Autonome voertuigen: droom of nachtmerrie. Beleid maakt het verschil

Zonder gericht beleid kan de komst van autonome auto’s op een ramp voor het verkeer en de leefbaarheid uitlopen

Advertenties

 

Autonome auto
Autonome auto – Foto: Grendelkhan (Creative Commons)

De meeste burgers zijn zo gewend geraakt aan de alomtegenwoordigheid van auto’s dat zij zich nog maar amper bewust zijn van hun enorme impact. In de Verenigde Staten kost een auto ongeveer 20% van het gemiddelde gezinsinkomen. In 2017 kwamen in de VS 38.000 mensen in het verkeer om en 4,4 miljoen mensen raakten ernstig gewond. Zonder beleidsmatig ingrijpen zal het aantal gemotoriseerde voertuigen de komende 30 jaar wereldwijd exponentieel groeien en voor een ongekende verkeerschaos zorgen. Toch is elke auto afzonderlijk maar gedurende 4% van zijn levensduur actief.

Toen de eerste autonome auto’s opdoken, begon menigeen te geloven in een nieuwe stedelijke utopie. Zoals Dan Sperling schrijft: The dream scenario could bring huge public and private benefits, including more transportation choices, greater affordability and accessibility, and healthier, more livable cities, along with reduced greenhouse gas emissions. The nightmare scenario could bring more urban sprawl, energy use, greenhouse gas emissions, and unhealthy cities and individuals[1]. Of zoals Robin Chase, medeoprichter van Zipcar het verwoordt: Instead of improving our cities, autonomous cars have the potential to ruin them[2].

Het nachtmerriescenario

Laten we beginnen met het beleidsarme scenario. Veruit alle technologie bedrijven en autofabrikanten investeren miljarden in ontwikkeling en testen van autonome auto’s. Dit proces gaat veel sneller dan we ons kunnen voorstellen. Google’s autonome auto’s hebben alleen al meer dan 3 miljoen kilometer op de openbare weg gereden zonder enig letsel of erger te vooroorzaken. Het beleid van autofabrikanten is duidelijk: Ze willen dat we zoveel mogelijk particuliere zelfsturende en later autonome auto’s kopen, in plaats van gewend te raken aan gedeeld gebruik ervan. Bedrijven als Uber staan te trappelen om autonome auto’s in te zetten en alle bestuurders te ontslaan. De chauffeurs van de 3,5 miljoen vracht- en bestelwagens en de 665.000 buschauffeurs in de VS alleen al, wacht hetzelfde lot.

Uitkomsten van onderzoek

Zowel het nachtmerriescenario als het droomscenario zijn gebaseerd op verwachtingen en extrapolaties. Gelukkig komt er ook steeds meer wetenschappelijk onderzoek beschikbaar. Dit onderzoek is gebaseerd op projecties van feitelijk gedrag, enquêtes waarin burgers naar hun verwachting en voorkeur wordt gevraagd en modelbouw, waarmee uiteenlopende scenario’s kunnen worden gesimuleerd.

Lissabon

Een eerste van de hier te vermelden studies is van de OESO en is een simulatie op basis van vervoersgegevens uit Lissabon[3]. De onderzoekers wilden onder andere weten wat er zou gebeuren als alle auto’s die nu in de stad rondrijden worden vervangen door autonome deelauto’s, in combinatie met de bestaande metro. Onder de triviale veronderstelling dat geen enkele gebruiker van de metro zal overstappen naar een auto, leidt het onderzoek tot de uitkomst dat 90% van de auto’s die nu in Lissabon rondrijden kan verdwijnen. Zelfs tijdens piekuren zou slechts een derde (35%) van het huidige aantal automobielen op de weg zijn.

De korte video hieronder geeft een meer gedetailleerd overzicht van de resultaten van deze studie.

Deze resultaten zien er veelbelovend uit: Het droomscenario lijkt uit te komen. Het weglaten van het substitutie-effect tussen metro en autonome auto’s doet echter afbreuk aan de betrouwbaarheid van deze studie.

Boston

Een meerjarig onderzoek door de Boston Consultancy-groep, geïnitieerd door het World Economic Forum op basis van verkeersgegevens van Groot-Boston en enquêtes onder inwoners, resulteerde in minder optimistische resultaten[4].

  • 30% van alle verplaatsingen zal plaats vinden in autonome deelauto’s op afroep.
  • Bewoners van Boston hebben echter moeite met het delen van ritten. Het delen van een auto betekent daarom in de eerste plaats dat deze verschillende personen achter elkaar vervoert, wat voor 15% extra reistijd zorgt en minimaal voor een verdubbeling van het aantal benodigde auto’s.
  • Gebruik van particuliere auto’s en openbaar vervoer zal afnemen.
  • Het autogebruik zal met 16% toenemen, voornamelijk als gevolg van de vervanging van het openbaar vervoer voor korte ritten een autonome auto.
  • De vraag naar parkeerplaatsen in het stedelijke gebied zal aanzienlijk dalen.
  • De gemiddelde reistijd neemt af met 4%.

Het meest interessante resultaat is echter het voorkomen van aanzienlijke verschillen tussen de meer en minder verstedelijkte gebieden van Groot-Boston (zie onderstaande grafiek).

screenshot 3 23.23.43

In de minder verstedelijkte delen van Groot Boston zal het gebruik van autonome deelauto’s op afroep voornamelijk het gebruik van de eigen auto vervangen. Het openbaar vervoer zal licht groeien. In de meest verstedelijkte delen zal mobiliteit op afroep deels de eigen auto en het openbaar vervoer vervangen. Hier zal de gemiddelde reistijd toenemen met 5,5% met als gevolg toenemende congestie.

Beleidsmatig gezien is gelet op de uitkomsten van deze studie de beste manier om congestie in stedelijke gebieden tegen te gaan het delen van ritten[5]– zelfs met particuliere auto’s – openbaar vervoer, lopen en fietsen[6].

Autonome minibus
Autonome minibus: Foto Kristain Baty (Creative Commons)

Bouwstenen voor het droomscenario

Omdat de transportrevolutie nog maar aan het begin staat, is er nog ruimte voor beleid om haar koers te beïnvloeden. Zonder zo’n beleid zal er sprake zijn van toenemende congestie in de meest verstedelijkte gebieden en aanzienlijke achteruitgang van het openbaar vervoer. De ruimte voor voetgangers en fietsers zal sterk onder druk staan met als gevolg verdere achteruitgang van de leefbaarheid.

Beleid maakt dus het verschil tussen het droom- en nachtmerriescenario. In het navolgende worden de bouwsteden voor zo’n beleid verder uitgewerkt[7].

 

  1. Het belangrijkste is om te beginnen met de formulering van een zienswijze op de leefbaarheid van de stad. De overgang van particuliere auto’s naar autonome deel-auto’s opent de weg naar beëindiging van de hegemonie van de auto en de mogelijkheid om leefbaarheid en aantrekkelijkheid van de stad in het middelpunt te plaatsen.
  2. Uitgaande van dit algemene beeld, moet het transportsysteem als een geheel worden beschouwd. Daarin moeten samenhangende keuzen worden gemaakt over de verhouding tussen openbaar vervoer en autonome auto’s, autonome versus particuliere auto’s, autonome voertuigen voor een dan wel voor meer passagiers, transport van goederen versus vervoer van personen en gemotoriseerd verkeer versus voetgangers en fietsers.
  3. In essentie is een transportsysteem op basis van autonome voertuigen niet compatibel met dat voor particuliere voertuigen. Op enig moment moet daarom het besturen van een auto verboden worden. Dit zal een significante bijdrage zijn aan de veiligheid van het totale verkeer.
  4. In de binnenstad beschikken voetgangers en fietsers over het grootste deel van het niet-bebouwde oppervlak, aangevuld voor stroken voor autonome auto’s, inclusief drop-off en pick-up zones. Langzaam rijdende autonome voertuigen mogen in bijzondere gevallen de ruimte voor voetgangers en fietsers gebruiken. Hiermee wordt de toegankelijkheid van sommige voorzieningen, bijvoorbeeld voor hotelgasten en mensen met een beperking verzekerd, wat essentieel is voor de leefbaarheid.
  5. In de meest verstedelijkte gebieden moet prijsbeleid het gebruik van autonome auto’s voor het afleggen van korte afstanden beperken ten gunste van voetgangers en fietsers (bij voorkeur tevens deelfietsen). Buiten de kernen zullen autonome minibussen met dynamische routingsystemen zorgen voor een snelle verbinding met metro- bus- en treinstations. Autonome deelauto’s kunnen passagiers thuis ophalen en naar elke gewenste bestemming brengen.
  6. Het prijsbeleid met betrekking tot autonome (deel)auto’s is altijd gebaseerd op de bezettingsgraad, waarbij het gebruik van het openbaar vervoer en ook het reizen buiten de spits ook prijstechnisch wordt gestimuleerd.
  7. Het aanpassen van tarieven aan de bezettingsgraad en de duur van de rit zijn het belangrijkste instrument voor de overheid om het aantal autonome voertuigen beheersbaar te houden.
  8. Met name in stedelijke gebieden en tussen stedelijke en voorstedelijke gebieden zal het openbaar vervoer onmisbaarder zijn dan ooit. In gebieden met lage dichtheid kunnen autonome voertuigen op afroep zorgen voor al het noodzakelijke transport.

Autonome deelauto’s maken de grootste verandering in het stedelijk leven mogelijk sinds de introductie van de auto. Overheden op lokaal en nationaal niveau moeten zorgen voor regelgeving die de weg naar het droomscenario opent en die naar het nachtmerriescenario afsluit.

[1]Dan Sperling in zijn boek: Three Revolutions: Steering Automated, Shared, and Electric Vehicles to a Better Future.Island press 2018 https://islandpress.org/book/three-revolutions.

[2]https://www.wired.com/2016/08/self-driving-cars-will-improve-our-cities-if-they-dont-ruin-them/

[3]http://oecdinsights.org/2015/05/13/the-sharing-economy-how-shared-self-driving-cars-could-change-city-traffic/

[4]http://www3.weforum.org/docs/WEF_Reshaping_Urban_Mobility_with_Autonomous_Vehicles_2018.pdf

[5]https://medium.com/s/story/the-future-of-mobility-belongs-to-people-not-self-driving-cars-625c05b29692

[6]https://medium.com/@johnzimmer/the-end-of-traffic-6d255c03207d

[7] Twee inspirerende bronnen: In de eerste plaats het al genoemde boek van Dan Sperling book: Three Revolutions: Steering Automated, Shared, and Electric Vehicles to a Better Future. In de tweede plaats:  Autonomous Vehicles and Cities: Expectations, Uncertainties, and Policy Choices, by Rohit Aggerwala in: Digital Decarbonization: Promoting Digital Innovations to Advance Clean Energy Systems, Maurice R. Greenberg Center for Geoeconomic Studies, Edited by Varun Sivaram, June 2018. Dit boek kan hier gratis worden gedownload:  https://cfrd8-files.cfr.org/sites/default/files/report_pdf/Essay%20Collection_Sivaram_Digital%20Decarbonization_FINAL_with%20cover_0.pdf

 

Heeft plastic toekomst?

De schadelijke gevolgen van plastic als wegwerpartikel worden steeds nijpender. Er zijn diverse oplossingen; hergebruik is de enige duurzame.

images-2

De afgelopen 50 jaar is de productie van plastic wereldwijd 20 maal zo groot geworden en deze bedraagt thans ruim 300 miljoen ton, waarvan de helft bestemd is voor eenmalig gebruik[1]. Deze stijging zal bij ongewijzigd beleid doorzetten[2]. In Nederland is 40% van alle kunststoffen bestemd voor verpakkingen en ongeveer 20% wordt verwerkt in de bouw. Van alle geproduceerde kunststoffen is wereldwijd 1% afkomstig van biomassa. 10% van de gebruikte kunststoffen is gemaakt van gerecycled materiaal en de rest is virgin plasticvan fossiele origine.

Milieuschade

De grootste milieuschade van kunststoffen is de vervuiling van de van de leefomgeving door zwerfvuil. In de oceanen drijft inmiddels meer dan 100 miljoen ton. Dit afval degradeert tot microplastics, plastic soep, en behoudt daarbij zijn chemische samenstelling en giftige aard. Microplastics bevinden zich ook in cosmetica, tandpasta en kleding. Microplastics komen uiteindelijk in de voedselcyclus terecht[3]. Daarnaast draagt de productie van kunststoffen bij aan de CO2-uitstoot.

imagesDe chemische industrie zoekt naar alternatieven. De vraag is echter welke prioriteiten daarbij gesteld moeten worden: Omschakelen op duurzame grondstoffen (biomassa), werken aan biologisch afbreekbare producten of verbeteren van hergebruik en recycling. Ik sta bij elk van deze oplossingen stil en formuleer vervolgens enkele actiepunten.

Gebruik duurzame grondstoffen (biobased plastics)

Het gebruik van duurzame grondstoffen (biomassa) bij de productie van kunststof draagt bij aan de reductie van de CO2-uitstoot. De omvang van de reductie verschilt; die van suikerriet en suikerbiet is het grootst en deze gewassen concurreren bovendien het minst met de voedselproductie[4]. De meeste biobased placticszijn echter niet biologisch afbreekbaar en bieden dus geen oplossing voor het ontstaan van plastic soep.

Bio-afbreekbare plastics

Bio-afbreekbare plastics kunnen gemaakt zijn uit biomassa en ook een fossiele origine hebben. Het betreft slechts een beperkt deel van alle plastics[5]. Bio-afbreekbare plastics mogen bij het GTF-afval, maar afvalverwerkers klagen steen en been omdat de meeste consumenten ze niet onderscheiden van biobased plastics, die in de regel niet afbreekbaar zijn.

Een paar producten van biobased plasticsmaken een hele lading compost onbruikbaar[6].

Daarnaast is het nodig om een onderscheid te maken tussen plastics die in de natuur of in het water worden afgebroken (PHA en geregenereerde cellulose) en plastics die uitsluitend afgebroken worden in een industriële composteerinstallatie (PLA , PGA en andere).

20171207-promessaEen voorbeeld van een verpakking die in een industriële composteeromgeving verwerkbaar is, is de verpakking van biologisch vlees van slagerij Promessa, onder andere verkrijgbaar bij de Coop. Zij is gemaakt van Poly Lactic Acid (PLA), dat bestaat uit dextrose en melkzuur[7]. Helaas, als dit verpakkingsmateriaal terecht komt in het zwerfvuil komt zijn de schadelijke gevolgen even groot als die van plastics van fossiele origine[8].

Recycling

Gemeenten verzamelen kunststofafval van huishoudens (de plastic heroes). Helaas is hooguit een kwart daarvan geschikt voor hoogwaardige recycling en zelfs de marktprijs daarvan ligt boven die van virgin plastic. Daarom zijn de kosten van de inzameling van plasticafval jaarlijks € 150 miljoen hoger dan de opbrengst. Er wordt naarstig gezocht naar verdere verbeteringen van de sorteertechniek. Ook chemische recycling kan de hoeveelheid hoogwaardige plastic die uit kunststofafval wordt teruggewonnen vergroten. Het Nederlandse bedrijf Ioniqa lijkt bezig met een doorbraak door PET-afval langs chemische weg terug te brengen naar virgin PET[9]. Onderstaand filmpje toont hoe dat gebeurt.

 

Uiteindelijk wordt een aanzienlijk deel van het ingezamelde kunststofafval ‘laagwaardig’ hergebruikt door verbranding of in geval van biobased plasticvergisting. In dat laatste geval draagt het bij aan de productie van biogas.

Hergebruik

Het opnieuw gebruiken van verpakkingsmateriaal (statiegeld), flessen in het bijzonder, levert de grootste bijdrage aan de vermindering van de noodzaak om nieuw virgin plasticte maken. Maar ook het hergebruik van kunststoffenonderdelen, bijvoorbeeld in de bouw is een optie om de hoeveelheid nieuw te produceren kunststof te verminderen.

Unknown-1

Actiepunten

Plastics zijn materialen met een hoge gebruikswaarde, maar ze veroorzaken steeds vaker milieu- en gezondheidsproblemen. Plasticsoep is een groter probleem dan de CO2die bij de productie van kunststof vrijkomt. Hoe meer eenmaal gemaakt plastic opnieuw wordt gebruikt, via een statiegeldsysteem of via hoogwaardige recycling, hoe minder virgin plasticgeproduceerd moet worden en hoe minder afval terechtkomt bij het zwerfvuil. Dit leidt tot de volgende actiepunten:

  1. Bestrijden van het imago van plastic als ‘wegwerpartikel’. Plastic verpakkingen dienen kwaliteit en duurzaamheid uit te stralen waarvoor het betalen van statiegeld redelijk wordt gevonden. Het gaat niet alleen om flessen maar bijvoorbeeld ook om doosjes voor de verpakking van vlees, kaas en salades.
  2. Kiezen voor plastics die hoogwaardig gerecycled kunnen worden, indien hergebruik via statiegeld geen alternatief is. Gescheiden inzamelen tot dit type plastics beperken. Plastics die worden verbrand of vergist kunnen bij het restafval.
  3. Bioafbreekbare plastics duidelijk herkenbaar maken en consequent toepassen, dus als verpakkingsmateriaal voor alle vleesproducten en niet alleen voor enkele.
  4. Gebruiken van fossiele grondstof in plaats van schaarse biomassa, voor de productie van kunststoffen waarvan de levensduur via hergebruik en/of recycling oneindig kan worden verlengd
  5. Vermijden van het gebruik van oxo-degradeerbare plastics. Dit zijn kunststoffen die in het water of de grond snel degraderen, maar daarmee het ontstaan van microplastics alleen maar versnellen[10]
  6. Gebruiken van het label industrieel composteerbaarvoor kunststoffen die in de GTF-bak mogen. Dus niet biologisch afbreekbaar.
  7. Snel in de natuur afbreekbare plastics zonder milieuschade gebruiken als grondstof van producten met een hoge kans om in het zwerfvuil terecht komen (bijvoorbeeld verpakkingen van take-away producten).
  8. Opruimen van plastics in de oceanen en achterwege laten van gebruik van microplastics in consumentenproducten.

Plastic heeft toekomst indien het niet meer wordt beschouwd als wegwerpproduct

[1]https://www.wnf.nl/wat-wnf-doet/themas/oceanen/bedreigingen/plastic-soep-het-probleem.htm

[2]https://www.cpb.nl/publicatie/de-circulaire-economie-van-kunststof-van-grondstoffen-tot-afval

[3]http://www.p-plus.nl/nl/nieuws/microplastics-microbeads

[4]https://www.wur.nl/upload_mm/0/6/d/dc76c21c-af7b-4130-88cd-cde6dd427abf_170419%20Report%20Bio-based%20Plastic%20Facts.pdf

[5]https://www.cpb.nl/publicatie/de-circulaire-economie-van-kunststof-van-grondstoffen-tot-afval

[6]https://www.ad.nl/economie/afvalverwerker-heeft-het-helemaal-gehad-met-bioplastic~a09be8a3/?

[7]https://www.duurzaambedrijfsleven.nl/recycling/26463/toplijst-3-biobased-alternatieven-voor-plastic-verpakkingen

[8]https://www.duurzaambedrijfsleven.nl/recycling/27261/zo-maakt-orgaworld-bioplastics-van-gft-afval

[9]https://www.kidv.nl/6974

[10]https://www.duurzaambedrijfsleven.nl/retail/28495/albert-heijn-wil-af-van-plastic-tasjes-voor-groente-en-frui

Amsterdam: slimmer dan smart

Het streven naar inclusieve groei is een veel betere typering voor het stedelijk beleid van Amsterdam dan de marketing slogan smart city.

I Amsterdam

Sinds november 2016 ben ik curator van Amsterdam Smart City. Over de zin en onzin van smart heb ik het nodige geschreven[1]. Maar hoe smart is Amsterdam[2] eigenlijk? Nu het WeMakeTheCity Festival[3] nadert, geef ik hieronder een antwoord op deze vraag.

Amsterdam Smart City

Amsterdam Smart City (ASC) ziet zichzelf als innovatieplatform voor een toekomstbestendige stad. Op dit platform opereert een snelgroeiende gemeenschap van 400 organisaties en meer dan 5000 personen, waaronder veel startups[4]. Binnen deze gemeenschap wordt een groot aantal projecten uitgevoerd, waaronder Circular Amsterdam[5] en City-zen[6].

ASC heeft nauwe banden met de Amsterdam Economic Board, een stichting die samenwerking tussen kennisinstellingen, bedrijven en overheden tot stand brengt. Uit de strategie van Amsterdam Economic Board en die van ASC in het bijzonder blijkt een sterke voorkeur voor bottom-up ontwikkeling van stedelijk beleid.

website ASC

Open data

Het concept smart city verwijst naar het gebruik van data en de inzet van technologie in stedelijk beleid[7]. Amsterdam is een voorbeeld voor menige andere stad op het gebied van open data. Uitgangspunten zijn toegankelijkheid, interoperabiliteit en transparantie van data en de bescherming van privacy van de bewoners.

Het Open data for transport and mobilityprogramma won de Green Digital City Award in 2012 op de Smart City Expo in Barcelona[8]. Via dit programma stelt de gemeente alle gegevens met betrekking tot verkeer en vervoer ter beschikking aan derden, onder het motto We the data, you the apps.

Vanaf 2015 zijn gegevens over verkeer en vervoer, openbare ruimte, gebouwen, gezondheidszorg, milieu, vergunningen en vele andere te vinden op de portal Stadsgegevens[9]. Deze is gemaakt met open software en de broncode is voor iedereen beschikbaar[10]. Om datagebruik te bevorderen, werkt Amsterdam samen met bedrijven en (kennis)instellingen in een datalab[11].

Een indrukwekkend product, gemaakt met deze gegevens, is de Energie Atlas, die alle informatie bevat om energieplannen te maken op buurt- en wijkniveau[12]. Ook met deze atlas wil de gemeente zoveel mogelijk initiatieven van onderop stimuleren.

Wat is een smart city?

Criteria om te beoordelen wanneer een stad smart mag heten bestaan niet. Met andere woorden, elke stad kan zich smart noemen. Als dat gebeurt, komt het initiatief meestal van de marketingafdeling. In een recent artikel[13] heb ik drie typen smart cities onderscheiden.

Smart City 1.0 streeft naar hoogwaardige technologische infrastructuur, die naadloos computers, sensoren, apparaten en mogelijk ook mensen met elkaar verbindt. Het gebruik van technologie wordt doorgaans achteraf gerechtvaardigd met een verwijzing naar de bijdrage ervan aan de aanpak van stedelijke problemen[14].

In Smart City 2.0 staat de aanpak van stedelijke problemen centraal en er is een open oog voor het gebruik van hoogwaardige technologische hulpmiddelen daarbij. De prioriteiten zijn meestal anders dan in het geval van Smart City 1.0.

Smart City 3.0 bevordert initiatieven van burgers (individueel, in een buurt of als onderdeel van een netwerk), bedrijven en (kennis)instellingen. Het stadsbestuur faciliteert het gebruik van ICT en creëert de benodigde infrastructuur.

Hoe smart is Amsterdam?

Amsterdam is geen voorbeeld van Smart City 1.0. De aanleg van een omvattende digitale infrastructuur, inclusief sensornetwerken, speelt geen dominante rol. Het predicaat Smart City 2.0 komt ook niet in aanmerking: Bij het omgaan met stedelijke problemen speelt informatie- en communicatietechnologie een rol, maar komt daarbij zeker niet in de eerste plaats.

Ik zie veel aanwijzingen dat Amsterdam zich ontwikkelt in de richting van Smart City 3.0. Het belangrijkste ijzer in het vuur daarbij is de samenwerking tussen bedrijven, instellingen en overheid, aangemoedigd door de Amsterdam Economic Board en de Amsterdam Smart City-community.

Er is echter nog veel te doen: Veel projecten zoals de Virtual Powerplant bevinden zich in een eerste fase of zijn ‘pilots’, zonder onmiddellijke follow-up. Meer aandacht is ook vereist voor open en kritische evaluatie van projecten. Ten slotte leeft het idee van de smart city slechts in beperkte mate onder de bevolking[15].

Maak kennis met een van deze projecten, de virtuele elektriciteitscentrale:

Amsterdam: slimmer dan smart

Beoordelen in hoeverre Amsterdam een smart city is, geeft een onbevredigend gevoel. De focus op de rol van technologie leidt af van zo veel andere initiatieven – samengevat in vijf grootstedelijke uitdagingen – waarmee Amsterdam zich onderscheidt.

screenshot

Ik sta – ter illustratie – bij enkele van deze initiatieven stil.

Duurzaamheid

De Duurzaamheidsagenda (hieronder) werd in 2015 vastgesteld als vertrekpunt voor het nieuwe college van burgemeester en wethouders[16]. Het ziet ernaar uit dat het net nieuw aangetreden gemeentebestuur aan de uitvoering daarvan de hoogste prioriteit toekent.

screenshot 2

Vanwege zijn inspanningen op het gebied van energiebesparing (en het gebruik van open data daarbij) behoorde de gemeente – samen met Reijka en Valencia – tot de finalisten van de Green Digital Charter Award, uiteindelijk gewonnen door Reijka[17].

Energietransitie

Als onderdeel van het City-zen-project is onlangs een ‘roadmap’ gepresenteerd voor de transitie naar duurzame energie, als alternatief voor het gebruik van fossiele brandstoffen[18]. Verwacht wordt dat de grootstedelijke regio in 2040 geen CO2-uitstoot meer zal hebben en aan haar eigen energiebehoefte kan voldoen.

Ontwikkeling van een circulaire economie

Circular AmsterdamIn 2015 heeft de gemeente Amsterdam de basis gelegd voor de ontwikkeling van een circulaire economie, vastgelegd in de nota Amsterdam Circular: Vision and roadmap for the city and region[19]. Op basis hiervan zijn tientallen projecten gestart, zij het meestal op kleine schaal. Alle projecten zijn in 2017 beoordeeld. Het rapport Amsterdam Circular: Evaluation and action perspectives[20] concludeerde dat een circulaire economie een realistisch perspectief is.  Amsterdam heeft voor deze aanpak – met accent op kleinschalige initiatieven – tevens de World smart city award for circular economy gewonnen. Ondertussen zijn de eerste resultaten op het gebied van circulaire constructie zichtbaar. In een aantal procedures hebben circulaire uitgangspunten een belangrijke rol gespeeld[21].

Mobiliteit

Amsterdam stimuleert fietsen en heeft een uitstekend openbaar vervoer. Dit maakt uitgebreid gebruik van ICT om klanten te informeren en bedrijfsprocessen te optimaliseren. Met het Smart Mobility-programma wil de gemeente de bijdrage van (informatie-) technologie aan de aanpak van verkeersproblemen versterken. Een substantiële doorbraak van digitale technologie in de oplossing van mobiliteitsproblemen wordt echter waarschijnlijk alleen bereikt met de komst van autonome auto’s.

De Amsterdam Economic Board heeft voorgesteld om te kiezen voor inclusieve groei als overkoepelend thema. Ik vind dat een verstandige keus. Vrijwel overal ter wereld gaan economische groei en innovatie gepaard met een aantasting van de natuur en groeiende sociale ongelijkheid (‘The winner takes all’)[22]. Een betere balans is dan ook nodig. Dit geldt ook voor Amsterdam [23].

Amsterdam all-inclusive

Elders heb ik inclusive groei omschreven als het samengaan van vier perspectieven op ontwikkeling: welzijn, welvaart, rechtvaardigheid en digitale connectiviteit[24]. Het onderstaande ‘charter’ kan daarbij richting geven.

screenshot 3

Een laatste vraag is wanneer inclusieve groei als doel is bereikt. Misschien is het antwoord op deze vraag wel ‘nooit’. Belangrijker is om stippen op de horizon te plaatsen. Zodra deze zijn bereikt, zal een nieuwe generatie opnieuw stippen zetten, uitgaande van eigen inzichten en prioriteiten. En dat is maar goed ook.

[1]  Deze posts zijn te vinden op  www.smartcityhub.com

[2]  Als ik het over Amsterdam heb, bedoel ik de ‘metropool regio’, het samenwerkingsverband tussen de provincies Noord-Holland en Flevoland, de vervoersregio en 33 gemeenten in het noordelijke deel van de Randstad. Als het over ‘de stad Amsterdam’ gaat, gebruik ik de term gemeente.

[3]https://wemakethe.city/nl/

[4]https://amsterdamsmartcity.com/partners

[5]https://amsterdamsmartcity.com/circularamsterdam

[6]http://www.cityzen-smartcity.eu/nl/home-nl/amsterdam/

[7]http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10630732.2014.942092

[8]http://www.greendigitalcharter.eu/amsterdam-wins-smart-city-world-congress-award

[9]https://data.amsterdam.nl/#?mpb=topografie&mpz=11&mpv=52.3731081:4.8932945&pgn=home

[10]http://www.greendigitalcharter.eu/amsterdam-opens-its-city-data-platform

[11]https://www.europeandataportal.eu/sites/default/files/edp_analytical_report_n4_-_open_data_in_cities_v1.0_final.pdf

[12]https://maps.amsterdam.nl

[13]http://smartcityhub.com/technology-innnovation/smart-beyond-technology-push/

[14]http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/13604813.2014.906716

[15]https://www.eli5.io/blog/smart-city-citizens

[16]https://www.google.nl/search?client=safari&rls=en&q=duurzaam+amsterdam+pdf&ie=UTF-8&oe=UTF-8&gfe_rd=cr&dcr=0&ei=q1RkWpKEIIzH8AfZs6iQCA

[17]http://www.eurocities.eu/eurocities/allcontent/Amsterdam-region-Rijeka-and-Valencia-finalists-for-the-2016-GDC-Award-Promoting-open-and-interoperable-solutions-WSPO-AHRKGT

[18]http://www.eurocities.eu/eurocities/allcontent/Amsterdam-region-Rijeka-and-Valencia-finalists-for-the-2016-GDC-Award-Promoting-open-and-interoperable-solutions-WSPO-AHRKGT

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

[20]http://smartcityhub.com/collaborative-city/smart-building-the-long-way-to-a-circular-economy/

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

[22]http://smartcityhub.com/governance-economy/does-smartification-keep-de-urbanization-at-arms-length/

[23]Duncan McLaren & Julian Agyeman: Sharing Cities: A case for truly smart and sustainable cities, MIT Press, Cambridge Mass. 2015

[24]http://smartcityhub.com/technology-innnovation/beyond-the-smart-city/

Circulair bouwen

De gemeente Amsterdam hanteert gronduitgifte op een slimme manier om circulair bouwen te stimuleren

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

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

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

Werpt deze afspraak al zichtbare resultaten af?

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

Opinie

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Verankering in ruimtelijke ordening

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

Hotel Westerpark-all electric

Conscious Hotel Westerpark. Foto Bart Koetsier

Urban mining

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

De rol van gronduitgifte en bouwvergunning

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

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

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

Projecten

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

Zuidas Team-V-Architectuur foto Zwartlicht

Zuidas, team V Architectuur. Foto: Zwartlicht

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

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

Noodzaak tot lerend organiseren

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

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

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

 

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

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

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

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

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

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

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

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

 

De energietransitie is niet gebaat met spierballentaal

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/

De komende energie’revolutie’ in Amsterdam

De beoogde vermindering van de CO2-uistoot op 0 in 2014 betekent voor Amsterdam een tot dusver ongekende stedenbouwkundige ingreep en een investering van miljarden euro

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

Amsterdam heeft besloten de CO2-uitstoot in 2040 terug te brengen tot nul. De vraag is hoe dat kan en wat de gevolgen zijn voor de – vaak monumentale – gebouwen en huizen en het leven van mensen.

Op 15 maart is een voorlopig antwoord op deze vraag gegeven tijdens een bijeenkomst in Pakhuis de Zwijger waar de routekaart voor energietransformatie voor Amsterdam werd gepresenteerd. Deze routekaart is ontwikkeld door professor Andy van den Dobbelsteen (TU Delft) en zijn team.

Andy van den DobbelsteenDe presentatie is een mijlpaal in het City-zen project. Dit project is geïnitieerd door Amsterdam, samen met de stad Grenoble. Naast de ontwikkeling van deze routekaart zal het project ook jaarlijks 35.000 tCO2e besparen, 76.000 m2 woning aanpassen en 10.000 woningen verbinden met een smart grid.

City-zen is de ingenieuze afkorting van ‘City z(ero carbon)en(ergy)’. De naam benadrukt ook de noodzaak van het ontwikkelen van plannen niet alleen voor burgers, maar ook met en gedeeltelijk door hen, of zoals Annelies van der Stoep, projectmanager energietransformatie zegt: De rol van burgers in een slimme (energie) stad verandert. Ze zijn niet alleen burgers of consumenten, maar produceren ook – en in de nabije toekomst handel – hun eigen lokale en duurzame energie. Behalve burgers, zijn veel bedrijven en organisaties ook betrokken[1].

Hieronder verwijs ik naar de hoofdlijnen van de routekaart en ik beschrijf enkele lopende projecten die representatief zijn voor wat de toekomst gaat brengen.

De gemeente Amsterdam kan niet zelf alle duurzame energie kan produceren die in 2040 nodig is, maar de metropoolregio  kan dat wel wel.

De vergroening van het elektriciteitsnetwerk

Amsterdam heeft in de eerste plaats nieuwe elektriciteitsbronnen nodig ter vervanging van aardgas en voor de snelgroeiende vraag voor verkeer en vervoer. Er zullen ongeveer 146 grote windturbines moeten worden gebouwd; slechts voor vier daarvan is plaats binnen de gemeente Amsterdam zelf. Vanaf nu moeten er elk jaar 140.000 m2 zonnepanelen worden geïnstalleerd. Dit betekent 16 huis(equivalenten) per dag gedurende 22 opeenvolgende jaren.  Met huisequivalenten worden woonhuizen en alle overige gebouwen, inclusief bedrijven, bedoeld.

Een enorm warmwaternet

Om huizen, kantoren en fabrieken van warm water te voorzien, moeten er elk jaar 26.000 huisequivalenten worden aangesloten op een HT-warmwaternet (hete temperatuur; 95 graden Celsius), wat neerkomt op de aanleg van 75 km extra warmwaterleiding per jaar. Om nog maar te zwijgen van de extra districtsenergiecentrales die moeten worden gebouwd. Deze zullen gebruik gaan maken van uiteenlopende soorten duurzame energiebronnen (aarde, water, lucht). Voor een kleiner aantal woningen is een MT-warmwaternet (medium temperatuur; 65 graden Celsius) voldoende. Voor huizen die hun verwarmingssysteem kunnen aanpassen aan water van 35 graden Celsius, kunnen (hybride) warmtepompen worden ingezet. Dit kan lokaal worden geregeld.

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

Grote verschillen tussen buurten

De mix van alle in te zetten warmtesystemen staat ​​nog open. De opties zijn de aansluiting van huizen en gebouwen op ‘groen’ (bio)gas, dat overigens slechts in beperkte mate te produceren is, het HT-warmwaternet, het MT-warmwaternet, levering van uitsluitend elektriciteit en/of het zelf produceren van warm water. In de eerstgenoemde gevallen zijn hoge investeringen nodig voor de bouw van nieuwe (districts)energiecentrales, de aanleg van pijpleidingen en wellicht van een nieuwe gasfabriek. Daar staat tegenover dat in huizen en gebouwen geen of slechts beperkte aanpassingen nodig zijn. Als huizen en gebouwen voor hun eigen warmwatervoorziening moeten gaan zorgen, is in de regel een nieuw verwarmingssysteem nodig dat werkt op basis van water van lage temperatuur. Huizen met uitsluitend een elektriciteitsaansluiting zullen zwaarder gezekerd moeten worden, wat ook de nodige aanpassingen vergt en de energierekening zal hoog zijn.

Alle huizen of gebouwen die daarvoor geschikt zijn worden voorzien van zonnepanelen.

De te kiezen mix zal per buurt verschillen.  De mogelijkheden tot renovatie van de vele monumentale panden In het centrum van de stad zijn beperkt, zelfs bij een minder stringent beleid van Monumentenzorg. Daarom is de levering (en productie) van ‘groen’ gas in dit gebied waarschijnlijk onvermijdelijk. In nieuwere delen van de stad zal renovatie goedkoper zijn en is er meer ruimte voor de aanleg van nieuwe warmtenetten en van zonnepanelen.

De transformatie is al begonnen

De pijlers waarop het masterplan is gebouwd zijn al zichtbaar in de projecten die City-zen de afgelopen jaren heeft geïnitieerd. Veel projecten zijn gericht op het CO2-vrij maken van het elektriciteitsnet. Andere projecten hebben betrekking op de duurzame productie van warm (en koud) water. Hieronder beperk ik me tot projecten die gericht zijn op de decentrale productie en de distributie van elektriciteit. In een volgende post komt de productie van warm en koud water in districtsenergie-centrales aan de orde.

De virtuele krachtcentrale

screenshot 5Partners van City-zen Alliander, Energy Exchange Enablers (EXE) en Greenspread hebben een virtuele krachtcentrale opgezet in de Nieuw-West[2]. Dit is een online platform dat de productie en het verbruik van zonne-energie bundelt. Het overschot wordt opgeslagen in batterijen in de huizen van de deelnemers. Vernieuwend is de handel in opgeslagen energie op de groothandelsmarkt. Zo wordt energie verkocht als de prijs hoog is en worden de accu’s (behalve door de zon) opgeladen met energie als de prijs laag is. Een van de vragen die moeten worden beantwoord, is of de lokale accu’s het stroomnet tijdens piekperioden kunnen ontlasten.

Een korte video illustreert het virtuele krachtcentraleproject en geeft enkele aanvullende technische details.

De Amsterdam virtuele krachtcentrale is bekroond met de Green Digital Charter Award 2017. De jury prees het project omdat deze vorm van energietransformatie de bewoners centraal stelt en omdat het gemakkelijk kan worden overgenomen door andere steden.

Een bijkomend project maakt het mogelijk dat ook accu’s van elektrische auto’s elektriciteit kunnen leveren aan het elektriciteitsnet in plaats van er alleen elektriciteit aan te onttrekken[3].

Renovatie van woningen

De geleidelijke afbouw van de levering van aardgas en de verwachte groei van het aantal elektrische auto’s zal de behoefte aan elektriciteit sterk doen toenemen. Als gevolg hiervan heeft City-zen projecten opgestart met als doel woningen (bijna) energieneutraal te maken. Een van de voorbeelden is de aanpassing door woningcorporatie Eigen Haard van honderden wooneenheden die typerend zijn voor de naoorlogse periode, ontworpen door de Engelse ingenieur Airey[4]. Deze huizen moesten erg snel gebouwd worden en daarom werden prefab elementen gebruikt.

UnknownDe binnenste spouwmuur werd weggehaald, waardoor een laag isolatie achter het betonskelet kon worden geplaatst. Aan de buitenkant werden goed geïsoleerde panelen bevestigd en kunststoffen kozijnen met dubbel glas vervangen hun tochtige metalen voorgangers. Voor elk huishouden was ruimte op het dak voor 6 zonnepanelen. Andere woningbouwcorporaties hebben de principes achter het project overgenomen.  Gedetailleerde metingen van het energieverbruik voor en na de renovatie tonen een energiebesparing van 71% aan, een veelbelovend resultaat, al zijn de woningen vooralsnog aangesloten op het gasnet[5].

Op weg naar een smart grid

De nieuwe vorm van elektriciteitsproductie, waarbij huishoudens en kantoren in steeds grotere mate zelf ook energie leveren, is alleen mogelijk dankzij digitale technologie.  Daarom is er sprake van een smart grid dat 10.000 woningen in Nieuw-West gaat bedienen[6]. Het is uitgerust met computer- en sensortechnologie op de belangrijkste knooppunten en met ‘slimme meters’ in de woningen.

Een vergelijkbaar project, VivaCité, is in ontwikkeling in Grenoble[7]. Dit project omvat de ontwikkeling van een experimenteel platform voor gezamenlijk en direct beheer van energieproductie en -distributie. De gegevens zijn niet alleen beschikbaar voor medewerkers van elektriciteitsbedrijven maar ook voor bewoners van huizen (zie afbeelding beneden)  en de beheerders van de gebouwen.

screenshot 3De potentiële voordelen van het smart grid, die in beide projecten worden getest, zijn:

  • Continue bewaking van stroom en spanning  vanaf een centrale locatie;
  • Stroomuitval sneller oplossen en mogelijk zelfs volledig voorkomen;
  • Evaluatie van de impact van massaal gebruik van zonnecellen, elektrische voertuigen, warmtepompen en accu’s in huizen.
  • Consumenten direct informeren over de handelsprijzen van energie, zodat ze kunnen beslissen om energie te vervoeren, op te slaan of te verhandelen.
  • Producenten van elektriciteit informeren over de daadwerkelijke vraag naar energie, waardoor ze extra capaciteit kunnen inzetten.

Digitale technologie is onmisbaar om het nieuwe, meer gecompliceerde netwerk te ondersteunen en biedt tegelijkertijd gebruikers gedetailleerd inzicht in de zelf opgewekte energie en het verbruik.

Samenwerking centraal

De volgende uitspraak van Mirko van Vliet, medewerker van Amsterdam Economic Board, is behartigenswaardig met het oog op wat Amsterdam en andere steden te wachten staat[8]: Uiteindelijk gaat het niet alleen om de optelsom van projecten die duurzaam zijn. De sleutel tot de ontwikkeling van een duurzame stad is om verschillende belanghebbenden bij elkaar te brengen, praktijken te delen en integrale oplossingen te vinden die verschillende groepen vandaag ten goede komen en toekomstige problemen voorkomen.

Dit is een treffende beschrijving van de kracht van City-zen of meer in het algemeen van de Amsterdamse benadering van de energietransformatie nu en in de toekomst.

[1] http://www.cityzen-smartcity.eu/words-from-local-coordinators/

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

[3] http://www.cityzen-smartcity.eu/ressources/smart-grids/vehicle2grid/

[4] http://www.cityzen-smartcity.eu/how-to-make-a-monumental-post-war-building-futureproof-housing-cooperation-eigen-haard-took-up-the-challenge-successfully/

[5] http://www.cityzen-smartcity.eu/lets-check-is-the-energy-use-of-our-renovated-buildings-really-improving/

[6] http://www.cityzen-smartcity.eu/end-2-end-smartification/

[7] http://www.cityzen-smartcity.eu/ressources/smart-grids/vivacity-1st-collaborative-energy-data-management-programme-by-geg/

[8] http://www.cityzen-smartcity.eu/three-lessons-from-City-zen-in-amsterdam-new-west-column-by-mirko-van-vliet/