Amsterdam heeft besloten de CO2-uitstoot in 2040 terug te brengen tot nul. De vraag is hoe dat kan en wat de gevolgen zijn voor de – vaak monumentale – gebouwen en huizen en het leven van mensen.
Op 15 maart is een voorlopig antwoord op deze vraag gegeven tijdens een bijeenkomst in Pakhuis de Zwijger waar de routekaart voor energietransformatie voor Amsterdam werd gepresenteerd. Deze routekaart is ontwikkeld door professor Andy van den Dobbelsteen (TU Delft) en zijn team.
De presentatie is een mijlpaal in het City-zen project. Dit project is geïnitieerd door Amsterdam, samen met de stad Grenoble. Naast de ontwikkeling van deze routekaart zal het project ook jaarlijks 35.000 tCO2e besparen, 76.000 m2 woning aanpassen en 10.000 woningen verbinden met een smart grid.
City-zen is de ingenieuze afkorting van ‘City z(ero carbon)en(ergy)’. De naam benadrukt ook de noodzaak van het ontwikkelen van plannen niet alleen voor burgers, maar ook met en gedeeltelijk door hen, of zoals Annelies van der Stoep, projectmanager energietransformatie zegt: De rol van burgers in een slimme (energie) stad verandert. Ze zijn niet alleen burgers of consumenten, maar produceren ook – en in de nabije toekomst handel – hun eigen lokale en duurzame energie. Behalve burgers, zijn veel bedrijven en organisaties ook betrokken[1].
Hieronder verwijs ik naar de hoofdlijnen van de routekaart en ik beschrijf enkele lopende projecten die representatief zijn voor wat de toekomst gaat brengen.
De gemeente Amsterdam kan niet zelf alle duurzame energie kan produceren die in 2040 nodig is, maar de metropoolregio kan dat wel wel.
De vergroening van het elektriciteitsnetwerk
Amsterdam heeft in de eerste plaats nieuwe elektriciteitsbronnen nodig ter vervanging van aardgas en voor de snelgroeiende vraag voor verkeer en vervoer. Er zullen ongeveer 146 grote windturbines moeten worden gebouwd; slechts voor vier daarvan is plaats binnen de gemeente Amsterdam zelf. Vanaf nu moeten er elk jaar 140.000 m2 zonnepanelen worden geïnstalleerd. Dit betekent 16 huis(equivalenten) per dag gedurende 22 opeenvolgende jaren. Met huisequivalenten worden woonhuizen en alle overige gebouwen, inclusief bedrijven, bedoeld.
Een enorm warmwaternet
Om huizen, kantoren en fabrieken van warm water te voorzien, moeten er elk jaar 26.000 huisequivalenten worden aangesloten op een HT-warmwaternet (hete temperatuur; 95 graden Celsius), wat neerkomt op de aanleg van 75 km extra warmwaterleiding per jaar. Om nog maar te zwijgen van de extra districtsenergiecentrales die moeten worden gebouwd. Deze zullen gebruik gaan maken van uiteenlopende soorten duurzame energiebronnen (aarde, water, lucht). Voor een kleiner aantal woningen is een MT-warmwaternet (medium temperatuur; 65 graden Celsius) voldoende. Voor huizen die hun verwarmingssysteem kunnen aanpassen aan water van 35 graden Celsius, kunnen (hybride) warmtepompen worden ingezet. Dit kan lokaal worden geregeld.
Grote verschillen tussen buurten
De mix van alle in te zetten warmtesystemen staat nog open. De opties zijn de aansluiting van huizen en gebouwen op ‘groen’ (bio)gas, dat overigens slechts in beperkte mate te produceren is, het HT-warmwaternet, het MT-warmwaternet, levering van uitsluitend elektriciteit en/of het zelf produceren van warm water. In de eerstgenoemde gevallen zijn hoge investeringen nodig voor de bouw van nieuwe (districts)energiecentrales, de aanleg van pijpleidingen en wellicht van een nieuwe gasfabriek. Daar staat tegenover dat in huizen en gebouwen geen of slechts beperkte aanpassingen nodig zijn. Als huizen en gebouwen voor hun eigen warmwatervoorziening moeten gaan zorgen, is in de regel een nieuw verwarmingssysteem nodig dat werkt op basis van water van lage temperatuur. Huizen met uitsluitend een elektriciteitsaansluiting zullen zwaarder gezekerd moeten worden, wat ook de nodige aanpassingen vergt en de energierekening zal hoog zijn.
Alle huizen of gebouwen die daarvoor geschikt zijn worden voorzien van zonnepanelen.
De te kiezen mix zal per buurt verschillen. De mogelijkheden tot renovatie van de vele monumentale panden In het centrum van de stad zijn beperkt, zelfs bij een minder stringent beleid van Monumentenzorg. Daarom is de levering (en productie) van ‘groen’ gas in dit gebied waarschijnlijk onvermijdelijk. In nieuwere delen van de stad zal renovatie goedkoper zijn en is er meer ruimte voor de aanleg van nieuwe warmtenetten en van zonnepanelen.
De transformatie is al begonnen
De pijlers waarop het masterplan is gebouwd zijn al zichtbaar in de projecten die City-zen de afgelopen jaren heeft geïnitieerd. Veel projecten zijn gericht op het CO2-vrij maken van het elektriciteitsnet. Andere projecten hebben betrekking op de duurzame productie van warm (en koud) water. Hieronder beperk ik me tot projecten die gericht zijn op de decentrale productie en de distributie van elektriciteit. In een volgende post komt de productie van warm en koud water in districtsenergie-centrales aan de orde.
De virtuele krachtcentrale
Partners van City-zen Alliander, Energy Exchange Enablers (EXE) en Greenspread hebben een virtuele krachtcentrale opgezet in de Nieuw-West[2]. Dit is een online platform dat de productie en het verbruik van zonne-energie bundelt. Het overschot wordt opgeslagen in batterijen in de huizen van de deelnemers. Vernieuwend is de handel in opgeslagen energie op de groothandelsmarkt. Zo wordt energie verkocht als de prijs hoog is en worden de accu’s (behalve door de zon) opgeladen met energie als de prijs laag is. Een van de vragen die moeten worden beantwoord, is of de lokale accu’s het stroomnet tijdens piekperioden kunnen ontlasten.
Een korte video illustreert het virtuele krachtcentraleproject en geeft enkele aanvullende technische details.
De Amsterdam virtuele krachtcentrale is bekroond met de Green Digital Charter Award 2017. De jury prees het project omdat deze vorm van energietransformatie de bewoners centraal stelt en omdat het gemakkelijk kan worden overgenomen door andere steden.
Een bijkomend project maakt het mogelijk dat ook accu’s van elektrische auto’s elektriciteit kunnen leveren aan het elektriciteitsnet in plaats van er alleen elektriciteit aan te onttrekken[3].
Renovatie van woningen
De geleidelijke afbouw van de levering van aardgas en de verwachte groei van het aantal elektrische auto’s zal de behoefte aan elektriciteit sterk doen toenemen. Als gevolg hiervan heeft City-zen projecten opgestart met als doel woningen (bijna) energieneutraal te maken. Een van de voorbeelden is de aanpassing door woningcorporatie Eigen Haard van honderden wooneenheden die typerend zijn voor de naoorlogse periode, ontworpen door de Engelse ingenieur Airey[4]. Deze huizen moesten erg snel gebouwd worden en daarom werden prefab elementen gebruikt.
De binnenste spouwmuur werd weggehaald, waardoor een laag isolatie achter het betonskelet kon worden geplaatst. Aan de buitenkant werden goed geïsoleerde panelen bevestigd en kunststoffen kozijnen met dubbel glas vervangen hun tochtige metalen voorgangers. Voor elk huishouden was ruimte op het dak voor 6 zonnepanelen. Andere woningbouwcorporaties hebben de principes achter het project overgenomen. Gedetailleerde metingen van het energieverbruik voor en na de renovatie tonen een energiebesparing van 71% aan, een veelbelovend resultaat, al zijn de woningen vooralsnog aangesloten op het gasnet[5].
Op weg naar een smart grid
De nieuwe vorm van elektriciteitsproductie, waarbij huishoudens en kantoren in steeds grotere mate zelf ook energie leveren, is alleen mogelijk dankzij digitale technologie. Daarom is er sprake van een smart grid dat 10.000 woningen in Nieuw-West gaat bedienen[6]. Het is uitgerust met computer- en sensortechnologie op de belangrijkste knooppunten en met ‘slimme meters’ in de woningen.
Een vergelijkbaar project, VivaCité, is in ontwikkeling in Grenoble[7]. Dit project omvat de ontwikkeling van een experimenteel platform voor gezamenlijk en direct beheer van energieproductie en -distributie. De gegevens zijn niet alleen beschikbaar voor medewerkers van elektriciteitsbedrijven maar ook voor bewoners van huizen (zie afbeelding beneden) en de beheerders van de gebouwen.
De potentiële voordelen van het smart grid, die in beide projecten worden getest, zijn:
- Continue bewaking van stroom en spanning vanaf een centrale locatie;
- Stroomuitval sneller oplossen en mogelijk zelfs volledig voorkomen;
- Evaluatie van de impact van massaal gebruik van zonnecellen, elektrische voertuigen, warmtepompen en accu’s in huizen.
- Consumenten direct informeren over de handelsprijzen van energie, zodat ze kunnen beslissen om energie te vervoeren, op te slaan of te verhandelen.
- Producenten van elektriciteit informeren over de daadwerkelijke vraag naar energie, waardoor ze extra capaciteit kunnen inzetten.
Digitale technologie is onmisbaar om het nieuwe, meer gecompliceerde netwerk te ondersteunen en biedt tegelijkertijd gebruikers gedetailleerd inzicht in de zelf opgewekte energie en het verbruik.
Samenwerking centraal
De volgende uitspraak van Mirko van Vliet, medewerker van Amsterdam Economic Board, is behartigenswaardig met het oog op wat Amsterdam en andere steden te wachten staat[8]: Uiteindelijk gaat het niet alleen om de optelsom van projecten die duurzaam zijn. De sleutel tot de ontwikkeling van een duurzame stad is om verschillende belanghebbenden bij elkaar te brengen, praktijken te delen en integrale oplossingen te vinden die verschillende groepen vandaag ten goede komen en toekomstige problemen voorkomen.
Dit is een treffende beschrijving van de kracht van City-zen of meer in het algemeen van de Amsterdamse benadering van de energietransformatie nu en in de toekomst.
[1] http://www.cityzen-smartcity.eu/words-from-local-coordinators/
[2] http://www.cityzen-smartcity.eu/ressources/smart-grids/virtual-power-plant/
[3] http://www.cityzen-smartcity.eu/ressources/smart-grids/vehicle2grid/
[4] http://www.cityzen-smartcity.eu/how-to-make-a-monumental-post-war-building-futureproof-housing-cooperation-eigen-haard-took-up-the-challenge-successfully/
[5] http://www.cityzen-smartcity.eu/lets-check-is-the-energy-use-of-our-renovated-buildings-really-improving/
[6] http://www.cityzen-smartcity.eu/end-2-end-smartification/
[7] http://www.cityzen-smartcity.eu/ressources/smart-grids/vivacity-1st-collaborative-energy-data-management-programme-by-geg/
[8] http://www.cityzen-smartcity.eu/three-lessons-from-City-zen-in-amsterdam-new-west-column-by-mirko-van-vliet/
Project 'De humane ruimte' 