Tag: sustainability

Hoe fout is biomassa?

Levert biomassa duurzame energie? Vaak wordt deze vraag ontkennend beantwoord. Maar zonder het gebruik van biomassa is het Parijse akkoord (helemaal) onbereikbaar. Deze blogpost gaat over de manier waarmee we met dit dilemma om kunnen gaan.

Zonder het gebruik van biomassa bij de productie van duurzame energie zou Nederland helemaal onderaan de lijst van het aandeel duurzame energie van alle Europese landen bungelen. In 2019 zorgde biomassa in Nederland voor 50 procent van de groene stroom en 80 procent van de groene warmte. 

Maar volgens sommigen levert biomassa in het geheel geen bijdrage aan de productie van duurzame energie. De fundamentele vraag is dan ook waarom biomassa wél een duurzame energiebron wordt genoemd, terwijl bij verbranding ervan ook CO2 vrijkomt. Het antwoord is dat deze vrijgekomen CO2 al in de dampkring aanwezig was en door te verbranden biomassa was opgeslagen. Verbranding van biomassa veroorzaakt dus geen nieuw CO2. Het argument is op zich valide, als het CO2 betreft die vrijkomt uit de verbranding van biomassa die jonger is dan 1990, het basisjaar voor de berekening van de vermindering van de CO2-uitstoot. Dan is ze de berekening van de CO2-uitstoot na 1990 al een keer meegeteld.

Bovenstaande redenering zou acceptabel kunnen zijn als er zekerheid bestond over de herkomst van de biomassa. Met andere woorden dat haar productie niet het gevolg was van kap van oerbos of verdringing van de productie van landbouwgewassen en er waarborgen tegen verlies aan biodiversiteit zijn. Waakzaamheid is hier geboden omdat tussen 2004 – 2017 in een 24 tal ‘hotspots’ in Afrika, Zuid Amerika en Azië 43 miljoen hectare natuur is vernietigd (10 x Nederland). De bovenstaande foto toont Regenwoud in Borneo dat plaats maakt voor palmolieplantages. 

Vrijwel alle klimaatwetenschappers zijn het erover eens dat de Parijse akkoorden niet haalbaar zijn zonder het gebruik van biomassa. Omdat het gebruik van biomassa veel weerstand oproept heeft het kabinet de SER om advies gevraagd, die het Planbureau voor de leefomgeving daarbij heeft ingeschakeld. Dit adviseert een genuanceerde aanpak, met als voornaamste elementen: 

Alleen gecertificeerde biomassa gebruiken, liefst ook nog lokaal geproduceerd in de vorm van restafval van land en bosbouw. Verder voorrang geven aan toepassingen waarvoor geen alternatieven zijn, zoals in de chemie, de productie van (bio)plastics en in de lucht- en zeevaart. In elk geval is er sprake van een tussenoplossing.

Beviel deze blogpost? De inhoud is gebaseerd op het dossier Duurzame energie, dat een veelheid van feiten en zienswijzen bevat over de energietransitie. Je kunt dit e-boek (145 p.) hier gratis downloaden. 

Dit is de inhoud:

  1. Feiten om te onthouden
  2. Bronnen van duurzame energie in Nederland
  3. Openstaande keuzen
  4. Hoeveel zonnepanelen passen in Nederland?
  5. Energietransitie mogelijk dankzij de zonnecel
  6. Van zonnepaneel naar zonnedak en zonnepan
  7. Zonnepanelen kunnen (bijna) overal liggen
  8. Recycling zonnepanelen: naar de maan en terug
  9. Manieren om netverzwaring te voorkomen
  10. Smart grids: waar techniek, digitale en sociale innovatie samenkomen
  11. Samenwerken in een energiecoöperatie
  12. Duurzaam maken van je woning. Voor jezelf en de aarde
  13. Naar een rechtvaardige energietransitie
  14. Zonder energieopslag geen energietransitie
  15. Aardwarmte
  16. Biomassa
  17. Verwijderen, opvangen en opslaan van CO2
  18. Kernsplitsing en kernfusie
  19. Waterstof
  20. Onze toekomstige energievoorziening

Duurzame energie: In Nederland is meer dan voldoende ruimte

Er is in Nederland, de zee inbegrepen, voldoende plaats voor windmolens en zonnepanelen om te voorzien in onze toekomstige behoefte aan elektriciteit.

Nederland heeft in 2021 25 procent meer zonne-energie geproduceerd. Wind op zee neemt met 30 procent de grootste groei voor zijn rekening. Biomassa was in2021 goed voor een groei van 17 procent. Het aandeel duurzame stroom in de productie van elektriciteit is daarmee gegroeid van 26,3 naar 33,4 procent. De verdeling over verschillende energiebronnen was: zonnepanelen 9,6%, biomassa 9,4%, wind op land 7,6%, wind op zee 6,7% en waterkracht 0,1%. 

Wind op zee en land en zon zijn de snelgroeiende leveranciers van duurzame energie in Nederland, maar het aandeel van biomassa is vooralsnog groot en het is maar goed dat dit meetelt. Anders bengelde Nederland helemaal onderaan de lijst van producenten van duurzame energie met nog geen 13%. 

Er wordt vaak gezegd dat om op 100% energie uit duurzame bronnen uit te komen heel Nederland volgebouwd moet worden met windturbines en zonnepanelen. Niets is minder waar, ondanks het feit dat de vraag naar elektriciteit een steeds groter aandeel zal krijgen in de vraag naar energie. Er zijn verschillende scenario’s ontwikkeld waar die elektriciteit vandaan zal komen. De belangrijkste vraag daarbij is zelf produceren of importeren. In dat laatste geval zal het vooral om biomassa en waterstof gaan. Maar laten we even uitgaan van het scenario van zo veel mogelijk zelf produceren. Het duurste scenario, zeker als kernenergie daarin nog een rol gaat spelen.

Het potentiële aanbod van wind- en zonne-energie is groot. Windmolens op zee hebben een potentieel, dat veel groter dan de vraag naar elektriciteit in de verschillende scenario’s. Windmolens op land sluiten vaak op bezwaren bij omwonenden; er zijn echter voldoende plaatsen waar de overlast beperkt is. 

Er is eveneens een enorm potentieel aan zonne-energie; ook dat is aanzienlijk groter dan de vraag in de verschillende scenario’s. Ook daaraan is ook een hoofdstuk in het Dossier duurzame energie gewijd. Met maximaal benutten van de capaciteit van daken, muren en ramen van woningen en bedrijfsgebouwen, wateroppervlak en langs snelwegen komen we heel ver en kan het areaal grondgebonden panelen beperkt blijven.

Wat vooral aandacht vraagt, is de ongelijke verdeling van het aanbod van zon- en windenergie over de seizoenen. Om die verschillen te beperken moet er sowieso tweemaal zo veel windenergie worden opgewekt dan zonne-energie en moeten we een flinke voorraad aanleggen van biomassa en waterstof.

Beviel deze blogpost? De inhoud is gebaseerd op het dossier Duurzame energie, dat een veelheid van feiten en zienswijzen bevat over de energietransitie. Je kunt dit e-boek (145 p.) hier gratis downloaden. Dit is de inhoud:

  1. Feiten om te onthouden
  2. Bronnen van duurzame energie in Nederland
  3. Openstaande keuzen
  4. Hoeveel zonnepanelen passen in Nederland?
  5. Energietransitie mogelijk dankzij de zonnecel
  6. Van zonnepaneel naar zonnedak en zonnepan
  7. Zonnepanelen kunnen (bijna) overal liggen
  8. Recycling zonnepanelen: naar de maan en terug
  9. Manieren om netverzwaring te voorkomen
  10. Smart grids: waar techniek, digitale en sociale innovatie samenkomen
  11. Samenwerken in een energiecoöperatie
  12. Duurzaam maken van je woning. Voor jezelf en de aarde
  13. Naar een rechtvaardige energietransitie
  14. Zonder energieopslag geen energietransitie
  15. Aardwarmte
  16. Biomassa
  17. Verwijderen, opvangen en opslaan van CO2
  18. Kernsplitsing en kernfusie
  19. Waterstof
  20. Onze toekomstige energievoorzienin

Smart city. Broedplaats voor digitale sociale innovatie in plaats van afzetmarkt voor technologiebedrijven

Digitale sociale innovatie gaat wereldwijd in tegen de manier waarop technologiebedrijven de smart city hebben gecreëerd als afzetgebied voor hun producten

Afbeelding1

Op 4 november 2011 is het begrip smarter city officieel geregistreerd als handelsmerk van IBM. Dit was onderdeel van een campagne om wereldwijd uit te dragen dat stedelijke problemen oplosbaar zijn door deze te benaderen als onderdeel van een beheersbaar systeem…: Op dit moment zijn steden ziek en aan de vooravond van een fatale ineenstorting. Maar zodra nieuwe technologie is geïnstalleerd, komen de problemen onder controle[1]. Uiteraard kon IBM deze technologie leveren.

De verovering van de smart city-markt

Volgens Oda Öderstrom is deze zienswijze een voorbeeld van corporate storytelling. Het gaat daarbij om potentiële klanten in het verhaal te laten geloven ondanks het feit dat het bewijsmateriaal mager was en nog steeds is[2].

Afbeelding2

IBM staat niet alleen. Cisco’s vice-president voor strategie Inder Sidhu beschreef het ‘smart city-spel’ als een grote kans, namelijk een markt van 39,5 miljard dollar[3]. De vooruitzichten zijn explosief gestegen: Het adviesbureau Frost en Sullivan schatte dat de wereldwijde smart city-markt in 2020 $ 1,56 biljoen waard zal zijn. De organisatoren van de zevende Smart City Expo van 26-27 november 2018 in Dubai beloven bedrijven een afzetmarkt van enkele biljoenen.

De pogingen om steden te verleiden tot miljoeneninvesteringen in technologie irriteert me mateloos

Elke euro waarop bedrijven jagen, is belastinggeld van burgers. De relatie tussen de aangeprezen technologieën en stedelijke problemen is twijfelachtig. Wat tot nu toe is bereikt, is teleurstellend[4]. Geen enkele stad ter wereld voldoet aan gangbare definities van een smart city: Een plaats waar technologie met succes wordt ingezet om duurzame welvaart en welzijn voor alle burgers te realiseren[5].

Krachten achter technologische ontwikkeling

Pieter Ballon, VUB-hoogleraar en directeur Smart Cities van IMEC[6] sluit niet uit dat de verworvenheden van de vierde industriële revolutie zoals Internet of things, 3D-printen, big data, wearables en blockchain[7] kunnen bijdragen aan de leefbaarheid van onze steden. Ik ben het daarmee eens, maar zich afhankelijk maken van technologiebedrijven is het laatste wat steden moeten doen om dit doel te bereiken. Zoals het Wereld Economisch Forum stelt, geen enkele technologie is neutraal en de vierde industriële revolutie is dat zeker niet[8]. Toepassing van technologie moet daarom volgens het WEF worden voorafgegaan door een brede beleidsdiscussie over een aantal technologie-gerelateerde ethische vragen

Afbeelding3

De oproep tot zo’n discussie komt waarschijnlijk al te laat.Bas Boorsma schrijft in zijn boek A New Digital Deal[9]: A couple of years ago we believed digitalization to facilitate the emergence of a ‘true’ free market, i.e. an economy based on peer-to-peer principles, collaboration, with small enterprises relying on the network effect and digital tools to conduct business in ways previously reserved for large corporations (New Digital Deal, p.52). Het netwerkparadigma en de platformeconomie zijn echter toegeëigend door grote bedrijven en enkele regeringen.Het kapitalisme, in het bijzonder monopolie-vorming en oligarchie, is versterkt: Digitalization-powered capitalism now possesses a speed, agility and rawness that is unprecedented (New Digital Deal, p.54[10]).

De mogelijkheid tot maatschappelijke sturing van de ontwikkeling van technologie is aan het verloren gaan. Oligopolistische reuzen zoals Apple, Google, Microsoft, Amazon en andere technologiebedrijven nemen het roer over[11]. Ten eerste omdat digitale technologie ons beperkt door de regels in de code, ten tweede omdat ze gegevens vastleggen, verwerken en opslaan, door bijna alles in ons leven te verzamelen. Ten derde bepaalt technologie onze perceptie van de wereld[12].

Compenserende kracht: digitale sociale innovatie

De vraag is of deze ontwikkeling kan worden tegengegaan. Een eerste stap is terugveroveren van invloed vanuit de samenleving op de activiteiten van technologische bedrijven, volledige transparantie van de kosten en baten van de toepassing van technologieën en herstel van de onderlinge concurrentie[13]. Er is echter meer nodig. Dit kan worden samengevat als digitale sociale innovatie[14].

Afbeelding4

Digitale sociale innovatie gaat verder dan maatschappelijk toezicht op de toepassing van digitale technologie en data, wat al een enorme uitdaging is. Het realiseren van maximaal profijt van technologie vereist dat er tussen mensen andere relaties groeien: gebaseerd op samenwerking in plaats van op machtsuitoefening.

Het recente Manifesto for Digital Social Innovation(2017)[15]bevat een lijst met kernwaarden. Hiertoe behoren openheid en transparantie, democratie en decentralisatie, experimenteren en adaptatie, multidisciplinariteit en digitale vaardigheden voor iedereen.

Nadat Ada Colau in 2015 burgemeester van Barcelona werd, begon de stad aan een nieuwe fase in haar kortstondige geschiedenis als zelfbenoemde smart city. Zoals ik elders heb beschreven, werden digitale hulpmiddelen ingezet om het bestuur van de stad te democratiseren, onder meer dankzij open data en open standaarden[16]. De stad verheft privacy, data-soevereiniteit en gegevensbeveiliging tot de centrale elementen van haar digitaal beleid. Het is in de bedoeling om in de eerste plaats het bestuur via participatieve processen open te stellen en in de tweede plaats om ervoor te zorgen dat de stedelijke overheid dienstbaar is op een wijze die de burgers zelf kiezen, in plaats van andersom.

Vanuit een oogpunt van digitale sociale innovatie, is het tegengaan van opwarming van de aarde meer dan de vervanging van fossiele door duurzame energie: Het gaat er vooral om dat mensen samen besluiten hoe en waarom zij de productie en consumptie van energie in de toekomst organiseren.

Hetzelfde geldt voor toekomstige mobiliteitspatronen. Wat de politiek ook beslist en welke soorten auto’s autobedrijven op de markt brengen, burgers moeten samen beslissen hoe hun woonwijken en stadscentra weer leefbaar worden en hoe verschillende mobiliteitsoplossingen daaraan kunnen bijdragen.

De ontwikkeling van citizen science maakt deel uit van deze beweging. Mensen in veel steden verzamelen hun eigen gegevens om leefbaarheid en gezondheidsproblemen te onderzoeken. Onderstaande video is de trailer van de documentaire Citizen Science Revolution, die op 25 oktober in de Waag in Amsterdam in première ging.

Het is hoopgevend om te zien hoe digitale sociale innovatie van de grond is gekomen: DSI Europe heeft 1200 organisaties in kaart gebracht en wereldwijd zijn nog veel meer[17]. Enkele burgemeesters hebben hun betrokkenheid bij digitale sociale innovatie getoond, zoals het legendarische Won Soon Park in Seoul.

De beweging voor digitale sociale innovatie verzet zich tegen het verhaal van de smart city dat grote technologiebedrijven vertellen.  Ze zoekt daarentegen naar manieren om mensen – individueel of collectief – te ondersteunen met technologie. Sociale digitale innovatie verandert de manier waarop mensen samenleven en technologische hulpmiddelen gebruiken als een bijdrage aan een beter leven.

 

[1]http://smartcityhub.com/governance-economy/smart-city-smart-story/

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

[3]https://www.fool.com/investing/general/2010/07/21/ciscos-greatest-opportunity-and-greatest-challenge.aspx

[4]https://www.mckinsey.com/~/media/mckinsey/industries/capital%20projects%20and%20infrastructure/our%20insights/smart%20cities%20digital%20solutions%20for%20a%20more%20livable%20future/mgi-smart-cities-full-report.ashx

[5]https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10630732.2014.942092

[6]https://www.agoria.be/nl/De-weg-naar-een-humane-stad-Een-gesprek-met-Pieter-Ballon

[7]https://hackernoon.com/make-smarter-cities-with-blockchain-outlook-and-use-cases-2ce9112a110b

[8]https://www.weforum.org/agenda/2016/10/how-can-we-enjoy-the-benefits-of-the-fourth-industrial-revolution-while-minimizing-its-risks?utm_content=buffer4ee5f&utm_medium=social&utm_source=twitter.com&utm_campaign=buffer

[9]A New Digital Dealby Bas Boorsma (Rainmaking Publications, 2017)

[10]Elsewhere I have compared Bas Boorsma’s view of technology with Alan Greenfields’, one of the most outspoken opponents of the smart city idea: http://smartcityhub.com/technology-innnovation/digital-technology-eats-politics-for-breakfast/

[11]Adam Greenfield: Radical Technologies: The design of every day life. Verso 2017.

[12]https://www.centreforpublicimpact.org/conversation-jamie-susskind-tech-revolution-future-politics/?utm_source=Centre+for+Public+Impact&utm_campaign=0c5d934c79-EMAIL_CAMPAIGN_2018_10_04_08_50&utm_medium=email&utm_term=0_3b8694e112-0c5d934c79-129551513

[13]http://smartcityhub.com/technology-innnovation/digital-technology-eats-politics-for-breakfast/

[14]https://waag.org/en/article/what-not-digital-social-innovation

[15]https://www.dsimanifesto.eu/manifesto/

[16]http://smartcityhub.com/technology-innnovation/barcelona-showcase-smart-city-dynamics/

[17] https://www.nesta.org.uk/blog/social-innovation-the-last-and-next-decade/

Energietransitie: 10 zware wissels op de toekomst

Nederland is voortvarend gestart met de voorbereiding van de energietransitie. Het rapport Nijmegen aardgasvrijmaakt tastbaar wat dat gaat betekenen. Maar op 10 punten wordt daarbij een zware wissel op de toekomst getrokken

Buizen voor warmtenet - foto Mike 1024 (CC)
Buizen voor warmtenet – Foto Mike 1024 (Creative Commons)

Deze blogpost gaat over onzekerheden in de energietransitie. Het transitieplan van de gemeente Nijmegen is daarbij het uitgangspunt[1]. Een van de eerste in zijn soort, waarvoor de gemeente alle lof toekomt. Lof ook voor de manier waarop de burgers bij de plannen betrokken worden. Maar de te bespreken onzekerheden gaan op voor alle gemeenten.

Energietransitie: een enorme opgave

Dat de transitie een enorme opgave is, was al duidelijk uit het klimaatakkoord[2]. Alleen al vóór 2030 zouden 2 miljoen woningen van het gas af moeten. In 2050 geldt dat voor alle 7,7 Nederlandse woningen. Nog afgezien van alle gebouwen. Om dit mogelijk te maken moeten we de komende 10 jaar de productie van duurzame energie opvoeren van 17 naar 84 of misschien wel 120 terawattuur. Verder moeten een groot deel van alle Nederlandse woningen beter worden geïsoleerd.

Terecht rept het energieakkoord van de noodzaak om per wijk te bekijken hoe de transitie het best vorm kan krijgen. Voor dichte bebouwing met huizen gebouwd voor 1995 zijn warmtenetten de beste oplossing en huizen die gebouwd zijn na 1995 kunnen het beste all-electric worden.

Nijmegen voortvarend aan de slag

Nijmegen beschikt over 78.000 woningen (gemiddeld oppervlak 110 m2) en gebouwen met een omvang van 50.000 woningequivalenten, die thans op aardgas zijn aangesloten. Sinds kort zijn 6000 woningen aangesloten op een warmtenet.

De gemeente Nijmegen gaat ervan uit dat ongeveer 30.000 – 50.000 woningen op een klein- of grootschalig warmtenet kunnen worden aangesloten en dat 25.000 – 35.000 woningen all-electric worden. Voor de overige woningen wordt gezocht naar andere oplossingen, zoals groen gas. Het betreft vooral huizen in de binnenstad waar de bouwkundige aanpassingen die voor de andere oplossingen vereist zijn, lastig zijn uit te voeren.

De gemeente heeft een gefaseerd plan opgesteld, waarbij al vóór 2020 concrete resultaten geboekt moeten worden in een aantal wijken (zie kaart). In deze gebieden zijn de voorbereidende maatregelen al in volle gang, inclusief bijeenkomsten met bewoners.

Wijkgerichte aanpak Nijmegen
Bron: Warmtevisie Nijmegen 2018

Tien zware wissels op de toekomst

Het Nijmeegse transitieplan laat door zijn gedetailleerde karakter tevens zien dat zijn welslagen afhangt van een hele reeks vooralsnog onzekere factoren. De energietransitie trekt zware wissels op de toekomst. Maar dit kan ook niet anders bij een dergelijke complexe operatie.

  1. Bereidheid van huiseigenaren om de kosten van de isolatie van woningen te financieren

Er staat een gigantische isolatieopgave te wachten, in het bijzonder voor huizen die all-electric moeten worden. Bureau Berenschot heeft deze kosten berekend, uitgaande van de eisen die energielabel B stelt. Het gaat in dit geval om zogenaamde basisisolatie. Deze omvat isolatie binnenkant dak, vloer- en spouwmuurisolatie, HR+++ glas en mechanische ventilatie. Hun warmtevraag is 45 – 70 kilowattuur/m2, wat een watertemperatuur vereist van 55 – 70oC).

De meeste huizen hebben thans een label C of hoger. Onderstaande afbeelding geeft de kosten aan van isolatie naar energielabel B, uitgaande van verschillende huistypen en energielabels[3]. Deze kosten zijn inclusief de verwarmingsapparatuur en 10 zonnepanelen.

Kosten energietransitie
Bron: Eigen Huis Magazine, juni 2018

Om draagvlak bij de bevolking te krijgen zijn allerlei voorstellen in ontwikkeling (!) om de kosten van de energietransitie te beperken. Een daarvan is het aangaan van huis-gebonden leningen voor de aanschaf van nieuwe apparatuur en de uitvoering van isolatie. De rente zou mede uit het de lagere energiekosten betaald worden, maar omdat de kosten hoog kunnen oplopen zal er sprake zijn van een aanzienlijke onrendabele top. Om deze reden is het zeer waarschijnlijk dat veel huiseigenaren een dergelijke investering tot op het laatst zullen uitstellen totdat een verwachte(!) daling van de kosten voor isolatie zal inzetten. Als de prijs van aardgas substantieel stijgt en die van elektriciteit evenredig daalt zullen ze waarschijnlijk geneigd zijn op grote schaal elektrisch gaan bijverwarmen.

Zoals uit onderstaand schema blijkt wil de gemeente Nijmegen waar dat mogelijk is aansluiting op een warmwaternet niet van isolatie laten afhangen. Huiseigenaren van matig geïsoleerde woningen zouden dan al gebruik kunnen maken van een hoge-temperatuur warmtenet (1a) en huiseigenaren met een huis met een basisisolatie op een warmtenet met een middelhoge temperatuur (1b). Zo kan worden voorkomen dat de kosten van isolatie bij voorbaat al niet te nemen hindernis zijn.

Transitiepaden
Bron: Warmtevisie Nijmegen 2018

  1. Een doorbraak van all-electric is sterk afhankelijk van innovaties in warmtepompen

Mijns inziens heeft Bureau Berenschot de kosten van isolatie van all-electric huizen  onderschat door uit te gaan van basisisolatie (energielabel B). Voor huizen die zijn voorbestemd om volledig te worden verwarmd met warmtepompen is thans maximale isolatie vereist (BENG1, energielabel A++). Deze omvat vloer- en spouwmuurisolatie, HR+++ glas, isolatie aan binnen- en buitenkant van het dak en ventilatie met warmteterugwinning. Hun warmtevraag wordt daardoor teruggebracht naar 25 kilowattuur/m2 en daardoor kan worden volstaan met water van 35 – 50oC. Dit kan een bestaande warmtepomp aan zonder excessief elektriciteitsverbruik in de winter.

De verwachting(!) is echter dat warmtepompen de komende jaren een ontwikkeling zullen doormaken waardoor ze warm water van 55 – 70oC kunnen produceren, zodat ook huizen met basis-isolatie all-electric kunnen worden.

  1. Invoering op grote schaal van warmtenetten vereist de beschikbaarheid van voldoende warm water.

Nijmegen heeft thans een bescheiden warmtenet waarop 6000 huizen zijn aangesloten. Ook in de meeste andere gemeenten in Nederland spelen warmtenetten een bescheiden rol. Het warmtenet in Nijmegen wordt gevoed door de afval-energiecentrale ARN. Om meer dan de helft van alle Nijmeegse huizen en gebouwen van warm water te voorzien, zijn op grote schaal andere bronnen nodig. De verwachting (!) is om hiervoor gebruik te kunnen maken van ultradiepe warmwaterlagen (5 km), waar zich water van 160oC  bevindt. Het onderzoek naar dergelijke watervoorraden moet nog grotendeels beginnen. In aanvulling hierop zijn er ook plannen voor kleinschalige warmtenetten die – voorlopig – met biomassa worden gestookt. Op lange termijn is ook gebruik van oppervlaktewater mogelijk, maar ook hiervoor zijn waterpompen met een hoog rendement nodig.

power-plant-67538_960_720
Winning geothermische energie – Pixabay (Creative Commons)

  1. De vereiste toename van de productie van duurzame elektriciteit staat bij lange na niet vast.

Nederland gaat niet alleen aanzienlijk meer elektriciteit gebruiken dan nu, maar deze elektriciteit moet ook van duurzame bronnen komen. De afgelopen jaren is het aantal zonnepanelen en windparken aanzienlijk gegroeid, wat in het geval van windenergie vaak met weerstand vanuit de bevolking gepaard ging. In de komend 10 jaar moet de hoeveelheid duurzame energie minstens vervijfvoudigen en daarna nog eens enkele malen groter worden. Hoeveel elektriciteit in 2050 nodig is, is onbekend. Ik heb elders  een schatting gemaakt [4].  Technisch is dit mogelijk om aan deze vraag te voldoen, maar de daarvoor vereiste ingrepen de ruimtelijke ordening zijn gigantisch en kunnen tot ellelange bezwaarprocedures en vertraging leiden.

  1. Het is onzeker of aan verzwaring van het elektriciteitsnet valt te ontkomen.

Bij een aanzienlijke stijging van het elektriciteitsgebruik, zeker als de nieuwe generatie warmtepompen op zich laat wachten, is een verzwaring van het elektriciteitsnet onvermijdelijk. Ook dit is een mega-operatie.

Thans worden verschillende manieren onderzocht om aan verzwaring van het elektriciteitsnet te ontkomen. De eerste is om lokaal opgewekte elektriciteit ook lokaal op te slaan en eventueel te verhandelen. In plaats van zwaardere kabels hebben we dan een ‘smart grid’ nodig dat zelfstandig de belasting van het net én de beschikbaarheid van voldoende elektriciteit voor de gebruikers kan regelen.

Maar er zijn ook meer grootschalige buffers nodig om. Daarover is afgezien van batterijen, die slechts voor enkele dagen reserve bevatten, nog weinig nagedacht. Voorbeelden van buffers zijn energieopslag in zoutlagen, omzetten van overtollige energie in waterstof of ammoniak, maar ook de aanleg van immense ondergrondse warmwaterreservoirs[5].

  1. Aan biomassa wordt een belangrijke rol toegedicht, maar biomassa zal slechts beperkt beschikbaar zijn.

Biomassa (afval, gekweekt hout, snoeihout) wordt thans op tamelijke grote schaal ingezet bij het stoken van elektriciteitscentrales en voor toepassingen in de chemische industrie. Ook in de toekomst wordt een biomassa een belangrijke rol toegedicht, bijvoorbeeld als grondstof voor kleinschalige warmwaternetten en als bron voor biogas. Er is veel discussie over de vraag wat duurzame biomassa is. Bovendien willen we naar minder afval toe en zo veel mogelijk afval hergebruiken. Voor ‘schone’ chemische industrie is biomassa een noodzakelijke vervanging van olie en steenkool. Om al deze redenen zal biomassa slechts in beperkte mate beschikbaar zal zijn voor verwarmingsdoeleinden.

  1. Opslag van CO2 moet, maar hoe is onzeker.

Het is volgens het Planbureau voor de leefomgeving vrijwel onmogelijk om de uitsloot van CO2 in 2030 te halveren en in 2050 terug te brengen naar nul, zonder CO2 (tijdelijk) op te slaan[6]. De industrie heeft tijd nodig om te schakelen naar bio-based productie en er is vooralsnog onvoldoende duurzame elektriciteit om van waterstof voldoende ‘groen gas’ te kunnen maken. In al deze gevallen geldt dat er mogelijkheden moeten zijn om CO2 tijdelijk op te slaan, in afwachting van zijn hergebruik. Naar methoden voor grootschalige CO2-opslag wordt onderzoek gedaan, maar de resultaten daarvan zijn vooralsnog ongewis en controversieel.

Alstom_Coradia_iLint_-_innoTrans_2016
Trein op waterstof – Foto: Alstom (Creative Commons)

  1. Waterstof als brandstof en als opslagmedium leidt tot een groot rendementsverlies.

Waterstof is een onbetwiste energiebron voor de industrie en een potentiële energiedrager, bijvoorbeeld als autobrandstof of om waterstofgas te maken. Waterstof wordt ook gezien als een middel om energie op te slaan. Elektriciteitsoverschotten worden dan gebruikt om van water waterstof (of ammoniak) te maken en deze later worden deze via brandstofcellen weer om te zetten in elektriciteit. Het rendement van dit proces is echter laag[7].

  1. De kosten van de energietransitie en alle bijkomende kosten zijn onbekend en de financiering ervan onzeker.

De financiering van de energietransitie zal voor een deel ten laste van overheden komen, al worden energiebedrijven steeds meer geprikkeld om voor eigen rekening duurzame energie te produceren. In de praktijk zullen ook burgers aanzienlijk meebetalen, met name aan apparatuur, isolatie en uiteraard via belastingen. De kosten voor alle betrokken partijen zijn vooralsnog niet te overzien, zoals onlangs is gebleken, ook niet door het Planbureau voor de leefomgeving. Deze onduidelijkheid werkt ten nadele van een brede ervaring van de energietransitie

  1. Een business case met veel onbekende elementen

Nijmegen kiest, blijkens de nota Warmtevisie: Op weg naar een aardgasvrij Nijmegen voor een ‘open’ warmtenet waarop verschillende aanbieders van warm water kunnen aansluiten en burgers zelf kunnen besluiten ‘aan te haken’. De nota geeft zelf al aan dat onduidelijkheid over het aantal afnemers het nemen van investeringsbeslissingen lastig maakt. Dat geldt uiteraard ook voor degenen die centrales voor de productie van warm water moeten gaan exploiteren.  Aan de andere kant valt het ook lastig in te zien welke alternatieven bewoners hebben anders dan tot het allerlaatste moment gebruik te blijven maken van aardgas.

Complexiteitsdenken

De energietransitie is een noodzakelijke ‘reis’ naar koolstofvrije samenleving langs een deels onbekende weg en niet in te schatten risico’s.

De grootste fout die overheden kunnen maken is om te suggereren dat hier sprake is van een project dat vooraf in calculeerbare activiteiten uiteengelegd kan worden. Veel belangrijker is om een kwalitatief goed transitietraject te doorlopen en daarbij zo veel mogelijk burgers meeneemt. Dit kan gebeuren om steeds vanuit het gestelde doel terug te redeneren naar activiteiten op de korte termijn. In dit proces zullen zich nieuwe kansen en bedreigingen voordoen. Deze kunnen ertoe leiden dat het gestelde doel moet worden aangepast. Dit geldt ook voor het magische jaartal 2050.

[1]Warmtevisie: Op weg naar een aardgasvrij Nijmegen. Juni 2018. Hier te downloaden: https://www.nijmegen.nl/fileadmin/bestanden/bestuur/bestuursdossiers/Nijmegen-aardgasvrij/Warmtevisie-Nijmegen-2018-180626.pdf

[2]Hier downloaden: https://www.klimaatakkoord.nl/documenten/publicaties/2018/07/10/hoofdlijnen-compleet

[3]https://d18b3k73pw7q78.cloudfront.net/app/uploads/2018/06/EHM-artikel-Stoppen-met-aardgas-juni-18.pdf

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

[5]In het artikel Energieopslag. De missing link in de doorbraak van duurzame energie  behandel ik een reeks opslagmethoden. Je vindt dit artikel in mijn e-boek De smart city idee, dat je hier gratis kunt downloaden:  https://www.dropbox.com/s/k03uilw32un3mp0/2018%2008%2025%20De%20smart%20city%20idee.pdf

[6]http://www.pbl.nl/sites/default/files/cms/publicaties/pbl-2017-verkenning-van-klimaatdoelen-van-lange-termijnbeelden-naar-korte-termijn-actie-2966.pdf

[7]http://www.wattisduurzaam.nl/15443/energie-beleid/tien-peperdure-misverstanden-over-wondermiddel-waterstof/

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

 

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

Wat iedereen moet weten over de energietransitie

De ontwikkeling van een energiehuishouding zonder CO2-uitstoot is een gigantische operatie. Deze post is een uitgebreide factsheet die misverstanden kan wegnemen en de visie op de koers kan aanscherpen

koeien-in-weiland

Of, hoe hou je verjaardagspartijtjes gezellig?

De Nederlandse politiek, het bedrijfsleven en de milieubeweging lijken elkaar gevonden te hebben in het streven naar een samenleving zonder CO2-uitstoot[1]. Naarmate meer personen zich de consequenties daarvan realiseren, komen er meer vragen maar ook meer weerstand. Dat kan ten koste gaan van de sfeer van menig verjaardagspartijtje of ander gezellig samenzijn. Daarom zou eigenlijk iedereen het volgende moeten weten en de moeite moeten nemen om deze saaie blogpost te lezen, zo niet van buiten te leren.

Vooraf

Enkele basale begrippen

Watt:

Maat voor elektrisch vermogen. Een zonnepaneel met een vermogen van 300 watt produceert onder ideale omstandigheden een constante ’stroom’ van 300 watt. Daarom wordt in dit geval van wattpiek gesproken.

Joule / kilowattuur

Maten voor de hoeveelheid geproduceerde energie binnen een gegeven hoeveelheid tijd.

  • 1 joule is de productie (of het verbruik) van 1 watt per seconde.
  • 1 kilowattuur is de productie (of het gebruik) van 1000 watt gedurende een uur.

Het energieverbruik van een gemiddeld huishouden per jaar

Aardgas: 1500 m3; komt overeen met 15.000 kilowattuur

Elektriciteit : 3500 kilowattuur

Brandstof:

Benzineauto bij 20.000 km per jaar en verbruik 1: 20. Dit is 1000 liter en komt overeen met 10.000 kilowattuu

Elektrische auto (BMWi3) gebruikt bij 20.000 km per jaar 3200 kilowattuur.

Treinreis: 1 km (benzine)auto = 4 km per trein.

Vliegtuigreis: 1 km (benzine)auto = 1 km per vliegtuig

Unknown-3

De zon als energieleverancier

Vermogen per paneel

Het vermogen van een zonnepanelen varieert van 250 – 350 wattpiek.

Dat wil zeggen dat ze onder ideale omstandigheden (loodrechte inval van zonnestraling, alle dagen per jaar gedurende 8 uur per dag) 250 resp. 350 kilowattuur aan elektriciteit per jaar produceren.

Dergelijke ideale omstandigheden doen zich in Nederland niet voor. Uitgangspunt is daarom dat een paneel van 300 wattpiek gemiddeld 250 kilowattuur per jaar oplevert.

Voor het gemiddelde huishouden zijn 14 zonnepanelen voldoende zijn om de behoefte aan elektriciteit te dekken. 

Zonne-energie in Nederland

In 2015 was het opgesteld vermogen voor de productie van zonne-energie 2000 megawatt op een oppervlak van 12 km2. Dit is voldoende stroom voor ongeveer 450.000 huishoudens.

Dat zal naar verwachting groeien naar 6000 megawatt in 2020.

Ter vergelijking, de in 2015 geopende Eemshavencentrale van RWE heeft een vermogen van 1500 megawatt.

Het ruimtebeslag van zonnepanelen

Zonnepanelen zijn verspreid over daken van particulieren en bedrijven, maar ze kunnen ook ‘grondgebonden’ zijn (zonneparken, zonneweiden).

Panelen op dak:

Het aantal panelen dat op een dak past varieert sterk. Op een schuinstaand dakoppervlak van 100 x 100 m. zonder ramen en schoorstenen passen ongeveer 4500 zonnepanelen (stroom voor 350 gemiddelde huishoudens).

Grondgebonden panelen[2]

Op een zonneweide van 1 ha passen ongeveer 2500 zonnepanelen. Dit is goed voor 175 gemiddelde huishoudens.

Bij een aanzienlijk groter aaneengesloten oppervlak loopt dit aantal op tot 4500 panelen – of meer – per ha (goed voor ruim 350 gemiddelde huishoudens).

Soms lenen grote oppervlakten zich voor de plaatsing van windmolens en zonnepanelen tegelijkertijd.

De kosten van een zonnepark van 100.000 panelen (25 ha) bedragen ongeveer €25 miljoen.

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

De wind als energieleverancier

Windenergie in Nederland

In 2015 stonden in Nederland 2500 windmolens die elektriciteit opwekten met een gezamenlijk vermogen van 3000 megawatt.

Het vermogen per windmolen (in megawatt) groeit snel. De molens die nu in windparken op land worden geplaatst hebben per stuk een vermogen van 3,5 megawatt.

Het vermogen van windmolens op zee loopt inmiddels op tot 10 megawatt.

Vollasturen

De tijd die windmolens energie produceren wordt herleid op zogenaamde vollasturen. Het aantal vollasturen op land wordt gesteld op 2500 en dat op zee op 4000. Er zijn overigens ook vermeldingen van hogere en lagere waarden in omloop.

Een windmolen met een vermogen van 3,5 megawatt op land levert 8,75 miljoen kilowattuur aan energie (goed voor 2500 gemiddelde huishoudens)

Een windmolens met een vermogen op van 10 megawatt op zee levert 40 miljoen kilowattuur aan energie (goed voor 11.500 gemiddelde huishoudens)

Ruimtebeslag van windmolens

Windmolens moeten voldoende onderlinge afstand hebben. Deze is afhankelijk van de straal van de wieken.:

Bijvoorbeeld

Een windmolenpark in Drenthe telt 50 molens van 3 megawatt op een oppervlak van 500 ha. Zij leveren samen 320 miljoen kilowatt aan vermogen. Men gaat uit van 2000 volwinduren, wat 640 miljoen kilowattuur oplevert. Dit is stroom voor 90.000 gemiddelde huishoudens. De kosten bedroegen € 200 miljoen.

 

Energieverbruik in Nederland

We onderscheiden doorgaans vijf gebruikersgroepen: gebouwde omgeving, industrie, verkeer, landbouw, overig (waaronder luchtvaart).

Een andere indeling is: verkeer en vervoer, land- en tuinbouw, industrie en huishoudens (exclusief autogebruik)

De productie van energie

Om energie te maken gebruiken we grondstoffen, ook wel energiedragers genoemd. Deze grondstoffen voeren we in, winnen we zelf en/of voeren we uit. Hieronder tref je een overzichtelijk schema aan.

screenshot 2

Bron: Compendium voor de leefomgeving 2017

Energiedragers ondergaan doorgaans verschillende bewerkingen. Bijvoorbeeld aardgas, aardolie en steenkool worden omgezet in elektriciteit maar ook in talloze chemische producten. Bij deze omzettingen treedt energieverlies op.

Een deel van de energiedragers wordt gebruikt voor niet-energetische toepassingen, bijvoorbeeld in chemische industrie. Deze zijn inbegrepen in het totale energieverbruik van 3155 petajoule dat het schema vermeldt.[3]

Mix aan energiedragers

Het aandeel van de afzonderlijke energiedragers (voor energetische en niet-energetische toepassingen) is in de periode 2000 – 2015 gewijzigd[4]:

  • Het aandeel van aardgas is afgenomen van 47% naar 39% in 2015;
  • het aandeel kolen nam toe van 10% naar 15%.
  • Het aandeel van olie (38%) is licht gestegen.
  • Het aandeel hernieuwbare bronnen is toegenomen van 1,6% naar 5,8%. Dit groeit naar verwachting tot 12,4% in 2020 en tot 16,7% in 2023.

Zie hiervoor ook de onderstaande figuur

screenshot 4

Bron: Nationale energieverkenning 2017

Binnen de categorie hernieuwbare bronnen steeg het aandeel van zon en wind en daalde het aandeel van biomassa. In 2015 kwam nog meer dan 60 procent van de energie uit biomassa. In 2023 is dat naar verwachting iets minder dan 50 procent.

Elektriciteitsgebruik

Het elektriciteitsverbruik in Nederland zal tot 2030 stabiel zijn en ongeveer 412 petajoule bedragen. Groeiende efficiency zorgt voor daling en groeiend gebruik door elektrische auto’s en van meer apparaten – denk aan datacenters – voor toename.

Het aandeel van elektrische auto’s in het elektriciteitsverbruik is 2016 ongeveer 6 petajoule en zal stijgen tot 20 petajoule in 2030.

Als je het elektriciteitsverbruik voor huishoudens (81 petajoule) vergelijkt met het totale verbruik (3155 petajoule), of alleen het totale elektriciteitsverbruik (412 petajoule) dan moet je vaststellen dat de opmerking dat een wind- of zonnepark voor zoveel duizend huishoudens elektriciteit levert niet tot overmatig optimisme mag leiden.

 

Energieverbruik in de toekomst

Is een koolstofarm of -vrij Nederland haalbaar?

Ja, afgaande op berekeningen van het Planbureau van de leefomgeving[5]. Er moet wel aan vier voorwaarden worden voldaan:

  • Groot aandeel van elektriciteit uit hernieuwbare bronnen in combinatie met voldoende opslagcapaciteit
  • Afvangen en opslaan van CO2 (CCS; carbon capture and storage)
  • Gebruik van biomassa
  • Energiebesparing

De kosten van de energietransitie worden geschat op € 25 miljard per jaar.

Mix van energiedragers

Het Parijse energieakkoord gaat uit van beperking van de CO2-uitstoot met ongeveer 95%. Dit betekent een geheel andere mix van energiedragers voor de productie voor energetische en niet-energetische doelen.

Bij de samenstelling van deze mix zijn de volgende componenten beschikbaar:

  • Hernieuwbare energiebronnen als de zon, de wind en aardwarmte
  • Overige ‘schone’ energiebronnen als hydro-energie en kernenergie
  • Biomassa, ook als bron voor de productie van biogas en als grondstof voor de chemische industrie
  • Steenkool, aardgas en aardolie, in combinatie met het opvangen en bewaren van CO2 (CCS; carbon capture and storage)
  • Waterstof met elektriciteit als ‘grondstof’
  • Lucht (als bron van warmte en koude met behulp van elektrisch aangedreven warmtepompen
  • Invoer van schone energie

Het onlangs verschenenrapport Verkenning van klimaatdoelen, van lange termijn beelden naar korte termijn actie van het Planbureau voor de leefomgeving [6](oktober 2017) laat zien dat elke mix heeft voor- en nadelen heeft. Hoe meer fossiele grondstoffen worden gebruikt, hoe meer CCS vereist is. Hoe meer elektriciteit wordt gebruikt, des te ingrijpender zijn de gevolgen voor de infrastructuur, maar hoe minder verliezen er tijdens het productieproces optreden.

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

De opgave waarvoor Nederland staat: productie van 2000 – 2500 petajoule per jaar bij 95% reductie CO2

Het voornoemde rapport gebruikt verschillende modellen om bij gewenste bijdrage van de afzonderlijke componenten aan elk van de mixen vast te stellen.

Elke mix moet tussen 1800 – 2500 petajoule per jaar opleveren, afhankelijk van de omvang van de verliezen tijdens het productieproces (verschil tussen primair energieverbruik en finaal energieverbruik). Hoe meer elektriciteit wordt gewonnen met hernieuwbare bronnen, des te lager zijn deze verliezen.

Het aandeel van elektriciteit in de productie van elektriciteit in elk van de mixen is daarom groot, variërend tussen de 900 – 1300 petajoule.

Ik ga hierna in op de maximale productie van elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen. Uitgangspunt daarbij is de opwekking van 1250 petajoule met zonne- en windenergie en van 50 petajoule met overige ‘schone’ bronnen.

De keuze van de overige componenten van de mix laat ik voor het moment buiten beschouwing.

Zonne- en windenergie moeten beide maximaal worden ingezet; ze vullen elkaar goed aan, Hierbij geldt dat minimaal ⅔ van energie afkomstig dient te zijn van de wind (835 petajoule; 235 miljard kilowattuur) en ⅓ van de zon (415 petajoule, 115 miljard kilowattuur)

Hoeveel windturbines leveren samen 235 miljard kilowattuur windenergie op?

Het huidige geplaatste vermogen (4000 megawatt) levert 10 miljard kilowattuur op.

Het resterende vermogen (225 megawatt) kan komen uit 3000 molens extra op het land (3,5 megawatt capaciteit, 2500 volwinduren) Dit levert ruim 25 miljard kilowattuur aan capaciteit.

De overige 200 miljard kilowattuur zou moeten komen van 5.000 molens op zee (10 megawatt, 4000 volwinduren)

Volgens de Nederlandse Windmolen Associatie is er op de Noordzee plaats voor 25.000 windmolens met een capaciteit van 10 megawatt, waarvan er 3400 kunnen staan op het Nederlandse deel[7]. Uiteraard zijn ook andere combinaties denkbaar, maar het plaatsen van windmolens op land is veel lastiger te combineren met andere vormen van landgebruik en zal meer weerstand oproepen.

Duurzaamheid - Zonnepanelen en windmolens 4

Hoeveel zonnepanelen leveren samen 115 miljard kilowattuur zonne-energie op?

Het huidige geplaatste vermogen aan zonnepanelen is ruim 2000 megawatt, hetgeen 2 miljard kilowattuur oplevert.

Nog te plaatsen zijn daarom 452 miljoen panelen (vermogen 300 wattpiek).

Deloitte heeft onlangs berekend dat er in Nederland 892 km2 bruikbaar dakoppervlak is. Daarop passen in totaal 270 miljoen panelen[8]. Het is aan te bevelen om deze capaciteit met voorrang te benutten.

Er resteren dan 182 miljoen panelen (45 miljard kilowattuur). Deze zullen een ‘grondgebonden’ karakter moeten hebben. Ervan uitgaande dat er 450.000 panelen op een km2 grond geplaatst kunnen worden, betekent dit dat ongeveer 400 km2 aan grond met zonnepanelen bedekt moet worden. De grond kan deels dezelfde zijn al waar ook windmolens komen te staan.

screenshot2

Het venijn zit in de staart

Op dit moment lijkt de energietransitie een breed draagvlak te hebben. Naarmate de implicaties duidelijker worden, zal het verzet toenemen. Gezien het ingrijpende karakter van de transitie is dat begrijpelijk. Maar om diezelfde reden is ook een breed draagvlak nodig. Daarom is een constructieve en open discussie gewenst. De volgende tegenwerpingen zullen vrijwel zeker worden gehoord; ze laten zich goed van een wederwoord voorzien

De opwarming van de aarde is het gevolg van klimaatsverandering. De vele miljarden voor duurzame energie zijn daarom weggegooid geld. Er is nog voor vele tientallen jaren olie- en steenkoolreserves en in deze periode moet worden door alternatieven voor de periode daarna.

Het is zeer wel mogelijk dat we ons in de aanloop naar een warmere periode bevinden. Zeker is dat een eventuele ‘natuurlijke’ opwarming versneld wordt door menselijk handelen. Het afbouwen van de CO2-emissie zal de desastreuze gevolgen van klimaatverandering – een proces dat duizenden jaren duurt – zeker vertragen. Bovendien verdwijnen in een koolstofvrije economie ook andere emissies, zoals fijnstof die in elk geval een negatief effect op onze gezondheid hebben.

De gevaren van kernenergie worden schromelijk overdreven. Kernenergie is schoon en een uitstekend alternatief voor fossiele brandstoffen. Voor de toekomst bieden alternatieven, zoals kernfusie en thorium-reactoren, mogelijk nog veiliger oplossingen.

De gevaren van kernenergie mogen niet worden onderschat, waarbij terrorisme een niet te verwaarlozen rol speelt. Bovendien zadelen we vele generaties na ons op met de opslag van radioactief afval, evenmin niet zonder gevaren.

Er zijn veel betere plaatsen te vinden voor de plaatsing van windmolens dan in mijn directe omgeving

Er is inderdaad een zeer zorgvuldig proces nodig waarin op een transparante manier alternatieven voor vestigingsplaatsen van zonne- en windparken vergeleken worden. Het streven om zo veel mogelijk windenergie op zee te halen en zonnepanelen zo veel mogelijk op daken te leggen helpt.

Het is onrealistisch om Nederland al in 2050 voor 95% karboonvrij te hebben

Dat zou best wel eens kunnen. We moeten echter af van de traditionele manier van projectmatige planning. Nederland karboonvrij in 2050 is de stip aan de horizon. We moeten terug redeneren vanaf dat punt en vervolgens stap voor stap aan de slag gaan om dit ambitieuze doel te bereiken. Van elke eerstvolgende stap kan het tijdsbeslag worden ingeschat.  Als we langer over de tussenstappen doen, komt het voorlopige einddoel verder weg te liggen. Dat is echter te prefereren boven een aanpak die nu al inzet op de realisering van minder ambitieuze doelen op lange termijn.

De grootste bedreiging van de realisering van de plannen is overigens het gebrek aan voldoende vakmensen. Niet aan geld.

[1]http://themasites.pbl.nl/energietransitie/

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

[3]http://www.clo.nl/indicatoren/nl0201-aanbod-en-verbruik-van-energiedragers

[4]http://www.pbl.nl/sites/default/files/cms/publicaties/pbl-2017-nationale-energieverkenning-2017_2625.PDF

[5]http://www.pbl.nl/sites/default/files/cms/publicaties/PBL-2011-Routekaart-energie-2050-500083014.pdf

[6]http://www.pbl.nl/sites/default/files/cms/publicaties/pbl-2017-verkenning-van-klimaatdoelen-van-lange-termijnbeelden-naar-korte-termijn-actie-2966.pdf

[7]http://www.nwea.nl/standpunten/wind-op-zee/visie-nwea-op-windenergie-op-zee

[8]https://www2.deloitte.com/nl/nl/pages/data-analytics/articles/zonnepanelen.html

 

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/

De opbrengst van windparken; nattevingerwerk?

De berekening van de opbrengst van windmolens is niet altijd transparant. Bovendien is meer inzicht wenselijk in de feitelijke opbrengst van al draaiende molens.

Unknown-1

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

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

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

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

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

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

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

3.000 x 2200 = 6.600.000

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

Zo’n molen kost rond de € 4 miljoen.

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

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

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

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

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

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

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

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

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/