Archief | duurzaamheid RSS feed for this section

De opbrengst van windparken; nattevingerwerk?

21 Mei

Unknown-1

Om in 2050 duurzaam te kunnen voorzien in onze energiebehoefte, is het nodig om zowel het aantal zonnepanelen als het aantal windmolens drastisch uit te breiden. Een windmolen op land (vermogen 3 megawatt) levert gemiddeld even veel op als 10 ha. zonnepanelen (250 wattpiek, 3000 panelen per ha.). Ze heeft echter minstens een  20 ha. nodig; ruimte die overigens bruikbaar blijft voor een aantal andere bestemmingen.

In mijn vorige blogpost verwees ik naar de sterk uiteenlopende schattingen van de opbrengst van zonneparken. De prognoses van de opbrengst van windparken variëren eveneens sterk.

Het rendement van een windmolen hangt af van een aantal omstandigheden.

  • In de eerste plaats de locatie; op zee en in de kust provincies waait het gemiddeld meer en harder dan in de rest van Nederland. Bij windkracht 6 (12 m/seconde) functioneren windmolens het best. Bij hardere wind en als het minder waait dan 2 m/seconde worden ze stilgezet.
  • Hoger in de lucht is meer wind, windmolens met een grote ashoogte brengen dus meer op. Gangbare windturbines hebben een ashoogte van 80 tot 120 meter
  • Een belangrijke rol speelt de lengte van de rotorbladen. Als de lengte van de rotor verdubbelt, verviervoudigt de productie. De rotoren van de meest gangbare windmolens variëren tussen 45 tot 60 meter. Bij de grootste windturbines op zee (8,8 MW) loopt dit op tot wel 90 meter[1].

Dit zijn vrij eenduidige gegevens; niets is echter is zo onvoorspelbaar als windkracht. Om de opbrengst van een windmolen te berekenen, worden de snelheid en duur dat een turbine draait teruggerekend naar het aantal ‘vol-last-uren’. Als vuistregel wordt een aantal van 2200 per jaar gehanteerd[2].

Met deze gegevens kan worden berekend hoeveel stroom een windmolen per jaar levert:

Vermogen (in kilowatt) x vol-last-uren = opbrengst in kilowattuur (per jaar).

3.000 x 2200 = 6.600.000

De uitkomst delen door de gemiddelde energiebehoefte van een huishouden (3500 kilowattuur) levert op hoeveel huishoudens een windmolen van energie kan voorzien. Dat is in ons voorbeeld 1850.

Zo’n molen kost rond de € 4 miljoen.

Wie het realiteitsgehalte van plannen voor de bouw van windmolens moet beoordelen, wordt echter geconfronteerd met uiteenlopende gegevens.

59AF0F5B-1ABB-42CB-B024-9C8288284F3E

Een goed voorbeeld daarvan is het nieuwe windmolenpark in de Wieringermeer. Hier bouwt NUON (Vattenfall) 100 windmolens met een vermogen van 3,6 MW elk[3]. Per windmolen wordt een opbrengst verwacht van niet minder dan 13 miljoen kilowattuur per jaar, volgens NUON goed voor 3700 huishoudens. Dit resultaat is aanzienlijk hoger dan hiervoor werd vermeld.  Zo’n hoog resultaat is alleen maar mogelijk door een veel hogere waarde van het aantal vol-last-uren te hanteren, te weten ruim 3600 (in plaats van 2200). Dit is erg onrealistisch. Te denken geeft dat NUON elders andere cijfers geeft[4]. De opbrengst is dan geen 13 maar 10 miljoen kilowattuur per jaar en ook het aantal huishoudens is naar rato verlaagd naar 2800. Dit roept de verdenking van nattevingerwerk op. Maar ook dit cijfer is nog steeds aanzienlijk  hoger dan de gangbare aannames.

In mijn vorige pleitte ik voor openbaarheid van gegevens over het rendement van reeds gerealiseerde zonneparken. Dit pleidooi kan in het geval van windmolens alleen maar met klem worden herhaald. Dit geldt eens te meer daar onder het publiek doorgaans meer weerstand leeft bij de bouw van windmolens. Majoreren van opbrengstcijfers met de bedoeling het draagvlak voor windenergie te vergroten, moet te allen tijde worden voorkomen. Het lijkt me wenselijk dat voorstellen voor nieuwe windparken refereren aan een benchmark – een reeds gerealiseerd project – en verwachte afwijkingen in vermogen en opbrengst van windmolens daaraan relateren.

[1]https://www.deingenieur.nl/artikel/krachtigste-windturbine-voor-kust-schotland

[2]https://www.rvo.nl/onderwerpen/duurzaam-ondernemen/duurzame-energie-opwekken/windenergie-op-land/techniek/opbrengst

[3]https://www.nuon.com/activiteiten/windenergie/windpark-wieringermeer/

[4]http://www.windparkwieringermeer.nl/wat/#51

Advertenties

Zijn windmolens rechts en zonnepanelen links?

11 Mei

Unknown-1

Dat de energietransitie serieus is, dringt door tot steeds meer mensen. De versnelde afbouw van de aardgaswinning heeft daarbij de rol van wake-up call gespeeld[1].

Om in Nederland alle fossiele brandstoffen te vervangen door duurzame energie, zijn nodig: 75.000 windturbines (vermogen 3 megawatt; opbrengst 6,5 miljoen kWh per stuk)[2]of 3000 km2 zonnepanelen (bij een vermogen van 300 wattpiek per jaar per paneel van 1,7 m2), of uiteraard een combinatie hiervan.

Bovendien is opslagcapaciteit vereist voor de vraag naar energie in piekperioden. De voornoemde aantallen vallen lager uit als een deel van de gewonnen energie gebruikt wordt voor warmtepompen en de productie van waterstof.

Er kan geen plan ter tafel komen voor met name de opwekking van windenergie of een verontruste groep burgers heeft allerlei bezwaren: huizen verliezen hun waarde, er dreigen allerlei ziekten, de horizon vervuilt[3]. Bij zonnepanelen worden veel minder bezwaren gehoord. Dit bevreemdt niet; tot dusver konden deze op daken, schuren en fabriekshallen tamelijk onzichtbaar worden weggestopt. Daar is nog veel meer ruimte. De  vraag naar zonnepanelen zal echter dermate stijgen dat – net als in Duitsland – aanleg van grootschalige zonneparken noodzakelijk is. Daar zijn uiteraard evenzeer esthetische bezwaren tegen te bedenken.

Vooral de linkerzijde van het politieke spectrum lijkt een voorkeur te hebben voor zonneparken.

screenshot4

Animatie van zonnepark van 1 km

Ik heb eens goed gekeken naar een voorstel van D’66 om in de nabijheid van Utrecht een grootschalig zonnepark aan te leggen in plaats van de door de gemeente voorgestelde plaatsing van windmolens[4]. Het gaat daarbij om 125.000 zonnepanelen op een oppervlak van 25 ha. Wat daarbij vooral opvalt, is het gemak waarmee men de cijfers naar zijn hand weet te zetten.

Twee voorbeelden, zonder diep in te gaan op de berekeningswijze.

In de eerste plaats zijn 5000 zonnepanelen per hectare erg veel. Het kan wel, maar dat moeten ze vrijwel vlak op de grond komen te liggen (oost-west opstelling). Het becijferde rendement wordt dan zeker niet gehaald. Dat rendement wordt alleen behaald als de panelen op stellages haaks op de zon worden gezet (zuid opstelling). Dit leidt tot minder panelen per ha. omdat de afstand tussen deze stellages vrij groot moet. De panelen staan anders een deel van de dag in elkaars schaduw en presteren dan aanzienlijk slechter.

screenshot2

Oost-west opstelling

In de tweede plaats gaat men ervan uit dat 10.000 huishoudens van stroom kunnen worden voorzien. Dat gaat al niet lukken vanwege de lagere opbrengst. Bij de veronderstelde opbrengst van 26.000.000 kilowatt per jaar betekent dit dat per huishouden 2600 kilowatt beschikbaar is. De energiebehoefte van een gemiddeld huishouden is echter 3250 – 3500 kilowattuur per jaar.

screenshot3

Zuid-opstelling

In Nederland zijn talloze plannen voor windparken of zonneweiden in voorbereiding en elk voorziet in een berekening van de verwachte opbrengst[5]. Geen van deze plannen majoreert zo extreem als het plan van D’66 in Utrecht.

Wat wel opvalt zijn de grote verschillen tussen de aannames waarop men zijn berekening baseert:

Het rendement van de zonnepanelen, het aantal panelen per ha, het aantal huishoudens dat kan worden bediend. Daarnaast worden voortdurend vermogen (in piekwatt) en opbrengst (in kilowattuur) verwisseld.

Het onderliggende probleem is het nagenoeg afwezig zijn van vergelijkbare gegevens over de feitelijke stroomproductie van bestaande zonneparken en windmolens. Er is een studie, verricht door een dochter van de Universiteit van Wageningen met een ontnuchterend resultaat[6]: Een ha. levert energie voor 150 huishoudens bij de gunstigste opstelling en de best presterende panelen.  Er is drie achtereenvolgende jaren gemeten met verschillende typen zonnepanelen en opstellingen.

screenshot

Proefopstelling onderzoek Universiteit Wageningen

Het belangrijkste bezwaar tegen deze studie is dat het resultaat berust op extrapolatie. Er is berekend dat bij de gekozen opstelling 2000 panelen per ha mogelijk zijn.  Deze opstelling zelf, laat staan opstellingen met meer panelen, zijn nooit getest. In elk geval contrasteert het aantal van 2000 panelen wel erg met alle andere plannen in uitvoering en zeker met de 5000 panelen per ha. waar D’66 in Utrecht van uitgaat. Overigens constateert deze studie ook dat plaatsing van zonnepanelen lucratiever kan zijn dan voortzetten van het agrarische bedrijf.

Het bovenstaande leidt tot twee conclusies:

  1. Er is dringend behoefte aan feitelijke gegevens over het gerealiseerde rendement van zonne- en windparken, uitgaande van verschillende aantallen en opstellingen van panelen.
  2. Discussie over de keuze tussen zonnepanelen of windmolens is niet aan de orde. Beide manieren om energie op te wekken zijn complementair (zie afbeelding) en ze moeten beide maximaal worden gebruikt[7].

grafiek_zonnepanelen_winddelen

De centrale vraag is welke zijn qua energieopbrengst de beste en in visueel opzicht de minst slechte plaatsen voor beide typen parken.

Zeker is dat de planvorming een aanzienlijke versnelling behoeft om de hiervoor genoemde aantallen zonnepanelen en windmolens voor 2050 te realiseren.

In mijn volgende blogpost sta ik stil bij de berekening van de opbrengst van windmolens.

 

[1]https://www.expirion.nl/blog-4–waar-halen-we-energie-vandaan-in-toekomst-.html

[2]https://www.windenergie.nl/windenergie-op-land/feiten-en-cijfers

[3]http://www.duurzamebrabanders.nl/blog/2015/02/zonneweide-vergeleken-met-windpark-voor-drenthe/

[4]https://utrecht.d66.nl/content/uploads/sites/3/2014/01/Project-Zonneweide.pdf

[5]https://www.rvo.nl/sites/default/files/2016/09/Grondgebonden%20Zonneparken%20-%20verkenning%20afwegingskadersmetbijlagen.pdf

[6]http://edepot.wur.nl/336567

[7]https://www.windcentrale.nl/blog/windmolens-of-zonnepanelen/

Circulair bouwen

1 Mei

Trash_mountain Jim Henderson licenced under CC Demolition waste – Photo Jim Henderson Licensed under Creative Commons

In 2050 kan het begrip afval uit ons woordenboek worden geschrapt. Ook de Nederlandse overheid vindt dat de Nederlandse economie dan circulair moet zijn[1]. In essentie betekent dit dat alle grondstoffen oneindig hergebruikt worden. Dat geldt ook voor brandstoffen.

De Nederlandse regering heeft met een 325 partijen een grondstoffen akkoord gesloten waarin is afgesproken dat er in 2030 al 50% minder primaire grondstoffen worden gebruikt.

Werpt deze afspraak al zichtbare resultaten af?

In een onderzoek van Duurzaam bedrijfsleven[2] antwoordde 38,7 procent instemmend, maar maakte wel de kanttekening dat het vooralsnog om minimale stappen gaat.

Opinie

Jan Jonker, hoogleraar bedrijfskunde aan de Radboud Universiteit, antwoord met stelligheid Nee… we denken nog helemaal niet in kringlopen.  Instituties, van juridisch tot fiscaal, zijn volledig op de lineaire economie ingesteld.

Het begin is er. Amsterdam, maar ook andere steden geven duidelijke voorbeelden.

In 2015 heeft de gemeente Amsterdam, kansen voor circulaire economie verkend en vastgelegd in Amsterdam Circulair: Visie en routekaart voor stad en regio[3]. Op basis hiervan zijn vele tientallen projecten gestart, zij het meestal kleinschalig en vanuit de terechte gedachtegang van leren door te doen.

In 2017 zijn alle projecten geëvalueerd. Het rapport Amsterdam circulair; evaluatie en handelingsperspectieven[4]bevat de evaluatie van deze projectenen de conclusie is dat er bewijskracht is geleverd dat een circulaire economie realistisch en aanpak rendabel is.

Voor deze aanpak – via kleinschalige initiatieven werken aan grootstedelijke doelen – heeft de stad overigens de World Smart City Award voor circulaire economie gewonnen.

Maar ook voor Amsterdam geldt dat binnen de kortst mogelijk tijd een wezenlijke opschaling moet plaatsvinden. Hieronder staan de uitgangspunten die de gemeente Amsterdam hanteert bij de ontwikkeling van een circulaire economie.

screenshot 2In het navolgende concentreer ik me op de bouwsector, te weten alle activiteiten die te maken hebben met de sloop, renovatie, transformatie en nieuwbouw van gebouwen, grond- wegen- en waterbouw (GWW) en de openbare ruimte. De impact is groot; gebouwen zijn voor ruim 50% verantwoordelijk voor het totale materiaalgebruik op aarde, waaronder waardevolle typen zoals staal, koper, aluminium en zink. In Nederland komt 25% van de CO2-emissies en 40% van het energiegebruik van de gebouwde omgeving. Circulair bouwen is het zodanig ontwerpen, construeren en slopen van een gebouw dat naast het hoogwaardig inzetten en hergebruiken van materialen, ook duurzaamheidsambities op het gebied van energie, water, en biodiversiteit en ecosystemen worden meegenomen (Roadmap circulaire grondafgifte).

Circulair bouwen gaat dus niet alleen om het gebouw zelf, maar ook om de omgeving waarin het komt te staan.

De bouwsector loopt niet voorop op het gebied van innovatie, maar uit oogpunt van opschalen van circulair handelen is deze sector van groot belang.  Alleen al de metropoolregio Amsterdam wil 250.000 nieuwe woningen op een circulaire wijze bouwen voor 2050.

De evaluatie van de projecten die zijn opgezet naar aanleiding van het plan Amsterdam Circulair heeft een aantal inzichten opgeleverd die bij deze opschaling van belang zijn. De belangrijkste is de rol van gronduitgifte en bouwvergunning. Daar ga ik als laatste op in. De andere zijn verankering in de ruimtelijke ordening en urban mining.

Verankering in ruimtelijke ordening

In de ruimtelijke ordening gaan omgevingsplannen een cruciale rol spelen. Zij moeten daarom op de kortst mogelijke termijn uitsluitend van circulair bouwen uitgaan. Alleen dan kan er na 2050 sprake zijn van 100% hergebruik van componenten bij sloop. Maar nog meer dan nieuwbouw liggen de grootste opgaven bij renovatie van bestaande huizen en gebouwen. Daarom moeten hier eveneens circulaire doelen gelden. Bij de wijze waarop dit gebeurt is dialoog met de bewoners, evenals het veiligstellen van hun langetermijnperspectief van wezenlijk belang. Een interessant voorbeeld is de transformatie van een oud kantoor naar een all-electricHotel Westerparkte Amsterdam, waarbij uitsluitend duurzame materialen zijn gebruikt[5].

Hotel Westerpark-all electric

Conscious Hotel Westerpark. Foto Bart Koetsier

Urban mining

In bestaande gebouwen bevinden zich talloze waardevolle materialen. Het is lastig om deze in bruikbare vorm bij sloop veilig te stellen vanwege de niet-circulaire manier van bouwen in het verleden. Door gericht te werk te gaan is een groter percentage van kostbare materialen te ‘redden’. Gesproken wordt dan van urban mining. Het grootste probleem is echter dat vooralsnog hergebruikte materialen vaak duurder zijn dan nieuwe. Daarom is ook een circulaire economie gediend met een verschuiving van belasting op arbeid naar belasting op grondstoffen.

De rol van gronduitgifte en bouwvergunning

Het is vooral op dit gebied dat de gemeente Amsterdam een reuzensprong heeft gemaakt. Een belangrijke rol daarbij speelt de Roadmap Circulaire gronduitgifte[6]. Uitgaande van de hiervoor weergegeven definitie van circulair bouwen, zijn er bij de beoordeling van nieuwe bouwprojecten vijf thema’s aan de orde. Gebruik van materialen, water, energie, ecosystemen alsmede veerkracht en adaptiviteit. Bij elk van deze thema’s speelt een aantal principes, zoals

  • De vermindering van het gebruik van materialen, water en energie;
  • De mate van hergebruik en de wijze waarop toekomstig hergebruik wordt geborgd;
  • De duurzame productie en inkoop van alle benodigde materialen;
  • Verstandig management, bijvoorbeeld een volledige registratie van alle gebruikte componenten.

Toepassing van deze criteria op de vijf thema’s levert 32 criteria op. In concrete gevallen wordt een selectie van deze criteria gemaakt. Deze is mede afhankelijk van de vraag of het om gronduitgifte, een bouwvergunning of een renovatie gaat, maar ook van waar het bouwen plaats zal vinden. Voor een onbebouwd terrein achteraf gelden andere eisen dan voor een centrumlocatie in een monumentale omgeving. Voor het verlenen van een bouwvergunning zal vaak een kwantitatieve onderbouwing worden gevraagd. Bij gronduitgifte volstaat een kwalitatieve onderbouwing.

Projecten

De gemeente Amsterdam heeft de afgelopen jaren bij vier tenders voor gronduitgifte circulaire criteria gehanteerd: Buiksloterham, Centrumeiland, de Zuidas (alle drie woningbouw) en Sloterdijk (detailhandel). Op de Zuidas is in december 2017 de eerste circulaire gronduitgifte afgerond. Bij de toekenning speelden circulaire criteria voor 30% mee in het eindoordeel.

Zuidas Team-V-Architectuur foto Zwartlicht

Zuidas, team V Architectuur. Foto: Zwartlicht

De winnaar is AM, in samenwerking met Team V Architecten. Zij combineerden in hun project Cross overruim 250 woningen met kantoren, werkruimte kleine bedrijven en plek voor creatieve starters. Het project kent geen vaste verdeling tussen woningen en kantoren. Hergebruik bij toekomstige sloop wordt vergemakkelijkt door een materialenpaspoort en bouwen met droge verbindingen, wat demonteren in de toekomst makkelijk.  Scheidingswanden zijn gemaakt van restgips en de gevel bestaat uit hergebruikte bakstenen).

Een goed voorbeeld op het gebied van renovatie is de herhuisvesting van het kantoor van Alliander in Duiven. De onderstaande video toont het proces van totstandkoming van dit opmerkelijke gebouw.

Noodzaak tot lerend organiseren

De gedetailleerde uitwerking van de 32 criteria door het uitschrijven van de tender beslaan ruim 40 dichtbedrukte pagina’s. De indieners van een tender mogen ook op een uitvoerige instructie rekenen. Desondanks kan niet van potentiële indieners verwacht mag worden dat zij routinematig kunnen voldoen aan hetgeen wordt gevraagd. De gemeente heeft vele honderden uren geïnvesteerd in het opstellen van de eisen en daarmee een enorme voorsprong verworven.  Het zou daarom toe te juichen zijn als de gemeente Amsterdam haar kennis deelt. Iets soortgelijks geldt trouwens ook voor andere voorhoede-gemeenten zoals Utrecht[7].

Ik pleit daarom dat gemeenten ‘pre-competitieve’ samenwerking aangaan met fabrikanten, kennisinstellingen, opdrachtgevers en bouwpartners met als doel innovatie ten behoeve van het circulaire bouwproces. Daarbij wordt gedacht aan standaardisering van de maatvoering van componenten (bijvoorbeeld ramen, kozijnen, vloerdelen) en het ‘revalideren’ van ‘gesloopte’ componenten met behoud van een zo hoog mogelijke waarde. In Zwolle wordt op een andere manier samengewerkt: gemeente, woningbouwcorporaties en bouwbedrijven hebben daar een Conciliumgevormd, dat zich ten doel stelt de reeds voorziene bouw van huizen aanzienlijk uit te breiden en daarbij circulaire principes te gebruiken[8]

Circulariteit vraagt om het sluiten van kringlopen. Samenwerking binnen de keten is daar een van.

 

[1]https://www.rijksoverheid.nl/documenten/rapporten/2016/09/14/bijlage-1-nederland-circulair-in-20

[2]https://www.duurzaambedrijfsleven.nl/circulaire-economie/27945/de-stand-in-het-land-zijn-we-al-een-beetje-circulair

[3]https://www.amsterdam.nl/wonen-leefomgeving/duurzaam-amsterdam/publicaties-duurzaam/amsterdam-circulair-0/

[4]https://www.amsterdam.nl/wonen-leefomgeving/duurzaam-amsterdam/publicaties-duurzaam/amsterdam-circulair-1/

[5]https://www.duurzaamgebouwd.nl/artikel/20180417-duurzaam-amsterdams-hotel-westerpark-geopend

[6]https://www.amsterdam.nl/wonen-leefomgeving/duurzaam-amsterdam/publicaties-duurzaam/roadmap-circulaire/

[7]https://www.duurzaambedrijfsleven.nl/circulaire-economie/27459/5-ontwikkelingen-die-nodig-zijn-om-circulaire-bouw-van-de-grond-te-krijgen

[8]http://www.stadszaken.nl/ruimte/wonen/1485/oplossing-bouwimpasse-komt-uit-zwolle/

 

De energietransitie is niet gebaat met spierballentaal

16 Apr

Duurzaamheid - carbon pollution_1
Over een paar jaar zal mogelijk blijken dan VVD-minister Wiebes de belangrijkste game changer was in de ontwikkeling naar een duurzame economie. Tegelijkertijd weten we nog weinig over hoe de economie gaat uitzien. Er zijn maar twee ‘zekerheden’: Binnen een jaar of 30 is duurzame brandstof het nieuwe normaal en is productie afhankelijk van opnieuw te gebruiken materalen.

Veel vragen zijn nu nog niet te beantwoorden.

Het gaat dan onder andere om wat dan de belangrijkste energiebronnen zijn, hier en elders ter wereld. wat de prijs van energie is en wat een circulaire economie betekent voor onze welvaart.

screenshot kopie

We gaan een transitietraject in waarin zich voortdurend nieuwe mogelijkheden voordoen of voor mogelijk gehouden oplossingen afvallen. Overheden en bedrijven moeten – uitgaande van deze onzekerheden – andersoortige transitieplannen maken dan de rationeel aandoende verandertrajecten waarvan men zich thans bij voorkeur bedient. In essentie betekent dit:

  • Veel opties open te houden.
  • Uiteenlopende alternatieven gelijktijdig beproeven.
  • Burgers, bedrijven en instellingen oproepen hetzelfde te doen.
  • Alternatieven voortdurend te evalueren.

En misschien wel het belangrijkste:

  • Communiceren, communiceren en nog eens communiceren.

Wat in elk geval niet moet gebeuren, is één oplossing verheffen tot heilige graal. De ferme taal van de installatiebranche, de fabrikanten van cv-installaties, milieuorganisaties en de energiesector die oproepen tot een verbod op de verkoop van cv-ketels is hier een voorbeeld van.

gasvlam

In plaats daarvan moeten met gezwinde spoed zo veel mogelijk alternatieven worden onderzocht, beproefd, ingevoerd en gefaciliteerd. Alternatieven die op korte termijn zoden aan de dijk zetten verdienen extra prioriteit. Bijvoorbeeld grootschalig gebruik van aardwarmte om grootgebruikers van het gas af te krijgen. Slechts 10% van het Nederlandse aardgas is bestemd voor huishoudelijk gebruik en daarom is het zinloos miljoenen huishoudens nu al op hoge kosten te jagen door onvoldoende uitontwikkelde alternatieven als (hybride) warmtepompen en infraroodkachels te propageren. Faciliteer huishoudens die dat nu al willen en evalueer samen met hen de resultaten.

Communiceren, communiceren en nog eens communiceren betekent in de praktijk:

  • Voorlichten over de noodzaak van de op handen zijnde energietransitie.
  • Eerlijk zijn over alle onzekerheden; niemand weet hoe veel gas, tegen welke prijs en voor hoe lang aangekocht kan worden in het buitenland als de kraan in Groningen definitief dicht gaat.
  • Informeren op maat (bijvoorbeeld door wijkgebonden teams) over wat de betrokkenen individueel te wachten staat en welke (keuze)opties er zijn.
  • Adviseren van bewoners wat ze al nu kunnen doen, bijvoorbeeld isolatie verbeteren en zonnepanelen aanschaffen.

Foto Smaack CC

De energietransitie is een gigantisch proces, dat zich hoe dan ook geleidelijk zal voltrekken. Zeker is dat er in de komende jaren elk jaar minder gas beschikbaar is en gespreid over een periode van 15 –  20 jaar de meeste Nederlanders overstappen op een alternatieve energiebron.

Wat vooral voorkomen moet worden is symbolisch beleid.

Een voorbeeld van symbolisch beleid is de discussie of de Haagse regeringsgebouwen van het gas af moeten. Er zijn immers veel argumenten om het Binnenhof en andere monumentale gebouwen en stadsdelen aangesloten te houden op een (op termijn) duurzame (bio)gasvoorziening. Dit om ingrijpende en dure aanpassingen te voorkomen.

Het is onverstandig om burgers te dwingen keuzen te maken, zo lang er nog diverse opties open zijn. Ik zou zeggen, vervang je cv-ketel nog niet als dat niet hoeft. Als dat wel moet, bijvoorbeeld omdat de oude stuk is, huur dan een nieuwe.

Ik zelf hoop binnen drie jaar all electric te gaan, liefst helemaal op groene stroom. Ik kijk uit naar dat moment en heb behoefte aan voorlichting op maat, state-of-the-art apparatuur, enige subsidie maar niet aan spierballentaal.

Inclusieve ontwikkeling; iedereen wordt er beter van!

31 Mrt

graphic-recorder-2

Politici en economen staren zich al jaren blind op de groei van het bruto nationaal product. Het bruto nationaal product zegt namelijk niets over de aard van de verdiensten, hoe ze tot stand gekomen zijn en aan wie ze ten goede komen. Economische groei is daarom geen indicatie van de kwaliteit van de samenleving en het geluk van haar bewoners.

Als het aan het World Economic Forum ligt, zal in de toekomst niet langer het bruto nationaal product de basis zijn voor de vergelijking van landen maar de Inclusive Development Index (ID-index)[1].

De Inclusieve development Index (IDI) van het WEF

De IDI brengt zowel het economisch potentieel van een land in kaart als de bijdrage daarvan aan de levensomstandigheden voor de bevolking. De berekening van ID-index is gebaseerd op drie pijlers die elk bestaan uit vier indicatoren[2]. De score van elke indicator varieert van 1 – 7.

screenshot 2

Pijlers Inclusive Development Index (WEF)

De inzet het WEF op dit gebied verdient alle lof. Toch valt er op de aanpak het nodige aan te merken. Het bruto nationaal product is nog steeds een integraal onderdeel van inclusieve ontwikkeling. Andere indicatoren, zoals arbeidsproductiviteit, levensverwachting, werkgelegenheid en modaal inkomen zijn afhankelijk van het bruto nationaal product. Rijke landen scoren hierdoor bij voorbaat hoog op de IDI.

Het WEF zou, alvorens aan het rekenen te slaan, langer stil moeten staan bij de vraag naar de essentie van inclusieve ontwikkeling. Als op die vraag een antwoord is gekregen dat voldoende draagvlak heeft, kan een model worden gemaakt en een aantal indicatoren worden gezocht. Pas dan is het tijd om data te verzamelen, kan er worden gerekend en kunnen landen desgewenst worden vergeleken.

Ik wil me geenszins meten met het WEF, laat staan dat ik beschik over de middelen van deze organisatie om gecompliceerde berekeningen te maken. In het navolgende geef ik daarom een voorzichtige aanzet voor een beschrijving van inclusieve ontwikkeling en ik voer daarmee een – eveneens voorzichtige – berekening uit.

Inclusieve ontwikkeling: vier kernwaarden

Als vertrekpunt bij de beantwoording van de vraag wat inclusieve ontwikkeling is, heb ik een lijst gemaakt van zo maar wat zaken waarover mensen zich zorgen maken en die de kwaliteit van hun leven beïnvloeden.

  • Kom ik rond met mijn inkomen?
  • Vind ik een betaalbaar huis?
  • Is er nog werk voor de kinderen?
  • Is de lucht die ik adem nog gezond?
  • Waarom is mijn leidinggevende zo onredelijk?
  • Wie zorgt er straks voor mijn moeder?
  • Kan ik vertrouwen wat ik eet?
  • Komt er oorlog?
  • Vind mijn kind het leuk om naar school te gaan
  • Blijft het gezellig in de buurt?
  • Wie kan ik nog vertrouwen?
  • Mag ik nog wel zeggen wat ik denk?
  • Is het nog wel veilig in ons land?
  • Hoe gaat het met het milieu?
  • Waarom zijn topmanagers van die schrapers?

Deze zorgen duiden erop dat een aantal kernwaarden onvoldoende wordt gerealiseerd. Dit doet afbreuk aan de kwaliteit van het leven in een land en het geluk van zijn bewoners. Het gaat om de volgende waarden:

Duurzame welvaart: Vrijwel alle mensen vinden het plezierig om voldoende inkomen te hebben. Maar als ze zich ervan bewust worden dat dit inkomen deels het gevolg is van roofbouw op de aarde, wordt dit plezier – althans voor een aantal mensen – bedorven. Inkomen zonder nasmaak heeft uiteindelijk toch de voorkeur.

Welzijn: Voorzieningen als huisvesting, onderwijs, gezondheidszorg zijn onmisbaar. Maar hun beschikbaarheid alleen, bijvoorbeeld het feit dat iedereen naar school kan, is niet voldoende. Jij en je kinderen moeten ook het gevoel hebben dat het onderwijs aansluit bij je behoeften, je persoonlijk helpt en dat het er plezierig toeven is. Dat het geen leerfabriek is en bijdraagt aan je persoonlijke ontplooiing. Dat geldt ook voor alle andere ‘welzijnsvoorzieningen’.

Rechtvaardigheid: Een gevoel van rechtvaardigheid is onlosmakelijk verbonden aan de manier waarop we met anderen samenleven. Het gaat dan bijvoorbeeld niet meer om wat je verdient, maar ook om het feit dat je even veel verdient als mensen die hetzelfde werk doen en dat even goed doen. Ook zijn de redenen waarom sommige mensen aanzienlijk meer verdienen dan anderen lang niet duidelijk, laat staan te verdedigen.

Ik heb de neiging om aan dit rijtje een vierde kernwaarde toe te voegen:

Digitale intelligentie: Informatisering is behalve een middel bij de realisering van de andere kernwaarden ook een waarde op zich. ICT voegt namelijk een nieuwe dimensie toe aan menselijke creativiteit en inventiviteit en kan de kwaliteit van ons leven aanzienlijk verbeteren. Maar als machthebbers zich ervan meester maken zijn de gevolgen niet te overzien. Digitale intelligentie vraagt dus om een sterk ethisch bewustzijn.

Inclusive growthIk spreek van inclusieve ontwikkeling als een samenleving bovenstaande kernwaarden elk jaar merkbaar beter realiseert en daarmee de kwaliteit van het leven verbetert. Daarbij kan ook materiële welvaart horen, zeker voor wie op dit gebied in een achterstandsituatie zit. Maar het kan ook zijn dat de producten die je koopt beter worden of dat de dienstverlening beter bij je behoeften aansluit.  Je kunt ook stellen dat de samenleving dan steeds meer mogelijkheden schept voor mensen om zich gelukkig te voelen.

 

Het onderstaande kader bevat een nadere aanduiding van de bovenstaande kernwaarden.

screenshot

Naar een aangepaste index van inclusieve ontwikkeling

screenshot 4Ik heb op basis van bovenstaande beschrijving een proeve gemaakt van een alternatieve index van inclusieve ontwikkeling. Deze bestaat vooralsnog uit slechts een indicator voor elk van de vier kernwaarden. Er zijn uiteraard meer indicatoren nodig voor een valide resultaat. Aan het einde van deze post licht ik de berekeningswijze toe. Bij de berekening heb ik geput uit de schat van gegevens die het WEF heeft verzameld.

Het resultaat van mijn berekening is te vinden in de kolom IDI nieuw in onderstaande tabel. Ik benadruk dat de aangegeven scores alleen geldig zijn gegeven de gekozen indicatoren en hun beperkte operationalisering.

De kolom IDI verwijst naar de index berekend door het WEF. De kolom BNP/c verwijst naar het bruto nationaal product per hoofd van de bevolking.

De onderstaande tabel beperkt zich tot de 30 meest ontwikkelde landen. Daarnaast onderscheidt het WEF nog drie andere groepen van landen waarop ik mijn alternatieve wijze van berekening vooralsnog niet heb ‘losgelaten’.

screenshot 3

De inclusieve ontwikkelingsindex (nieuw)

Uit bovenstaande tabel blijkt een ruwe driedeling: In de hoogst scorende groep zijn landen van NW Europa sterk vertegenwoordigd. Dat gold in iets mindere mate ook al voor de oorspronkelijke berekening van de IDI. De middengroep bevat overwegend welvarende landen buiten Europa, met de VS als hekkensluiter. De derde en laagst scorende groep bestaat overwegend uit landen in ZO Europa. De tweedeling binnen Europa blijkt hiermee opnieuw overduidelijk.

De landen die tot de eerste groep behoren, behalen een hoge score op duurzame welvaart vooral dankzij een verhoudingsgewijs lage CO2-emissie. Dit laatste geldt niet voor Nederland!

Opvallend is dat Estland, waarover de laatste jaren hoog wordt opgegeven, over de hele linie slecht scoort. Ook Luxemburg, dat over het algemeen hoog scoort, komt in de ‘alternatieve’ berekening van inclusieve ontwikkeling naar verhouding slecht tevoorschijn.

images-3

Deze blogpost wil bijdragen aan de discussie over de waarden achter inclusieve ontwikkeling en  beleid dat deze wil stimuleren. Ik heb vier kernwaarden onderscheiden: Duurzame welvaart, rechtvaardigheid, welzijn en digitale intelligentie. De berekening van een index is van ondergeschikt belang, zeker vanwege de vereenvoudigde manier waarop ik dat heb gedaan. Wat telt, is de vraag of de genoemde kernwaarden inderdaad de pijlers zijn van inclusieve ontwikkeling en zo ja, wat elk van deze pijlers dan precies inhoud. Pas daarna kan er serieus worden gerekend.

Berekeningswijze

Voor elk van de vier indicatoren zijn twee bestaande indicatoren uit de berekening van de IDI door het WEF gebruikt. Een daarvan steeds als teller (bijvoorbeeld bnp/c), de ander als noemer (bijvoorbeeld CO2-emissie/c). Dit leverde voor elk land vier scores op, waarvan het gemiddelde is berekend (zie tabel). Bij de berekening van deze scores is aan de zes landen die op de oorspronkelijke IDI per indicator het hoogst scoren het cijfer 5 toegekend. Het volgende zestal kreeg de score 4 en zo verder tot 1. Bijvoorbeeld Noorwegen dankt de score 5,0 voor duurzame welvaart aan het feit dat het land behoort tot de zes landen met het hoogste bnp/c (teller score: 5) en de zes landen met de laagste CO2-emissie/c (noemer score 1). Met deze aanpak wilde ik misplaatste exactheid voorkomen.

[1] Het Inclusive growth and Development Report 2017 kan hier worden gedownload. Via deze website kunnen uitgebreide landenprofielen worden aangemaakt.: http://reports.weforum.org/inclusive-growth-and-development-report-2017/

[2] Zie pagina 102 voor een exacte beschrijving van de berekeningswijze per indicator

[3] De healthy life expectancy is een nieuwe maatstaf voor levensverwachting minus de tijd waaraan wordt geleden aan ziekten of verwondingen

[4] Het deel van de bevolking ouder dan 15 jaar dat een betaalde baan heeft

[5] De Gini-coëfficienten meten de mate van inkomens- en vermogensongelijkheid. Hoe hoger, des te meer ongelijkheid.

[6] Voor welvarende landen wordt hierbij uitgegaan van een gezinsinkomen dat lager is dan de helft van het modale inkomen

[7] Het betreft hier de totale nationale besparingen, plus de investeringen in onderwijs minus het verbruik van  grondstoffen en de schade door vervuiling (met uitzondering van de schade veroorzaakt door CO2)

[8] Dit betreft de hoeveelheid CO2 die vrijkomt in verhouding tot een eenheid bruto nationaal product

[9] De omvang van de totale bevolking ten opzichte van de bevolking tussen 15 – 64 jaar

Aarde, lucht en water. Ook duurzame energiebronnen

26 Mrt

Samenleving - airconditionars

Verreweg de belangrijkste opgave van het Parijse energieakkoord is het zoeken naar alternatieven voor fossiele brandstoffen. Veel landen zijn daar allang mee bezig, maar Nederland loopt achter; aardgas heeft ons een halve eeuw verwend.

Inmiddels denken gemeenten na over de transitie naar duurzame energie én het beste alternatief voor aardgas. Uitsluitend gebruik van – schone – elektriciteit is kostbaar en bovendien is het net er niet op berekend. Biogas is op sommige plaatsen een alternatief, maar ook dat kent zijn bezwaren. Daarom wordt er behalve aan zonne- en windenergie gedacht aan een aanzienlijke uitbreiding van warm- en koud-waternetten, of te wel thermische districtsenergie.

Voorbeeld 1: Parijs

Parijs heeft het oudste en meest omvangrijke warm en koud waternet van Europa, waarbij onder andere de Seine wordt gebruikt voor koeling. De stadsverwarming van Parijs bedient het equivalent van 500.000 huishoudens, waaronder 50% van alle sociale woningen, alle ziekenhuizen en 50% van de openbare gebouwen, zoals het Louvre. Er wordt naar gestreefd om in 2020 60% duurzame energie te gebruiken.

Thermische districtsenergie

Thermische districtsenergie is gebaseerd op ondergrondse leidingen die stoom, warm en koud water transporteren naar huizen, gebouwen en fabrieken. De productie vindt overwegend decentraal plaats in district-energiecentrales.

Het UNEP-rapport District Energy In Cities; Unlocking the Potential of Energy Efficiency and Renewable Energy[1] is een uitstekende gids voor gemeentebesturen die uitbreiding van de warm- en koud-waternetten overwegen en dus ook nieuwe district-energiecentrales moeten bouwen. Het was ook de bron van inspiratie, afbeeldingen en grafieken van deze blogpost.

District-energiecentrales bestaan al vele jaren. Hun efficiëntie is veel groter dan de productie van warm en koud water door individuele gebruikers, ondanks rendementsverlies in de leidingen (zie schema hieronder).

rendement district energie

Hetzelfde geldt uiteraard voor de productie van CO2. Dankzij de uitbreiding van stadsverwarming heeft Denemarken de CO2-uitstoot sinds 1990 al verlaagd met 20%.

Voorbeeld 2: Frankfurt

Frankfurt heeft zich ten doel gesteld om voor 2050 af te stappen van het gebruik van fossiele energiebronnen voor stadsverwarming. Door de bouw van nieuwe district-energiecentrales zal bovendien de energie-efficiëntie verbeteren. De districtscentrales zullen onder andere afvalwarmte gebruiken.

Moderne zogenaamde 4de generatie systemen gebruiken verschillende energiebronnen waardoor een stapsgewijze afbouw van het gebruik van fossiele brandstoffen mogelijk is. Momenteel is 20% van alle energiebronnen van de districts-energiecentrales in de EU, duurzaam, inclusief waterkracht.

Warmtepomp

De warmtepomp van Helsinki, Katri Vala, vangt warmte af uit het afvalwater van de stad.

Hoe werkt het?

District-energiecentrales leveren stoom, warm water van verschillende temperaturen en koelwater en elektriciteit, dankzij het gebruik van warmtekrachtsystemen: Gasturbines, brandstofcellen of verbrandingsmotoren drijven dan generatoren aan die elektriciteit produceren. De warmte die daarbij vrijkomt wordt gebruikt voor stadsverwarming. Als er elektriciteit ‘over’ is, kan deze ook worden gebruikt voor de productie van warm water dat in grote boilers wordt opgeslagen.

Vierde generatie district-energiecentrales halen tevens warmte uit de ondergrond, uit afvalwater en desnoods uit de lucht met behulp van warmtewisselaars en warmtepompen[2]. Deze warmte kan ook worden gebruikt voor de productie van koud water (vergelijk de werking van een koelkast). Voor koeling kunnen ook ‘gratis’ bronnen worden gebruikt, zoals water uit zeeën, meren, rivieren, waterhoudende grondlagen en koelafval.

Voorbeeld 3: Dubai

In Dubai is 70% van het elektriciteitsverbruik bestemd voor airconditioning. Daarom ontwikkelt de stad ‘s werelds grootste koud waternet, waarop tegen 2030 40% van alle airconditioners zullen zijn aangesloten. Districtskoeling zal het elektriciteitsverbruik van Dubai met 50% verminderen.

Onderstaande figuur geeft een samenvatting van alle energiebronnen die een 4de generatie districtscentrale kan gebruiken.

Vierde generatie districh energie

Waar kan het?

In de meeste landen, waaronder Nederland, kunnen op veel meer plaatsen dan nu warm en koud waternetten worden aangelegd. De belangrijkste voorwaarden zijn:

  • Middelgrote tot grote concentraties van huizen en gebouwen om rendementsverlies in de leidingen te beperken;
  • Mogelijkheid om in bestaande huizen en gebouwen verwarmingsinstallaties te moderniseren (warme lucht- en vloerverwarming, plaatsing grotere radiatoren)
  • Mogelijkheid voor de aanleg van een nieuw netwerk voor warm (en eventueel) koud water;
  • De beschikbaarheid van voldoende voorraden ondergronds water (warm of koud);
  • Bij voorkeur de aanwezigheid van warm of koud industrieel afvalwater;
  • Ideaal is als tegelijkertijd een nieuwe riolering kan worden aangelegd bestaande uit afzonderlijke systemen voor zwart- en voor grijs afvalwater. De warmte van dat laatste kan via een warmtewisselaar worden gebruikt bij het opwarmen van water of lucht.

Zonnecentrale

Een grote thermische zonne-installatie met warmteopslag sluit aan op een stadsverwarmingsnetwerk in Brædstrup, Denemarken.

Grote lokale verschillen

Bij nieuwbouw kunnen huizen en gebouwen worden voorzien van verwarmingsinstallaties die toekunnen met warm water van een veel lagere temperatuur dan vroeger nodig was. Dit opent de weg naar grootschalige inzet van warmtepompen en -wisselaars. Hierdoor hoeven district-energiecentrales minder heet water te produceren wat warmteverlies tijdens het transport vermindert. In combinatie met lokaal opgewekte zonne-energie kan dan probleemloos van aardgas worden afgezien.

In nieuw te bebouwen gebieden met een lagere dichtheid is aansluiting op het warm en koud waternet meestal niet rendabel. In dat geval kunnen nieuwe huizen en gebouwen – behalve van zonnepanelen – ook worden voorzien eigen warmtewisselaars en warmtepompen. Zo’n installatie kan ook voor een klein aantal huizen worden gebouwd, die dan op een mini warm en koud waternet aangesloten worden.

Indien het niet mogelijk is om de verwarming in huizen en gebouwen te moderniseren dan blijft de levering van heet water (90 graden Celsius) noodzakelijk. Als het eveneens onmogelijk is om elektriciteit op te wekken met eigen zonnepanelen, dan kan moeilijk worden ontkomen aan de levering van biogas via delen van het nog bestaande gasnet. Dit geldt met name voor oude historische binnensteden.

Vraag en aanbod in kaart brengen

De eerste stap naar de aanleg van warm en koud waternetten is het maken van gedetailleerde kaarten van alle potentiële energiebronnen aan de ene en de vraag naar energie aan de andere kant.

Een uitstekend voorbeeld van een dergelijke inventarisatie is de Boston Community Energy Study: Exploring the Potential for Local Energy Generation, District Energy, and Microgrids (2015)[3].  Bij het in kaart brengen van de vraag is gebruik gemaakt van een door het MIT ontworpen simulatie om de energievraag op het niveau van individuele huizen en gebouwen te schatten. Gebruik van realistische gegevens was om overwegingen van privacy niet mogelijk. Vervolgens is in kaart gebracht waar zich ondergrondse warmwatervoorraden bevinden, waar zonnecollectoren geplaatst kunnen worden, welke bedrijven en instellingen afvalwater (warm en koud) beschikbaar hebben, waar al leidingen lopen en al district-energiecentrales staan. De studie identificeerde tweeënveertig districten in Boston waar districtsenergie een bruikbaar alternatief kan zijn.

Mapping amsterdam

Kaart uit de Energieatlas van Amsterdam

Andere steden hebben ook het potentieel voor districtsenergie in kaart gebracht. Amsterdam heeft een energieatlas[4] uitgegeven. Deze atlas biedt vergelijkbare informatie op wijkniveau. De makers van de atlas verwachten dat deze informatie bottom-up initiatieven zal stimuleren, die door de gemeente kunnen worden gesteund.

Aarde, lucht en water zijn onschatbare bronnen voor toekomstige verwarming en koeling, aangevuld met een beperkte hoeveelheid biogas. Zon en wind zijn de belangrijkste bronnen voor elektriciteit. Inspanningen moeten zijn gericht op de ontwikkeling van alle bronnen tegelijkertijd, waarbij een stabiele levering van duurzame energie voor de groot- en kleingebruikers gewaarborgd is.

[1] https://wedocs.unep.org/bitstream/handle/20.500.11822/9317/-District_energy_in_cities_unlocking_the_potential_of_energy_efficiency_and_renewable_ene.pdf?sequence=2&;isAllowed=

[2] Wikipedia bevat een uitstekende uitleg van de werking van warmtepompen, warmte wisselaars en warmtekrachtkoppeling.

[3] http://www.bostonplans.org/getattachment/d52c36d5-2b1a-40e3-b4cd-3d4fa01ed4e6

[4] https://www.amsterdam.nl/bestuur-organisatie/organisatie/ruimte-economie/ruimte-duurzaamheid/making-amsterdam/publications/sustainability-0/energy-atlas/

De komende energie’revolutie’ in Amsterdam

17 Mrt

capture-decran-2018-02-21-a-08-32-07

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.

Andy van den DobbelsteenDe 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.

capture-decran-2016-10-18-a-15-34-23

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

screenshot 5Partners 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.

UnknownDe 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.

screenshot 3De 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/