Economen die vorig jaar hun twijfels uitten over het rendement van een warmtepomp hadden het dus fout. Daarover gaat deze blogpost. Economen hebben het overigens vaak fout hebben omdat hun aannames niet blijken te kloppen.
Van links naar rechts: de opstellingen van een luchtwarmtepomp, een hybride warmtepomp en een waterwarmtepomp. Bron: hierverwarmt.nl
Van het gas af gaan is nu urgenter dan ooit; de wachtlijst voor alternatieven overigens ook. Huizen die na 2005 zijn gebouwd kunnen zonder veel extra (isolatie)inspanningen all-electric worden. Voor huizen die ouder zijn, is een hybride warmtepomp vaak een goede oplossing. Die gebruikt de cv-ketel om bij te springen als het erg koud is. In dit geval kunnen huiseigenaren de komende jaren geleidelijk hun huis verder isoleren totdat ze helemaal van het gas af kunnen. Volgens het Planbureau voor de leefomgeving zal overigens tot in lengte van jaren op veel plaatsen in Nederland de hybride warmtepomp de beste oplossing zijn, als het aardgas op is in combinatie met groen- of hydrogas.
Economen van de ING hebben berekend dat een warmtepomp nu en ook nog in 2030 een negatief rendement heeft. Om deze berekeningen te maken wordt een groot aantal hoogst aannames gehanteerd, iets wat economen altijd doen. Hoe ijdel deze aannames zijn, bleek al snel toen de prijs van aardgas ongekend begon te stijgen aardgas zelfs schaars wordt.
Ik erger me aan dit soort berekeningen. Afgezien van alle vaak triviale aannames, miskennen deze berekeningen ook dat veel mensen een goed gevoel hebben bij de gedachte dat de CO2 uitstoot van hun huis jaarlijks vermindert.
Relevant is dan wel de vraag, hoeveel bedraagt de ‘winst’ in niet-uitgestoten CO2 als je een warmtepomp aanschaft voor verwarming en warm tapwater.
De warmtepomp
Hier kom ik ook niet om drie aannamen heen: Een gemiddelde eengezinswoning, een warmtepomp die buitenlucht gebruikt en overwegend gevoed wordt door ‘grijze’ stroom.
De luchtwarmtepomp van een gemiddeld huis gebruikt 3000 kWh en bij de productie van een kWh ‘grijze stroom komt 0,556 kg CO2 vrij. Totaal is dat dus 1.668 kg. per jaar.
De aardgasketel
Een gemiddelde eengezinswoning gebruikt 1050 m3 aardgas. Een m3 aardgas levert 35 megajoule energie. Het totale verbruik is dus 36.750 megajoule of ongeveer 37 gigajoule. De emissie van aardgas is al jaren constant, namelijk 56.7 kg per gigajoule. Dus verdwijnt er 2.098 kg CO2 in de lucht.
Een gemiddelde eengezinswoning met een combi-ketel stoot dus 1,3 keer zoveel CO2 uit als een vergelijkbare woning met een warmtepomp. Hoe dan ook, dit verschil wordt met het jaar groter omdat de grijze stroom steeds groener wordt. In 2030 is naar verwachting 70% van de energiemix ‘groen’ in plaats van 20% nu. Wie overigens 10 extra zonnepanelen op het dak legt, weet al zeker dat de warmtepomp voor 100% met groene energie wordt gevoed en dat de emissie 0 is.
Beviel deze blogpost? De inhoud is gebaseerd op het dossier Duurzame energie, dat een veelheid van feiten en zienswijzen bevat over de energietransitie. Je kunt dit e-boek (145 p.) hier gratis downloaden.
Dit is de inhoud:
Feiten om te onthouden
Bronnen van duurzame energie in Nederland
Openstaande keuzen
Hoeveel zonnepanelen passen in Nederland?
Energietransitie mogelijk dankzij de zonnecel
Van zonnepaneel naar zonnedak en zonnepan
Zonnepanelen kunnen (bijna) overal liggen
Recycling zonnepanelen: naar de maan en terug
Manieren om netverzwaring te voorkomen
Smart grids: waar techniek, digitale en sociale innovatie samenkomen
Samenwerken in een energiecoöperatie
Duurzaam maken van je woning. Voor jezelf en de aarde
De salderingsregeling is funest voor een evenwichtige opbouw van de voorziening van duurzame energie. In deze post verdedig ik de stelling ‘Weg ermee!’
Thuisbatterij
Om burgers en bedrijven te bewegen hun daken met zonnepanelen te bedekken en de aanleg van zonneweiden te stimuleren, heeft de overheid diep in de buidel getast. Er zijn gunstige belastingfaciliteiten gecreëerd en er is een riante salderingsregeling in het leven geroepen, en met succes.
De meeste burgers zijn dik tevreden met hun zonnepanelen en de invloed daarvan op hun energierekening. Vooralsnog is geen enkele rekenkamer nagegaan wat de overheid betaalt voor een kilowattuur elektriciteit, die burgers op hun dak produceren. Het gaat dan om de kosten van alle voornoemde (belasting)faciliteiten en subsidies én over de miljardeninvesteringen in netverzwaring die het gevolg zijn van het grootschalig (terug)leveren aan het net van alle decentraal opgewekte energie. Het is zelfs zo erg dat op het moment dat er meer aanbod dan vraag naar elektriciteit op het net is, de groothandelsprijs van elektriciteit negatief is. In dat geval betaalt de elektriciteitsmaatschappij dankzij de salderingsregeling het volle pond terug en moet zij ook nog eens aan degenen die op dat moment elektriciteit kopen betalen!
En nu? Nu zit de overheid met de gebakken peren en moet de groei van het aantal zonnepanelen worden beperkt.
Het net is vol en op sommige plaatsen zo vol dat de inname van zonnestroom gestaakt moet worden. Veel verzoeken voor de grootschalige opwekking van zonne-energie wachten op een transportbeschikking omdat het elektriciteitsnet in grote delen van Nederland overbelast is. Dit probleem heeft het Nederlandse energiebeleid over zichzelf afgeroepen door jarenlang eenzijdig de aanschaf van zonnepanelen te stimuleren, daarvoor een riante salderingsregeling in het leven te roepen en tegelijkertijd de opslag van zonne- en windenergie te verwaarlozen. De salderingsregeling maakte de aanschaf van zonnepanelen aantrekkelijk, maar weerhoudt iedereen ervan een accu aan te schaffen. In de VS is dat anders aangepakt. Subsidies op zonnepanelen waren altijd gekoppeld aan de aanschaf van een huisaccu. I
Nu adviseert netbeheerder Liander om de salderingsregeling versneld af te bouwen en daarvoor in de plaats de aanschaf van accu’s en andere vormen van energieopslag te subsidiëren.
Dat zal niet gebeuren: In plaats van versnelde afbouw is inmiddels is de start van de afbouwperiode opnieuw uitgesteld.
Beviel deze blogpost? De inhoud is gebaseerd op het dossier Duurzame energie, dat een veelheid van feiten en zienswijzen bevat over de energietransitie. Je kunt dit e-boek (145 p.) hier gratis downloaden.
Dit is de inhoud:
Feiten om te onthouden
Bronnen van duurzame energie in Nederland
Openstaande keuzen
Hoeveel zonnepanelen passen in Nederland?
Energietransitie mogelijk dankzij de zonnecel
Van zonnepaneel naar zonnedak en zonnepan
Zonnepanelen kunnen (bijna) overal liggen
Recycling zonnepanelen: naar de maan en terug
Manieren om netverzwaring te voorkomen
Smart grids: waar techniek, digitale en sociale innovatie samenkomen
Samenwerken in een energiecoöperatie
Duurzaam maken van je woning. Voor jezelf en de aarde
Wat als zonnepanelen gewoon te zwaar zijn om daken van gebouwen te bedekken. Ze lichter maken kon tot voor kort niet. Nu wel en in deze post lees je hoe dat voor een doorbraak gaat zorgen.
Plaatsen van zonnepanelen op daken van fabrieken, distributiecentra en andere gebouwen geldt als de meest aanvaardbare en relatief goedkope manier voor het opwekken van zonne-energie. Naar schatting 30 – 40% van deze daken heeft daarvoor een te lichte constructie en dakversterking is kostbaar. Met lichtgewicht zonnepanelen is dit probleem op te lossen en kan er 100 km2 aan zonnepanelen extra op bedrijfsgebouwen bijkomen. Bovendien hebben de betrokken bedrijven er dan een eigen energiebron en kan het net enigszins worden ontlast.
Vanaf 2022 gaat Solarge zonnepanelen op de markt brengen die 50% minder wegen, omdat glas en aluminium frames wordt vervangen door kunststof. Het gebruik van kunststof in zonnepanelen werd lange tijd uitgesloten omdat dit materiaal niet hard genoeg en onvoldoende doorzichtig is. Het Nederlandse deel van Sabic heeft een vezelversterkend thermoplastisch polymeer ontwikkeld dat het mogelijk maakt om zonnepanelen zonder glas en zonder aluminium te produceren met een vergelijkbare stevigheid en duurzaamheid. Daarmee onderscheidt dit nieuwe paneel zich van alle bestaande lichtgewicht panelen. Bovendien bevatten sommige daarvan PFAS. De panelen van Solarge zijn op hun performance getest door TNO en de TU Eindhoven.
Van minstens zo groot belang als het gewicht, is het feit dat het materiaal volledig en hoogwaardig te recyclenis en opnieuw kan worden gebruikt om zonnepanelen te maken. De zonnecellen, die nu nog uit China komen, worden vervangen door ‘low carbon’ cellen uit Noorwegen. Dit gebeurt zodra de nieuwe EU-regels de invoer van (te) goedkope zonnecellen uit China aan banden hebben gelegd.
Het gecombineerde effect van de toepassing van polymeren en low carbon zonnecellen is dat het niet meer vier jaar zal duren voordat de milieu-impact van een zonnepaneel is terugverdiend, maar 4 maanden.
Bekijk hier een korte film over de productie van deze nieuwe generatie zonnepanelen.
Beviel deze blogpost? De inhoud is gebaseerd op het dossier Duurzame energie, dat een veelheid van feiten en zienswijzen bevat over de energietransitie. Je kunt dit e-boek (145 p.) hier gratis downloaden.
Dit is de inhoud:
Feiten om te onthouden
Bronnen van duurzame energie in Nederland
Openstaande keuzen
Hoeveel zonnepanelen passen in Nederland?
Energietransitie mogelijk dankzij de zonnecel
Van zonnepaneel naar zonnedak en zonnepan
Zonnepanelen kunnen (bijna) overal liggen
Recycling zonnepanelen: naar de maan en terug
Manieren om netverzwaring te voorkomen
Smart grids: waar techniek, digitale en sociale innovatie samenkomen
Samenwerken in een energiecoöperatie
Duurzaam maken van je woning. Voor jezelf en de aarde
Hoe beperken we de dure verzwaring van het elektriciteitsnet? Helemaal zal zeker niet lukken, maar verstandig beheer van het huidige net helpt, neem de aanleg ‘smart grids’. Hierover gaat deze blogpost.
De aanleg van een ‘smart grid’ heeft meer met digitalisering te maken dan met extra kabels. Een ‘smart grid’ is een energiesysteem meestal binnen een buurt waarbij PV-panelen, elektrische auto’s, warmtepompen, huishoudelijke apparaten en vormen van energieopslag met elkaar zijn verbonden en communiceren. Dat betekent dat als een overschot van energie op het net dreigt, boilers worden aangezet, auto-accu’s en andere batterijen worden geladen en de levering van elektriciteit van zonnepanelen even wordt stopgezet. De idee is dat zo veel mogelijk elektriciteit binnen de buurt blijft en zo weinig mogelijk van of neer het ‘grote net’ wordt getransporteerd.
De uitwisseling van gegevens tussen huishoudens en netwerk heeft dus veel privacyaspecten; de netbeheerder krijgt invloed op wat zich ‘achter de meter’ afspeelt. Niet iedereen wil dat. Een tussenlaag tussen huishoudens en netwerk biedt dan uitkomst. We spreken dan van een microgrid. Een aantal huishoudens wordt daarbij aangesloten op een afzonderlijk deel van het elektriciteitsnet. Tussen hoofdnet en micronet zit een soort schakelaar, waarmee het microgrid bij een storing zelfs tijdelijk autonoom kan functioneren, dankzij de zonnepanelen en de opgeslagen stroom.
In een microgrid kunnen huishoudens hun overschotten en tekorten aan stroom onderling uitwisselen zonder directe tussenkomst van de netbeheerder of de elektriciteits-producenten. Deze hebben alleen te maken met de overschotten en tekorten van het hele microgrid, waarmee de noodzaak om te interfereren in de mini-netten van individuele huishoudens vervalt. Dankzij het feit dat stroomproductie en -consumptie real-time wordt gevolgd, kan de prijs van de elektriciteit van minuut tot minuut worden vastgesteld. De huishoudens die onderdeel zijn van het microgrid kunnen bijvoorbeeld afspreken om zo veel mogelijk stroom in te kopen als de prijs laag is, omdat het hoofdnet tegen overcapaciteit aanloopt. Op zulke momenten kunnen thuisbatterijen, elektrische auto’s, de eventuele buurtbatterij en boilers en warmwatervaten worden opgeladen en opgewarmd. Dit kan volledig geautomatiseerd worden uitgevoerd. Bijvoorbeeld door de Powermatcher, een door TNO ontwikkelde open source toepassing, waarmee inmiddels 1000 mensen in Nederland werken. Deze videoillustreert dit.
Beviel deze blogpost? De inhoud is gebaseerd op het dossier Duurzame energie, dat een veelheid van feiten en zienswijzen bevat over de energietransitie. Je kunt dit e-boek (145 p.) hier gratis downloaden.
Dit is de inhoud:
Feiten om te onthouden
Bronnen van duurzame energie in Nederland
Openstaande keuzen
Hoeveel zonnepanelen passen in Nederland?
Energietransitie mogelijk dankzij de zonnecel
Van zonnepaneel naar zonnedak en zonnepan
Zonnepanelen kunnen (bijna) overal liggen
Recycling zonnepanelen: naar de maan en terug
Manieren om netverzwaring te voorkomen
Smart grids: waar techniek, digitale en sociale innovatie samenkomen
Samenwerken in een energiecoöperatie
Duurzaam maken van je woning. Voor jezelf en de aarde
De argumenten tegen kernenergie zijn minder principieel dan een halve eeuw geleden. Maar dan nog blijft de vraag of het een verstandige keus is. Hierover gaat deze blogpost.
Mijn generatie was gewoon tegen kernenergie. Dat was zelfs nog voor Tsjernobyl. De reden was het gevaar van een melt-down en anders wel de noodslag kernafval op te slaan. De meeste jongeren van nu hebben geen principiële bezwaren tegen kernenergie. Als ze een suggestief (maar realistisch) plaatje zien als hierboven, dan weten ze het wel. Doe maar een paar kerncentrales. Maar zo eenvoudig is het niet. Ik ga het niet hebben over de gevaren, maar over de kosten.
Uit een nieuw rapport van het MIT, The Future of Nuclear Energy in a Carbon Constrained World blijkt dat kernenergie veel duurder is dan alle andere energiebronnen. De prijs van een centrale met een vermogen van 2000 megawatt is ongeveer €13,5 miljard. Ter vergelijking: 200 grote windmolens met een vermogen van 10 megawatt kosten samen €5 miljard inclusief aansluiting.
Dat de bouwkosten zo hoog zijn, komt ook doordat in Europa weinig expertise meer is op het gebied van de bouw van kerncentrales. Daarom zou de Wylfa kerncentrale (3 GW) in Noord-Wales gebouwd worden door het Japanse bedrijf Hitachi. Dat heeft in 2019 besloten met de bouw te stoppen en een verlies van €2,3 miljard voor lief te nemen. De reden is dat de prijs per kilowattuur die de overheid 35 jaar lang zou betalen onvoldoende is om de oplopende kosten van de bouw en de exploitatie te dekken. Deze prijs lag al aanzienlijk boven de huidige marktprijs van elektriciteit, waardoor de overheid het gebruik van kernenergie al die jaren zou subsidiëren. Hitachi ziet ook af van de bouw van een vergelijkbare centrale in het Britse Oldbury.
Finland bouwt sinds 2005 aan een nieuwe centrale in Olkiluoto. Die had er volgens de oorspronkelijke plannen al in 2009 moeten staan, voor een bedrag van €3,2 miljard. Nu hoopt men volgend jaar klaar te zijn; de kosten zijn meer dan verdrievoudigd tot €11 miljard.
Frankrijk begon in 2007 met de bouw van een nieuwe centrale in Flamanville, aan de westkust van Normandië. Die had in 2012 klaar moeten zijn, à raison van €3,3 miljard. De laatste schatting van de kosten is ruim €19 miljard en ook deze centrale moet volgend jaar draaien.
Een centrales van 2000 megawatt kost tussen de €10 – 15 miljard . Dat is veel geld, maar vooralsnog durf ik me op grond van dit bedrag alleen nog niet tot de voor- of tegenstanders te rekenen. Wat ik mis in alle publicaties over de energietransitie, is een overzicht van de integrale kosten van alle alternatieven. Het gaat dan niet alleen om de prijs van kerncentrales versus windmolens, maar ook om alle bijkomende kosten, zoals de verzwaring van het elektriciteitsnet, afvang en opslag van CO2 en/of kernafval, de verschillen tussen de kostprijs van de verschillende energiesoorten et cetera.
Beviel deze blogpost? De inhoud is gebaseerd op het dossier Duurzame energie, dat een veelheid van feiten en zienswijzen bevat over de energietransitie. Je kunt dit e-boek (145 p.) hier gratis downloaden.
Dit is de inhoud:
Feiten om te onthouden
Bronnen van duurzame energie in Nederland
Openstaande keuzen
Hoeveel zonnepanelen passen in Nederland?
Energietransitie mogelijk dankzij de zonnecel
Van zonnepaneel naar zonnedak en zonnepan
Zonnepanelen kunnen (bijna) overal liggen
Recycling zonnepanelen: naar de maan en terug
Manieren om netverzwaring te voorkomen
Smart grids: waar techniek, digitale en sociale innovatie samenkomen
Samenwerken in een energiecoöperatie
Duurzaam maken van je woning. Voor jezelf en de aarde
Levert biomassa duurzame energie? Vaak wordt deze vraag ontkennend beantwoord. Maar zonder het gebruik van biomassa is het Parijse akkoord (helemaal) onbereikbaar. Deze blogpost gaat over de manier waarmee we met dit dilemma om kunnen gaan.
Zonder het gebruik van biomassa bij de productie van duurzame energie zou Nederland helemaal onderaan de lijst van het aandeel duurzame energie van alle Europese landen bungelen. In 2019 zorgde biomassa in Nederland voor 50 procent van de groene stroom en 80 procent van de groene warmte.
Maar volgens sommigen levert biomassa in het geheel geen bijdrage aan de productie van duurzame energie. De fundamentele vraag is dan ook waarom biomassa wél een duurzame energiebron wordt genoemd, terwijl bij verbranding ervan ook CO2 vrijkomt. Het antwoord is dat deze vrijgekomen CO2 al in de dampkring aanwezig was en door te verbranden biomassa was opgeslagen. Verbranding van biomassa veroorzaakt dus geen nieuw CO2. Het argument is op zich valide, als het CO2 betreft die vrijkomt uit de verbranding van biomassa die jonger is dan 1990, het basisjaar voor de berekening van de vermindering van de CO2-uitstoot. Dan is ze de berekening van de CO2-uitstoot na 1990 al een keer meegeteld.
Bovenstaande redenering zou acceptabel kunnen zijn als er zekerheid bestond over de herkomst van de biomassa. Met andere woorden dat haar productie niet het gevolg was van kap van oerbos of verdringing van de productie van landbouwgewassen en er waarborgen tegen verlies aan biodiversiteit zijn. Waakzaamheid is hier geboden omdat tussen 2004 – 2017 in een 24 tal ‘hotspots’ in Afrika, Zuid Amerika en Azië 43 miljoen hectare natuur is vernietigd (10 x Nederland). De bovenstaande foto toont Regenwoud in Borneo dat plaats maakt voor palmolieplantages.
Vrijwel alle klimaatwetenschappers zijn het erover eens dat de Parijse akkoorden niet haalbaar zijn zonder het gebruik van biomassa. Omdat het gebruik van biomassa veel weerstand oproept heeft het kabinet de SER om advies gevraagd, die het Planbureau voor de leefomgeving daarbij heeft ingeschakeld. Dit adviseert een genuanceerde aanpak, met als voornaamste elementen:
Alleen gecertificeerde biomassa gebruiken, liefst ook nog lokaal geproduceerd in de vorm van restafval van land en bosbouw. Verder voorrang geven aan toepassingen waarvoor geen alternatieven zijn, zoals in de chemie, de productie van (bio)plastics en in de lucht- en zeevaart. In elk geval is er sprake van een tussenoplossing.
Beviel deze blogpost? De inhoud is gebaseerd op het dossier Duurzame energie, dat een veelheid van feiten en zienswijzen bevat over de energietransitie. Je kunt dit e-boek (145 p.) hier gratis downloaden.
Dit is de inhoud:
Feiten om te onthouden
Bronnen van duurzame energie in Nederland
Openstaande keuzen
Hoeveel zonnepanelen passen in Nederland?
Energietransitie mogelijk dankzij de zonnecel
Van zonnepaneel naar zonnedak en zonnepan
Zonnepanelen kunnen (bijna) overal liggen
Recycling zonnepanelen: naar de maan en terug
Manieren om netverzwaring te voorkomen
Smart grids: waar techniek, digitale en sociale innovatie samenkomen
Samenwerken in een energiecoöperatie
Duurzaam maken van je woning. Voor jezelf en de aarde
Volgens Diederik Samson, kabinetschef van eurocommissaris Frans Timmermans is de Europese Green Deal – het plan om de Europese Unie voor 2050 te transformeren tot een klimaatneutrale, circulaire en grondstofefficiënte unie – pas geslaagd als de ambities op een rechtvaardige manier worden gerealiseerd. Daarvan is nu nog geen sprake.
Het Stockholm Environment Institute heeft onderzoek verricht naar de consumptie-gerelateerde emissies van verschillende inkomensgroepen in de EU tussen 1990 en 2015. Een paar tot nadenken stemmende uitkomsten:
Gemiddeld is de CO2-emissie in de EU is sinds 1990 met 12% gedaald. Dit is toe te schrijven aan daling van emissies afkomstig van Europese burgers met een lager en gemiddeld inkomen.
Her rapport laat zien dat de rijkste 10% van de EU-burgers verantwoordelijk was voor meer dan een kwart (27%) van alle CO2-uitstoot. Dit is evenveel als de armste helft.
40% van de Europeanen met een ‘middeninkomen’ was verantwoordelijk voor 46% en de rijkste 1% voor 7% van de CO2-uitstoot.
De CO2-uitstoot van de armste helft van de Europeanen verminderde met bijna een kwart (24%) en die van de ‘middeninkomens’-burgers met 13%. De CO2-uitstoot van de rijkste 10% van de Europeanen steeg met 3%, bij de rijkste 1% was dat 5%.
Om zeker te stellen dat de wereld niet meer dan 1,5 °C opwarmt, moet de CO2-voetafdruk van de rijkste 10% van de Europeanen in 2030 tien keer kleiner zijn dan nu. Die van de rijkste 1% moet zelfs 30 keer minder worden dan nu. De CO2-uitstoot van de armste 50% van de Europese bevolking moet worden gehalveerd.
Een ander heikel punt is de verdeling van de kosten van het klimaatbeleid. Recente cijfers hierover ontbreken. Het onderstaande is daarom gebaseerd op een onderzoek van CE Delft (2018) over de verdeling van de baten en lasten van het klimaatbeleid, voor en na het Regeerakkoord van Rutte III.
Vergeleken worden de kosten per ton uitgestoten CO2 voor vijf verschillende huishoudensgroepen naar inkomen. De armste huishoudens dragen als percentage van het besteedbaar inkomen de zwaarste lasten van het klimaatbeleid. Het beleid in het Regeerakkoord zorgt ervoor dat de klimaatlasten voor de armste 20% huishoudens verder oplopen van 2,2% van het besteedbaar inkomen naar 4,2%, een toename met 2,0%-punt. Voor de rijkste 20% huishoudens is de toename 0,4%-punt: zij gaan van 0,8 naar 1,2%.
Deze cijfers hebben ertoe geleid dat de regering het aandeel van de klimaatlasten van het bedrijfsleven heeft vergroot ten opzichte van de huishoudens. Hierdoor is de verdeling binnen de huishoudens minder scheef geworden.
Beviel deze blogpost? De inhoud is gebaseerd op het dossier Duurzame energie, dat een veelheid van feiten en zienswijzen bevat over de energietransitie. Je kunt dit e-boek (145 p.) hier gratis downloaden.
Dit is de inhoud:
Feiten om te onthouden
Bronnen van duurzame energie in Nederland
Openstaande keuzen
Hoeveel zonnepanelen passen in Nederland?
Energietransitie mogelijk dankzij de zonnecel
Van zonnepaneel naar zonnedak en zonnepan
Zonnepanelen kunnen (bijna) overal liggen
Recycling zonnepanelen: naar de maan en terug
Manieren om netverzwaring te voorkomen
Smart grids: waar techniek, digitale en sociale innovatie samenkomen
Samenwerken in een energiecoöperatie
Duurzaam maken van je woning. Voor jezelf en de aarde
De 20ste aflevering van de reeks Bouwen aan de steden van de toekomst – De bijdrage van digitale technologie gaat over elektrificeren, als onderdeel van de klimaatadaptatie. Aan de hand van dit thema kan zowel de rol van digitale technologie als de samenhang tussen digitale en sociale innovatie geïllustreerd worden.
Om burgers en bedrijven te bewegen hun daken met zonnepanelen te bedekken en de aanleg van zonneweiden te stimuleren, heeft de overheid diep in de buidel getast. Er zijn gunstige belastingfaciliteiten gecreëerd en er is een riante salderingsregeling in het leven geroepen, en met succes[1].
Zonne-energie en de overbelasting van het net
De meeste burgers zijn dik tevreden met hun zonnepanelen en de invloed daarvan op hun energierekening[2]. Vooralsnog is geen enkele rekenkamer nagegaan wat de overheid betaalt voor een kilowattuur elektriciteit, die burgers op hun dak produceren. Het gaat dan om de kosten van alle voornoemde (belasting)faciliteiten en subsidies én over de miljardeninvesteringen in netverzwaring die het gevolg zijn van het grootschalig (terug)leveren aan het net van alle decentraal opgewekte energie. Het is zelfs zo erg dat op het moment dat er meer aanbod dan vraag naar elektriciteit op het net is, de groothandelsprijs van elektriciteit negatief is[3]. In dat geval betaalt de elektriciteitsmaatschappij dankzij de salderingsregeling het volle pond terug en moet zij ook nog eens aan degenen die op dat moment elektriciteit kopen betalen!
Vooralsnog is geen enkele rekenkamer nagegaan wat de overheid betaalt voor een kilowatt elektriciteit, die burgers op hun dak produceren
En nu? Nu zit de overheid met de gebakken peren en moet de groei van het aantal zonnepanelen worden beperkt. Veel verzoeken voor de grootschalige opwekking van zonne-energie wachten op een transportbeschikking omdat het elektriciteitsnet in grote delen van Nederland overbelast is.
Er zijn drie manieren om dit probleem op te lossen. De eerste is vergroting van de capaciteit van het hoogspanningsnet. De tweede grootschalige opslag van elektriciteit, zowel voor de korte als de lange termijn. De derde is netwerkmanagement. Over de laatste manier gaat deze blogpost. De minst elegante oplossing daarbij is curtailment. Dit houdt in dat de capaciteit van alle zonneweiden en windparken maar voor 70% benut. Een alternatief is netwerkmanagement door de aanleg van smart grids en daarover wil ik het hebben. Dit heeft meer met digitalisering te maken dan met de aanleg van extra kabels. Een smart grid is een energiesysteem waarbij PV-panelen, elektrische auto’s, warmtepompen, huishoudelijke apparaten, groot maar ook kleinschalige opslagsystemen en onderstations op intelligente wijze met elkaar zijn verbonden. Overigens is meer aandacht voor energieopslag hard nodig en plaatselijk zal zeker niet aan netverzwaring te ontkomen zijn.
Van een gecentraliseerde naar gedecentraliseerde elektriciteitsvoorziening
De elektriciteitsinfrastructuur is overal ter wereld ontworpen voor gecentraliseerde elektriciteitsopwekking, gekenmerkt door eenrichtingsverkeer van producent naar consument. Nu veel consumenten ook producent (‘prosumenten’) zijn geworden en naast de gebruikelijke energiecentrales er op veel plaatsen zonneweiden en windparken ontstaan, moet de netwerkstructuur van de toekomst gedecentraliseerd zijn. Zij zal uit twee of drie niveaus bestaan. Samen zullen deze zorgen voor een stabiel systeem, waarin veel meer elektriciteit omgaat dan tegenwoordig. Deze nieuwe structuur is volop in ontwikkeling. In 2016 werd wereldwijd ongeveer $ 47 miljard besteed aan infrastructuur en software om het elektriciteitssysteem flexibeler te maken, hernieuwbare energie te integreren en klanten beter te bedienen. Een overzichtswerk van deze ontwikkelingen is Promoting Digital Innovations to Advance Clean Energy System (2018). Dit boek kan gratis worden gedownload[4].
Verreweg de meeste prosumenten leveren gemiddeld 65% van de opgewekte elektriciteit terug aan het hoofdnet. Eigen opslagcapaciteit is een deel van de oplossing; hierdoor ontstaat een minigrid dat de noodzaak om terug te leveren aanzienlijk vermindert. Maar er zijn tijden dat het hoofdnet juist is gebaat met terug levering van lokaal opgewekte stroom.
Een volgende stap is daarom dat hoofdnet en mini-netten met elkaar communiceren. We spreken dan van een smart grid.
Het beheer van de productie van energie in grootschalige krachtcentrales (inclusief wind- en zonneparken) zal dan plaatsvinden in samenhang met de regulering van de in- en uitstroom van elektriciteit van het hoofdnet naar de mini-netten. Dat kan ook inhouden dat er signalen worden gegeven aan huishoudens om batterijen te laden of te ontladen, de boiler aan te zetten, het opladen van de auto even uit te stellen of om de productie van energie te stoppen, al naar gelang de hoeveelheid stroom die op het hoofdnet beschikbaar is. Een geautomatiseerd monitoring- en controlesysteem is hiervoor noodzakelijk.
De uitwisseling van gegevens tussen mininetten en hoofdnet heeft veel privacyaspecten, vooral als de netbeheerder invloed krijgt op wat zich ‘achter de meter’ afspeelt.
Een tussenlaag tussen hoofd- en mini-netten biedt dan uitkomst. We spreken dan van een microgrid. Tussen hoofdnet en micronet zit een soort schakelaar, waarmee het microgrid bij een storing zelfs tijdelijk autonoom kan functioneren[5].
1. Installatie(s) voor lokale energieproductie ten behoeve van meer dan een gebruiker (doorgaans een buurt): zonnepanelen, windmolens, warmtekrachtkoppeling, warmtepomp(en), biomassacentrale, waterkrachtturbine en eventueel een noodproductiesysteem (generator).
2. Een opslagsysteem: thuis- en buurtbatterijen en in de toekomst ook supercondensators en chemische latente warmteopslag.
3. Een digitaal beheerssysteem om het evenwicht tussen de productie van en de vraag naar elektriciteit te garanderen, te bepalen hoeveel energie van het hoofdnet wordt betrokken of daaraan wordt terug geleverd en dat de kosten en baten per huishouden berekent.
Micro-grids
In een microgrid kunnen huishoudens hun overschotten en tekorten aan stroom onderling uitwisselen zonder directe tussenkomst van de netbeheerder of de elektriciteitsproducenten. Deze hebben uitsluitend te maken met de overschotten en tekorten van het hele microgrid, waarmee de noodzaak om te interfereren in de mini-netten van individuele huishoudens vervalt. Dankzij het feit dat stroomproductie en -consumptie real-time wordt gevolgd, kan de prijs van de elektriciteit van minuut tot minuut worden vastgesteld. De huishoudens die onderdeel zijn van het microgrid kunnen bijvoorbeeld afspreken om zo veel mogelijk stroom in te kopen als de prijs laag is, omdat het hoofdnet tegen overcapaciteit aanloopt. Op zulke momenten kunnen thuisbatterijen, elektrische auto’s, de eventuele buurtbatterij en boilers en warmwatervaten worden opgeladen en opgewarmd. Dit kan volledig geautomatiseerd worden uitgevoerd. Bijvoorbeeld door de Powermatcher, een door TNO ontwikkelde open source toepassing, waarmee inmiddels 1000 mensen in Nederland werken[7]. De onderstaande video illustreert dit[8].
Een microgrid krijgt extra waarde als de gebruikers een energiecoöperatie vormen[9]. Hier kan beslist worden over de algoritmes die de circulatie van de stroom in het microgrid reguleren.
Een coöperatie kan voorts zorgen voor beheer en onderhoud van de zonnepanelen van overige collectieve voorzieningen als een buurtbatterij, lokale energiebronnen (wind- of zonnepark of aardwarmte). Ook is de coöperatie een goed middel om te onderhandelen met de netwerkbeheerder en de energiemaatschappij.
De virtuele energiecentrale
Door op wijkniveau warmtepomptechniek, energieopwekking en energieopslag aan elkaar te knopen, kan een flinke slag worden gemaakt met de energietransitie. Hier volgt een aantal voorbeelden.
De Amsterdamse virtuele energiecentrale
Een bijna klassiek voorbeeld van een microgrid is de Amsterdamse virtuele energiecentrale. Hier produceren 50 huishoudens stroom met zonnepanelen, slaan die in eigen huis op en verhandelen deze naar beschikbaarheid als de prijs op de energiemarkt het gunstigst is.
Future Living Berlin
Dit is een mooi kleinschalig praktijkvoorbeeld dat is ontwikkeld door Panasonic[10]. Future Living Berlijn bestaat uit een wijkje met appartementengebouwen voor in totaal 90 huishoudens (Zie titelfoto). De woongebouwen zijn voorzien van 600 zonnepanelen die samen met een collectief batterijsysteem zorgen voor een constante stroom duurzame energie. Ook ten behoeve van de zeventien centrale lucht/water-warmtepompen, waarvan er twee tot vijf per woongebouw in cascade staan opgesteld en die voor ruimteverwarming en warm tapwater zorgen. De deelauto’s en gezamenlijke wasmachines, zijn goed voor het milieu en ze bevorderen ook burencontact. Internet of Things speelt ook een rol bij de aansturing van de warmtepompen. Via een cloudplatform houden installateurs op afstand toegang tot deze systemen.
Tesla’s virtuele energiecentrale
Tesla heeft in Australië ook een virtuele energiecentrale gebouwd, maar dan voor 50.000 huishoudens.[11]. Elk huishouden heeft zonnepanelen, met een vermogen van 5 kilowatt en een Tesla Powerwall batterij van 13,5 kilowattuur. De centrale heeft hierdoor een vermogen van 250 megawatt en een opslagcapaciteit van 675 megawattuur. Ook hier laadt elk huishouden de accu en eventueel de auto vol met zelf opgewekte energie en met goedkope energie als het aanbod groot is en ze leveren de energie die over is aan de elektriciteitsmaatschappijen tegen de marktprijs. De deelnemers besparen op deze wijze 20% van de jaarlijkse energiekosten.
De ultieme stap: autonomie
Ook bedrijven die zonnepanelen willen gebruiken en het overschot aan energie aan het net willen terug leveren lopen steeds vaker tegen de capaciteitsbeperkingen van het hoofdnet aan. Het gevolg is dat steeds meer bedrijven hun stroomvoorziening in eigen hand nemen en daarbij zelfs geheel afzien van een koppeling aan het net. Er inmiddels commerciële oplossingen voor lokale virtual power grids beschikbaar, waarvoor onder andere bedrijven als Alfen[12] en Joulz tekenen[13]. Een van de opties is Energy-as-a-service, waarbij de zakelijke klant niet investeert in een installatie, maar een vast bedrag per maand betaalt.
Het gebruik van blockchain
Blockchain maakt het mogelijk om de uitwisseling van energieoverschotten tussen prosumenten zonder menselijke tussenkomst uit te voeren. In Brooklyn is daartoe Brooklyn Microgrid opgericht, een ‘benefit corporation’, waarbij elke inwoner die over zonnepanelen beschikt zich kan aansluiten en energie direct, dus zonder tussenkomst van de elektriciteitsmaatschappij kan kopen van of verkopen aan een andere gebruiker[14].
Blockchain zorgt dan voor een veilig, transparant en decentraal grootboek (ledger) van alle energieproductie- en -verbruiksgegevens en transacties op basis van ‘smart contracts’. Dit zijn zelfuitvoerende programma’s, die de uitwisseling van waarde (hier de hoeveelheid elektriciteit) automatiseren op basis van bilateraal overeengekomen voorwaarden. Ook thuis- en buurtaccu’s, individuele en collectieve warmte pompen en oplaadpalen voor auto’s kunnen op dit systeem worden aangesloten.
Een vergelijkbare pilot met blockchain vindt plaats in het Zuid Duitse plaatsje Wilpoldsried[15]. Projectpartners Siemens, netbeheerder AllgäuNetz, Kempten University of Applied Sciences en het Fraunhofer Institute for Applied Information Technology (FIT) hebben samen het platform en de app ontwikkeld, rekening houdend met de gegeven belastbaarheid van het net.
Digital twins en de behoefte aan meer inzicht
Met smart grids, variërend van lokale mini- en micronetten tot regionale toepassingen kan netverzwaring substantieel worden verminderd. Tegelijkertijd creëren ze nieuwe elektriciteitsstromen, zeker waar er sprake is van een directe uitwisseling tussen smartgrids en het hoofdnet. Vandaar dat er een groeiende behoefte is om deze stromen in kaart te brengen en waar nodig te reguleren. Hierbij kunnen ditgital twins behulpzaam zijn.
De Technische universiteit Delft heeft inmiddels een digital twin ontwikkeld voor een kwart van het Nederlandse hoogspanningsnet[16]. Deze zal geleidelijk worden uitgebreid en het hele net gaan omvatten. Daarvoor wordt de bestaande hoogspanningshal van de TU Delft n omgebouwd tot een Electrical Sustainable Power Lab, dat een digitale afspiegeling zal zijn van elektriciteitsnetwerk, inclusief hoogspanningsmasten, bronnen van wind- en zonne-energie, energieopslag en distributienetwerken. Hiermee kan bijvoorbeeld het effect worden gesimuleerd aan de koppeling van een nieuw windmolenpark. Het brengt daardoor alle knelpunten in beeld en legt daarmee de basis voor beter netwerkmanagement dan wel de keuze voor netverzwaring.
Maar ook op lokaal niveau doen zich veel belovende ontwikkelingen voor. Daarvoor moeten we vooralsnog in de VS zijn. Het bedrijf Cityzenith heeft samen met de Arizona State University de SmartWorldOS digital twin ontwikkeld en stelt die beschikbaar aan drie steden die samen het Clean Cities – Clean Future programme uitvoeren. Dat zijn Phoenix, Las Vegas en New York[17]. Elk van deze steden bouwt een digitale twin van een deel van het centrum. De twins omvatten alle gebouwen, de transportsystemen en infrastructuur van de betrokken gebieden en worden gevoed door sensoren via een 5G-netwerk worden verzonden. Ze aggregeren 3D (ruimte) + 4D (tijd) gegevens over het feitelijke energiegebruik en visualiseren en analyseren deze. Vervolgens kan de impact van andere vormen van verlichting, verwarming, maar ook van elektriciteitsopwekking met zonnepanelen op het dak, tegen de gevels en in de ramen worden gesimuleerd en gemeten en kan een besluit over hun implementatie worden genomen.
Ik heb een dossier samengesteld over talrijke aspecten van het gebruik van zonne-energie. Dit dossier diept dit artikel in verschillende opzichten uit. Aan de orde komen onder andere innovatie van zonnepanelen, het gebruik van vensterglas om energie op te wekken en de opslag van elektriciteit. Wie geïnteresseerd is treft het dossier hier aan.
In de 19de aflevering van de reeks Bouwen aan duurzame steden – de bijdrage van digitale technologie ga ik in op de vraag hoe digitale technologie kan helpen bij de lange weg naar een circulaire samenleving.
De bijdrage van digitale technologie wordt het meest zichtbaar als deze in samenhang met het hele beleid en daaruit voortvloeiende acties wordt gezien. Daarom staat in deze aflevering Amsterdam in de schijnwerpers; deze stad voert vanaf 2015 een consistent circulair beleid.
Waarom is een circulaire economie noodzakelijk?
Europese landen samen hebben gemiddeld 2,9 exemplaren van de planeet aarde nodig om te voldoen aan de behoeften aan grondstoffen. Maar ook één aarde heeft eindige hulpbronnen en het ligt daarom voor de hand dat steeds meer landen ernaar streven om in 2050 circulair te zijn. De circulaire verwerkingsladder bevat een reeks opties met op de laagste trede winnen van energie uit voor hergebruik ongeschikte materialen en voorts recycling, herbestemming, herfabricage, renovatie, repareren, hergebruiken, verminderen, heroverwegen tot afwijzen[1].
Een circulaire economie is een economisch en industrieel systeem dat afval elimineert en de herbruikbaarheid van producten en grondstoffen en het herstellend vermogen van natuurlijke hulpbronnen als uitgangspunt neemt, waardenvernietiging in het totale systeem minimaliseert en waardencreatie in iedere schakel van het systeem nastreeft[2]. In dit verband wordt ook vaak gesproken van cradle-to-cradle design. Hierin wordt gedacht in termen van materiaalstromen en het behoud van waarden, waardoor op lange termijn geen instroom van ongebruikte materialen meer hoeft plaatst te vinden[3]. Containerbedrijf Maersk heeft een cradle-to-cradle paspoort ontwikkeld, een primeur voor de scheepvaartindustrie, bestaande uit een database van alle scheepscomponenten, inclusief het aanwezige staal, met het oog op recycling, hergebruik en herfabricage van nieuwe schepen of onderdelen[4]. Van villa Welpeloo in Enschede (titelfoto) is 90% van de constructie en de gevel gemaakt van gebruikte onderdelen.
De nota Digitaal duurzaam[5] ziet digitalisering als een faciliterende voorwaarde (’enabler’) op weg naar een circulaire economie. Daarbij worden onderscheiden: de afstemming van vraag en aanbod van materialen, het vergemakkelijken van onderhoud en reparatie, de verbetering van het productieproces en de ondersteuning van de partners bij ketensamenwerking. In het navolgende komen van al deze opties voorbeelden aan de orde.
Amsterdam en de realisering van circulaire principes
De ambitie van Amsterdam is om in 2030 al 50% minder ‘nieuwe’ grondstoffen te gebruiken ten opzichte van de huidige situatie. Dit doel is ook voor het behalen van de klimaatdoelstellingen van groot belang: 63% van de CO2-uitstoot waarvoor de stad verantwoordelijk is, is afkomstig van producten en materialen die in het buitenland worden geproduceerd. De gemeentelijke overheid kan deze stoom ook maar deels beïnvloeden. Vandaar dat het beleid zich toespitst op drie terreinen waar de stad de meeste invloed heeft, namelijk voeding en organische reststromen, consumptie en de gebouwde omgeving.
Amsterdam publiceerde haar eerste beleidsplan Amsterdam Circulair: Visie en routekaart voor stad en regio in 2015[6]. Hierin lag de nadruk op organisch afval en de bebouwde omgeving. Het bevatte 75 actiepunten en de aanpak daarvan werd in 2018 positief geëvalueerd en dit legde de basis voor een nieuw rapport en een volgende fase[7]. Besloten werd om door te gaan met dezelfde accenten met toevoeging van voeding en consumptie. De toevoeging van consumptie lag voor de hand, omdat Amsterdam zich al enige tijd sterk maakte op het gebied van de deeleconomie[8].
Kort na de publicatie van dit nieuwe rapport verscheen Kate Raworth op het toneel. Opmerkelijk is dat in geen van de eerdere rapporten een referentie voorkomt naar haar werk op het gebied van de donut-economie. In mei 2019 verscheen de eerste vrucht van de samenwerking met Kate Raworth, dat voortbouwde uit het rapport van een jaar daarvoor. De samenwerking resulteerde in een nieuw rapport Bouwstenen voor de nieuwe strategie Amsterdam Circulair 2020-2025[9]waarbij een groot aantal betrokkenen uit de sectoren, voeding en organische reststromen, consumptie en bouw was betrokken. Het resulteerde in 17 bouwstenen, genaamd ‘ontwikkelingsrichtingen’.
Bij dit rapport was de originele publicatie over de donuteconomie uit 2012 als uitgangspunt genomen. Er bleek echter één valkuil te zijn. Het originele donutmodel is ontworpen voor toepassingen op mondiaal niveau, die volgens Kate Raworth niet rechtstreeks kunnen worden herleid naar het stedelijk niveau. De sociale implicaties van het gedrag in één stad hebben niet alleen invloed op deze stad zelf, maar ook op de rest van de wereld. Hetzelfde geldt voor de ecologische aspecten.
Daarom nodigde Kate Raworth vertegenwoordigers van Amsterdam, Philadelphia en Portland uit om zich bij een taskforce aan te sluiten en te ontdekken hoe een donutmodel op stadsniveau eruitziet. In elk van deze steden namen tientallen ambtenaren en burgers deel aan een interactief proces. Het resultaat was een nieuw model dat uitgaat van vier lenzen om stedelijke activiteiten te bekijken: De eerste en de tweede leken op de originele lenzen, maar dan toegepast op stadsniveau, bijvoorbeeld de impact van lokale industrie op de lokale natuur. De derde is hoe activiteiten in een bepaalde stad een negatieve sociale impact hadden op de rest van de wereld; denk aan kleding, geproduceerd onder slechte omstandigheden. De vierde is de impact van lokale acties op de natuur wereldwijd.
Deze activiteiten resulteerden in een nieuwe publicatie, De stadsdonut voor Amsterdam[10]. Het is een instrument voor verandering, dat veel toepasbaar is dan op het circulaire beleid. In deze publicatie wordt het nieuwe donut-model vooral gebruikt als conceptueel model. In plaats van exacte berekeningen worden snapshots verzameld als illustraties.
Terwijl vertegenwoordigers van de stad druk bezig waren aan de ontwikkeling van het model voor een stadsdonut gingen de werkzaamheden richting circulaire stad onverdroten verder, en deze resulteerden vrijwel gelijktijdig in de publicatie van de definitieve circulaire strategie voor de periode 2020 – 2025[11] en het actieplan voor de periode 2020 – 2021[12]. Inhoudelijk sluiten deze plannen aan bij de publicatie van de bouwstenen uit 2019, inclusief de toepassing van het ‘oude’ donutmodel uit 2012.
In het navolgende hanteer ik zowel het strategieplan als het actieplan om de rol van digitale instrumenten te laten zien. Aan het einde kom ik terug op rol die de stadsdonut in de toekomst zal gaan spelen.
Digitale technieken in de circulaire strategie van Amsterdan 2020 – 2025
Ik sluit aan bij de drie waardenketens: voedsel en organische reststromen, consumptie en bebouwde omgeving die centraal staan in de strategie. Voor elk van deze drie worden drie ambities geformuleerd, verder gedetailleerd in een aantal actierichtingen. Per actierichting wordt een groot aantal projecten beschreven, vaak voorzien van meetbare resultaten in 2021. Daarnaast worden waardeketen overstijgende projecten omschreven, gerelateerd aan typen bedrijven en instellingen en de haven. Tenslotte zijn er overkoepelende projecten, waarbij ik opnieuw aandacht zal besteden aan digitalisering, ook omdat hier de rol van de stadsdonut zichtbaar zal worden.
Ik beschrijf hierna kort de drie waardenketens, benoem van elk de drie ambities en geeft vervolgens een aantal verwijzingen naar digitale hulpmiddelen die binnen elke van de waardeketen een rol zullen spelen.
Waardeketen voedsel en organische reststromen
De gemeente wil voedselverspilling bestrijden en organische reststromen maximaal hergebruiken. De rol van regionaal geproduceerd (plantaardig) voedsel zal worden versterkt in lijn met de Amsterdamse voedselstrategie. Bij de realisering van zijn doelstellingen participeert de gemeente in een omvangrijk Europees project, Rumore[13].
De drie ambities zijn: (V1) Korte voedselketens zorgen voor een robuust, duurzaam voelselsysteem, (V2) Gezond en duurzaam voedsel voor Amsterdammers en (V3) Voedsel en organische reststromen.
Voorbeelden van digitale gereedschappen
GROWx vertical farm is een boerenbedrijf dat onder meer door toepassing van kunstmatige intelligentie bij de indoor teelt van voedingsgewassen tot een maximaal rendement wil komen
Restore is een meetsysteem en simulatiemodel ten behoeve van Amsterdam en omliggende gemeenten en bedrijven inzicht geeft in financiële, ecologische en sociale effecten van diverse composteervormen en biovergisting, ook met het ook op het gebruik van biomassa.
Het platform InstockMarket zal (surplus) voedselstromen in kaart brengen en zo mogelijk voorspellen zodat de horeca daarop bij de inkoop kan anticiperen. De data vanuit dit project worden gekoppeld aan het dataplatform circulaire economie
Het Platform www.vanamsterdamsebodem.nl maakt alle lokale voedselinitiatieven (inclusief voedselevenementen) zichtbaar en Amsterdammer kunnen nieuws delen over voedsel en stadslandbouw.
Waardeketen consumptiegoederen
De nadruk ligt op consumptiegoederen omdat deze sterk bijdragen aan de uitputting van zeldzame grondstoffen, de productie ervan vervuilend is deze vaak plaatsvindt onder slechte arbeidsomstandigheden. Daarnaast is de impact op de klimaatverandering groot. Het accent ligt op elektronica, textiel en meubels omdat in elk van deze gevallen ook reparatie goed mogelijk is.
Verder kan veel winst worden behaald door goede inzameling en hergebruik door middel van delen en ruilen.
Ook hier is een meerjarig onderzoeksproject gefinancierd door de Europese Commissie van belang. Het project Reflow[14] brengt gegevens over stromen van materialen in kaart en ontwikkelt processen en technologie om de implementatie daarvan te ondersteunen.
De ambities zijn (C1) De gemeente geeft het goede voorbeeld en gaat minder consumeren; (C2) Samen zuiniger omgaan met wat we hebben en (C3) Amsterdam maakt het meeste van af- gedankte producten.
Voorbeelden van digitale gereedschappen
De gemeente zal binnen de (inkoop)systemen digitale tools ontwikkelen die ambtenaren ondersteunen om circulair in te kopen.
Stadsdeel West ondersteunt www.warewesten.nl. Op deze website zijn de duurzame modeadressen van Amsterdam-West bij elkaar gebracht.
Door toepassing van onder andere kunstmatige intelligentie wordt onderzocht hoe de levensduur van uiteenlopende goederen kan worden verlengd zodat deze niet bij het grof afval belanden. Met behulp hiervan kan bijvoorbeeld op de gemeentelijke website de mogelijkheid worden geboden via bestaande onlineplatformen goederen eerst te koop/te geef aan te bieden voordat ze worden aangemeld als grofvuil.
Indirect is vermeldenswaard dat de gemeente het gebruik van ICT duurzamer wil maken door minder apparatuur aan te schaffen (bijvoorbeeld door ‘hardware as a service’), de levensduur van apparatuur te verlengen en het energieverbruik te ervan verlagen.
Waardeketen gebouwde omgeving
Ook voor deze waardeketen is gekozen omdat de gemeente een belangrijke stem heeft bij wat en waar wordt gebouwd en bij invulling van de openbare ruimte en. De gemeente is zelf ook een grote gebruiker van gebouwen.
Wat de gebouwde omgeving betreft, kan er circulair worden gebouwd door grootschalig hergebruik van bouwafval. Door erop toe te zien dat gebouwen voor meer doelen kunnen worden gebruikt kan hun sloop ver worden vertraagd. Ook bij de inrichting van de openbare ruimte – van wegen en bruggen tot speeltuinen – kunnen duurzame materialen worden aangewend. Daarnaast kan worden gedacht aan het verder klimaat-adaptief inrichten, van de stad, met het oog op schonere lucht en het omgaan met toenemende hitte en regenval.
De ambities zijn: (G1): Circulair ontwikkelen doen we samen; (G2) De gemeente geeft het goede voorbeeld en gebruikt circulaire criteria; (G3) We gaan circulair om met de bestaande stad.
Voorbeelden van digitale gereedschappen
Invoering grootschalige toepassing van materiaalpaspoorten om zo volledig mogelijke informatie te hebben van materiaalgebruik in alle fasen van de levenscyclus van gebouwen. Hierbij wordt aangesloten op landelijke plannen, onder andere door alle materialen van een OR-code te voorzien.
Onderzoek naar mogelijkheden van een (nationale) online materialenmarktplaats. Zo’n marktplaats zal effect hebben op (lokale) materialenhubs, zoals bouwhub Amstel III en het maken van circulaire businesscases.
Inzichtelijk maken van aanbod (sloop, renovatie) en vraag (nieuwbouw, renovatie) van circulaire bouwmaterialen en daarmee van circulaire materiaalstromen.
Maken van een digital twin van de openbare ruimte en de ondergrond om deze functioneel en circulair in te kunnen inrichten en onderhouden.
Onderzoek digitaal produceren vanwege de snelle ontwikkeling van digitale productietechnieken en hun toepassingen, zoals robots en 3D-printing.
Onderzoek naar de verduurzaming van de bouw, de apparatuur en het water- en energiegebruik van datacenters.
Onderzoek naar welke data over bewoners en over gebruikers van gebouwen publiek gemaakt kunnen worden en welke privé moeten blijven.
De gemeente zou het proces van vergunningsaanvragen verder kunnen versoepelen door dit geheel te digitaliseren, aanvragers in staat te stellen benodigde gemeentelijke gegevens en bouwtekeningen te uploaden en de BREAAM-score te berekenen. Dit geldt zowel voor nieuwe als te renoveren gebouwen.
Overkoepelend thema: Dataplatform en monitor circulaire economie
Op de weg naar een circulaire economie komen veel data beschikbaar en evenzoveel data zijn nodig om burgers, bedrijven en instellingen te helpen bij het maken van duurzame keuzen en om vast te stellen of het doel, 100% circulair in 2050, binnen bereik komt. Daarom wordt een dataplatform en monitor ontwikkeld[15]. Deze brengt getalsmatig alle materiaal-, recycle-, rest- en afvalstromen stromen die de stad in-, uit- en rondgaan in kaart. Hiermee kan ook worden berekend wat de impact is op de CO2-uitstoot. Ook de gegevens van de materiaalpaspoorten en de materialenmarktplaats worden – indien mogelijk – hierin geïntegreerd. De monitor omvat ook sociale aspecten als gezondheid, scholing en gelijkheid. Relevante data zullen open en toegankelijk zijn, zodat deze gebruikt kunnen worden voor de ontwikkeling van nieuwe innovaties en toepassingen door de gemeente en derden, ook om verbinding te maken met andere stedelijke transities.
De monitor sluit aan op de vier lenzen van de stadsdonut van Amsterdam en zal de gegevens verzamelen die nu nog ontbreken om hierin volledig kwantitatief inzicht te geven. Dit betreft ook de milieu impact van alle materialen die Amsterdam importeert ten behoeve van de eigen consumptie. Waar de stadsdonut nu nog een slechts deels gekwantificeerde momentopname is, zal de monitor continu inzicht geven of de gemeente binnen de ecologische randvoorwaarden blijft of waar zij tekortschiet ten aanzien van de sociale minimumeisen.
De circulaire strategie en de daaruit voortvloeiende actieagenda van Amsterdam is ambitieus en zal veel andere steden inspireren. Ook omdat veel projecten klein- of middelschalig zijn, is het nu nog niet te beoordelen in welke mate strategie en actieagenda helpen de gestelde doelen (50% circulair in 2030 en 100% in 2050) te behalen. De inzet op de ontwikkeling van de monitor is daarom cruciaal en ook zal de gemeente een open oog moeten houden op de parallelle acties die burgers, bedrijfsleven, haven en overige instellingen moeten leveren om hun aandeel te verwezenlijken. Circulair worden omvat immers veel meer dan voeding en organische afvalstoffen, consumptie en bouw.
Om het proces van de invoering van circulair beleid door de gemeente Amsterdam en de bijdrage van Kate Raworth vast te leggen, heb ik een beknopt dossier samengesteld (Engelstalig). Dit omvat verwijzingen naar (kopieën van) alle relevante rapporten en een aanduiding van de inhoud ervan. U kunt dit dossier hier downloaden
In de 18de aflevering van de reeks Bouwen aan duurzame steden beantwoord ik de vraag hoe digitale technologie in de vorm van MaS (Mobiliteit als Service) kan helpen bij het terugdringen van het autogebruik Terugdringen van het autogebruik is het belangrijkste middel is om de leefbaarheid van steden te vergroten, naast burgers van een menswaardig inkomen te voorzien
In de 18de aflevering van de reeks Bouwen aan duurzame steden – De bijdrage van technologie beantwoord ik de vraag hoe digitale technologie in de vorm van MaS (Mobiliteit als Service) kan helpen bij het terugdringen van het autogebruik Terugdringen van het autogebruik is het belangrijkste middel is om de leefbaarheid van steden te vergroten, naast burgers van een menswaardig inkomen te voorzien
Elke menselijke activiteit die wereldwijd jaarlijks 1,35 miljoen doden veroorzaakt, meer dan 20 miljoen gewonden, een totale schade van 1.600 miljard dollar, 50% van de stedelijke ruimte opeist en substantieel bijdraagt aan de opwarming van de aarde, zou onmiddellijk verboden worden[1]. Dat geldt niet voor het verkeer, omdat het nauw verbonden is met onze manier van leven en met de belangen van het ‘motordom’. Zo noemt Peter Horton in zijn boeken Fighting traffic[2] en Autonorame: The illusory promise of high-tech driving[3] de kongsi van de automotive industrie, de oliemaatschappijen en bevriende politici die al een eeuw lang het autogebruik stimuleert.
Zonder ingrepen zal het wereldwijde autobezit en het autogebruik de komende 30 jaar exponentieel groeien.
Minder auto’s
Parallel aan de groei van het autogebruik zijn er wereldwijd biljoenen geïnvesteerd in steeds maar nieuwe en bredere wegen en in de beheersing van verkeersstromen met technologische middelen.
Inmiddels staat vast dat de aanleg van meer wegen en verkeer-regulerende technologie altijd een tijdelijk effect hebben en daarna het autogebruik verder opdrijven. Economen noemen dat geïnduceerde vraag[4].
De enige maatregelen die autogebruik terugdringen zijn de vermeende noodzaak van het gebruik van de auto verminderen en dit ontmoedigen, bij voorkeur op een manier die niet discrimineert[5].
Door woon- en werkgelegenheid dichter bij elkaar te brengen (15-minutenstad) neemt de noodzaak van zich per auto te verplaatsen af, maar dit is een langetermijnperspectief. Het effectiefst op korte termijn is verminderen van de parkeermogelijkheden bij woon- werk als winkelvoorzieningen en alternatieve vormen van vervoer (lopen, micromobiliteit en openbaar vervoer) op de weg altijd voorrang geven. Kopenhagen en Amsterdam investeren al jaren in een infrastructuur voor fietsen en geven deze op veel plaatsen ‘groen baan’ ten koste van het autoverkeer[6]
Sinds enkele jaren voert Parijs eveneens maatregelen in die het autoverkeer ontmoedigen: 1400 kilometer fietspaden, verbod op benzine- en dieselauto’s in 2030, herontwerpen van kruispunten met voorrang voor voetgangers, 200 kilometer uitbreiding van het metrosysteem en afsluiting van wegen en straten. Inmiddels is het autogebruik gedaald van 61% in 2001 naar 35% nu. Milaan heeft vergelijkbare plannen en in Berlijn bereidt een groep een volksstemming in 2023 voor met als doel een gebied, groter dan Manhattan autoluw te maken[7].
Zelfs in Manhattan en Brooklyn is er een sterke beweging om het autogebruik terug te dringen door een wezenlijke verschuiving van de wegcapaciteit van auto’s naar fietsen, voetgangers en bussen[8].
Openbaar vervoer
Het gebruik van openbaar vervoer is de laatste jaren wereldwijd aanzienlijk gedaald omdat veel gebruikers thuis werkten, niet naar school konden, de fiets of de auto namen. Niettemin speelt openbaar vervoer nog steeds een belangrijke rol bij de vermindering van het autogebruik. De stedelijke ontwikkeling heeft op veel plaatsen ter wereld, ook in Europa, ertoe geleid dat zowel wonen, winkelen en werken een hoge mate van spreiding hebben. De mate van aantrekkelijkheid van het voor- en natransport (de ‘last mile’) zal in belangrijke mate bijdragen aan de toename van het gebruik van het openbaar vervoer. Waar in Nederland daarbij de fiets een belangrijke rol speelt, gaan de gedachten elders uit daar alle vormen van deelscooters en -steps.
Autonoom vervoer
Technisch gezien gaat het bij autonoom vervoer van personen om geautomatiseerde auto’s niveau 4 of 5[9]. Onder andere de door Google ontwikkelde Waymo’s horen daarbij. Zij mogen op sommige plaatsen in de VS met een toezichthouder (‘safedy driver’) aan boord rijden. Type 5 bestaat nog niet en het is zeer de vraag of dit er ooit gaat komen[10]. Sterker, het is de vraag of de automotive industrie dit wel ambieert. De verwachting is dat veel mensen van de aanschaf van een autonome auto’s zullen afzien. In plaats daarvan zullen ze deze naar behoefte als deelauto of als (al dan niet gedeelde) taxi gebruiken, wat het autobezit aanzienlijk zal verminderen. Dit is niet wat de automotive industrie voor ogen heeft.
De automotive industrie mikt op automatiseringsniveau niveau drie, driver-assisted (electric) cars.
Dit houdt in dat de auto handelingen van de bestuurder over kan nemen, maar dat deze wel waakzaam moet zijn. De autoverkoop zal in dit geval niet vanzelf dalen.
De impact op steden van autonome deelauto’s en (deel)taxi’s is hoogst onzeker. Uit een studie van de Boston Consultancygroep blijkt op basis van verkeersgegevens in de omgeving van Boston en enquêtes onder inwoners dat ongeveer 30% van alle vervoersbewegingen (exclusief lopen) in een autonome auto zal plaatsvinden[11]. Maar ook blijkt dat een aanzienlijk deel daarvan wordt gemaakt door gebruikers van het openbaar vervoer. Gedeeld taxivervoer in autonome auto’s is niet populair. Mocht dit uitkomen dat komen er een grote delen van de stad meer auto’s op de weg en zijn er dus ook nog meer files. Een scenariostudie in de stad Porto (Portugal) die ervan uitgaat dat autonome auto’s vooral worden gebruikt als deeltaxi’s en het openbaar vervoer niet wordt gekannibaliseerd, toont een aanzienlijke daling van het autoverkeer[12]. Autonome minibusjes kunnen een rol spelen bij de overbrugging van de ‘last mile’, onder voorwaarde van een hoge frequentie en een hoge dichtheid.
Afzien van autogebruik
Het ontwerpen van een efficiënt transportsysteem is niet zo moeilijk; de aanvaarding daarvan door mensen is dat wel[13].
Velen beschouwen de auto als het verlengstuk van hun huis, waarin ze – meer nog dan thuis – naar hun favoriete muziek kunnen luisteren, kunnen roken, onopgemerkt kunnen bellen of anderen ontmoeten.
De stap naar alternatief vervoer, lopen, fietsen of het gebruik van het openbaar vervoer is dan groot.
De meeste mensen zullen hiertoe alleen beslissen als externe omstandigheden daarvoor voldoende aanleiding geven. Hybride werken kan ertoe leiden dat men zich afvraagt of het houden van een dure (tweede) auto nog verantwoord is en fietsen – bij mooi weer – ook een optie is. Of ze merken door alle verkeerstechnische maatregelen autorijden een deel van zijn aantrekkelijkheid verliest en het openbaar vervoer zo gek nog niet is. Ook sommige werkgevers (Arcadis bijvoorbeeld[14]) stimuleren andere vormen van mobiliteit dan de (elektrische) leaseauto. Dit legt de basis voor een ‘mind set’ waarin mensen hun mobiliteitsbehoeften beginnen te splitsen in verschillende componenten, die elk het best kunnen worden bediend door een andere vorm van vervoer.
Zodraautomobilistene zich beseffen dat de auto slechts optimaal bruikbaar is voor een deel van de ritten, realiseren ze zich dat de prijs daarvan schrikbarend hoog is en alternatieven sneller, gezonder, gerieflijker of voordeliger zijn[15].
Tegen deze achtergrond moet het concept Mobiliteit als service worden geplaatst.
Mobiliteit als service: MaS
MaS is een app die voor elke potentiële vervoersbeweging alternatieve voorstellen doet, variërend van de dichtstbijzijnde deelfiets of deelscooter voor de eerste mijl, de best beschikbare aansluiting op openbaar vervoer, de beste overstapmogelijkheid, tot de beste optie voor de laatste mijl. Voor dagelijkse gebruikers van dezelfde route geeft de app informatie over alternatieven bij verstoringen. In geval van een stagnatie van de reis, bijvoorbeeld op weg naar de luchthaven, wordt zo nodig een alternatief geregeld. Geen zorgen over vertrektijden, vervoerswijze, tickets, reserveringen en betalen. Althans, idealiter.
Op veel plaatsen in de wereld en door uiteenlopende bedrijven en organisaties worden dit soort apps ontwikkeld[16]. In de eerste plaats is Big Tech actief, vooral Google. Ook Intel doet van zich spreken, na overname van Moovit, Mobileye en Cubic lijkt het bedrijf alle componenten voor een volledige Mas-oplossing in handen te hebben. In Europa zijn het vooral lokale en regionale overheden, vervoersbedrijven (Transdec, RATP, NS) en ook de automotive industrie (Daimler-Benz en in Nederland PON).
Nederland volgt een eigen koers. Het nationale MaS-programma is gebaseerd op publiek-private samenwerking. Zeven pilots staan in de startblokken[17]. Elk van deze pilots legt een andere klemtoon: Duurzaamheid, bereikbaarheid van landelijk gebied, filereductie en OV-stimulering, integratie van doelgroepenvervoer, OV voor ouderen en grensoverschrijdend vervoer.
De pandemie heeft de start is aanzienlijk vertraagd.
De Gaiyo-pilot in Utrecht (Leidsche Rijn) is de enige die actief is en de resultaten zijn bemoedigend.
Los van de nationale MaS pilots is in januari 2019 het RiVier initiatief van start gegaan; een joint venture van NS, RET en HTM in samenwerking met Siemens.
Vermeldenswaard is verder een initiatief vanuit de Europese Unie (European Institute for Innovation and technology – Urban Mobility), de TU Eindhoven, Achmea en Capgemini. Hierbij hebben zich inmiddels 21 partners aangesloten, waaronder de gemeente Amsterdam. Doel is een pan-Europees open mobiliteit service platform, genaamd Urban Mobility Operating System (UMOS). Het project beoogt op termijn MaS voor heel Europa te bieden. UMOS verwacht dat lokale aanbieders zich bij dit initiatief zullen aansluiten. In tegenstelling tot de meeste andere initiatieven gaat het hier om een platform zonder winstoogmerk. Winstgevendheid zal overigens voor de overige aanbieders vooral een perspectief op lange termijn zijn.
De ontwikkeling van MaS is complex in technologisch en organisatorisch opzicht. Het is daarom niet verwonderlijk dat er vijf jaar na de eerste lancering nog alleen deeloplossingen zijn[18].
De basis voor een geslaagde app is de aanwezigheid van een gevarieerd en hoogwaardig aanbod van transportvoorzieningen, een gecentraliseerd informatie en verkoopsysteem en standaardiseren van uiteenlopende data en interfaces van alle betrokken vervoersmaatschappijen.
Tot dusver zijn die lang niet altijd bereid data te delen of bedrijfsgegevens uit te wisselen. Een bedrijf als London Transport wil rechtstreeks contact met de klanten houden en Uber en Lyft willen de algoritmen waarmee ze hun variabele ritkosten berekenen niet uit handen geven. Voor de realisering van een real time aanbod van enkele vervoersalternatieven van deur tot deur voor elk denkbaar traject inclusief beprijzen en aanschaf tickets, zijn dit soort data onmisbaar. De hoop is erop gevestigd dat concessie-verlenende instanties beschikbaarstelling van alle gegevens die voor een volledig functionerend MaS-platform nodig zijn, verplicht stellen.
Een van de meest uitgebalanceerde MaS-applicaties is MaaX ontwikkeld door Capgemini, de Parijse vervoersautoriteit en de RATP. Deze is vergelijkbaar met de app van de NS en OV9292 inclusief opties voor carpooling, taxivervoer, deelauto’s, deelfietsen, steps, elektrische scooters en parkeren.
Heeft MaS toekomst?
Ik denk dat MaS als zodanig maar weinig automobilisten zal aanzetten van een eigen auto af te zien. Dat zal vooral moeten gebeuren door maatregelen die autogebruik bemoeilijken of de noodzaak ervan verminderen. MaS is zeker waardevol voor hen die zich oriënteren op andere middelen van vervoer. Ook voor bestaande gebruikers van het OV zal de app meerwaarde hebben, in het bijzonder als deze tijdig informatie geeft in geval van verstoringen.
Het staat voor mij daarom vast dat deze app beschikbaar moet worden gesteld als een vorm van dienstverlening, bekostigd door de vervoersaanbieders en de overheid, die aanzienlijke zal besparen op de kosten van infrastructuur als het autogebruik vermindert.
Het bovenstaande verdiept twee essays die zijn opgenomen in mijn e-boek Steden van de toekomst: Humaan als keuze, smart waar dat helpt. Het eerste essay Leefbaarheid en het verkeer – De beloopbare stad verbindt inzichten over leefbaarheid met verschillende vormen van personenvervoer en beleid. Het tweede essay Naar nul verkeersslachtoffers: De verkeersveilige stad behandelt maatregelen die een stad kan nemen om het verkeer veiliger te maken en het effect van ‘zelfrijdende’ auto’s op de verkeersveiligheid. Het e-boek kan hier worden gedownload of door de onderstaande links te volgen.
Project 'De humane ruimte' 