieuwbaar restproduct.
Echter, de bronnen benoemen ook uitdagingen. Zo wordt er specifiek getest op brandveiligheid (Bron 1). Dit impliceert dat het materiaal in de huidige ontwikkelingsfase nog niet automatisch voldoet aan de strengste brandnormen zonder verdere behandeling. Ook het aspect 'geur' is een aandachtspunt geweest, wat is opgelost door het verhittingsproces.
De agrarische sector toont aan dat polyurethaanschuim zeer effectief is in het luchtdicht en condensvrij maken van stallen (Bron 3). De vraag is of de biobased varianten een vergelijkbare naadloze applicatie en dichtheid kunnen garanderen.
Conclusie
De ontwikkeling van isolatiematerialen en bouwstenen uit koemest biedt een veelbelovende kijk op de toekomst van duurzaam bouwen. Het transformeert een milieubelastende overmaat aan mest in een waardevolle grondstof voor de bouwsector. Het verwerkingsproces, waarbij eerst biogas wordt gewonnen en het restproduct wordt ontsmet en gedroogd, is een goed voorbeeld van een circulaire economie.
Hoewel de toepassing van koemest als isolatie in prefab-elementen veel potentie heeft, is het belangrijk te constateren dat deze technologie zich nog in de ontwikkelings- en testfase bevindt. Vragen rondom brandveiligheid en de exacte thermische prestaties moeten nog volledig worden beantwoord voordat deze materialen op grote schaal kunnen worden toegepast. Tegelijkertijd blijft de traditionele agrarische isolatiemarkt vertrouwen op bewezen synthetische materialen om klimaatbeheersing te garanderen.
Voor de bouwsector en particulieren die streven naar duurzaamheid, biedt koemest een fascinerend perspectief: een lokaal, hernieuwbaar en betaalbaar materiaal dat kan bijdragen aan de oplossing van zowel de woningnood als de stikstofcrisis. Het is een ontwikkeling die de komende jaren, naarmate projecten zoals die van Biobuilder en Wageningen University & Research vorderen, nauwlettend in de gaten moet worden gehouden.