Jaime Donata 22 juni 2020, 15:20

Energietransitie wordt makkelijker dankzij nieuw rekenmodel uit Nederland

De energietransitie vraagt om flexibele infrastructuur, om het aanbod van zon en wind af te stemmen op de vraag. Maar om tot deze flexibele infrastructuur te komen, waar ook het omzetten van energie en het opslaan een belangrijke rol spelen, moet je de data data uit verschillende rekenmodellen goed kunnen vergelijken. Dat is nu nog erg lastig, maar een nieuw systeem moet uitkomst bieden.

Adobestock 305648031

Overheden, netbeheerders, bouwbedrijven en woningcorporaties staan voor grote beslissingen als het gaat om het duurzame energievraagstuk. Willen we een correct beeld schetsen van het huidige energiegebruik en goede prognoses maken voor het combineren de duurzame energiebronnen in een robuust energienetwerk, dan is het nodig dat om verschillende energiedata goed met elkaar te vergelijken.

En dat vergelijken is niet altijd gemakkelijk, want duurzame energieopwek en -gebruik is over een etmaal en over de seizoenen niet in balans. Verschillende soorten energienetwerken bebruiken vaak verschillende energierekenmodellen, waardoor het bijvoorbeeld lastig is om de mogelijkheden van energieconversie van de éne energiedrager (elektriciteit) naar de andere (gas of warmte) door te rekenen.

Lees ook: Met een oplossing voor energieopslag los je het klimaatprobleem ook meteen op

Om dit probleem op te lossen wexperimenteert TNO samen met anderen met een digitale oplossing om drie veelgebruikte energierekenmodellen op een slimme manier aan elkaar te koppelen. De rekenmodellen doen allemaal iets anders: het ETM richt zich op de mix van energiebronnen, VESTA richt zich op de alternatieven voor aardgas in de wijken en buurten, en PICO richt zich op het ruimtelijke vraagstuk; waar kunnen we al die opwek-installaties voor zon en wind kwijt?

Gasunie, TenneT en lokale partijen zullen meer data moeten delen

Verschillende wensen

Quintel, Geodan, Object Vision, TNO, Ekwadraat en Balance werken sinds 2019 samen in een consortium om een slimme interface te ontwikkelen waarmee data uit verschillende rekenmodellen met elkaar gecombineerd kan worden. Dit systeem, dat MONDAINE Suite heet, moet beleidsmakers van de toekomst helpen om duurzame energie goed in te zetten.

Andries Metz is als Consultant Energietransitie vanuit Ekwadraat betrokken bij het ontwikkelen van MONDAINE Suite en weet ook waar we vandaan komen: “In Nederland wordt al tijden gewerkt met verschillende rekenmodellen. Dat is zo gegroeid omdat er van oudsher veel data beschikbaar is uit ons betrouwbare netwerk, dat op fossiele brandstof draait."

Lees ook: Brabant investeert in energieopslag in steen

"Maar alle stakeholders in de energiewereld zijn op zoek naar andere uitkomsten. Energieproducten willen graag weten waar en hoe klanten energie verbruiken, terwijl netbeheerders willen weten waar de opwek en het verbruik zit, zodat ze hun netwerk daarop kunnen voorbereiden. Gemeenten zijn vooral geïnteresseerd in welke impact de energietransitie heeft op de ruimte en wat het de maatschappij gaat kosten. Vanuit die vragen maakten de partijen ook de verschillende rekenmodellen.”

Drie pilots

De modellen werken alle drie op een andere manier waardoor uitkomsten moeilijk met elkaar te vergelijken zijn. Metz: “Omdat MONDAINE Suite de verschillende uitkomsten van verschillende rekenmodellen omzet in een gezamenlijke taal, kunnen we verschillende data nu beter gebruiken voor het maken van gemeentelijk beleid of netbeheerderplannen.”

Als we de rekenmodellen aan elkaar kunnen koppelen, hebben we de wereld echt iets te bieden

Het nieuwe systeem wordt op dit moment getoetst en verbeterd in drie pilots in Amsterdam, Hengelo en de Gooi- en Vechtstreek. In Amsterdam richt de pilot zich op de energievraag van een nog te ontwikkelen wijk: welke soorten energie halen we waar vandaan? In Hengelo kijken we naar het plannen van beleid rondom duurzame elektriciteit: als ik vandaag begin met de bouw van twee windmolens, wat voor effect heeft dat op mijn energiemix in 2030? In de Gooi- en Vechtstreek kijken de vijf partijen naar manieren om de energieplannen van verschillende gemeenten slim bij elkaar aan te sluiten.

Integraal kijken naar energietransitie

Kees van Daalen, Strategisch adviseur Energie bij netbeheerder Enexis, is enthousiast over het MONDAINE project: “Ik denk dat het heel hard nodig is om in Nederland meer integraal te gaan kijken naar onze energievoorziening. Hoe gaan we ons elektriciteitsnet op een slimme manier gebruiken, bijvoorbeeld door de elektriciteitsvraag en -aanbod beter op elkaar af te stemmen en koppelingen maken met nieuwe warmtenetten en bestaande gasinfrastructuren?"

Lees ook: Hoe staat het er in Nederland voor met de energietransitie?

TenneT is nu verantwoordelijk voor de balans op het hoofdspanningsnet en Gasunie beheert het landelijk hogedruk-gasnetwerk. Alle producenten moeten aan deze partijen melden wat ze gaan leveren en wanneer. Maar in een duurzaam energiesysteem, waarin de verschillende energie-infrastructuren onderling gaan samenwerken, moeten TenneT en Gasunie steeds meer data uitwisselen. Ook met partijen die de nieuwe warmtenetten gaan aanleggen, die ervoor zorgen dat we straks geen aardgas meer nodig hebben voor verwarming. "MONDAINE maakt het gemakkelijker om deze verschillende soorten energiedata te koppelen,” denkt van Daalen.

Betaalbaarheid van energie

Van Daalen denkt – en hoopt – dat een meer integrale blik kan voorkomen dat we op specifieke onderdelen van ons energiesysteem gaan optimaliseren en onvoldoende rekening houden met de ruimtelijke impact en betaalbaarheid van bepaalde keuzen op lange termijn. Bij de transitie naar duurzame energie komt volgens Van Daalen meer kijken dan alleen het bouwen van opwek-installaties, zoals windmolen- of zonneparken.

“Het eenzijdig inzetten op meer duurzame opwek middels de bekende SDE-subsidie, zonder geografische analyse rondom de te plaatsen windturbines en zonnevelden, heeft in het verleden tot suboptimale en dure aansluitingen op het elektriciteitsnet gezorgd. Je moet heel goed weten hoeveel energie je wanneer opwekt en wat je daar vervolgens mee kan doen op welke plek. Wil je windenergie omzetten in gas of warmte, dan moet je ook nadenken over waar je dat gas vervolgens kostenefficiënt kunt opslaan, of waar je warmte lokaal in de directe omgeving kwijt kunt. Er wordt nu vaak nog te monodisciplinair naar dit energievraagstukken gekeken.”

MONDAINE moet allerlei energiebedrijven helpen om integraal te kijken naar verschillende soorten energie-data, zodat slimmer kan worden omgegaan met energieconversie en energiebuffers in relatie tot de verschillende bestaande, nieuwe en uit te breiden energie-netwerken. Van Daalen: “Als we in Nederland een goede koppeling weten te maken tussen de verschillende energie-rekenmodellen die er nu zijn, dan hebben de wereld hier echt iets in te bieden.”

Lees ook: De 'quick-win'-mogelijkheden van de energietransitie

Bron: MONDAINE | Beeld: Adobe Stock

Vliegtuig met gerecyclede materialen, is dat de toekomst?

Saxion en GKN maakten samen de toegangspanelen voor een rotorcraft, een soort helikopter met twee verticale propellors. Deze panelen zijn gemaakt van koolstofvezelcomposiet. Het toegangspaneel kost dankzij hergebruik maar een derde van een nieuw paneel, en de productie levert 80 procent minder CO2 op. Die grote besparing komt doordat de hogeschool een slim proces bedacht waarin de koolstofvezels hergebruikt kunnen worden. De productie van ‘vers’ koolstofvezel kost veel energie, en na productie moet de deurvorm uit het materiaal gesneden worden. De snijresten die overblijven, waren tot nu toe slecht te gebruiken.De Hogeschool maakte met GKN een systeem voor het recycleproces, en maakte de productie van onderdelen daarmee ook nog veel efficiënter; de milieu- en geldbesparing komen net zozeer door die efficiëntie als door het hergebruik. Gerecycled vliegtuigMaar door de stukjes te verhakselen tot snippers van een paar centimeter groot, en ze vervolgens te versmelten,  ontstaat een nieuw materiaal. “De continuvezel van vers composiet is nodig voor dragende structuren, zoals vliegtuigvleugels. Maar met vezels van een paar centimeter heb je nog steeds veel van de ideale eigenschappen, en die kan je gebruiken op allerlei plekken in een vliegtuig”, legt Ferrie van Hattum, Lector Lichtgewicht Construeren van hogeschool Saxion uit. “Kijk maar eens naar een vliegtuigromp: daar zitten een heleboel klepjes op. Die kan je in principe allemaal maken van het gerecyclede materiaal.”Koolstofvezelcompositeit wordt steeds populairder in de luchtvaart; het vervangt op veel plekken aliminium. “Ieder jaar bestaat een vliegtuig voor een groter deel uit composiet. Maar daardoor ontstaat ook meer afval, en daar was nog geen oplossing voor. Tot nu.”Lees ook: Vliegen op duurzame kerosine wordt mogelijkImpact makenDoor samen te werken met GKN konden de onderzoekers van Saxion het product bovendien snel toepassen in het rotorcraft. Nu het daar blijkt te werken, kan het materiaal mogelijk ook elders worden toegepast. “Dit project begon 3,5 jaar geleden als een wild idee, en nu hebben we het echt gebruikt bij een vliegtuig. Dat is voor de luchtvaart, waar procedures voor nieuwe materialen lang duren, heel snel. Dankzij GKN konden we impact hebben met ons onderzoek.”Een bijkomend voordeel van de recycletechniek is dat het materiaal vloeibaar is, en dus gegoten kan worden in allerlei specifieke vormen. Door de vorm slim te kiezen kan je met minder materiaal toch zorgen dat onderdelen sterk genoeg zijn. “We bespaarden bij de deuren bijvoorbeeld 9 procent gewicht. Dat is wel bijzonder. En in de luchtvaart wil men graag gewicht besparen, want hoe lichter je vliegtuig, hoe minder brandstof er nodig is.”Kerosine is de grote vervuilerDaarmee maakt de luchtvaart dus op meerdere manieren milieuwinst: er is minder nieuw materiaal nodig, en er is in theorie minder brandstof nodig. Toch is het materiaal van een vliegtuig niet de grootste vervuiling die de luchtvaart oplevert; die is voor rekening van de kerosine die de sector nodig heeft om vliegtuigen in de lucht te houden.Lees ook: Nederland moet vooroplopen met duurzame luchtvaartBron: Saxion | Beeld: Adobe Stock/Saxion/GKN Aerospace