Smart grid: waar sociale en digitale innovatie samenkomen

Als consumenten ook elektriciteit gaan produceren zijn zowel digitalisering van het netwerk als de vorming van energiecoöperaties een harde noodzaak

Advertenties

 

Electricity supply - picture Pxabay
Elektriciteitsvoorziening – beeld Pixabay

 

De ontwikkeling van ‘smart grids’ (slimme elektriciteitsnetten) leent zich goed om het belang van digitale innovatie te illustreren. Het is ook een voorbeeld van de manier waarop digitale en sociale innovatie elkaar nodig hebben[1].

Elektriciteitscentrales maken nu nog gebruik van een infrastructuur die in zijn geheel is ontworpen voor gecentraliseerde elektriciteitsopwekking, gekenmerkt door eenrichtingsverkeer van producent naar consument.

Naar een gedecentraliseerde elektriciteitsvoorziening

De netwerkstructuur van de toekomst zal een meer gedecentraliseerd karakter hebben en veelal bestaan uit twee of drie lagen. Deze gelaagdheid zal bijdragen aan de stabiliteit van de stroomvoorziening, maar dat kan alleen dankzij vergaande digitalisering. Deze nieuwe structuur is voorop in ontwikkeling. In 2016 werd wereldwijd ongeveer $ 47 miljard besteed aan infrastructuur en software om het elektriciteitssysteem flexibeler te laten werken, hernieuwbare energie te integreren en klanten beter te bedienen.

Steeds meer huishoudens beschikken niet alleen over energie-verbruikende apparaten, maar ook over voorzieningen om elektriciteit op te wekken en op te slaan (warmtepompen, fotovoltaïsche apparatuur, elektrische voertuigen, stationaire batterijen). Veel energieconsumenten worden ook producenten van hun eigen energie (prosumenten) en daarmee ‘beheerders’ van een eigen mini-net. Ze interfereren hiermee met de gangbare stroomvoorziening en dit kan de stabiliteit van het hoofdnet beïnvloeden. Een gevolg kan zijn om de roep om het hoofdnet te verzwaren, wat  miljarden kost.

Digitalisering: voorwaarde voor decentralisering

Het alternatief is om hoofdnet en mini-netten met elkaar laten communiceren. 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 en zelfs om de productie van energie te stoppen.

De beheersing van de verschillende elektriciteitsstromen vraagt om een geautomatiseerd monitoring- en controlesysteem. De uitwisseling van gegevens tussen mini-netten en hoofdnet heeft veel privacyaspecten, vooral als de netbeheerder toegang invloed krijgt op wat zich ‘achter de meter’ afspeelt. Om deze reden is een tussenlaag tussen hoofdnet en mini-netwerken van prosumenten zeer gewenst.

Het zijn lokale energiecoöperaties die de laag vormen tussen huishoudens en hun mini-netten en het hoofdnet, beheerd door de netbeheerder en van stroom voorzien door elektriciteitsbedrijven. Over coöperaties heb ik elders geschreven[2].

De energiecoöperatie: noodzakelijke schakel in energiebeheer

Een energiecoöperatie is een samenwerkingsverband van een kleine of middelgrote groep huishoudens. Huishoudens kunnen hierdoor hun overschotten en tekorten aan stroom onderling uitwisselen zonder directe tussenkomst van de netbeheerder of de elektriciteitsproducenten. De netbeheerder krijgt te maken met de overschotten en tekorten van het lokale net als geheel, waarmee de noodzaak om te interfereren in de mini-netten van individuele huishoudens vervalt.

De regulering van de stroom van en naar de mini-netten vindt plaats op coöperatieniveau. De coöperatie kan haar regulerende taak verder versterken door de ontwikkeling van lokale energiebronnen (wind- of zonnepark of aardwarmte) en de opslag daarvan in een districsbatterij. Het is zelfs mogelijk om lokale netwerken tijdelijk los te koppelen van het hoofdnet. Hierdoor ontstaat een situatie van autarkie, waardoor de veerkracht van het netwerk toeneemt bij storingen en calamiteiten[3].

 

Smart grid bron Phoenix contact
Een Smart grid: Afbeelding: Phoenix Contact

 

Flexibele energieprizen: basis voor stabiliteit stroomvoorzienig

In een drievoudig gelaagde netwerkstructuur moeten vraag en aanbod van energie op twee plaatsen in evenwicht worden gehouden: Tussen huishoudens en energiecoöperatie en tussen energiecoöperatie en netbeheerder en elektriciteitsmaatschappijen. Deze structuur is een garantie voor stabiliteit in de energievoorziening op elk van de drie niveaus. Flexibele prijzen voor elektriciteit spelen hierbij een belangrijke rol. Dankzij het feit dat stroomproductie en -consumptie real-time worden gevolgd, kan de prijs van de elektriciteit van minuut tot minuut worden vastgesteld. In eerste instantie voor de coöperatie als geheel, maar eventueel ook voor elk huishouden afzonderlijk. Dit laatste kan aan interessant zijn voor huishoudens die zelf veel investeren in opslagcapaciteit en de batterijen volledig vullen als de prijs van elektriciteit laag is. Dit alles gebeurt langs digitale weg zonder tussenkomst van mensen, op basis van vooraf onderhandelde algoritmen.

Lage prijzen kunnen bijvoorbeeld resulteren in het automatisch laden van alle beschikbare batterijen, maar tegelijkertijd kunnen de elektriciteitsmaatschappijen besluiten om een deel van de stroom te gebruiken voor de productie van waterstof om zo de voorraad van duurzame energie aan te vullen.

De onderstaande video illustreert hoe een slim lokaal netwerk kan werken:

Dankzij de tussenkomst van een energiecoöperatie wordt Interferentie met de privacy van individuele prosumenten weliswaar niet beperkt, maar wel inzichtelijk gemaakt. Bovendien weten ze precies waaruit deze interferentie bestaat en zijn ze bij de sturing ervan betrokken.

Digitale en sociale innovatie komen samen

De energiecoöperatie is een plaats waar technische en sociale innovatie samenkomen[4]. Prosumenten beslissen samen over de algoritmen die de stroom van elektriciteit binnen het lokale netwerk beheren. Bijvoorbeeld wanneer alle beschikbare batterijcapaciteit wordt gebruikt (de inkoopprijs is laag) en wanneer stroom wordt verkocht aan het hoofdnet (de prijs is hoog). Zie hiervoor een kleinschalig voorbeeld in Amsterdam. Maar ze bepalen onder extreme omstandigheden ook wanneer huishoudens de productie van elektriciteit moeten matigen, bijvoorbeeld omdat de collectieve opslagcapaciteit van de coöperatie vol is en de capaciteit van het hoofdnet maximaal benut is waardoor de verkoopprijs van elektriciteit aan het hoofdnet negatief is. Waar de leden van de coöperatie samen de algoritmen binnen de coöperatie vaststellen, onderhandelen hun vertegenwoordigers met over de algoritmes van de netbeheerder en de betrokken elektriciteitsbedrijven.

Wellicht nog belangrijker is dat de leden van een coöperatie samen worden geconfronteerd met een steeds groter aantal opties om gezamenlijk energie te produceren, bijvoorbeeld door zelf een zonnepark te ontwikkelen of door collectieve deelname aan de bouw van een windmolen. Op lange termijn zijn deze opties veel goedkoper dan elk dak vol te leggen met zonnepanelen. Elders schreef ik over de kleine gemeenschap van Feldheim (Duitsland) die energie-autarkisch werd door collectieve besluitvorming, gedreven door het streven naar de laagst mogelijke kosten[5].

Het elektriciteitsnet van de toekomst zal de waarden van digitalisering en menselijke samenwerking omarmen: Het zal actieve sturing door prosumenten van vraag en aanbod van elektriciteit mogelijk maken en het gebruik van schone energie stimuleren.

[1]Deze post bevat veel informatie uit een recent boek: Promoting Digital Innovations to Advance Clean Energy Systems. Geredigeerd door Varun Sivaram, juni 2018. Dit boek kan gratis worden gedownload: https://cfrd8-files.cfr.org/sites/default/files/report_pdf/Essay%20Collection_Sivaram_Digital%20Decarbonization_FINAL_with%20cover_0.pdf

[2]https://www.expirion.nl/blog-19–energietransitie–samenwerken-verrijkt.html

[3]https://www.fastcompany.com/90263250/this-new-florida-neighborhood-has-zero-emissions-tons-of-smart-tech-and-is-hurricane-proof?utm_source=postup&utm_medium=email&utm_campaign=Fast%20Company%20Daily&position=2&partner=newsletter&campaign_date=11082018

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

[5]https://www.expirion.nl/blog-20–feldheim–100–energie-autarkisch.html

 

Zijn windmolens rechts en zonnepanelen links?

De berekeningen van het rendement van zonneweiden loopt sterk uiteen. Het lijkt erop dat om politieke redenen sterk gemajoreerd wordt

Unknown-1

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

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

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

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

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

screenshot4
Animatie van zonnepark van 1 km

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

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

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

screenshot2
Oost-west opstelling

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

screenshot3
Zuid-opstelling

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

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

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

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

screenshot
Proefopstelling onderzoek Universiteit Wageningen

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

Het bovenstaande leidt tot twee conclusies:

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

grafiek_zonnepanelen_winddelen

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

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

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

 

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

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

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

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

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

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

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

De energietransitie is niet gebaat met spierballentaal

In plaats van de gaskraan voor huishoudens overhaast af te sluiten moeten alternatieven onderzocht en beproefd worden.

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

Veel vragen zijn nu nog niet te beantwoorden.

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

screenshot kopie

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

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

En misschien wel het belangrijkste:

  • Communiceren, communiceren en nog eens communiceren.

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

gasvlam

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

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

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

Foto Smaack CC

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

Wat vooral voorkomen moet worden is symbolisch beleid.

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

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

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

Aarde, lucht en water. Ook duurzame energiebronnen

Grootschalige winning van zone- en windenergie is niet voldoende. Mede ter vervanging van aardgas zijn warm- en koud-waternetten onmisbaar. Deze gaan met forse stedenbouwkundige ingrepen gepaard.

Samenleving - airconditionars

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

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

Voorbeeld 1: Parijs

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

Thermische districtsenergie

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

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

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

rendement district energie

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

Voorbeeld 2: Frankfurt

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

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

Warmtepomp

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

Hoe werkt het?

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

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

Voorbeeld 3: Dubai

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

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

Vierde generatie districh energie

Waar kan het?

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

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

Zonnecentrale

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

Grote lokale verschillen

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

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

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

Vraag en aanbod in kaart brengen

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

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

Mapping amsterdam

Kaart uit de Energieatlas van Amsterdam

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

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

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

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

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

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

Kunnen steden het Parijse klimaatakkoord redden?

De besturen van de grote steden (C40) streven wereldwijd naar een proportionele bijdrage aan de vermindering van de uitstoot van CO2. Deze samenvatting van drie strategische rapporten van C40 beschrijft hoe ingrijpend de daarvoor vereiste maatregelen zijn.

screenshot 2De C40 Cities Climate Leadership Group bestaat al meer dan 12 jaar en vertegenwoordigt 96 van ’s werelds grootste steden, waaronder Amsterdam en Rotterdam, met samen ruim 650 miljoen inwoners. De groep doet er alles aan om ervoor te zorgen dat deze steden een evenredige bijdrage leveren aan het verdrag van Parijs. Dit verplicht de ondertekenaars om de stijging van de gemiddelde temperatuur op aarde ten opzichte van het pre-industriële niveau beneden 2°C te houden en bovendien er naar te streven dat de temperatuurstijging tot 1,5°C beperkt blijft. Een ingenieuze formulering die in wezen de weg opent naar twee scenario’s.

C40 heeft drie solide rapporten gepubliceerd – samen met Arup en McKinsey – die een routekaart bieden naar de voornoemde doelen, bij voorkeur het traject van 1,5°C.

Het eerste rapport is Climate Action in Megacities 3.0 (december 2015), een verslag van de resultaten van de klimaatacties van C40-steden in het decennium voor het verdrag van Parijs[1]. De tweede studie Deadline 2020: How cities will get the job done[2] (december 2016) beschrijft de noodzakelijke acties in de periode 2017 – 2020 (december 2016).Het derde rapport Focused acceleration: A strategic approach to climate action in cities to 2030[3] (november 2017) benadrukt de noodzaak van meer focus en tempo na 2020.

Deze rapporten tonen aan voor welke uitdaging het verdrag van Parijs ons plaatst. Ze zijn een rijke bron van informatie en inspiratie voor iedereen die betrokken is bij het stedelijk energiebeleid. Deze post vat de hoofdzaken van de drie rapporten samen.

1 De wereld is al in de gevarenzone

De opwarming van de aarde is een rechtstreeks gevolg van de uitstoot van meer CO2 dan de kritieke hoeveelheid van 350 ppm (parts per million). Op dit moment is het emissieniveau gemiddeld 400 ppm. De gemiddelde temperatuur op aarde is al met 1°C gestegen ten opzichte van het pre-industrieel niveau. Het onderstaande schema geeft de belangrijkste bronnen van stedelijke uitstoot weer: gebouwen, transport en afval.

screenshot 14

2 Groei van CO2-emissies bij ‘business-as-usual’

Zonder verdere klimaatacties dan die welke tot 2015 genomen zijn, zal de uitstoot in de C40-steden in de 21e eeuw zevenmaal hoger komen te liggen dan het huidige niveau.

screenshot 13

3 Het broeikaseffect

Op dit moment nemen vertegenwoordigers van C40-steden al klimaatveranderingen waar. De onderstaande grafiek geeft wat die veranderingen inhouden.

screenshot 17

Steden zien diverse gevaren toenemen. Extreme temperaturen en overstromingen vormen samen 63% van alle wereldwijd gerapporteerde gevaren. Noord-Amerikaanse steden ervaren meer extreme temperaturen (40%) dan elders. Europese steden rapporteren vooral de toegenomen kans op overstromingen (30%). Het gevaar van aardverschuivingen gaat vooral op voor Latijns-Amerikaanse steden (62%). Droogte werd vooral gerapporteerd door Noord-Amerikaanse of Europese steden (63%).

screenshot 5

Naar schatting worden in 2050 in het business-as-usual scenario 1,3 miljard mensen en activa ter waarde van $ 158 biljoen getroffen door rampen die gerelateerd zijn aan de opwarming van de aarde.

Naast inspanningen om de koolstofemissie te verminderen, verbindt het verdrag van Parijs de ondertekenaars tevens om het gezamenlijke aanpassingsvermogen te vergroten en de kwetsbaarheid voor klimaatverandering te verminderen.

4 Géén CO2-emissie meer na 2050

Onderstaande grafiek toont zowel verwachte groei van de CO2-uitstoot zonder verdere klimaatacties (BAU, ‘business as usual’) als de geleidelijk vermindering ervan als gevolg van vastberaden beleid. Zie ook sectie 11 hieronder.

screenshot 8

De komende vier jaren zullen bepalend zijn voor de haalbaarheid van de bijdrage van ’s werelds grootste steden aan de realisering van de klimaatdoelen. De emissie van de C40-steden wereldwijd mag tot 2020 gemiddeld nog met 5% stijgen in plaats van 35% in het business-as-usual scenario. Dit komt neer op een vermindering van de emissie met 0,7 GtCO2e, wat vanaf nu een accumulatieve besparing vanaf 1.9 GtCO2e betekent.

Het verdrag van Parijs hield de deur open voor een riskanter traject van 2°C, dat tot 2030 samenvalt met het traject van 1,5°C. Bij een traject van 2°C wordt de doelstelling van geen verdere emissies na 2050 niet gerealiseerd.

5 Het emissiebudget van de C40

In 2015 bedroeg de wereldwijde emissie 47 GtCO2e. Op het traject van 1,5°C is er tot 2100 (in feite 2050) nog plaats voor een uitstoot van 387 GtCO2e. In 2015 bedroeg de uitstoot van de C40-steden 2,4 GtCO2e. Het aandeel van de C40 steden in het resterende C40-budget is dus 22 GtCO2e.

Op het traject van 1,5°C moet de gemiddelde emissie per inwoner in C40-steden dalen van meer dan 5 tCO2e per capita nu naar 2,9 tCO2e per capita in 2030.

Op een traject van 2°C is het budget van de C40-steden tot 2100 67 GtCO2e.

screenshot 0

6 Negatieve emissie

Het traject van 1,5°C leidt tot een emissieniveau van nul tegen 2050 maar tot 2100 moet worden doorgegaan met negatieve emissie.

Een netto emissieniveau van 0 in 2050 betekent immers niet dat alle CO2 uit de dampkring is verdwenen.

Het is bovendien maar zeer de vraag of we binnen de gebudgetteerde 22 GtCO2e blijven. Daarom is het noodzakelijk om op de kortst mogelijke termijn negatieve emissie te bevorderen. Het afvangen en opslaan van CO2 is nu nog niet op grote schaal mogelijk; een reeks negatieve emissietechnologieën wordt momenteel wetenschappelijk onderzocht en geëvalueerd. We kunnen ook extra emissierechten kopen, bijvoorbeeld door grootschalige bosaanplant te financieren in streken die in het verleden veel van ontbossing te lijden hebben gehad.

Als negatieve emissies ongewenst wordt geacht of niet mogelijk blijken, dan moet het niveau van een netto nul-emissie in C40-steden al in 2030 bereikt worden, bij vasthouden aan een maximale temperatuurstijging van 1,5°C. Naar verwachting is ook dan in 2050 alle COuit de dampkring verdwenen. Je hoeft geen pessimist te zijn om dit traject als onuitvoerbaar te beschouwen.

7 Bijdrage van steden kan variëren

Steden in landen met een bruto nationaal product van meer dan $15.000 per hoofd van de bevolking en met een hoge CO2-uitstoot moeten de grootste besparingen realiseren tussen nu en 2020. Andere welvarende steden waar de emissie minder is, moeten hun emissie eveneens vanaf nu verminderen, maar de daling van de CO2-uitstoot kan over een wat langere periode worden uitgesmeerd. Steden in opkomende landen mogen de CO2-uitstoot eerst nog wat laten toenemen en later met de vermindering starten. Hoeveel later hangt af van de mate van vervuiling.

screenshot 12

screenshot 10

8  Afname van emissies door gerichte acties

De C40-steden volgen een strategie van gerichte klimaatacties om de gevolgen van klimaatverandering te verminderen (mitigeren) en op te vangen (aanpassen). Tussen 2005 en 2016 zijn bijna 11.000 unieke acties gestart met betrekking tot aanpassing, gebouwen, ontwikkeling op gemeenschapsniveau, energievoorziening, financiën, voedsel en landbouw, openbaar vervoer, straatverlichting, particulier vervoer, afval en water. In 2015 werd 30% van de klimaatacties uitgevoerd in het kader van samenwerking met andere steden, voornamelijk C40-steden. Het Green Digital Charter verzamelde 24 casestudy’s in een boekje[4] om deze projecten te illustreren.

http://online.anyflip.com/zerr/dbmk/mobile/index.html

Dit boekje illustreert de creativiteit van de klimaatacties maar ook hun beperkte schaal. De projecten zijn goede voorbeelden van de inzet van digitale oplossingen om de ecologische voetafdruk te verkleinen en de levenskwaliteit van hun burgers te verbeteren.

In de periode 2017 – 2020 zouden nog eens 14.000 (!) acties van vergelijkbare omvang moeten starten. Een alternatief is minder maar omvangrijkere acties.

9 Op weg naar een gerichte versnelling

De meeste (54%) acties die tot nu toe zijn gestart hebben minder dan $ 1 miljoen gekost. Aan de andere kant is in met een op de vier acties een bedrag van meer dan $ 10 miljoen gemoeid.  Behalve de kleinschaligheid van de meerderheid van de acties, zijn deze verspreid over een groot aantal thema’s.

Doorgaan op deze weg levert 20 tot 50 procent minder emissie op tot 2030 dan vereist om de doelstelling van 1,5 °C te halen.

In een zeer recent rapport adviseert McKinsey steden over te schakelen op een strategie van gerichte versnelling binnen 12 actiegebieden, die behoren tot de volgende vier groepen:

  • Decarbonisering van het elektriciteitsnet;
  • Optimaliseren van energie-efficiëntie in gebouwen;
  • Radicale veranderingen in het mobiliteitspatroon en dus de stedenbouw;
  • Verbetering van afvalbeheer.

De onderstaande grafiek bevat een korte beschrijving van elk van de vier groepen en de 12 actiegebieden.

Afbeelding15a

10 De aanpak verschilt per type stad

De wegen die steden moeten volgen om hun CO2-uitstoot te reduceren en te beëindigen hangt niet alleen af de omvang van de huidige emissies en het inkomen van de bewoners (zie sectie 7), maar ook van de dichtheid van de bebouwing, hun omvang en mix aan beschikbare alternatieve hulpbronnen. Daarom zijn er verschillende scenario’s gemodelleerd voor zes typen steden. Ter illustratie staan hieronder twee scenario’s weergegeven. De andere kunnen worden geraadpleegd in het rapport Focused acceleration: A strategic approach to climate action in cities to 2030[5]

Afbeelding16a

11 De invloed van de gemeentelijke overheid is niet onbeperkt

De gemeentelijke overheid kan zelf ruim 50 procent realiseren van de vermindering van de emissie om een ​​traject van 1,5°C te realiseren, hetzij door hun eigen directe actie of door samenwerking met burgers, bedrijven in instellingen (‘climate actions’). Zie ook sectie 4, hierboven. Voor de andere 50% – decarbonisering van het elektriciteitsnet in het bijzonder – zijn ze afhankelijk van actoren buiten hun invloedssfeer, vooral elektriciteitsmaatschappijen en burgers die met een radicale uitbreiding van voorzieningen voor zonne- en windenergie moeten instemmen.

Vooral na 2030 zal de beschikbaarheid van ‘groene elektriciteit’ de belangrijkste bron van vermindering van de CO2-emissie zijn.

Een extra optie is actieve betrokkenheid van steden bij de opwekking van district energie, mogelijk in de vorm van publiek-privaat partnerschap[6]

screenshot 8

Een bijkomend probleem is dat het gebruik van elektriciteit sneller groeit dan verwacht, deels vanwege de torenhoge inzet van digitale apparatuur voor uiteenlopende toepassingen. De American Council for an Energy-Efficient Economy (ACEEE)  heeft onlangs haar City Energy Efficiency Scorecard gepubliceerd. In alle steden die om hun energiebeleid geprezen zijn, is het elektriciteitsgebruik gestegen: Los Angles (+3 procent); New York City (+1 procent); San Francisco (+1 procent); Boston (+2 procent); Denver (+3 procent); Austin (+5 procent); en D.C. (+1 procent)[7].

12 Investeringen

De verwezenlijking van een netto emissie-niveau van 1,5°C in 2050 vereist een investering ongeveer $50 tot $200 per bespaarde of opgeslagen ton CO2e. Overigens betekenen al deze maatregelen een wereldwijze economische impuls van $ 16,6 triljoen.

screenshot 7

Van 2016 tot 2050 moet elke C40-stad in Europa gemiddeld $10 miljard investeren om de ambitie van het verdrag van Parijs te realiseren. Dit is meer dan $1 triljoen aan investeringen in alle C40-steden. $375 miljard van deze investering is alleen al de komende vier jaar nodig.

13 Andere steden

Als alle wereldsteden met meer dan 100.000 inwoners de acties van de C40-steden navolgen zouden, dan bedraagt het cumulatieve effect daarvan 40% aan reductie van de  emissie die nodig is om de temperatuur onder 1,5°C graden te houden. Als gevolg daarvan is er een potentieel om wereldwijd 863 GtCO2e te besparen tegen 2050. De overige besparing moet komen van de industrie, de landbouw, het platteland en het transport en vervoer.

14 Samenvatting

De 2.4 GtCO2e-uitstoot van broeikasgassen door C40-steden in 2015 kan verzevenvoudigen bij het uitblijven van verdere beleidsombuigingen. Betrokkenheid bij een toekomst van 1,5°C vereist dat C40-steden de uitstoot beperken tot 22 GtCO2e tussen nu en 2100. Daarnaast moeten ze bijdragen aan wereldwijde negatieve emissie-inspanningen door 31 GtCO2e uit de atmosfeer verwijderen.

screenshot 6

Klimaatactie stelt C40-steden in staat in totaal iets meer dan 500 GtCO2e te besparen tegen 2100 ten opzichte van het business-as-usual traject. Van deze besparing hebben C40-steden zelf ruim 51 procent in eigen hand. Van deze 51 procent kunnen gemeentebesturen zelf 20% uitvoeren. De resterende 80 procent vereist samenwerking en partnerschap met andere lokale partijen, waaronder burgers niet in de laatste plaats. Voor het overige deel zijn zij afhankelijk van externe actoren, zoals elektriciteitsmaatschappijen.

Reflectie

Na het opzeggen door de president van de VS van het verdrag van Parijs, hebben veel steden in de VS en daarbuiten aangekondigd dat zij ervoor zullen zorgen dat de afgesproken klimaatdoelen alsnog worden behaald. Met name de C40-steden zijn vastbesloten om bij te dragen aan het welslagen van het verdrag van Parijs en ze hebben gedetailleerde plannen gemaakt om dienovereenkomstig te handelen.

De hiervoor getoonde cijfers maken duidelijk dat het 1,5°C-traject veel afbreukrisico heeft. Bijvoorbeeld, de technologie om negatieve emissie te realiseren is nog niet op grote schaal beschikbaar. Als alles meezit en alle steden ter wereld het voorbeeld van de C40 volgen, dan nog moet 60% van de CO2-reductie van elders komen.

Ik moet bekennen dat het bestuderen van de rapporten van de C40 mijn aanvankelijke optimisme over de rol van de wereldsteden heeft getemperd.

De afhankelijkheid van gemeentebesturen van partijen binnen de gemeenten als erbuiten bleek groter dan ik had gedacht.  Burgemeesters kunnen zoveel elektrische bussen kopen als ze willen, maar de impact van deze maatregel op de beperking van de CO2-uitstoot blijft beperkt als ze moeten rijden op grijze stroom. De overgang naar groene stroom valt grotendeels buiten de invloedssfeer van het stadsbestuur.

Ik concludeer dat het traject van 1,5°C alleen haalbaar is als alle partijen binnen een gemeente hechte afspraken maken en de burgers daarbij niet vergeten. Maar vooral ook als er op nationaal niveau hecht wordt samengewerkt tussen steden, landelijke overheid, industrie, energieproducenten en NGO’s. Ook de samenwerking in C40-verband levert een wezenlijke bijdrage.

Hoe dan ook, iedereen kan een voorbeeld nemen aan de C40-steden die al tien jaar gerichte klimaatacties initiëren en uit voeren.

[1] http://www.cam3.c40.org/images/C40ClimateActionInMegacities3.pdf

[2] http://www.c40.org/researches/deadline-2020

[3] https://www.mckinsey.com/~/media/McKinsey/Business%20Functions/Sustainability%20and%20Resource%20Productivity/Our%20Insights/A%20strategic%20approach%20to%20climate%20action%20in%20cities%20focused%20acceleration/Focused-acceleration.ashx

[4] http://bit.ly/2ngXXu4

[5] https://www.mckinsey.com/~/media/McKinsey/Business%20Functions/Sustainability%20and%20Resource%20Productivity/Our%20Insights/A%20strategic%20approach%20to%20climate%20action%20in%20cities%20focused%20acceleration/Focused-acceleration.ashx

[6] https://medium.com/sidewalk-talk/the-future-of-urban-sustainability-is-renewable-district-energy-1880c3377975

[7] https://www.greentechmedia.com/articles/read/hard-truths-about-city-failures-with-clean-energy#gs.cEhJV88

 

Gaat duurzaamheid het kapitalisme redden?

Pas indien afstand wordt genomen van kortetermijndenken en notering op de beurs kan duurzaamheid voor een nieuw elan van de kapitalistische productiewijze zorgen.

580e093338c443357868883

‘Het Milieu’

shoppingMijn eerste aanraking met ‘het milieu’ was het boek Silent Spring van Rachel Carson (1962), een aanklacht tegen vervuiling door de chemische industrie. In plaats van over ‘het milieu’, spreken we nu meestal over duurzame ontwikkeling, maar de betekenis van dit begrip is ook aangescherpt. Het rapport van de Brundtland commissie in 1987 sprak over duurzame ontwikkeling als deze de behoeften van de huidige generatie bevredigt without compromising the ability of future generations to meet their own needs. Een meer recente omschrijving (2003) spreekt over de noodzaak van a better quality of life for all, now and in the future, in a just and equitable manner, whilst living within the limits of supporting ecosystems[1].

Rapport-van-de-Club-van-Rome-de-grenzen-aan-de-groei-Dennis-Meadows-9027452466Velen herinneren zich nog wel Rapport van de Club van Rome (1972) vlak voor de oliecrises van 1973 en 1979, de autoloze zondagen en de oproep van minister-president Den Uyl om de gordijnen ’s avonds dicht te doen. Later volgde een massale campagne om huizen te isoleren en vooral ook om van kernenergie af te blijven.

Het eerste decennium van de 21ste eeuw kan worden getypeerd door het stijgende aandeel van duurzame energiebronnen en het groeiende inzicht dat mensen zelf verantwoordelijk zijn voor de opwarming van de aarde. Al Gore’s indrukwekkende film An inconvenient truth (2006) heeft hierbij zeker een belangrijke rol bij gespeeld.

Een belangrijke bijdrage aan de definitie van het begrip duurzaamheid zijn de breed gedragen 17 Sustainable Development Goals van de Verenigde Naties, ook wel Global Goals genaamd (2015). Hierin wordt het bedrijfsleven expliciet betrokken betrokken.

screenshot 3

Deze post gaat in het bijzonder over pogingen om het bedrijfsleven een actieve rol te geven bij de realisering van de Global Goals

Een beroep op het bedrijfsleven

In 1999 kondigde Kofi Annan, secretaris-generaal van de Verenigde Naties, de oprichting aan van UN Global Compact, een organisatie met de bedoeling om duurzaamheid op de agenda van bedrijven te krijgen. Op dit moment hebben 13.000 bedrijven en 160 regeringen de 10 principes van de Global Compact in beginsel aanvaard [2]. Deze principes waren niet nieuw, maar ontleend aan reeds bestaande internationale verdragen zoals de Universal Declaration of Human Rights, de International Labour Organization’s Declaration on Fundamental Principles and Rights at Work, de Rio Declaration on Environment and Development, en United Nations Convention Against Corruption.

_2017-01-16_at_4.51.35_PMEen belangrijke vervolgstap – een initiatief vanuit het bedrijfsleven zelf – was de oprichting in 2016 door het World Economic Forum van de Business and Sustainability Development Commission. Mede dankzij het stuwende werk van Unilever CEO Ben Polman, verscheen er een jaar later, begin 2017 een indrukwekkend rapport: Better Business, Better World[3]. De onderstaande video toont de drijfveren en de aanpak van de auteurs.

 

 

Het Rapport Better Business, Better World roept bedrijven op om op zich zonder voorbehoud te scharen achter de 17 Sustainable Development Goals. Het omvat een gedetailleerd uitgewerkte strategie voor duurzaamheid. Het rapport berekende dat het bedrijfsleven hiermee een markt van $12.000 miljard zou ontsluiten.

Duurzaamheid loont

Het rapport Better Business, Better World heeft de toon gezet voor verdere acties. Bedrijven – en in het bijzonder hun leidinggevenden – worden er steeds explicieter op aangesproken dat een Sustainability Revolution de enige manier is om het kapitalisme en te redden en een nieuwe periode van groei in te luiden. Het zeer recente rapport The Transformation of Growth van de Generation Foundation (2017), waarvan Al Gore de stuwende kracht is, heeft als ondertitel How sustainable capitalism can drive a new economic order[4]. In de onderstaande video legt Al Gore uit wat hij verstaat onder sustainable capitalism

 

Het rapport begint met een positieve beoordeling van wat het kapitalisme heeft voortgebracht: Absolute armoede is de afgelopen 65 jaar verminderd van 72% naar 10% van de wereldbevolking. Medische zorg en onderwijs zijn aanzienlijk verbeterd. Tegelijkertijd is er reden tot ontevredenheid. In de VS heeft 90% van de bevolking de afgelopen 30 jaar geen enkele stijging van het besteedbaar inkomen gezien. De welvaartstoename is terecht gekomen bij een zeer klein deel van de bevolking.

screenshot 4Er is – vervolgt het rapport – weliswaar sprake van een kentering als het gaat om de vervanging van fossiele door duurzame grondstoffen, maar dit proces gaat veel te traag. Daarom is een Sustainability Revolution noodzakelijk. Deze moet leiden tot een koolstof-vrije en circulaire economie en bloeiende sociale gemeenschappen die een ieder werk, menswaardig inkomen, ontplooiingsmogelijkheden en een gezond leefklimaat bieden. Deze revolutie legt de basis voor hernieuwde economische groei.

Het Breakthrough project (2018), gefinancierd door UN Global Compact en de Generation Foundation sluit hierbij naadloos aan. Dit project stelt zich ten doel CEO’s, raden van bestuur, aandeelhouders en toezichthouders te overtuigen van de noodzaak om duurzaamheidsdoelen – in het bijzonder de UN Global Goals op te nemen in de bedrijfsstrategie.

Hoe krijg je de bazen mee?

De zogenaamde Breakthrough pitch neemt in het project een centrale rol in. Het is een blauwdruk voor een aanpak – in de vorm van een ‘pitch’ – waarmee bijvoorbeeld sustainability officers hun leidinggevenden kunnen overtuigen. Zelfs een Power Point presentatie ontbreekt niet, evenals een reeks lezenswaardige ondersteunende documenten over nieuwe technologieën en businessmodellen[5]. Ik parafraseer in het kort de inhoud van de ‘pitch’.

De centrale vraag van het Breakthrough project is: How to stretch the sustainability ambitions of business executives.

Het eerste deel A new growth story opent het perspectief op nieuwe groeimogelijkheden. Nu de economische groei afvlakt moet er nieuwe bronnen worden aangeboord. De UN Globals Goals lenen zich hier uitstekend voor. Daarbij wordt verwezen naar het de nota Better Business, Better World die een markt van $12.000 miljard in het vooruitzicht stelt.

Het tweede deel Disrupt of be disrupted onderstreept de urgentie van handelen op korte termijn. Nieuwe technologieën en business modellen zullen leiden tot exponentiële veranderingen in de productie en distributie. Alleen bedrijven die erin slagen deze veranderingen in snel tempo door te voeren zullen voortbestaan.

Het derde deel verwijst naar de noodzaak van leadership. De tijd van incrementele veranderingen is voorbij, vandaar de noodzaak van een breakthrough mindset bij leidinggevenden met als doel voortbestaan en hernieuwde bloei van de onderneming. Hieronder een korte presentatie over de breakthrough mindset.

 

De ‘pitch’ is indrukwekkend, maar ik vind het verknopen van de noodzaak van een radicale omschakeling naar duurzaamheid met de retoriek van de vierde industriële revolutie weinig overtuigend.

Een environmentally restorative, socially just and economically inclusive production vereist dat een bedrijf zijn groeistrategie, de kwaliteit van het product of de dienst, de wens van de klanten, de belangen van werknemers en kapitaalverschaffers en de duurzaamheidsdoelen in samenhang kan realiseren. Dus geen ratrace wie het snelst disruptieve innovaties doorvoert.

Komt het aards paradijs er alsnog?

Terug naar de vraag die ik in de titel stelde: Is er een vorm van duurzaam kapitalisme denkbaar en wel via een proces dat vanuit grote ondernemingen wordt geïnitieerd?

Materieel is het zeker mogelijk. Het rapport Better Business, Better Society bevat een gedetailleerde transformatiestrategie, inclusief bijbehorende investeringen. Het is op zich begrijpelijk dat het rapport The Transformation of the Growth stelt dat verandering eerder van grote multinationale ondernemingen te verwachten is dan van staten: Enkele van deze  ondernemingen, bijvoorbeeld Apple en Amazon, zijn groter dan de meeste staten[6]. Nu al hebben bedrijven als Google en Tesla meer bijgedragen aan de transformatie naar duurzaam vervoer dan welke overheid dan ook.

De vraag is echter of een kapitalistische productiewijze niet wezenlijk in strijd is met duurzaamheid.

Uiteindelijk gaat het in een kapitalistische productiewijze om groei gericht op genereren van winst voor de aandeelhouders bij voorkeur op (zeer) korte termijn en duurzaamheid is een langetermijndoel bij uitstek. Duurzaam kapitalisme is daarom alleen denkbaar als behalve raden van bestuur ook aandeelhouders de duurzaamheidsmissie omarmen en ernaar handelen en ook als het stelsel van handel in effecten op de schop gaat.

Bedrijven die aan deze voorwaarden voldoen worden in wezen Benefit Corporations[7]. Dit zijn ‘for-profit’-bedrijven, die environmentally restorative, socially just and economically inclusive produceren en  winst gebruiken om te investeren, als reserve en voor incidentele extra beloning maar niet als troef op de beurs. Kapitaal verkrijgen deze ondernemingen op niet-speculatieve basis, via crowd funding, private equity of een banklening.

Benefit corporations

In een wereld van Benefit Corporations is volop ruimte voor ondernemerschap, maar zonder de druk van kapitaalverschaffers om hoge beursnoteringen te behalen. Innovatie hoeft niet per se disruptief te zijn: Aanbieden van kwalitatief goede producten en diensten wordt belangrijker dan prijsconcurrentie omwille van een groter markaandeel dan dat van de concurrent. Een ratrace van steeds verdergaande automatisering gepaard met inkrimping van het personeelsbestand wordt voorkomen. Evenmin hoeven grote bedrijven kleine innovatieve startups niet langer voor veel geld op te slokken om voordeel op de concurrent te behalen.

Voor mij mag deze productievorm – met Al Gore – duurzaam kapitalisme heten, maar ik vind ‘duurzaam ondernemende samenleving’ een veel aantrekkelijkere benaming.

[1] Agyeman, Bullard & Evans (2003: Just Suatainabilities: Development in an unequal world. Cambridge MA, MIT Press, p. 5

[2] https://www.unglobalcompact.org/what-is-gc/mission/principles

[3] http://report.businesscommission.org/uploads/BetterBiz-BetterWorld_170215_012417.pdf

[4] https://www.genfound.org/media/1436/pdf-genfoundwp2017-final.pdf

[5] http://breakthrough.unglobalcompact.org

[6] https://www.theguardian.com/business/2016/sep/12/global-justice-now-study-multinational-businesses-walmart-apple-shell

[7] http://benefitcorp.net/businesses/why-become-benefit-corp. Vaak wordt ook het woord B-corp gebruikt; deze term betreft echter alleen bedrijven die als zodanig zijn gecertificeerd: https://consciouscompanymedia.com/sustainable-business/whats-the-difference-between-a-b-corp-and-a-benefit-corporation/

 

Innovatie: Vlucht vooruit?

Je voortdurend afvragen wat het waardebod is van je organisatie en de manier waarop je dat realiseert verbeteren is minstens zo belangrijk als innoveren

Unknown-3

Enige tijd geleden schreef ik dat menig leidinggevende wakker ligt van de vraag hoe te innoveren[1]. Probleem is dat veel bedrijven hier niet goed in zijn[2]. CEO’s spreken zelfs van een corporate disease[3]: Ze grijpen een of twee populaire boeken over innovatie en passen de conclusies daarvan toe zonder op de context en de condities te letten. De gevolgen zijn dramatisch. Alleen al in het Verenigd Koninkrijk wordt jaarlijks ruim 60 miljard pond afgeschreven op ‘mislukte innovaties’. 50% van alle bedrijven beschouwt zijn innovatieve activiteiten als mislukt[4].

Ik stelde toen dat veel bedrijven innovatie ten onrechte zien als de heilige graal. Ze zijn geobsedeerd door de vraag hoe ze moeten innoveren. In plaats daarvan moeten ze zich afvragen waarmee ze de komende jaren hun huidige en toekomstige klanten aan zich kunnen binden. Innoveren is dan lang niet altijd het passende antwoord.

Onlangs kwam ik een onderzoeksverslag tegen met dezelfde conclusie, maar dan gericht op innovatie in welzijns- en ontwikkelingsorganisaties[5]: Veel van deze organisaties halen bij lange na de gestelde doelen niet en ze verspillen daardoor miljoenen. Innovatie is dan een vlucht naar voren. Doorgaans zonder resultaat.

Uit dit onderzoek – gefinancierd door de Rockefeller Foundation – bleek dat in de praktijk vooral de volgende drie inzichten over het hoofd worden gezien.

  1. Met praat elkaar na dat innovatie de enige manier is om op termijn te overleven. Hierdoor raakt incrementele verbetering uit het zicht en wordt de betekenis ervan onderschat.

De Indiase oogkliniek Avarind is een voorbeeld van een organisatie die dankzij incrementele verbetering haar doel steeds beter realiseert[6]. Deze kliniek, die inmiddels een aantal vestigingen heeft, voert 300.000 staaroperaties per jaar uit. Medewerkers gaan in de minst ontwikkelde delen van India op zoek naar patiënten. Voor de armen – 2/3 van het aantal cliënten – zijn de operaties gratis. De kliniek is een factor 10(!) productiever dan vergelijkbare klinieken elders ter wereld. De hoge productiviteit heeft weinig te maken met innovatie. Ze is het gevolg van jaar in jaar uit verbeteren van de werkwijze. Hieraan dragen alle medewerkers bij. Tot dusver zijn pogingen van andere ziekenhuizen om dit resultaat te evenaren mislukt. De procedures konden worden gekopieerd, maar niet de tacit knowledge van de medewerkers van Avarind.

Soolibeli-avarind

De conclusie is dat (welzijns)organisaties zich als onderdeel van de dagelijkse routine moeten afvragen hoe ze hun doelstelling beter en efficiënter kunnen realiseren.

  1. Lang niet iedereen is geholpen met de toepassing van ‘innovatieve’ methoden.

Gram Vikan is een Indiase ontwikkelingsorganisatie. De organisatie is opgericht door een aantal idealisten die het welvaartsniveau van achtergebleven delen van het land wilden verhogen. Aanvankelijk lag de nadruk op ‘uitrollen’ van nieuwe technieken die volgens de organisatie veelbelovend waren. Daarna ontstond het plan om bewoners van alle dorpen minstens één koe te laten verzorgen. Al deze goed bedoelde plannen mislukten omdat er te veel focus lag op het van buitenaf implementeren van vermeend kansrijke innovaties. Het ontbrak aan kennis van en belangstelling voor de lokale omstandigheden en wat er onder de bevolking leeft.

images

Pas toen Gram Vikas afzag van het doorzetten van eigen ideeën en in plaats daarvan met de lokale bevolking ging praten kwam men erachter dat er een breed scala van hulpvragen was en dat de organisatie een waardevolle bijdrage aan de beantwoording ervan kon leveren. Het bleek dat er vaak kleine en subtiele verschillen zijn in de manier waarop het ene dorp voor het andere een probleem wil aanpakken. Nu is Gram Vikas een toonaangevende ontwikkelingsorganisatie in India. Innovatie speelt hierbij een geringe rol, wel het zoeken naar de juiste middelen in samenspraak met de lokale bevolking en het streven deze zo goedkoop en efficiënt mogelijk te bereiken

  1. De oorzaak voor het falen van innovaties wordt onvoldoende gezocht in de organisatie zelf. Slecht leiderschap in het bijzonder.

Werken in een welzijns- of ontwikkelingsorganisatie stelt hoge eisen aan doorzettingsvermogen, flexibiliteit en aanpassingsvermogen van de medewerkers. Dit komt door de gecompliceerde omgeving waarin zij werken en de weerstand die ze daarbij ontmoeten. Om hun werk goed te doen moeten medewerkers samen van fouten willen  leren en de vrijheid hebben om ‘werkenderwijs’ de koers aan te passen. Maar de organisatie zelf moet ook ‘lerend’ zijn en bereid zijn om aanpassingen door te voeren op het niveau van zowel strategie als executie. Naarmate organisaties hiërarchischer zijn, de communicatie tussen bestuurders en ‘werkvloer’ gering of slecht is, er meer vastgestelde prestatie-eisen en – nog erger – protocollen zijn en de leiding medewerkers daar stipt op afrekent, blijft vernieuwing uit.

header_8

Samenvattend, een paar concrete aanwijzingen

  1. De belangrijkste vraag die een organisatie zich geregeld moet stellen is die naar haar waardenbod of met andere woorden wat is onze bijdrage aan mens en samenleving? Betrek alle betrokkenen bij de beantwoording van deze vraag.
  2. Als er eenmaal een breed gedragen waardenbod is, stel dan voortdurend de vraag welke operationele veranderingen tot verbetering van het resultaat kunnen leiden.
  3. Bedenk daarbij dat deze vraag alleen te beantwoorden is door te experimenteren. Een open oog voor de aanpak van andere organisaties is ook goed, maar kopieer deze nooit zonder na te gaan of de context en de condities overeenkomen.
  4. Durf bij tijd en wijlen daarbij ook ‘out of the box’ te denken om wellicht een wezenlijk andere aanpak ‘uit te vinden’. Deze kan op termijn tot innovatie leiden.
  5. Als je tot de conclusie bent gekomen dat een innovatieve aanpak tot een beter waardenbod leidt, bedenk dan dat deze aanpak talloze aspecten van je organisatie raakt en dat elk daarvan ook aangepast moet worden. Ga na of dit uitvoerbaar is en of er misschien ongewenste neveneffecten zijn.
  6. Documenteer de discussies over de verbetering van het waardenbod. Doe dat ook met experimenten om kleine of grote veranderingen te testen. Op deze manier leert de organisatie waarom en wanneer veranderingen werken of niet.
  7. Innovatie is een langdurig proces. Begin niet met bedenken van nieuwe producten en diensten. Onderzoek in plaats daarvan klantwensen en ga vervolgens na hoe die bevredigd kunnen worden. Ik vind de VOORT innovatiemethode daarvoor nog steeds de beste aanpak.[7]

[1] Niet innovatie, maar kwaliteit missie bepaalt of bedrijven overleven: https://wp.me/p32hqY-sA

[2] Zie hiervoor een compilatie door Paul Hobcraft van een aantal recent verschenen rapporten, getiteld: The state of innovation management in 2015:

https://cdn2.hubspot.net/hubfs/314186/Collateral/Papers_Reports_Booklets/Hobcraft_State_of_Innovation_White_Paper/Hobcraft_The_State_of_Innovation_Management_in_2015_webversion.pdf

[3] Innosight: “Leading Transformation: 2015 CEO Summit”

http://www.innosight.com/innovation-resources/strategy-innovation/upload/2015-CEO- Summit-Highlights-Discussion.pdf

[4] PA consultants: Innovation As Unusual:

http://www.paconsulting.com/our-thinking/innovation-research/#form1

[5] Christian Seelos, Johanna Meir: Innovation is not the holy grail. in: Stanford Social Innovation Review, Fall 2012.

[6] Een van de vele lovende artikelen over de kliniek: http://aravind.org/content/aravindmediapdffiles/journalcasestudies/HowMcDonald.pdf

[7] Zie Van Wulfen’s nieuwste boek: Het innovatiedoolhof; vier routes naar een succesvolle new business case. Zie ook mijn blogpost: Innovatie is maakbaar https://wp.me/p32hqY-9Q