Marc Seijlhouwer 18 augustus 2020, 16:28

Kunstmatige intelligentie ziet vanuit de ruimte waar broeikasgas vandaan komt

Een nieuw initiatief van een milieu- en onderzoeksorganisaties wil via de ruimte ontdekken welke bedrijven de meeste CO2 uitstoten. Met geavanceerde satellieten en kunstmatige intelligentie moeten broeikasgassen in de atmosfeer herleid kunnen worden naar de bron.

Satelliet aarde

Climate TRACE, zoals het project heet, begon afgelopen maand. Onder andere ngo Carbon Tracker en oud-vicepresident Al Gore doen mee met het project. Het doel: aantonen hoeveel broeikasgassen de grootste vervuilers, vooral fossiele energiecentrales, precies uitstoten. Ook wil het project ontdekken hoe broeikasgas zich verspreid door de atmosfeer en wat de gevolgen zijn voor bepaalde gebieden van de wereld.

Climate TRACE wil die informatie op ingenieuze wijze verkrijgen: met bestaande data van satellieten, drones, sensoren en zendmasten ontdekt een slim algoritme de bron van de vervuiling. Een computer vergelijkt bijvoorbeeld beelden afkomstig uit verschillende satellieten.

Lees ook: Kunstmatige intelligentie vertelt welke huizen in een wijk zuinig zijn

Een satelliet meet hoeveel CO2- of methaandeeltjes er in de atmosfeer zitten. Dit zegt iets over de vervuiling in een gebied op aarde, maar de resolutie van het plaatje is te laag: een paar kilometer. Daarmee kan je nooit vaststellen uit welke bron de broeikasgassen komen. Maar door dat beeld te combineren met foto's die een andere satelliet maakt, en te herkennen waar een energiecentrale of grote fabriek ligt, kan je wel aanwijzen waar het broeikasgas ontstond.

Honderden satellietfoto's per dag

Kunstmatige intelligentie is tegenwoordig veel beter in het herkennen van beelden dan vroeger. Daarom is het nu mogelijk om beeldherkenning te gebruiken om vervuilende gebouwen te ontdekken. Er zijn dagelijks honderden foto's van de vervuiling in de atmosfeer en beelden van de aarde. Door deze te combineren hoopt Climate TRACE real-time de vervuiling op aarde en de veroorzakers aan te wijzen.

Het systeem moet helpen om de werkelijke CO2-uitstoot op aarde in kaart te brengen. Nu is deze volgens de betrokken onderzoekers vaak gebaseerd op schattingen, waarbij lang niet altijd duidelijk is of ze kloppen. Ook kan het systeem helpen om te kijken welke gebieden meer broeikasgas bevatten en hoe dat kan. Zo kunnen landen gericht centrales of vervuilende fabrieken sluiten.

Iedereen kan het gebruiken

Het systeem is nu in de maak en moet ergens in 2021 af zijn. Omdat de data die de onderzoekers gebruiken openbaar is, kan iedereen het programma straks gebruiken.

Lees ook: Kunstmatige intelligentie zorgt voor minder antibiotica op de boerderij

Bron: Climate TRACE/IEEE | beeld: Adobe Stock

1,5 miljoen gebouwen in Noord-Holland kunnen verwarmd worden met waterwarmtebronnen

De studie toont aan dat bijna alle 1.513.680 gebouwen in Noord-Holland aangesloten kunnen worden op duurzame warmte. De provincie is omgeven door water en ook in de regio is veel oppervlaktewater te vinden, waardoor deze vorm van verwarming zeer geschikt is voor dit gebied.TEO en TEADe zon warmt oppervlaktewater in de zomer op. Daarna kan de provincie het gebruiken om huizen te verwarmen. Dit wordt thermische energie uit oppervlakte, ofwel TEO, genoemd. Ook afvalwater zoals rioolwater of warmte die vrijkomt bij rioolwaterzuivering, is bruikbaar als energiebron. Dan heet het thermische energie uit afvalwater; TEA. Omdat deze vormen van warmte oneindig zijn, zou het een duurzaam alternatief kunnen zijn voor gas.Lees ook: Verwarming zonder aardgas wordt makkelijker met compacte warmtebufferAlternatieve warmtebronnenIn slechts zes van de 449 wijken in de provincie lijken waterwarmtebronnen te ver van de gebouwen te liggen om ze effectief te kunnen gebruiken. In deze gevallen wordt gekeken of er alternatieve warmtebronnen zijn, zoals  restwarmte van de industrie en datacenters, of warmte uit de diepe ondergrond (geothermie).Zijn TEO en TEA dan de oplossing om Noord Holland van het gas af te krijgen? “Nee, want er is niet één weg naar een klimaatneutraal Noord-Holland”, aldus een woordvoerder van de provincie Noord-Holland. “Maar uit het onderzoek is wel gebleken dat er meer potentie in TEO en TEA zit dan gedacht.”Hoe TEA en TEO in de praktijk wordt toegepast, is onder andere afhankelijk van hoe ver de bron van de te verwarmen wijk ligt. “Naarmate de afstand groter wordt is het moeilijk om het water op temperatuur te houden, omdat het water onderweg warmte verliest. Dan is het efficiënter om naar andere warmtebronnen te kijken.”Verbouwing van woningNet als met alle warmtebronnen moet een woning geschikt worden gemaakt voor aansluiting op een warmtenet. Om wijken te verwarmen met behulp van oppervlaktewater is een centrale warmtekoudeopslag, warmtewisselaar en warmtepomp nodig. Bij thermische energie uit afvalwater wordt gebruik gemaakt van de warmte van rioolwater, warmte die vrijkomt bij de rioolwaterzuivering en warmte die vrijkomt bij rioolgemalen.“Als we uitgaan van middentemperatuur warmtenetten in combinatie met een acceptabel warmtepomprendement, kunnen alle woningen vanaf bouwjaar 1860 verwarmd worden”, vertelt de woordvoerder. “Daarnaast, en dat geldt voor alle vormen van verwarmen, is het altijd van belang goed te isoleren.”Lees ook: Warmtepomp op CO2 werkt ook voor minder goed geïsoleerde woningenBenodigde infrastructuurDe verwachting is dat TEO en TEA, of aquathermie, vooral in nieuwe projecten wordt toegepast, waarbij een optimale combinatie van warmtebron, warmtenet en afnemer wordt gezocht. “Dat hangt dus grotendeels af van de plannen”, zegt Noord-Holland. “De kosten zitten voor een groot deel in de infrastructuur en worden per project bepaald. Dit hangt sterk af van projectspecifieke kenmerken, zoals ligging van de leidingen en dichtheid van de bebouwing.”Om de beurt van gas afIn het Klimaatakkoord is afgesproken dat Nederland in 2050 aardgasvrij moet zijn. Momenteel werken gemeenten aan de Transitie Warmte. In dit plan, dat eind 2021 gepresenteerd wordt, staat welke wijken het eerste van het gas af gaan en in welk tempo een stad het gas vaarwel zegt. Warmte is één van de uitdagingen van een duurzame toekomst. Waar duurzame elektriciteit met wind en zon voorhanden is, geldt dat voor warmte niet; op dit moment is slechts 2,7 procent van de warmte afkomstig van een duurzame bron.Bron: Noord-Holland | Beeld: Adobe Stock