‘Gebouwde omgeving is energiebron’

Het onderzoeksterrein van prof.dr.ir. Andy van den Dobbelsteen is ontwerpen op een duurzame, klimaatneutrale en klimaatadaptieve wijze, met de focus op techniek. In de loop der jaren is het accent verschoven van klimatiseren en verduurzamen van individuele gebouwen naar systemen voor de stedelijke en wijkgebonden energietransitie en klimaatadaptatie. Duurzaamheid is uitgegroeid tot een breed studieveld. Een logische ontwikkeling zegt Van den Dobbelsteen. “We kunnen inmiddels met bewezen technieken een gebouw maken dat energie levert. Op gebouwniveau ligt niet meer de grootste uitdaging. Natuurlijk moeten we blijven zoeken naar toepassing van nieuwe energiebronnen en slimme opslagsystemen waardoor we op termijn definitief afscheid kunnen nemen van fossiele energie.”

Toch, aldus de professor, begint een eerste hoge-impactmaatregel voor snelle en effectieve reductie van CO2-emissie met een kleine aanpassing van de verwarmingsinstallatie in de woning van het gemiddelde Nederlandse huishouden. Op nummer twee en drie staan grootschaliger opgezette programma’s die eveneens op korte termijn een bijdrage kunnen leveren aan de strijd tegen klimaatverandering.

Warmtepomp en gasketel

De eerste maatregel is weinig ingrijpend, maar leidt tot een forse uitstootvermindering. “Vervang de ketel door een warmtepomp, of zet bij slecht geïsoleerde woningen naast een cv-ketel een warmtepomp en je kunt daarmee driekwart van het jaar voorzien in de vraag naar warmte en koelte. Voor het overige kwartjaar kun je dan terugvallen op aardgas voor het bijstoken als het koud wordt. Het gasverbruik en dus de CO2-uitstoot breng je in één klap met 75 procent omlaag. Dan kun je de gaskraan dichtdraaien zodra het isolatiepakket op niveau is. En laat vooral de ondergrondse gasleidingen liggen. Wie weet heb je er later nog wat aan. Al was het maar als gasbuffer.”
Een dergelijke geleidelijke overgang is de meest verstandige route, vindt de professor. “Als we in één keer van het gas af gaan, dan zou de elektriciteitsvraag voor verwarming in de historische binnensteden explosief groeien. En dan zit je weer langer vast aan de kolengestookte energiecentrales. Terwijl je daar juist zo snel mogelijk vanaf wilt.”

Stedelijke warmtenetwerken

Verder kunnen lage-temperatuurnetwerken in binnensteden een interessante bijdrage leveren aan de reductie van CO2-emissie. Om de lage-temperatuurnetwerken te voeden is het van belang de restwarmtes van gebouwen in kaart te brengen. Dat is doorgaans afhankelijk van de functie van de gebouwen. “Een supermarkt produceert met zijn koeling ‘s zomers en ‘s winters warmte. Daar doen we op dit moment nog weinig mee. Als je de warmte via een wisselaar kunt afgeven aan een stedelijk netwerk, dan kun je de warmte transporteren naar een locatie waar er behoefte aan is. Stel dat je het water in een netwerk vijftien graden kunt opwarmen, dan breng je water van dertig graden in plaats van vijftien graden naar de aangesloten woningen op het netwerk. Dat scheelt gas en is een grote winst voor de CO2-doelstellingen. Pieken en dalen door seizoensverschillen zijn niet te voorkomen, maar voor een deel is die fluctuatie weg te nemen door warmteopslag in de bodem. En ook hier geldt: voorlopig even vasthouden aan aardgas voor bijstook om die fossiele brandstof in de loop der tijd helemaal te vervangen door elektrische oplossingen, warmtenetten of door biogas, synthetisch methaan, waterstof of dergelijke.”

Inzetten op snel te realiseren maatregelen met een hoge CO2-reductie-impact: slimme stedelijke warmtenetwerken, gebouwrenovatie met warmtepompen, eventueel met bijstook van gas, en versterkt koersen op zonne- en windenergie.

Zonne- en windenergie

Dan zijn er ten slotte nog de programma’s voor wind- en vooral zonne-energie om CO2-reductie te bewerkstelligen. Onverkort mee doorgaan en waar mogelijk intensiveren luidt het advies van de professor. Eventuele overtollige duurzaam opgewekte elektrische energie door conversietechnieken opslaan in brandstoffen die je langer kunt bewaren. “Natuurlijk, er kleven bezwaren aan. Zo worden pv-panelen vaak nog niet in een ontwerp ingepast. Maar dat is aan het veranderen. Op termijn zijn de zonnecellen nauwelijks zichtbaar opgenomen in de bouwdelen. Kernenergie staat ook weer op de agenda. Maar ik verwacht niet dat een kernreactor op uranium zal leiden tot een werkbaar alternatief. De bouw van een veilige reactor is heel erg duur en een echte oplossing voor het langdurig hoogradioactieve afval is er niet. Een thorium reactor zou een goed alternatief kunnen zijn, want daaraan kleven die nadelen niet. Maar dit type reactor zit nog in een experimentele fase. Op zijn vroegst kunnen we pas over een jaar of twintig een start maken met deze vorm van energieopwekking. De thoriumcentrales zouden dan een deel van de windturbines kunnen vervangen. Maar een ‘one solution fits all’ is niet van deze tijd. Spreiding over meerdere bronnen betekent vermindering van het afhankelijkheidsrisico. En dat is verstandig.”

Twittermoe

Hebben de wetenschappers wel voldoende van zich laten horen? Het is toch raar dat de overheid in de strijd tegen het coronavirus het beleid volledig ent op de resultaten van wetenschappelijk onderzoek en op de kennis van virologen. En als het om een klimaatcrisis gaat, mag de markt het uitzoeken.
“De marktpartijen heb je natuurlijk nodig. Ik zeg ook zeker niet dat ze niet aan tafel moeten zitten. Maar misschien in een latere fase. En het is waar, wij wetenschappers zijn niet zo gewend om op de barricades te staan. Bovendien zijn we nooit stellig in onze uitspraken. We plaatsen kanttekeningen en zien nuances. Dat ligt in de aard van wetenschap bedrijven. Ik heb me overigens via twitter wel gemengd in het klimaatdebat. Af en toe kwam er zulke pertinente onzin voorbij – ik herinner me een artikel in de Telegraaf – dat ik er wel op moest reageren. Nou, dat heb ik geweten. Ik kreeg in korte tijd een hoop bagger over me heen. Aanvallen op de persoon. Dat ik belangen zou hebben in de klimaatindustrie en dat was dan nog de netste. Na drie dagen van stug doorgaan met argumenteren tegen absurde veronderstellingen ben ik ermee gestopt en heb me een tijdje teruggetrokken van Twitter. Ik was de constante aanvallen zat. Die kwamen ook van trollen en zogeheten bots, automatisch gegenereerde adressen die ook boodschappen over mij als persoon gingen verspreiden. Voor je het weet ben je trending op een hele vervelende manier. Dat soort nare strategieën in de war on information zie je links en rechts. Na een tijdje ben ik toch weer gaan twitteren omdat ik het belangrijk vind dat we onze stem laten horen. Er is gelukkig ook een hele grote groep van redelijke mensen die het op prijs stelt dat we ons in het debat mengen.”

Lans breken voor portiekflatKoelen en verwarmen

Meer warmte uit oppervlaktewater. Nog zo’n stokpaardje van Van den Dobbelsteen. Als tien procent van de Friese huishoudens een warmtepomp zou gebruiken om jaarrond warmte te onttrekken aan meren of vaarten, kunnen ze hun woning duurzaam verwarmen en verbetert de waterkwaliteit (minder algen en bacteriën). In de winter bevorder je ijsvorming en neemt de kans op een Elfstedentocht toe. In het begin werd hier lacherig over gedaan, maar zo langzamerhand begint het te leven. In Amsterdam bijvoorbeeld, waar kademuren vernieuwd moeten worden. “We zijn betrokken bij een onderzoek over warmteopslag in de loze ruimte achter de nieuwe kademuren. De energie haal je uit de grond via energiepalen– er is ook een damwandenleverancier bij betrokken – en verder uit het oppervlaktewater. Een mooie binnenstedelijke variant van de Elfstedentochtgedachte.”

“Er is gelukkig ook een hele grote groep van redelijke mensen die het op prijs stelt dat we ons in het debat mengen.”

Studenten enthousiast

De Delftse hoogleraar heeft het gevoel op een onderzoeksgoudmijn te zitten. Er is nog heel veel te onderzoeken en de maatschappelijke relevantie is groot. Jonge studenten ervaren dat ook zo. De toestroom is groot. Logisch, want klimaatverandering gaat heel concreet over hun toekomst. Aan de strijd tegen klimaatverandering willen ze graag een bijdrage leveren. Dan gaat het bijvoorbeeld heel concreet over de inrichting van de steden. Hoe maken we in de gebouwde omgeving een koppeling tussen energietransitie en klimaatadaptatie? “De stad kunnen we beschouwen als één grote zonnecollector. Al die warmte in het oppervlaktewater, de gebouwen en het asfalt kunnen we afvangen, gebruiken en opslaan. Wat dat betreft mogen we ons gelukkig prijzen in Nederland. Vrijwel overal hebben we aquifers – watervoerende grondlagen – in de ondergrond waar je die warmte in kunt opslaan om deze er in de winter weer uit te halen. Door die warmte ‘s zomers weg te halen doe je iets tegen de hittestress. Die koeling van de stad levert energie op en ook een prettiger leefklimaat. Dat geldt zeker voor groen in de stad. Als je dan ook nog eens gedempte grachten weer opengooit en andere slimme systemen voor wateropslag aanlegt, kun je het overtollige water door hevige neerslag opvangen en heb je minder last van droge periodes. Die neerslag en droogte is ook een gevolg van klimaatverandering.”

Mkb-ondernemers innovatief

Er is al veel mogelijk en er moet nog heel wat onderzoek gedaan worden, zegt de hoogleraar. “Een enorme uitdaging. En ik zie meer en meer dat ook mkb-ondernemers hun innovatieve slagkracht inzetten voor klimaat- en energiedoelstellingen. Sterker nog, keer op keer blijkt dat de vernieuwingen vooral uit de koker van startups en mkb’ers komen. De mkb-ondernemers staan dichter bij de mensen in de samenleving, zijn wendbaarder en weten de woonbehoeften vaak beter te vertalen in praktische oplossingen dan de hele grote ondernemingen. Die bewegen als olietankers: ze komen traag op gang en zijn nauwelijks bij te sturen als blijkt dat ze de verkeerde koers varen.”

Marktkansen

Van den Dobbelsteen ziet marktkansen voor kleine consortia van samenwerkende mkb’ers die zich bij voorkeur richten op geprefabriceerde modulaire gebouwconcepten en toch in staat zijn maatwerk te blijven leveren. “Denk aan een installateur, een gevelspecialist, een afbouwer en een regisserende aannemer. Verder kan het verstandig zijn na te denken over onderhoudscontracten en de circulaire kwaliteit van het bouwobject. En welke financieringsconstructie bied je aan? Zijn bepaalde onderdelen te leasen? Enzovoort. Bouwen was altijd al boeiend maar wordt nog veel uitdagender. Wat hebben we tochch een mooi vak!”