De veerkrachtige stad

Alle steden hebben te maken met rampen. Ze kunnen zich hierop voorbereiden en soms kunnen deze ook worden voorkomen. Nodig zijn een daadkrachtige overheid, maar ook weerbare bewoners. Een rampenplan is in geen geval voldoende.

De ultieme vorm van veerkracht: Floating Oceanix City – Bjarke Ingels Group

De manier waarop de bewoners van West Nederland hun leefgebied op de zee hebben veroverd is een goed voorbeeld van veerkracht. Huizen en landerijen zijn in de loop van de eeuwen menigmaal overstroomd. Later werden de huizen op terpen gebouwd, toen kwamen er dijken. Toen die niet hoog genoeg waren of doorbraken volgden hogere en sterkere dijken. Toen ook die in 1953 doorbraken volgde het Deltaplan.

Veerkracht

Veerkracht is: Ontwikkelen van capaciteit binnen individuen, gemeenschappen, instellingen, bedrijven en systemen om te overleven, zich aan te passen en te groeien, ongeacht welke chronische stress en acute schokken zich voordoen[1].

Veerkracht is een persoonlijkheidskenmerk maar ook een kenmerk van groepen mensen, steden en regio’s. De 100 Resilient Cities-beweging (100RC) noemt zeven eigenschappen.

Het gebruik van de term veerkrachtige stad is gepromoot door internationale organisaties en verenigingen van steden om deze te helpen beter om te gaan met rampspoed, zoals orkanen Katarina in de regio New Orleans (2005) en Sandy langs de oostkust van Noord-Amerika (2012 ).

Het begrip veerkracht is geleidelijk verruimd naar alle soorten risico’s, variërend van klimaatverandering, milieuschade tot armoede. Daarbij worden chronische spanningen en acute schokken onderscheiden. 

Chronische spanningen aanhoudende gebeurtenissen die de structuur van een stad verzwakken. Voorbeelden zijn: hoge werkloosheid, een ondoelmatig openbaar vervoersysteem, endemisch geweld en chronisch voedsel- en watertekort. 

Acute schokken zijn plotselinge gebeurtenissen die het leven in een stad ernstig verstoren. Voorbeelden zijn aardbevingen, overstromingen, uitbraken van ziekten, vliegtuigcrashes en terroristische aanslagen.

Veerkracht verwijst naar gedrag en beleid om met deze gevaren om te gaan, zoals:

  • Voorzorgsmaatregelen, gebaseerd op erkenning van en anticiperen op gevaren.
  • Omgangsstrategieën (coping) zoals directe acties om schade te beperken, slachtoffers te helpen en de schade te herstellen. 
  • Gevaren voorkomen of verminderen.

Deze drie aspecten komen hierna aan de orde.

Voorzorgsmaatregelen

Het moeilijkste probleem bij het anticiperen op gevaren is weten om welk gevaar het gaat. De lijst met chronische spanningen en acute schokken die een stad kan treffen is immers omvangrijk. Hoewel steden een overzicht van mogelijke gevaren en hun impact kunnen maken, is het beter om meer algemene voorzorgen te nemen, bijvoorbeeld maken van evacuatieplannen en ervoor zorgen dat communicatiekanalen beschikbaar blijven.


Inventarisatie van milieukenmerken

Als er verschillende potentiële bedreigingen zijn, is een regionaal omgevingsmonitoring-systeem nuttig. In Moskou meet een dergelijk systeem de kwaliteit van lucht, water en bodem, geluidsniveaus en gevaarlijke geologische processen[2].

Er zijn 56 geautomatiseerde stations die de luchtkwaliteit bewaken; 66 besturingslijnen voor oppervlaktewatermonitoring, 130 locaties voor bodemonderzoek en 13 locaties voor bodemtektoniek[3].

Particuliere ontwikkelaars hebben mobiele applicaties ontworpen (Plume Air Report, Moscow Air, Eco-monitor, Moscow Air Lite) voor online en real-time gebruik van deze gegevens


In gebieden waar overstroming een terugkerend fenomeen is, kunnen overheidsinstanties anticiperen op de dreiging door waarschuwings-systemen te installeren, verlening van noodhulp voor te bereiden, scenario’s te maken voor de evacuatie van bejaarden en zieken, pleinen en andere open ruimten aan te wijzen voor tijdelijke huisvesting, een voorraad aan te leggen van tenten, voedsel en drinkwater en medische bijstand te organiseren.

One Concern[4], een zogeheten benefit corporation, startte in 2018 met de voorspelling van overstromingen met behulp van kunstmatige intelligentie. Het bedrijf had eerder een nauwkeurige methode om aardbevingen te voorspellen ontwikkeld[5]. De onderstaande video geeft een indruk van deze geavanceerde methoden.


Voorspelling van overstromingen met kunstmatige intelligentie

Flood Concern brengt in kaart waar overstromingen het hardst kunnen toeslaan, tot vijf dagen voor een naderende storm. Het gaat om simulaties in de vorm van ‘time lapses’ die zichtbaar maken hoe het water zal stijgen, met welke snelheid en in welke richting. De kaarten geven ook aan welke delen van de infrastructuur overstroomd of beschadigd zullen worden en hoe pogingen om de gevolgen te beperken – van aanbrengen van zandzakken tot openen van sluizen – zullen uitwerken. Met behulp van deze gegevens kunnen reddingsteams bepalen welke wegen nog toegankelijk zijn en ze kunnen evacuatieroutes plannen[6].

De stroomrichting van buiten de oevers tredend water – Afbeelding Flood Concern

Naast voorspellen van risico’s, hebben steden ook realtime informatie nodig over getroffen gebieden. Burgers om hulp te vragen bij het verzamelen van gegevens is om verschillende redenen nuttig: De informatie zal uit alle delen van de stad komen en de burgers zien een mogelijke evacuatie aankomen.


In kaart brengen van overstromingen met crowdsourcing

Groot Jakarta kent geregeld overstromingen. PetaBencana.id[7], is een applicatie die sensorgegevens combineert met meldingen van burgers via sociale media. De kaarten die in realtime met deze gegevens worden gemaakt, geven de overheid en inwoners de best beschikbare informatie over de overstroming[8]. Als een inwoner van Jakarta het woord “banjir” (vloed) tweet met de tag @PetaJkt. vraagt ​​het systeem om foto’s met geotags door te sturen. Deze innovatieve tool wordt mogelijk gemaakt door CogniCity[9].


Een lijst maken van potentiële dreigingen is niet zo moeilijk: vliegtuigcrashes, terroristen die een dam opblazen of bezoekers van een voetbalwedstrijd bedreigen, het uitbreken van een tot dan toe onbekende dodelijke ziekte, een aanval door een buitenlandse mogendheid of, desnoods buitenaardse wezens.

Het is echter onmogelijk om voor elke bedreiging een apart plan te maken. De voorbereiding moet daarom op een meer abstract niveau plaatsvinden. Bijvoorbeeld, hoe te handelen als de toegangswegen onbegaanbaar zijn, een groot aantal mensen is overleden, er geen elektriciteit, water en gas is, een evacuatie binnen een paar uur moet plaatsvinden enz. 

Er moeten ook afspraken worden gemaakt met hulporganisaties en bekeken moet worden op welke communicatiemiddelen een permanent beroep kan worden gedaan. Verder moeten er afspraken zijn over de coördinatie van de operatie, ook als de meest in aanmerking komende personen niet langer beschikbaar zijn. Belangrijk is verder dat burgers betrokken worden bij de organisatie van de hulp.


Herstel van communicatiekanalen in rampgebieden

Dit jaar won IBM de Fast Company’s World Changing Company of the Year-prijs voor voor verschillende projecten die technologische knowhow gebruiken om mensenlevens te redden[10]. Een daarvan is een ingenieuze oplossing om internetverbindingen in door rampen getroffen gebieden te herstellen door een groot aantal kleine zeshoekige rubberen ballen in het gebied te droppen: Ze zijn waterdicht, kunnen drijven en functioneren overal waar ze terechtkomen. Elke bal bevat een klein en duurzaam mini Wi-Fi-relais. Door samen te werken, creëren ze een ad hoc mobiel netwerk.

Drijvende Wi-Fi versterkers – afbeelding IBM

Omgaan met rampspoed

In geval van gedwongen evacuatie van burgers moeten de plaatsen van bestemming zijn uitgerust met watertanks en voedsel. Samen met hulporganisaties moeten overheden binnen enkele dagen noodhospitalen kunnen bouwen[11]. Dit zijn slechts voorbeelden.

Zodra lokale autoriteiten zich bewust worden van een dreigende ramp, zijn voorbereidende maatregelen in orde. De inhoud daarvan hangt grotendeels af van de beschikbaarheid van scenario’s als hiervoor beschreven. In het geval van overstromingen of orkanen, variëren deze maatregelen van het verwijderen van losse voorwerpen tot het evacueren van burgers. Voorraden van noodzakelijk materiaal zijn ook erg belangrijk, zoals houten planken om ramen dicht te spijkeren, zandzakken, pompen en opblaasbare boten. 

In de VS bereiden niet alleen gemeenten hun burgers voor, maar ook verzekeringsmaatschappijen informeren hun klanten over de te nemen voorzorgsmaatregelen[12].

Haiti

Een van de meest dramatische voorbeelden om het concept veerkracht te bespreken is de massale aardbeving die heel Haïti vernietigde op 12 januari 2010. Zij kostte 316.000 mensen het leven en bijna evenveel mensen raakten gewond. Meer dan 1,5 miljoen mensen werden ontheemd. 

De aardbeving was nog maar het begin: In de volgende jaren zorgden andere natuurrampen voor duizenden nieuwe doden, hongersnoden en een dodelijke cholera-epidemie. De inspanningen om het land weer op te bouwen waren keer op keer voor niets. Tot nu toe, bijna negen jaar later, hebben miljoenen Haïtianen nog steeds humanitaire hulp nodig en velen wonen nog steeds in kampen zonder adequate sanitaire voorzieningen en drinkwater. In de tussentijd heeft de internationale gemeenschap € 8 miljard aan hulp ingezameld. Waar het geld voor werd gebruikt, is onduidelijk[13], wel hebben vele vrijwilligers een helpende hand geboden[14]

Het lijkt erop dat de wederopbouw van het land voornamelijk te danken is aan de veerkracht van de bewoners, die hun primitieve hutten keer op keer herbouwden met behulp van de resten van hun vorige noodopvang. 

Het overheidsapparaat van het land was al geruïneerd door de dictatoriale regimes van vader en zoon Duvalier. De meeste inwoners met enige opleiding zijn in die tijd naar het buitenland vertrokken.

Het bovenstaande voorbeeld toont het gecombineerde effect van een zeer verwoestende aardbeving, het totale gebrek aan voorbereiding aan zowel regeringskant als bij de bevolking en helaas de gedeeltelijke mislukking van de hulpoperatie.

Aardbevingen zijn waarschijnlijk de meest ernstige natuurrampen. Hun kracht kan de volledige infrastructuur verwoesten, van commandocentra tot de voorraad reddingsmaterialen. Dit onderstreept de noodzaak van redundantie bij het nemen van voorzorgsmaatregelen en van veerkracht als onderdeel van het sociaal kapitaal van de betrokken bevolking. Sociaal kapitaal maakt zelforganisatie, de bereidheid om samen te werken en vertrouwen mogelijk[15].


Zandstorm in de VAE – foto OECD

De extreem weer-app

Een gratis beschikbare app. waarschuwt burgers en de overheid voor de dreiging van extreme weersomstandigheden[16]. De app. detecteert ook mogelijke zandstormen, wat van groot belang is voor het Midden-Oosten. De app werkt met algoritmen die, gegevens als windsnelheid, vochtigheid en bodemgesteldheid verwerken.


De ultieme uitdaging voor een veerkrachtig beleid is het voorkomen of verminderen van de effecten van natuurlijke of door de mens veroorzaakte gevaren. Na de overstroming van delen van Nederland in februari 1953 was het Deltaplan bedoeld om bescherming te bieden tegen de ergst mogelijke stormen. Iedereen geloofde dat Nederland, toen het plan werd uitgevoerd, veilig was voor de komende eeuwen. Dit idee past niet in het perspectief van veerkracht. Het Deltaplan was gebaseerd op het weerstaan ​​van stormen die delen van het land in 1953 hadden vernietigd of krachtiger. Veerkracht vereist verder gaan dan bekende dreigingen. Dit zijn niet alleen zware stormen, maar ook een stijging van het niveau van de zee en een daling van bodem en grondwater[17]. Tegen deze achtergrond ontstond het idee van drijvende steden als ultieme vorm van veerkracht[18].

In aardbevingszones zijn nieuwe gebouwen over het algemeen bestand tegen aardbevingen. Maar dit betreft vooral de hoogbouw in de zakelijke districten en niet de plaatsen waar de meerderheid van de mensen woont, laat staan ​​de sloppenwijken waar wereldwijd een miljard mensen woont.

Veerkracht in de praktijk

Haïti illustreert dat een veerkrachtige bevolking alleen niet voldoende is om de schade van natuurlijke en door de mens veroorzaakte rampspoed aan te pakken. Maar Haiti staat niet alleen. De onderstaande voorbeelden laten zien dat resilience een interactie vereist tussen technologische oplossingen en investeringen in sociaal kapitaal[19] en dat er in dit opzicht nog een wereld valt te winnen.

New Orleans

In 2005 verwoestte de orkaan Katrina New Orleans. 80% van de stad werd overstroomd en de ramp kostte bijna 1.000 levens. De schade bedroeg $ 135 miljard. De impact van de storm werd echter nog verergerd door institutioneel racisme, verouderde infrastructuur en slechte economische omstandigheden.

Aan vier zijden omringd door water, heeft de stad zich gerealiseerd dat water een blijvend kenmerk van het stedelijke gebied is. Toen het herstel eenmaal begon, werden niet alleen systemen voor overstromingsrisico-beheer ontwikkeld, maar werd ook de veerkracht van de bewoners versterkt. 

Een voorbeeld is het Gentilly resilience district, waarin alle woongebieden systemen voor waterbeheers hebben met als doel het verminderen van overstromingsrisico’s, het voorkomen van bodemdaling, het bevorderen van waterretentie en het vergroten van de rol van de bevolking.

Gentile resilience district: park en water buffel – foto: gemeente New Orleans

Medellin

Medellin was tot voor enkele decennia geleden de wereldhoofdstad van de misdaad. Niettemin nam de bevolking snel toe, wat samenviel met andere chronische spanningen, zoals armoede, slechte planning en ontoereikende infrastructuur. De meest kwetsbare bewoners bouwden illegale huizen op hellingen buiten de stad die gevoelig zijn voor aardverschuivingen. Deze concentraties van armen en werklozen lagen ver verwijderd van het handelscentrum in de vallei en de diensten van de overheid.

Toen gebeurde het wonder: sinds 1991 is het aantal moorden met 95% gedaald en sinds het begin van de 21e eeuw is ook het percentage armen met 22,5% gedaald. Medellín bereikt dit door samenwerking tussen alle groepen binnen en buiten de gemeenteraad. De stad beëindigde herplaatsing van bewoners uit sloppenwijken naar hoogbouw. Ze begon te investeren in het upgraden van bestaande woonwijken en vooral het verbeteren van hun bereikbaarheid. Hiertoe werd een innovatief openbaar vervoersysteem ontwikkeld dat niet alleen de reistijd en verkeerscongestie verlaagde, maar ook de sociale samenhang en werkgelegenheid bevorderde.

New York

In 2012 eiste orkaan Sandy aan de Amerikaanse oostkust 160 doden en veroorzaakte $71 miljard schade. Vele duizenden huizen werden onbewoonbaar, vooral van het armere deel van de bevolking. New York City heeft een uitgebreid plan ontwikkeld om geïsoleerde en achtergestelde gemeenschappen te versterken en hun kwetsbaarheid te verminderen in het licht van toekomstige uitdagingen. Dit plan omvat versterking van huizen, een verhoogde kustlijn, verbeteringen van volkshuisvesting, vervoer en gemeenschapscentra.

Het herstel van de schade van de orkaan Sandy maakte het stadsbestuur bewust van de noodzaak van veerkracht en dit resulteerde in een nog veel groter project, met als doel New York te redden van overstromingen veroorzaakt door klimaatverandering[20]. De burgemeester van New York, Bill de Blasio, kondigde recent een kustbeschermingsproject van $ 10 miljard aan, ontworpen om Lower Manhattan te beschermen tegen overstromingen[21]. Zonder een dergelijk plan loopt 37% van de gebouwen in het zuidelijk deel van Manhattan in 2050 gevaar bij een stormvloed, oplopend tot 50% in 2100. Op dat moment zou 20% van de straten te maken krijgen met dagelijkse overstromingen als gevolg van de normale getijbewegingen.

Overstromingsrisico van Manhattan 2050 – 2100. – Afbeelding gemeente New York

Digitaal aardbevingsmanagement

Dit is een krachtig instrument om om risico’s op eenvoudige wijze prioriteiten te stellen bij de keuze van maatregelen[22]. Het bevordert samenwerking tussen alle betrokken partijen en biedt een platform voor burgers om actief samen te werken. Het instrument bestaat uit een web-gebaseerd platform, waar informatie kan worden ingevoerd en bewaakt, en een app, waar interactie met burgers plaatsvindt.


De vitaliteit van veerkrachtige steden

Het besef van de noodzaak om veerkracht te integreren in de stadsplanning is de laatste jaren snel toegenomen. Het werd het ‘ontwerp-imperatief’ van de 21e eeuw genoemd[23]. Ontwerp was vroeger gebaseerd op een reeks gedefinieerde gebruikers cases, die informatie opleveren over benodigde functionaliteiten, materialen, capaciteit en sterkte, iets dat ook wel het ‘happy path’ wordt genoemd. De realiteit is echter chaotisch en dingen gaan vaak anders dan voorzien.

Ontwerpen voor veerkracht is meer dan voorbereiding op rampen; het is een fundamentele verandering in de manier waarop we denken over (stedelijke) strategie en samenwerking. Daarom begint het opbouwen van een meer veerkrachtige wereld met het verbreden van het ontwerpproces door rekening te houden met de ‘unhappy paths’. Steden moeten holistisch kijken naar hun mogelijkheden en risico’s, in plaats van voort te gaan met een verkokerde aanpak, waarbij verschillende afdeling zich naast elkaar bezighouden met rampenplannen, duurzaamheid, economie, welzijn, ruimtelijke ordening en infrastructuur.

De veerkrachtbeweging kreeg een krachtige impuls nadat de Rockefeller Foundation in 2014 $ 100 miljoen investeerde in de 100 Resilient Cities-Challenge[24]. Hiertoe werd een autonome organisatie – 100RC – gecreëerd. De organisatie heeft drie cohorten van elk ongeveer 30-35 steden geselecteerd, resp. in december 2013, december 2014 en mei 2016. Rotterdam en Den Haag maken deel uit van deze groep.

Elk van de betrokken steden is in staat gesteld om een ​​’chief resilience officer’ aan te stellen. Deze is een interne aanjager en geeft leiding aan de ontwikkeling van een veerkracht-strategie.

Onlangs heeft het onafhankelijke Urban Institute een tussentijdse evaluatie uitgevoerd, als voorloper van de definitieve evaluatie in 2022[25]. Hierin staat dat 100RC has been influential as a provider of resilience assistance and an advocate to others for resilience investments. Dit vanwege de omvang van de middelen die zijn gebruikt (tot nu toe $ 164 miljoen), de schaal van de interventies die al hebben plaatsgevonden (2600 projecten ter waarde van $ 3,35 miljard) en de expertise ontwikkeling op het gebied van stedelijke veerkracht op wetenschappelijk en professioneel gebied.

Bij totale verrassing kondigde de Rockefeller Foundation op 1 april 2019 (sic) zonder enige uitleg aan om het programma stop te zetten[26]. Een uitdaging voor de veerkracht van de betrokken steden?

Strategie ontwikkeling

De ontwikkeling van een City Resilience-strategie is voor alle 100RC-partners verplicht[27]. Tijdens een periode van zes tot negen maanden brengt een stad daartoe de risico’s waarmee ze wordt geconfronteerd in kaart en ze ontwikkelt een holistische strategie om deze aan te pakken.

Het strategieopbouwproces is ontwikkeld en getoetst door Arup. Een korte video geeft een beeld van de procedure.

Het proces begint met een inventarisatie van sterkere en zwakkere punten vanuit een veerkrachtperspectief, samengevat in een veerkrachtindex. Onderdeel van dit proces is het verzamelen van gegevens en het vullen van de cellen van het zogenaamde City Resilience Framework[28]. De gegevens worden ‘gewogen’ door gebruik te maken van de zeven al genoemde kenmerken van veerkracht. Dit deel van het proces is een gezamenlijke inspanning waarbij honderden burgers en andere belanghebbenden zijn betrokken. Vervolgens worden veerkracht-doelen geformuleerd.

City resilience framework – afbeelding 100RC

Rotterdam formuleerde zeven van deze veerkracht-doelen, die worden gerealiseerd door middel van 60 projecten[29].

De zeven veerkracht-doelen van Rotterdam zijn:

1. Rotterdam: een evenwichtige samenleving

2. World Port City gebouwd op schone en betrouwbare energie

3. Rotterdam Cyber ​​Port City

4. Klimaat Adaptieve stad naar een nieuw niveau

5. Infrastructuur klaar voor de 21e eeuw

6. Rotterdam-netwerk – echt onze stad

7. Verankering van veerkracht in de stad

Bijna alle plannen die ik heb onderzocht hebben vergelijkbare hoofdstukken, eveneens resulterend in tientallen acties en intenties voor verder onderzoek. De meeste strategieën verwijzen naar reeds bestaande planningsdocumenten, soms met de suggestie om daaraan het perspectief van veerkracht toe te voegen.


Tools en formats om een ​​veerkracht-strategie te formuleren

Ambtenaren en politici staat een groot aantal hulpmiddelen ter beschikking om de veerkracht van hun stad te versterken. De volgende bronnen geproduceerd door Arup zijn zeer informatief en gratis beschikbaar dankzij de Rockefeller Foundation.

• De veerkrachtstrategieën van bijna alle 100 steden[30].

• Uitgebreide uitleg over het gebruik van het resilience-framework en de ontwikkeling van de resilience-index[31].

• Hulpmiddelen voor het ontwerpen en organiseren van samenwerkingsprocessen[32].


Kennisnemen van de veerkracht-strategieën van de steden verspreid over de hele wereld is hartverwarmend. Ze zijn geschreven vanuit een burgergecentreerd perspectief en alle plannen besteden aanzienlijke aandacht aan de relatie tussen door de risico’s, armoede en ongelijkheid.

De acties die worden voorgesteld zijn meestal: Verbetering van huisvesting, creëren van banen, leefbare inkomens en basisvoorzieningen, versterking van het gemeenschapsgevoel, verbetering van de communicatie tussen bestuur en burgers, bescherming tegen opwarming van de aarde door gebruik van koolstofvrije energie en bescherming tegen natuurlijke gevaren.

De meeste strategieën zijn gericht op door de mens veroorzaakte gevaren en hun preventie in het bijzonder. Ik had een meer uitgebreide uitwerking verwacht van het omgaan met natuurlijke rampen en in het bijzonder de voorbereiding van burgers daarop. In plaats daarvan wordt soms volstaan met een verwijzing naar bestaande rampenplannen. Maar deze plannen zijn in de eerste plaats scenario’s voor hulpdiensten. Wat een stad veerkrachtig maakt, is ook de manier waarop de burgers zelf en samen omgaan met noodsitiaties.

De twaalf aspecten van het ‘City resilience framework’ vertonen een aanzienlijke overlap met de gebruikelijke thema’s van stedelijke planning. Daarom is een volgende stap het integreren van het veerkracht-perspectief in gangbare planningsdocumenten. Desalniettemin was het ontwikkelen van veerkracht-strategieën een waardevolle actie, mede vanwege de betrokkenheid van veel burgers. Als gevolg daarvan hebben burgers een veel centralere positie gekregen dan in andere strategische plannen, die vooral uitgaan van (economische) groei.

Veerkracht in de humane stad

Het concept veerkracht wortelt in een diep verlangen om het lijden van de ontelbare slachtoffers van chronische stress en acute schokken te verzachten en mensen te vrijwaren voor toekomstig leed. Alle plannen die door de 100RC-steden zijn ontwikkeld, zijn stappen in deze richting. Het is pijnlijk om te zien hoe gebrek aan financiële middelen het onmogelijk maakt om de intenties te realiseren. De ontwikkeling van de veerkracht-strategie van Athene bijvoorbeeld kende een voorbeeldige participatieve aanpak, maar vrijwel elke wenselijke actie loopt aan tegen de armoede van de gemeente en haar inwoners. Hetzelfde geldt voor veel steden in ontwikkelingslanden en – in tegenstelling tot de rijkdom van een klein deel van de burgers – voor steden in de VS.

Acute schokken en chronische stress blijken vrijwel altijd in verband te staan met de wereldwijde ongelijke verdeling van hulpbronnen en het misbruik van macht.

Voor zover rampspoed een natuurlijke oorsprong heeft, had een betere infrastructuur veel schade kunnen voorkomen, alleen al door betere technieken om stormen en aardbevingen te voorspellen. Als ze toeslaan, treffen ze de arme bevolking het meest.

In het geval van door de mens veroorzaakte rampspoed, speelt armoede, ongelijkheid en machtsmisbruik een rol. Medellin is een hoopvol voorbeeld dat vastberaden beleid de cirkel van criminaliteit en armoede kan doorbreken.

Ten slotte vat ik de essentie van een humane benadering van veerkracht in onze steden samen.


Acties voor een humane benadering van veerkracht in steden

1. De meeste wereldsteden staan voor de opgave om veerkracht te integreren in hun toch al overladen takenpakket. Tegelijkertijd hebben ze een chronisch tekort aan middelen. Hun aandeel in de nationale begroting moet aanzienlijk groeien, wat uiteindelijk betekent dat de nationale inkomsten van elk land anders moeten worden verdeeld.

2. Op dit moment wordt het broeikaseffect algemeen erkend als een van de meest bedreigende chronische spanningen. De energietransitie geldt als het antwoord daarop. Dat is maar deels het geval: Helaas zal zelfs een volledige stopzetting van de emissie van broeikasgassen in 2050 de opwarming van de oceanen, het toenemende aantal stormen en regenval en de voortschrijdende woestijnvorming elders niet onmiddellijk stoppen. De atmosfeer is immers verzadigd met CO2 en andere broeikasgassen.

3. Het perspectief van veerkracht op de lange termijn zal de stedelijke planning radicaal veranderen. Afgezien van de noodzaak van grondige verbeteringen in de fysieke inrichting van steden in het volgende decennium, staat het voortbestaan ​​van veel steden zelf op het spel als gevolg van de stijging van de zeespiegel. Dit veerkrachtdenken op lange termijn staat nog in de kinderschoenen.

4. Steden moeten, in samenwerking met nationale autoriteiten, investeren in geavanceerde prognosetechnieken van (natuurlijke) rampen, waarbij gebruik wordt gemaakt van sensoren en kunstmatige intelligentie. Alle strategieën om de gevolgen van rampen te verminderen vereist betere kennis van het voorkomen, de intensiteit, het gedrag en de impact van dreigende gevaren.

5. Rampenplannen worden ontwikkeld samen met burgers, die mogelijk specifieke rollen toegewezen krijgen, mochten deze plannen uitgevoerd moeten worden. De voorbereiding op acute schokken houdt ook de voorbereiding in van ruimte voor tijdelijke huisvesting, het in kaart brengen van tijdelijke externe communicatiekanalen en het voorbereiden van strategieën voor (tijdelijke) herbouw of verwoeste delen van de stad.

6. De relatie tussen door de mens veroorzaakte ramspoed en onvoldoende huisvesting, ziekte, gebrek aan opleiding, werkloosheid, lidmaatschap van bendes en misdaad is bewezen, maar wordt vaak verwaarloosd. Hetzelfde geldt voor minder tastbare effecten zoals gebrek aan identificatie, zelfverloochening en depressie. Voor elke stad is de eerste, zij het grote stap naar veerkracht het verhogen van het inkomen, het bieden van behoorlijke huisvesting en werken een aantrekkelijke leefomgeving.

7. Secularisatie en individualisering en meer in het algemeen verlies van sociaal kapitaal kenmerken het leven in de hedendaagse stad. Dit geldt voor alle sociale groepen en gaat gepaard met groeiend wantrouwen, verminderde deelname aan gemeenschapsleven en minder bereidheid om te helpen. Al deze omstandigheden verzwakken de veerkracht. Steden kunnen dit proces omkeren door “commoning” – initiatieven op buurtniveau – te stimuleren en te ondersteunen, de identiteit van de stad te versterken en vooral door participatie en zelfbestuur van burgers op alle niveaus mogelijk te maken.


[1]http://www.100resilientcities.org/resources/

[2]http://mosecom.ru/

[3]https://www.beesmart.city/solutions/environmental-monitoring-system

[4]https://www.oneconcern.com

[5]https://www.forbes.com/sites/marshallshepherd/2019/02/07/from-rooftop-safe-haven-to-ai-a-new-generation-of-disaster-recovery-is-born/#449c9b843f27

[6]https://www.fastcompany.com/90328015/this-tech-tells-cities-when-floods-are-coming-and-what-they-will-destroy

[7]https://petabencana.id

[8]https://info.petabencana.id/

[9]https://icos.urenio.org/applications/cognicity/

[10]https://www.fastcompany.com/90259313/ibm-is-funding-a-fleet-of-rubber-ducky-inspired-gadgets-to-help-disaster-response

[11]https://media.ifrc.org/ifrc/what-we-do/disaster-and-crisis-management/disaster-preparedness/

[12]http://understandinsurance.com.au/preparing-for-disasters

[13]https://www.huffpost.com/entry/haiti-earthquake-anniversary_n_5875108de4b02b5f858b3f9c?ncid=engmodushpmg00000004

[14]https://www.mercycorps.org/articles/haiti/5-years-after-quake-journey-relief-recovery

[15]http://www.oecd.org/innovation/research/1825848.pdf

[16]https://www.oecd.org/gov/innovative-government/embracing-innovation-in-government.pdf

[17]https://stadszaken.nl/ruimte/openbare-ruimte/2139/wat-doen-we-tegen-bodemdaling-lessen-uit-rotterdam-en-woerden

[18]https://www.archdaily.com/918438/bjarke-ingels-ted-talk-on-floating-cities-and-the-lego-house?utm_medium=email&utm_source=ArchDaily%20List&kth=

[19]http://100resilientcities.org/wp-content/uploads/2017/07/WEB_170720_Summit-report_100rc-1.pdf

[20]https://medium.com/mit-technology-review/the-mind-boggling-task-of-protecting-new-york-city-from-rising-seas-1efdfa5c4a32

[21]https://www.nycedc.com/sites/default/files/filemanager/Projects/LMCR/Final_Image/Lower_Manhattan_Climate_Resilience_March_2019.pdf?utm_medium=website&utm_source=archdaily.com

[22]https://www.beesmart.city/solutions/h-a-r-d-disaster-risk-assessment-made-simple

[23]https://modus.medium.com/resilience-is-the-design-imperative-of-the-21st-century-5df4b146f9e9

[24]https://modus.medium.com/resilience-is-the-design-imperative-of-the-21st-century-5df4b146f9e9

[25]https://100rc.app.box.com/v/Midterm-Report/file/362759090369

[26]https://www.fastcompany.com/90328267/the-rockefeller-foundation-is-unceremoniously-ending-its-successful-resilience-program

[27]https://www.100resilientcities.org/how-to-develop-a-resilience-strategy/

[28]https://assets.rockefellerfoundation.org/app/uploads/20160105134829/100RC-City-Resilience-Framework.pdf

[29]https://s3.eu-central-1.amazonaws.com/storage.resilientrotterdam.nl/uploads/2017/11/09115607/strategy-resilient-rotterdam.pdf

[30]https://www.100resilientcities.org/strategies/

[31]https://www.arup.com/perspectives/city-resilience-index

[32]https://www.dropbox.com/s/wavi1sk9lmudj7o/CRI%20Exploring%20Resilience%20Toolkit.pdf?dl=0

De aarde: Onuitputtelijke bron van schone energie

Aardwarmte speelt een grote rol in de plannen van Amsterdam, Nijmegen en menige andere gemeente om in 2040 CO2-emissievrij te zijn. Er is nog heel veel werk te doen voordat dit doel is bereikt.

Aardwarmte bij kwekerij Zeurniet in Honselersdijk. 

We lezen veel over de snelle groei van zonne- en windenergie.Publicaties over aardwarmte (geothermie) waren tot voor kort schaars. Niet vreemd want het aandeel van aardwarmte in het wereldwijze energiegebruik in 2017 is (afgerond) 0%, tegen 81% fossiele bronnen[1]. Maar verandering is in zicht. Enige tijd geleden schreef ik over de winning van ondiepe aardwarmte (tussen 250 – 750 m.). In deze post komt het hele scala van mogelijkheden om aardwarmte te winnen aan de orde.

In Nederland hebben tuinbouwondernemers in 2007 de grondslag gelegd voor het ontstaan van een geothermiesector. Er zijn vanaf dat jaar 35 putten geboord, waarvan er 14 actief zijn. 

De totale jaarlijkse vraag naar warmte in Nederland bedraagt thans ongeveer 960 petajoule. Deze zal vermoedelijk dalen naar 930 petajoule in 2030 en naar 870 petajoule in 2050. Deze daling van de vraag komt door een efficiënter gebruik van warmte, betere isolatie en dalende bevolkingsgroei. Hier staat tegenover het groeiende gebruik van elektriciteit voor vervoer. De bijdrage van geothermie aan de huidige vraag naar warmte is slechts 3 petajoule.

Ongeveer de helft van de vraag naar warmte is afkomstig van de gebouwde omgeving (verwarming en warm kraanwater). Aardgas, biomassa en restwarmte zijn thans de belangrijkste energiebronnen. In de toekomst moet geothermie de plaats van het aardgas voor een belangrijk deel overnemen.

Doublet met productie- en infiltratieput. Afbeelding afkomstig uit: Stappenplan geothermie voor de glastuinbouw, december 2013

Wat is aardwarmte?

Geothermie, onttrekt warmte aan aardlagen tussen 250 en 5000 meter diep (zie afbeelding). Hier bevindt zich warm water van 15 tot 125oC. Dit water kan wel 150 miljoen jaar oud zijn en het is zout door de erin opgeloste mineralen. Het water wordt opgepompt met behulp van een productieput, staat zijn warmte af via een warmtewisselaar en het afgekoelde water verdwijnt weer via een injectieput in de bodem, op enige afstand van de plaats waar het vandaan komt (Zie afbeelding) Hier warmt het in ongeveer een jaar tijd weer op. Beide putten samen heten een doublet.  

Reserves

Jos Limberger. Foto Universiteit Utrecht

Jos Limberger is onlangs aan de Universiteit van Utrecht gepromoveerd op de ontwikkeling van geothermie[2]. Hij berekent dat de jaarlijks winbare hoeveelheid aardwarmte in de orde van grootte ligt van het totale jaarlijkse mondiale energieverbruik. Hieraan is echter een aantal mitsen en maren verbonden. Het opzetten van een grootschalig productiesysteem vereist grote investeringen. Deze zijn vergelijkbaar met de aardoliewinning, waarvan de baten echter veel hoger zijn. De productie moet (in tegenstelling tot de aardoliewinning) over een relatief groot oppervlak worden gespreid, om het water weer op temperatuur te laten komen. Tegelijkertijd moeten de putten dichtbij de plaats liggen waar de warmte wordt gebruikt.

Al met al zijn de kosten voor de ontwikkeling van boorlocaties op dit moment nog te groot voor economisch verantwoorde exploitatie.

Een meer grootschalige aanpak kan hier verandering in brengen. Dit lijkt te gaan gebeuren.

Het onderstaande filmpje geeft een goed beeld van de winning van aardwarmte.

Wereldwijd hebben 49 landen in de periode 2014 – 2017 samen ongeveer $20 miljard geïnvesteerd in geothermie.  Naar verhoging niet veel. Shell besteedde in die periode $25 miljard aan het zoeken naar nieuwe olievelden. Nederland investeert naar verhouding veel: in de eerste helft van 2018 alleen al is er bijna een half miljard dollar toegezegd aan subsidie. 

Onderzoek in Nederland

Het onderzoek in Nederland is het afgelopen jaar opgeschaald: Het betreft vooral onderzoek naar de mogelijkheden van ultradiepe geothermie[3]. Dit mede omdat vanwege de hoge temperatuur (120 – 250C.) Deze vorm van geothermie ook relevant is voor de industrie, die een warmtebehoefte heeft van 400 petajoule). 

Aan dit grootschalig onderzoek doen mee Engie, de Universiteit Utrecht, het Universitair Medisch Centrum Utrecht, de Hogeschool Utrecht en de Stichting Kantorenpark Rijnsweerd. 

Verder doet Energie Beheer Nederland (EBN) seismisch onderzoek om vast te stellen waar en op welke diepte zich winbare aardwarmte bevindt en bovendien of de bodemgesteldheid winning mogelijk maakt[4].   

Risico’s

Bij het boren naar aardwarmte, doet zich een beperkt aantal risico’s voor, dat bij in acht neming van grote zorgvuldigheid en het gebruik van de juiste technieken en apparatuur tot een minimum teruggebracht kunnen worden. 

Door bij het boren rekening te houden met natuurlijke breuken in de ondergrond is de kans op een aardbeving klein.

Dankzij een speciale constructie van de buizen kan er geen water van de ene aardlaag in de andere terecht komt. 

Van groot belang verder is dat bij de productie van aardwarmte geen materie aan de ondergrond wordt onttrokken: De warmte wordt met behulp van een warmtewisselaar gewonnen en het afgekoelde water wordt weer teruggepompt. Hierdoor blijft de druk onveranderd en is de kans op bodemdaling gering.

Pionier stadium

De Staatstoezicht voor de Mijnen, tevens belast met geothermie, is tamelijk kritisch over de manier waarop de winning en de exploitatie van aardwarmte tot dusver in Nederland heeft plaatsgevonden. Hiervan is in 2017 uitvoerig verslag gedaan in het rapport De Staat van de geothermie in Nederland[5].

Het rapport schrijft dat milieu- en veiligheidsrisico’s onvoldoende worden onderkend, wet- en regelgeving niet goed genoeg wordt nageleefd en er sprake is van een zwak ontwikkelde veiligheidscultuur bij initiatiefnemers en hun aannemers. De Raad wijt dat deels aan de kleinschaligheid van de sector, het gebrek aan middelen en onvoldoende deskundig personeel. Dit heeft geleid tot een aantal incidenten.  Zo is er overigens met medeweten van de Raad geboord op plaatsen in Limburg en Brabant die dicht bij breukzones liggen. Door de (verplichte) aanwezigheid van een sensorsysteem werden de overigens lichte aardbevingen die daar het gevolg van waren onmiddellijk opgemerkt, waarna de winning op deze locaties is stilgelegd. Hetzelfde geldt voor boringen in het aardbevingsgebied van Groningen. 

In mei 2018 heeft het Platform Geothermie het Masterplan aardwarmte in Nederland, een brede basis voor een duurzame warmtevoorziening[6]gepubliceerd.

Dit plan moet ertoe leiden dat aardwarmte samen met duurzame restwarmte en biomassa op substantiële wijze gaat bijdragen aan de toekomstige vraag naar warmte. De huidige productie van 3 petajoule neemt dan toe naar 50 petajoule in 2013 en tot meer dan 200 petajoule per jaar in 2050. Van deze 200 petajoule zal ongeveer 40% geleverd zal worden via warmtenetten. Om dit doel te bereiken moet het aantal doubletten groeien van de huidige 14 naar 175 in 2030, en vervolgens naar 700 in 2050. 

Bij de opschaling van het aantal doubletten speelt de aanwezige expertise in de glastuinbouw een grote roi. De ondergrond in het Westland is goed in kaart gebracht. Van de gewenste uitbreiding van 3 naar 50 petajoule in 2030, kan 30 petajoule in de glastuinbouwsector worden gerealiseerd, wat tijd geeft om elders seismisch onderzoek uit te voeren.

Helaas ontbreekt een gespecificeerde begroting. Maar als het geformuleerde doel wordt bereikt, komt de haalbaarheid van de energietransitie een stap dichterbij.


[1]https://goo.gl/KyKPrc

[2]https://www.uu.nl/en/events/phd-defence-thermo-mechanical-characterization-of-the-lithosphere-implications-for-geothermal

[3]https://www.duurzaambedrijfsleven.nl/energie/30487/engie-geothermie?utm_source=nieuwsbrief&utm_medium=e-mail&utm_campaign=Daily+Focus+19+November

[4]https://www.duurzaambedrijfsleven.nl/energie/30545/locaties-geothermie?utm_source=nieuwsbrief&utm_medium=e-mail&utm_campaign=Daily+Focus+27+November

[5]https://www.sodm.nl/documenten/rapporten/2017/07/13/staat-van-de-sector-geothermie

[6]https://www.geothermie.nl/images/Onderzoeken-en-rapporten/20180529-Masterplan-Aardwarmte-in-Nederland.pdf

Het gevoel van urgentie is totaal weg

Amsterdam wil vanaf 2030 alleen ‘schone’ auto’s toelaten in een deel van de stad. Een noodzakelijke stap om in 2040 geheel CO2-vrij te zijn.

‘Het wordt nooit meer zoals het geweest is’. Dat waren ongeveer de woorden van minister-president Joop den Uyl in 1973, tijdens een toespraak op alle tv-netten. Aanleiding was de oliecrisis. Nier meer autorijden op zondag, benzine op de bon, gebruik openbaar vervoer, gordijnen dicht, kachel lager, trui aan…. Zijn woorden maakten indruk.

Ook in 2015 leek het er even op dat Nederland zich collectief schikte in de noodzaak van een energietransitie.

Bijna alle landen ter wereld hadden toen in Parijs afgesproken om in 2050 de uitstoot van broeikasgas tot nul te beperken. Uiteraard was Nederland van de partij, maar geen televisietoespraak van minister-president Mark Rutte. Toch voelde je dat het menens was. 

Even. De regering zette een groot aantal deskundigen en anderszins betrokkenen aan het werk aan de klimaattafels. Op zich een goede aanpak en deze kwamen er bijna uit

Maar, weer geen televisietoespraak en het bleef stil. Niet overal, enkele steden, waaronder Amsterdam en Nijmegen kwamen met eigen plannen. Amsterdam gaf aan in 2040 al emissie-vrij te willen zijn. 

De regering zwijgt nog steeds.

Dit ondanks gerechtelijke uitspraken in de Urgenda-zaak en berekeningen van het Planbureau voor de leefomgeving. Uit deze laatste bleek dat de voorstellen van de klimaattafels waarschijnlijk niet ver genoeg gaan en de lasten te zeer bij de burgers leggen.  Uit onderzoek blijkt dat het merendeel van de burgers een afwachtende houding aanneemt. Een teken aan de wand is dat partijen die spreken van ‘die klimaatonzin’ massaal stemmen trokken bij de verkiezingen voor de provinciale staten. 

Tot nu toe heeft geen enkele Nederlander ook maar het kleinst denkbare offer hoeven brengen voor het klimaat.

Het is een gemiste kans om de maximumsnelheid op de snelwegen niet te verlagen als een kleine stap in de goede richting. Ook om het gevoel van urgentie aan te wakkeren. Maar de regering zweeg.

Enkele dagen geleden kondigde het bestuur van de gemeente Amsterdam aan om auto’s die CO2 uitstoten in 2030 binnen de ring te verbieden. Overigens was al eerder besloten dat tegen die tijd grote delen van de binnenstad sowieso autovrij of -luw zullen zijn. Iedereen viel over deze aankondiging heen. Eindelijk sprak de regering: ‘Dit gaat te ver’ en de D66 staatsecretaris gaat proberen de maatregel te verbieden.

Hoezo te ver? Amsterdam wil in 2040 emissievrij te zijn. Dan moeten ze tien jaar eerder toch wel een eind op dreef zijn. Dat is over 11 jaar; tijd genoeg voor iedereen die graag met de auto door Amsterdam wil rijden – geen waar genoegen – om een elektrische auto te kopen. Over een paar jaar zullen deze betaalbaar zijn en zal er inmiddels ook een aanzienlijk aanbod tweedehands exemplaren zijn. Maar nog beter is er helemaal geen auto meer aan te schaffen en incidenteel een elektrische deelauto te huren. Die staan steeds vaker op elke hoek. Dat scheelt pas echt in de portemonnee.

Amsterdam valt te prijzen om deze maatregel nu al aan te kondigen.

Iedereen had op de vingers van een hand kunnen natellen dat de stad dit ook wel moest, gegeven eerdere uitspraken om in 2040 emissieloos te zijn en al veel eerder de gehele binnenstad autovrij en -luw te willen maken. 

Een ding is zeker, mocht het de regering nog gaan lukken het eens te worden over een klimaatwet, dan is de eerste opgave om het gevoel van urgentie bij het gros van de bevolking te versterken. Een stad die voorop wil loopt, verdient daarbij alle steun.

Header: Smart cars op de Dam. Foto: gemeente Amsterdam

Steenkoolmijnen, bronnen van groene energie?

Mijnen kunnen een belangrijke bijdrage leveren aan de levering van warm water aan huishoudens en bedrijven. Het is verstandig daarbij tevens gebruik te maken van andere bronnen van aardwarmte met een lage temperatuur en restwarmte van bedrijven

Warmwaterbronnen – Foto: Michael Bower (Pexels)

Tot op heden is het gebruik van steenkool verantwoordelijk voor 25 procent van de uitstoot van broeikasgassen door de industrie. Voormalige steenkoolmijnen gaan echter bijdragen aan een duurzame toekomst.  

In geothermische gebieden zoals IJsland en Nieuw-Zeeland (foto) wordt al jarenlang gebruik gemaakt van warme bronnen voor verwarming en om te baden. De aarde is een onuitputtelijke bron van warmte, als er maar tevens water beschikbaar is.

Een reusachtig reservoir

Na de sluiting van vele kolenmijnen gedurende de laatste decennia zijn hun schachten en gangen langzaam volgelopen met water. Hoe dieper, hoe warmer het water is, variërend van 10oC vlak onder het oppervlak tot 30oC op een diepte van 700 meter.

Sommige wetenschappers zijn van mening dat dit water een belangrijke bron is van duurzame energie, waardoor de oude mijnen ineens een groene uitstraling krijgen[1]. Het Durham Energy Instituteheeft op verschillende plaatsen experimenten uitgevoerd. Alleen al in het Verenigd Koninkrijk is in de vorige eeuw 15 miljard ton steenkool gewonnen, waardoor er een reservoir is ontstaan van twee miljard kubieke meter water met een temperatuur tussen de 12-20°C. Dit komt overeen met 38.500 terajoule aan warmte, genoeg om 650.000 huizen te verwarmen, aangenomen dat het water zijn temperatuur behoudt[2].

Een onderzoek van de McGill University in Montreal, Canada, schat dat elke kilometer mijngang die gevuld is met water, een vermogen van 150 kW heeft[3]. Interessant is ook een onderzoek naar de mogelijke bijdrage van ondergelopen mijnen aan de productie van energie door middel van modellering. Een relevante, maar verontrustend resultaat van dit onderzoek is dat de temperatuur van het water over een periode van 50 jaar met 7 – 8°C zal afnemen als de hele watervoorraad binnen een jaar heeft gecirculeerd[4].

Praktijkvoorbeelden

De Ropak-verpakkingsfabriek in Springhill, Nova Scotia, zet sinds 1998 met succes mijnwater in voor haar warmwatervoorziening[5]. Mijnwater wordt bij een temperatuur van 18°C met een snelheid van 4 liter per seconde uit een ondergelopen kolenmijn gepompt. Hierbij passeert het een warmtepompsysteem voordat het via een andere schacht wordt geïnjecteerd (zie afbeelding hieronder). Het betreft dus een volledig gesloten lus. In vergelijking met conventionele verwarmingssystemen bespaart het bedrijf jaarlijks CAD 45.000 of het equivalent van ongeveer 600.000 kWh.

Bronnen die de Ropac Company voorzien van warm water – Centre for the Analysis and Dissemination of Demonstrated Energy Technologies 

Een andere casestudy betreft Asturië (Noordwest-Spanje), waar een ziekenhuis en een universiteitsgebouw met succes worden verwarmd met behulp van mijnwater[6].

Het meest interessante en innovatieve veldexperiment bevindt zich echter in Nederland, in de gemeente Heerlen.

De ontwikkeling van de rol van mijnwater als geothermische bron

De gemeente Heerlen is ongeveer 15 jaar geleden begonnen met onderzoek naar de mogelijkheid om een ondergelopen kolenmijn te gebruiken als geothermische bron voor verwarming en koeling van gebouwen[7]. Een paar jaar later werd een bedrijf opgericht om de gebleken mogelijkheden te realiseren: Mijnwater BV.

Er werden vijf putten geboord: twee voor warm water, twee voor koud water en één om water terug te geleiden (figuur). Een distributienetwerk van zeven kilometer bestaande uit drie buizen, het zogenaamde backbone, voorzag de gebouwen en huizen van energie

De warm- en koudwaterbuffers van Mijnwater te Heerlen. Illustratie uit: Weg van gas: Kansen voor de nieuwe concepten Lage Temperatuur Aardwarmte en Mijnwater, CE Delft 2018.

Al snel werd duidelijk dat water dat teruggepompt werd in de mijn zowel de temperatuur van zowel het ondergrondse warme en koude water beïnvloedde, conform de voorspellingen van de Poolse modelleringsstudie die hierboven vermeld werd.

Het bedrijf is niet bij de pakken neer gaan zitten en heeft in plaats daarvan het concept Mijnwater 2.0ontwikkeld. De belangrijkste uitgangspunten van dit nieuwe concept zijn:

• In plaats van de levering van lauwwarm mijnwater, werd de uitwisseling van energie tussen gebouwen – het optimale gebruik van restwarmte en -koude – de belangrijkste motor van het project.

• De ondergelopen mijn fungeert als een buffer voor warmte- en koudeopslag.

• Water dat wordt terug geleverd aan het mijnwaterreservoir is op temperatuur gebracht van het koude dan wel het warme deel daarvan. Daarom zijn alle putten geschikt gemaakt voor zowel het onttrekken als het teruggeleiden van water.

• De retourleiding (oranje buis in bovenstaande figuur) is niet langer nodig en wordt ingezet voor de toevoer en afvoer van warm of koud mijnwater om de capaciteit van het backbone te vergroten.

• Het distributiesysteem is gelaagd. In eerste instantie wisselen gebouwen binnen dezelfde cluster overschotten uit van warm en koud water. Vervolgens wisselen clusters onderling hun overschotten uit en uiteindelijk verschaft het backbone de clusters water uit de ondergrondse buffers (figuur hieronder)

• Het beheer van de toevoer van warm en koud water is volledig vraaggestuurd en geautomatiseerd.

Clusters en backbone – Illustratie: Weg van gas: Kansen voor de nieuwe concepten Lage Temperatuur Aardwarmte en Mijnwater, CE Delft 2018.

Op dit moment worden honderden huishoudens en ongeveer tien bedrijven en instellingen bediend door het netwerk. Contracten zijn al getekend voor de toevoeging van nog eens 1000 huishoudens.

Individuele dan wel collectieve warmtepompen worden ingezet om de temperatuur van het water te verhogen van 25 naar 60°C. Dit maakt verwarming mogelijk van matig tot tamelijk goed geïsoleerde huizen (label B -C) zonder grote veranderingen in het verwarmingssysteem. Dit is een belangrijke toegevoegde waarde ten opzichte van all-electric oplossingen. Deze zijn vooralsnog alleen toepasbaar in zeer goed geïsoleerde huizen en gebouwen (label A – A++). In dit geval gebruiken warmtepompen buitenlucht en ze verwarmen het water tot ongeveer 30°C.

Gedurende het laatste decennium is het mijnwatersysteem veranderd van rechtstreeks gebruik van warm mijnwater (Mijnwater 1.0) naar een smart thermal griddat in de eerste plaats restwarmte en -koude van deelnemende bedrijven en instellingen gebruikt (Mijnwater 2.0). De mijn heeft daarin een bufferfunctie (opslag en reserve) voor water 25°C en 16°C. De temperatuur blijft vrijwel zeker constant omdat er minder water wordt onttrokken en de buffers ver genoeg van elkaar af liggen. Bij deze methode kunnen ook andersoortige buffers worden gebruikt, zoals goed geïsoleerde aardlagen. Er is dan veel gelijkenis met zogeheten warmtekoudeopslag (WKO). 

verrijking van het smart thermal grid door aardwarmte

Het concept Mijnwater 2.0 is uitgebreid bestudeerd door CE Delft[8]. De conclusie is dat ongeveer 4,6 miljoen huishoudens in Nederland en ook veel bedrijven kunnen worden bediend door een concept als dit, zeker als het wordt gecombineerd met de inzet van aardwarmte met een lage temperatuur (ongeveer 20 – 30°C).

Een vergelijking tussen standaard geothermisch boren en boren naar aardwarmte met lage temperatuur – Illustratie: Visser & Smit Hanab

Het gebruik van aardwarmte met lage temperatuur (afkomstig tussen 250 – 1250 meter onder het oppervlak) is een welkome aanvulling op de meer gebruikelijke winning van aardwarmte vanaf een diepte tussen 1250 – 4000 meter en lager, waarvoor een veel complexere en duurdere boring is vereist. De winning van aardwarmte met lage temperatuur wordt aangevuld met zogenaamd horizontaal boren[9]. Het voordeel is dat het boren van putten voor winning en retourstroom kan plaatsvinden vanaf één plek en de capaciteit wordt verhoogd[10](figuur boven)

Onderstaande video demonstreert de winning van aardwarmte met lage temperatuur

De combinatie van een smart thermal grid en de winning van aardwarmte op lage temperatuur heeft vier kenmerken:

• Warmte en koude uitwisseling tussen gebruikers binnen en tussen clusters.

• Clusters staan in verbinding met buffers van warm en koud water.

• Winning van aardwarmte met lage temperatuur.

• Geavanceerde software die vraag en aanbod regelt.

Dit concept is om verschillende redenen aantrekkelijk:

• De schaalbaarheid; de aanleg kan starten met losse clusters, die later verbonden worden met een of meer backbones.

• De ruimere beschikbaarheid en kennis van warmtebronnen met lage temperatuur in de ondergrond in vergelijking met bronnen op grotere diepte en het relatieve gemak van hun winning.

• Toepasbaarheid in matig tot tamelijk goed geïsoleerde huizen, die dan aardgasvrij kunnen worden zonder kostbare isolatie en met gebruik van bestaande verwarmingssystemen.

• De mogelijkheid van warmte- en koudeopslag.

Hoe zit het de kolenmijnen?

Rechtstreeks onttrekken van water uit voormalige kolenmijnen blijkt riskant, vanwege de kans dat de temperatuur van het warme mijnwater geleidelijk daalt en die van het koude water stijgt. Voormalige kolenmijnen nabij plaatsen met een grote vraag naar warm en koud water kunnen worden gebruikt als buffer als onderdeel van een smart thermal grid

De waarde van het concept van smart thermal grids, zeker in combinatie met de winning van aardwarmte met hoge temperatuur, is echter niet beperkt tot gebieden waar in het verleden steenkool werd gewonnen. Los van het aardgas is stukken dichterbij gekomen.


[1]https://www.dur.ac.uk/news/newsitem/?itemno=37069

[2]https://www.citymetric.com/horizons/coal-power-dirty-abandoned-mines-could-help-create-clean-energy-future-3624

[3]http://www.thinkgeoenergy.com/abandoned-coal-mines-as-source-for-geothermal-direct-use-for-heating/

[4]Zbigniew MaJolepszy: Modelling of geothermal resources within abandoned coalmines, Upper ˜˜Silesia, Poland. Faculty of Earth Sciences, University of Silesia,

[5]https://www.nrcan.gc.ca/sites/oee.nrcan.gc.ca/files/pdf/publications/infosource/pub/ici/caddet/english/pdf/R122.pdf

[6]https://www.sciencedirect.com/science/journal/00489697

[7]Minewater 2.0 project in Heerlen the Netherlands: transformation of a geothermal mine water pilot project into a full scale hybrid sustainable energy infrastructure for heating and cooling. Paper 8th International Renewable Energy Storage Conference and Exhibition, IRES 2013 

https://www.mijnwater.com/wp-content/uploads/2014/04/Energy-procedia_IRES-2013_Verhoeven-V20012013-Final-1.pdf

[8]Weg van gasKansen voor de nieuwe concepten LageTemperatuurAardwarmte en Mijnwater https://www.mijnwater.com/wp-content/uploads/2018/09/CE_Delft_3K61_Weg_van_gas_DEF_LageTemperatuurAardwarmte_en_Mijnwater_20180720.pdf

[9]https://www.bpnieuws.nl/artikel/8015039/lage-temperatuur-aardwarmte/

[10]https://www.bndestem.nl/moerdijk/boren-naar-aardwarmte-in-zevenbergen-wat-we-hier-doen-is-uniek~ac6d00f9/

Ondernemingsraden hebben de verkeerde brief geschreven

Nederlandse bedrijven kunnen veel meer doen aan de vermindering van de CO2-uitstoot zonder dat dit hun continuïteit aantast. Ondernemingsraden moeten daarom een andere brief schrijven

Ondernemingsraden verzetten zich ertegen dat hun bedrijven vervuilers worden genoemd en worden aangeslagen met de beruchte CO2-taks van Jesse Klaver. In de open brief in de Volkskrant van 7 maart 2019 lichten ze hun zienswijze toe[1]. Ze betogen dat hun werkgevers al veel doen, dat de kosten zijn hoog zijn en dat hun werkgelegenheid op het spel staat. 

In dit korte essay zoek ik naar aanwijzingen voor de omvang van de inspanningen van Nederlandse bedrijven op het gebied van duurzaamheid. Ik concludeer dat ondernemingsraden aanleiding hadden om een brief te schrijven, maar dat ze de verkeerde brief hebben geschreven.

Het Bureau CDP beoordeelt tweejaarlijks wereldwijd een 60tal bedrijfstakken vanuit een duurzaamheidsperspectief[2]. Ik leg eerst de aanpak van CDP uit aan de hand van de sector chemie.  

Het onderzoek van CDP loopt parallel aan de richtlijnen van de Task Force on Climate-related Financial Disclosures (TCFD) voor de presentatie van gegevens in jaarverslagen. Er wordt gevraagd naar vier soorten gegevens:

  • Gegevens die samenhangen met risico’s van CO2-emissies in de hele keten (zogenaamde ‘scope 3 emissions’), waaronder de beschikbaarheid van alternatieve hulpbronnen (transition risks).
  • Gegevens die voortvloeien uit risico’s met betrekking tot de beschikbaarheid van schoon water in het bijzonder en het watermanagement van het bedrijf in het algemeen (physical risks).
  • Gegevens over de voortgang van de overgang naar een emissiearme toekomst, over de daartoe gewenste product- en procesinnovatie en de over de omvang van de investeringen in R&D die met dit doel plaatsvinden (transition opportunities).
  • Gegevens over de mate waarin een bedrijf de omschakeling naar duurzame productie heeft geïnternaliseerd in zijn strategie, inclusief de beloning van het management (climate governance and strategy).

Bedrijven worden op basis van deze criteria in vier categorieën verdeeld (A, B, C en D) Daarnaast is er een groep bedrijven waarvan te weinig gegevens beschikbaar zijn (E). De onderstaande tabel toont hoe deze indeling uitvalt voor de onderzochte ondernemingen uit de sector chemie[3].

Chemie

De chemische industrie neemt 28% van het totale industriële industriegebruik (stand van zaken 2017) voor haar rekening. Ze is verantwoordelijk voor 13% van de industriële CO2-uitstoot. Volgens CDP neemt de efficiëntie van het energieverbruik jaarlijks toe, wat resulteert in een daling van de CO2-emissie. Dit is vooral het gevolg van incrementele verbeteringen. CDP acht het noodzakelijk om binnen 5 – 10 jaar radicale veranderingen door te voeren, zoals de vervanging van aardolie en -gas door biomassa als grondstof. Hoopgevend is dat de uitgaven voor R&D vijfmaal hoger zijn dan het gemiddelde in de industrie.

Staal

De staalindustrie staat er voor wat betreft CO2-emissie wereldwijd slechter voor (stand van zaken 2016)[4]. Het energieverbruik en de CO2-emissie is de laatste jaren gestegen, terwijl een daling van de emissies met 70% nodig is om een evenredige bijdrage te leveren van het realiseren van de Parijse akkoorden (op 2oC niveau). Een aantal van de onderzochte bedrijven zegt te streven naar reductie van de CO2-uitstoot, maar geen enkel bedrijf kijkt verder dan 2020. Het rapport waarschuwt dat de industrietak te maken zal krijgen meteen aanzienlijke CO2-belasting.

De best scorende bedrijven zijn het Koreaanse POSCO en het Zweedse SSAB. De slechtst scorende bedrijven zijn Tata Steel en US Steel. 

De CDP A-lijst

De hoogst scorende bedrijven uit alle bedrijfstakken samen staan op de prestigieuze CDP A-lijst[5]. Nederlandse bedrijven op deze lijst zijn Unilever, ING, Philips, Signify (de verlichtingstaak van Philips) en de RELX Groep (voorheen Reed-Elsevier). De rest van de 90 Nederlandse bedrijven die zijn onderzocht, scoort lager[6].  

Uit de gegevens blijkt dat het rendement voor aandeelhouders van bedrijven die op de A-lijst staan in de periode december 2011 – juli 2016 5,4% hoger was dan het gemiddelde van alle beursgenoteerde bedrijven. De grootste vermogensbeheerder ter wereld, BlackRock  met €4.800 miljard uitstaand vermogen, bevestigt de relatie tussen aandacht voor duurzaamheid en financieel rendement en dus groeiende interesse bij beleggers[7].

RobecoSAM

Een manier om de betrouwbaarheid van de CDP-lijst onderzoeken is om de scores te vergelijken met die van op een andere gezaghebbende lijst, namelijk die van RobecoSAM[8]. Deze lijst vermeldt 2686 bedrijven, waarvan een beperkt deel de score ‘goud’, ‘zilver’ of ‘brons’ behaalt (te vergelijken met de A-lijst van CDP).

Van de Nederlandse bedrijven scoren Unilever, Philips, Signify en DSM ‘goud’ binnen hun eigen bedrijfstaak; bedrijven die alle ook voorkomen op de CPD-A (of A-) lijst[9].

KPN (A-) en AkzoNobel (A), die in de editie van 2018 eveneens goud scoorden, behalen in 2019 resp. zilver en brons. Eveneens is er een zilveren medaille voor ABN AMRO (B). Brons is er verder voor Ahold Delhaize (C), Nationale Nederlanden (B), PostNL (A-), Randstad (D) en – vooruit – Air France-KLM (B).

Van de bedrijven, waartoe de ondertekenaars van de voornoemde brief behoren, staat geen enkel bedrijf op de CDP- A-lijst.

Zeven behoren tot groep B en twee tot groep C . Van de overige zijn onvoldoende gegevens bekend (E). Opvallend is dat Tata Steel goud scoort op de lijst van RobecoSAM maar tot de achterhoede hoort bij CDP[10].

Bedrijven die hoog op bovenstaande lijsten scoren kunnen nog lang niet in alle opzichten als duurzaam gekwalificeerd worden. Uit een rapport van Greenpeace blijkt bijvoorbeeld dat 25% van het plastic dat de stranden van de Filipijnen bedekt, afkomstig is van koplopers Neslé en Unilever[11].  Unilever[12] en Nestlé[13] erkennen het probleem en beide bedrijven hadden al eerder kenbaar gemaakt om voor 2025 alle plastic afbreekbaar, composteerbaar of herbruikbaar te maken. 

Terug naar de ondertekenaars van de brief. Mijn stelling is dat deze een verkeerde brief geschreven hebben. 

Uit de analyses van zowel CDP als RobecoSAM blijkt dat geen van de bedrijven van de ondertekenaars behoren, koplopers zijn op het gebied van duurzaamheid. Ze benutten lang niet alle mogelijkheden om de uitstoot van CO2te beperken en de maatregelen die ze nemen zijn vaak incrementeel. Dat komt omdat dit doel ondergeschikt is aan hun primaire missie, het streven naar een zo hoog mogelijke winst en/of beurswaarde. De primaire missie bepaalt de investeringsruimte en dus ook de omvang van de investeringen in de beperking van de CO2-emissie.

De urgentie van de beteugeling van de uitstoot van broeikasgassen vraagt om een andere benaderingswijze. Namelijk alle maatregelen nemen die technisch mogelijk zijn en deze een hogere prioriteit toekennen dan maximaliseren van de winst en/of aandeelhouderswaarde, met in acht name van de continuïteit van het bedrijf.

De ondernemingsraden zouden daarom twee brieven moeten schrijven. 

Een aan de eigen directie met een pleidooi om terugdringen van de CO2-uitstoot de hoogste prioriteit toe te kennen in de missie van het bedrijf, ook al gaat dat ten koste van de hoogte van de winst en de aandeelhouderswaarde, uiteraard met borging van het voortbestaan van het bedrijf als randvoorwaarde. 

Als de directie hier wel oren naar heeft, kan er een tweede brief uitgaan naar de overheid. Hierin wordt ontheffing gevraagd voor de CO2-taks omdat het bedrijf maximaal investeert in een emissieloze toekomst en een CO2-taks ten koste zal gaan van een deel van deze investeringen.

Mochten de ondernemingsraden met hun eerste brief succes hebben, dan dragen ze bij aan een verandering van de maatschappelijke positie van het bedrijfsleven, namelijk een transitie van kapitalistische naar sociale ondernemingen. Daarover gaat mijn volgende blogpost.

Lukt dat niet, laat dan de CO2-taks maar komen, maar dan wel in Europees verband.


[1]https://www.volkskrant.nl/columns-opinie/open-brief-aan-politiek-leiders-bedrijf-geen-politiek-met-onze-banen-wij-zijn-trots-op-banen-en-vooruitgang~b5760a86/

[2]https://6fefcbb86e61af1b2fc4-c70d8ead6ced550b4d987d7c03fcdd1d.ssl.cf3.rackcdn.com/cms/reports/documents/000/004/150/original/CDP_Consumer_Goods_2019_Exec_summary.pdf?1550855903

[3]https://6fefcbb86e61af1b2fc4-c70d8ead6ced550b4d987d7c03fcdd1d.ssl.cf3.rackcdn.com/cms/reports/documents/000/002/683/original/CDP_Chemicals_2017.pdf?1507139412

[4]https://6fefcbb86e61af1b2fc4-c70d8ead6ced550b4d987d7c03fcdd1d.ssl.cf3.rackcdn.com/cms/reports/documents/000/001/195/original/CDP_Steel_2016_FINAL.pdf.pdf?1479377027

[5]https://www.duurzaam-ondernemen.nl/worlds-top-green-businesses-revealed-in-the-cdp-a-list/?utm_source=Online+Kenniscentrum+Duurzaam+Ondernemen&utm_campaign=5239c81567-DuOn_EMAIL_CAMPAIGN&utm_medium=email&utm_term=0_bc05740288-5239c81567-291310645

[6]https://www.cdp.net/en/scores#446647786929955804cc9a3a08ef1eb4

[7]https://www.duurzaambedrijfsleven.nl/future-finance/25093/john-mckinley-blackrock-bedrijven-die-rekening-houden-met-klimaatverandering-zijn-op-de-lange-termijn-winstgevender

[8]http://yearbook.robecosam.com

[9]Ik vermeld hierna achter de scores op de lijst van RobecoSAM tussen haakjes de scores op de CDP-lijst.

[10]Vermoedelijk komt dit omdat CDP uitsluitend gegevens had over de activiteiten van Tata Steel in India. 

[11]https://www.duurzaam-ondernemen.nl/greenpeace-nestle-en-unilever-topvervuilers-monsterlijke-hoeveelheden-plastic-in-filipijnen/

[12]https://www.duurzaam-ondernemen.nl/unilever-wil-afbreekbaar-plastic-2025/

[13]https://www.duurzaam-ondernemen.nl/nestle-wil-uiterlijk-in-2025-haar-verpakkingen-voor-100-recyclen-of-hergebruiken/

Brochure ‘Amsterdam klimaatneutraal 2050’: Geen antwoord op meest dringende vragen

De brochure Amsterdam klimaatneutraal 2050 is te eenzijdig geschreven vanuit de reductie van CO2 in plaats van uit de invoering van alternatieve energiedragers

Amsterdam maakt werk van de energietransitie. Onlangs ontvingen alle bewoners de brochure Amsterdam Klimaatneutraal 2050[1].  Dat is de eerste stap naar een definitieve routekaart, die de gemeente eind 2019 wil vaststellen. Voor het zover is, wordt met talloze betrokkenen gepraat. Ik kan voorspellen waarover deze gesprekken gaan.

De brochure laat zien voor welke immense opgave de stad de komende 30 jaar staat: Op dit moment bedraagt de CO2-uitstoot op het Amsterdamse grondgebied van Amsterdam ongeveer 4.500 kiloton tegen 3.010 kiloton in 1990. Het doel voor 2030 is een reductie van 3.200 kiloton. Dat er sprake is van een trendbreuk is dus een understatement.

Bron: Amsterdam energieneutraal 2050

De brochure inventariseert wat nodig is om de beoogde reductie van de CO2-uitstoot te realiseren: Nieuwe huizen en gebouwen worden bij voorkeur energieneutraal, de stad gaat uiterlijk in 2040 van het aardgas af, huizen en gebouwen worden massaal aangesloten op warmtenetten, het verkeer wordt elektrisch, er komen verkeersbeperkende maatregelen en dankzij grootschalige isolatie worden huizen en gebouwen zuiniger en de Hemweg-centrale moet ook dicht.

Net als het Klimaatakkoord, schenkt de brochure echter weinig aandacht aan de alternatieve energiebronnen en hun beschikbaarheid[2].

Zonnepanelen

Het meest concreet is nog het streven om alle geschikte daken met zonnepanelen te bedekken. De 180.000 zonnepanelen die nu op Amsterdamse daken liggen zouden in vier jaar tijd tot 1 miljoen moeten toenemen. Panelen op daken leggen is niet zo moeilijk maar een kostbare verzwaring van het net voorkomen vereist, zoals het City-zen project heeft geleerd dat wordt voorzien in een smartgrid inclusief lokale opslagcapaciteit en dat is nog niet zo eenvoudig[3].

Aardwarmte

De warmtenetten ontvangen thans hun energie uit diverse bronnen, zoals afval, restwarmte van de industrie en biomassa. Elk van deze bronnen slinkt en aardwarmte moet voorzien in de resterende vraag. Op dit moment is aardwarmte (geothermie) in Nederland nog schaars en de winning is problematisch[4]. Er zal de komende vier jaar in Amsterdam één (sic) proefboring worden verricht. Ik wees er eerder dal op dat ook Nijmegen een forse hypotheek neemt op de realisering van de klimaatdoelen door hoog in te zetten op geothermie[5].

Groene elektriciteit

Verwacht wordt dat de stad in 2050 viermaal meer elektriciteit gebruikt dan thans. Amsterdam is in hoge mate afhankelijk van het welslagen van de plannen om op nationaal niveau het aantal windmolens drastisch uit te breiden, op zee in het bijzonder Juridische procedures zullen de snelheid waarmee dit gebeurt ongetwijfeld belemmeren.

De gemeente gaat terecht met bewoners en andere betrokkenen in gesprek. Ik voorspel dat dit gesprek zal gaan over de beschikbaarheid van alternatieven, de kosten van de transitie en wie die betaalt. Ik vond dat de presentatie van een routekaart voor de energietransitie in Amsterdam door prof. Andy van den Dobbelsteen in Pakhuis De Zwijger (maart 2018) meer inzicht gaf in de richting waarin alternatieven voor gas en ‘grijze’ elektriciteit gezocht kunnen worden[6], tot op wijkniveau toe. Overigens ook niet over de tijdige beschikbaarheid daarvan en hun kosten. Die vraag kan vooralsnog niemand beantwoorden.

Zoals blijkt uit het recente boek van Drawdown van Paul Hawken, is ‘Parijs’ (alleen) haalbaar als we een groot aantal beschikbare technieken verkennen en gebruiken en geen daarvan op voorhand uitsluiten. Het draagvlak voor de energietransitie had vergroot kunnen worden door haalbaar geachte tijdpaden voor de invoering alternatieve energiebronnen centraal te stellen en als resultaat daarvan de afname van de CO2-uitstoot te laten zien. 

De brochure ‘Amsterdam Klimaatneutraal’ is geschreven vanuit het perspectief van de activistische bestuurder in plaats van dat van de bezorgde burger.

Of Amsterdam in 2030 dan wel 2050 de gewenste uitstoot realiseert hangt hoe dan ook af van de beschikbaarheid van geschikte alternatieven voor grijze stroom en aardgas. Niemand zal immers beweren dat de gaskraan dichtgaat, ook als de Amsterdammers daarna in de kou zitten. Toch?


[1]https://www.amsterdam.nl/bestuur-organisatie/volg-beleid/ambities/gezonde-duurzame/routekaart-amsterdam/

[2]Hierover heb ik elders geschreven: https://www.expirion.nl/blog-25–het-klimaatakkoord-is-geen-energieakkoord.html

[3]http://www.cityzen-smartcity.eu/ressources/smart-grids/virtual-power-plant/

[4]https://www.1limburg.nl/verhoogd-risico-op-aardbevingen-noord-limburg?context=section-12592

[5]https://wp.me/p32hqY-1GK

[6]https://wp.me/p32hqY-1Ei

Waterstof: Vooral geopolitiek bepaalt toekomstige rol

Het zijn niet technische overwegingen die de rol van waterstof in de toekomstige energievoorziening bepalen, maar de bereidheid om grote hoeveelheden waterstof in te voeren.

Waterstof opslag. Foto NASA (publiek domein)

Ik sta eerst stil bij de productie en de toepassing van waterstof als brandstof. Daarna komt de beschikbaarheid ervan aan de orde.

De productie van waterstof

Het proces van elektrolyse brengt water in aanraking met elektriciteit met als resultaat zuurstof en waterstof. Geen enkele schadelijke emissie dus. Schadelijke emissie ontstaat wel als bij de productie van waterstof ‘grijze’ stroom wordt gebruikt. Groene waterstof is gemaakt met elektriciteit, afkomstig van schone energiebronnen. Van blauwe waterstof is sprake als de vrijkomende CO2 tijdens de productie van elektriciteit wordt opgevangen en opgeslagen. Het onderstaande filmpje toont op begrijpelijke wijze hoe in het proces van elektrolyse waterstof wordt gemaakt.

De voor- en de nadelen van waterstof.

Het belangrijkste nadeel van waterstof is dat 60% van de energetische waarde verloren gaat als je elektriciteit gebruikt om waterstof te maken en deze daarna weer wordt omgezet in elektriciteit met behulp van een ‘brandstofcel’. Stroom bewaren in een accu levert maar 5% rendementsverlies op.

Soms wordt ook wel gewezen op het gevaar van waterstof: De ramp met de Hindenburg in 1937, een reusachtige zeppelin gevuld met waterstof. Achteraf blijkt dat de waterstof niet de oorzaak van deze ramp was. 

Waterstof is minder gevaarlijk dan aardgas. Je loopt in elk geval geen kans op koolstofmonoxidevergiftiging.

Het grote voordeel van waterstof is dat het goed kan worden opgeslagen, zeker in de vorm van vloeibare ammoniak. Ammoniak kan makkelijk weer worden omgezet in waterstof. Waterstofgas gedraagt zich hetzelfde als aardgas; je hebt er alleen de dubbele hoeveelheid van nodig en daarom branders met iets grotere gaatjes. Ook moet er een kleurstof worden toegevoegd, want waterstof brandt onzichtbaar.

De opslag van waterstof

Een kilo waterstof levert ongeveer evenveel energie als een volgelaten Tesla Power Wall. Een tank met 60.000 m3 ammoniak komt overeen met ruim 200 miljoen kilowattuur. Dat is de jaarproductie van een 30 moderne windturbines op land. Als die tanklading daarna weer omgezet wordt in elektriciteit, hebben daarvoor 75 windmolens een jaar staan draaien.

De conclusie is overduidelijk: Sla overtollige elektriciteit zo veel mogelijk op in accu’s en gebruik ammoniak alleen als je opgewekte stroom langdurig wilt opslaan of desnoods als je van de ammoniak weer waterstofgas maakt. Het rendementsverlies is dan ‘maar’ 30%. Met dit inzicht is het mogelijk om de potentiële toepassingen van waterstof te beoordelen[1].

Industriële toepassingen

Waterstof is een onvervangbaar hulpmiddel in de chemische industrie, ook vanwege de hoge temperatuur die ermee kan worden bereikt.

Groene waterstof levert een bijdrage aan de verduurzaming van de industrie. Een aantal bedrijven in Zeeland en België wil daartoe een waterstofnetwerk tussen Vlissingen en Gent aanleggen.

Fiets op waterstof. De Alpha 2.0. Foto Pragma Industries

Vervoer

Inmiddels zijn er voor alle vormen van vervoer – zelf fietsen[2]– op waterstof aangedreven varianten beschikbaar. 

Met het voorgaande in gedachten is waterstof als brandstof voor personenauto’s tamelijk onzinnig. De actieradius is ongeveer 600 km en het tanken gaat snel, maar het verschil met elektrische auto’s wordt snel kleiner. Er zijn nog maar weinig automerken die gaan voor personenauto’s op waterstof, waaronder Toyota. Vermeldenswaard is de ontwikkeling een hybride auto, die rijdt op elektriciteit en waarvan de accu onder het rijden wordt opgeladen door een brandstofcel. Hier werkt Daimler aan, na de ontwikkeling van een volledig door waterstof aangedreven personenauto te hebben stopgezet.

Voor andere transportmiddelen kan het oordeel positiever uitvallen[3]. De regel is, hoe groter de gewenste actieradius en hoe zwaarder vervoermiddel en lading zijn, des te meer de voordelen van waterstof opwegen tegen het gebruik van accu’s. Te denken valt aan bussen, vrachtauto’s maar ook aan vliegtuigen en schepen[4]. De provincie Groningen en QBuzz  experimenteren met bussen op waterstof. De 20 bussen gaan rijden op de lange trajecten. Dit in tegenstelling tot de rest van het wagenpark, dat op termijn geheel elektrisch zal zijn omdat laden in de dienstregeling kan worden ingepast. 

Verwarming

Waterstofgas is in principe een bruikbare vervanger van aardgas. Netbeheerder Stedin gaat groen waterstofgas inzetten om de woningen van een appartementencomplex in Rotterdam te verwarmen. De waterstof wordt lokaal geproduceerd en via speciale gasleidingen verder getransporteerd[5](foto). Voor deze oplossing is viermaal zoveel elektriciteit nodig dan voor een warmtepomp, uitgaande van een goede isolatie.

Waterstofinstallatie in Rotterdam (blauwe containers) en het appartementencomplex (links midden) dat met waterstof verwarmd zal worden. Foto: DNV GL

Woningcorporaties overwegen niettemin om waterstof in te zetten als alternatief voor dure isolatie van oudere woningen. Tenzij waterstof heel goedkoop kan worden ingevoerd, zal het een dure oplossing blijven. De kans is daarom groot dat verwarming op waterstof of biogas zal zijn voorbehouden aan historische binnensteden, waar weinig alternatieven zijn.

De conclusie is dat het gebruik van Nederlandse zonne- of windenergie voor de productie van waterstof een kostbare zaak is[6].Er is een grote hoeveelheid elektriciteit voor nodig. Het is zeer de vraag of we daarvoor hier opgewekte groene elektriciteit moeten gebruiken. Deze is hard nodig voor de elektriciteitsvoorziening en alleen daarvoor moet het areaal wind- en zonne-energie vele malen groter worden dan nu.

Geopolitieke aspecten

Waterstof kan beter worden geïmporteerd, net als steenkool indertijd. De productiekosten van zonne-energie in woestijngebieden liggen aanzienlijk lager dan die in Europa. Dit komt vooral door de aanzienlijk grotere lichtintensiteit, waardoor de opbrengt van zonnepanelen en -collectoren tweemaal zo groot is[7]. Zonne-energie zal dan worden omgezet in waterstof en met name ammoniak en kan per tanker worden vervoerd. De lage prijs compenseert het lagere rendement.

De toekomstige exportlanden van waterstof zijn – jawel – de huidige Golfstaten.  En dat ligt gevoelig.

 Pas als de internationale betrekkingen stabieler worden, zal van invoer op grote schaal sprake zijn en krijgen de voornoemde toepassingen van waterstof een reële kans.


[1]https://www.duurzaambedrijfsleven.nl/energie/30369/waterstof-toepassingen

[2]https://www.pragma-industries.com/products/light-mobility/

[3]https://www.businessinsider.nl/zijn-waterstofautos-in-de-toekomst-onmisbaar-deskundigen-denken-van-wel-dit-is-waarom/

[4]https://www.duurzaambedrijfsleven.nl/logistiek/30429/is-waterstof-de-duurzame-oplossing-voor-de-binnenvaart?utm_source=nieuwsbrief&utm_medium=e-mail&utm_campaign=Daily+Focus+12+November

[5]https://www.stedin.net/over-stedin/pers-en-media/persberichten/eerste-huizen-verwarmd-met-waterstof-komen-in-rotterdam-rozenburg

[6]In het navolgende artikel rekent Thijs van den Brinck de kosten door van het gebruik van waterstof voor een aantal toepassingen. Zeer lezenswaardig: http://www.wattisduurzaam.nl/15443/energie-beleid/tien-peperdure-misverstanden-over-wondermiddel-waterstof/

[7]http://www.wattisduurzaam.nl/5969/energie-opwekken/zonne-energie/zonnestroom-mexico-duikt-4-dollarcent-per-kilowattuur/