Hoe kunnen we ons gasverbruik zoveel mogelijk binnen de perken houden? Het is een vraag die Nederland al bezighoudt sinds de start van de oorlog in Oekraïne. Naast de voor de hand liggende manieren, zoals het isoleren van woningen, bestaan er ook innovatieve, data-gedreven oplossingen: een zelflerend kantoorgebouw dat rekening houdt met de buitentemperatuur, of een AI-gestuurde hybride warmtepomp die de cv-ketel alleen inschakelt bij hoge nood.
Nederland wil af van het Russische gas. Maar dat is makkelijker gezegd dan gedaan. We importeren jaarlijks zo’n 11 miljard euro aan olie uit Rusland naar de Rotterdamse haven. Innovatieve technieken om het gasverbruik te verminderen zijn dan ook meer dan welkom. De datagedreven oplossingen van onderzoeksorganisatie TNO en start-up Quatt vormen potentieel een onderdeel van de oplossing.
Kantoorgebouw bevordert energiebesparing
TNO werkt al 20 jaar aan gebouwmodellen die inzicht geven in het energieverbruik: inzichten die vandaag de dag goed van pas komen. In 2017 ontwikkelde TNO in samenwerking met energiebedrijf Eneco een zogenaamd zelflerend kantoorgebouw. Een gebouw dat op basis van een wiskundig model en kunstmatige intelligentie inzichten en adviezen geeft in het energieverbruik. Het model werkt met sensoren en gegevens van het gebouw en verzamelt dagelijks data over energieprestaties van de installaties in het gebouw en de weerscondities. Uiteindelijk worden de gebouwen die gebruikmaken van het systeem niet alleen energieneutraal, maar leveren zelfs energie op.
“Datagedreven gebouwen kunnen een enorm grote energiereductie bewerkstelligen”, zegt Huub Keizers, MT-lid van het BTIC en coördinator van de werkgroep Gebouwde omgeving binnen de Nederlandse AI coalitie. “We hebben aangetoond dat het systeem 20 tot 25 procent energie kan besparen, onder andere door niet te koelen wanneer er wordt verwarmd en door rekening te houden met de weerscondities.” Het AI-model werd in de praktijk getoetst in een aantal kantoorgebouwen, waaronder in het hoofdkantoor van Eneco. “Over de jaren heen wordt het systeem steeds slimmer, waardoor je steeds meer energie kunt besparen.”
Inmiddels is het project afgerond. Vorig jaar startte de TU Delft, onder andere in samenwerking met TNO met een nieuw project: Brains for buildings. “Het is een mooi vervolg. Met 40 partners wordt ervoor gezorgd dat we met modellen en methodes een lager energieverbruik kunnen waarborgen.” Een van de thema’s is het bereiken van energiepositiviteit. Ook houdt het project zich bezig met het integreren van zonnecellen in bouwelementen zoals muren, bakstenen, bestrating, coatings, dakbedekking en akoestische schermen.
Voorspellen
Het mooie van deze datagedreven oplossingen is dat ze ook voorspellingen kunnen doen over de toekomst bij aanpassingen aan een kantoorruimte of woning, ideaal voor tijden waarin er op het gasverbruik gelet moet worden, gaat Keizers verder. “Wat gaat de impact zijn van nieuwe beglazing? En wat gebeurt er met de stookkosten als je gaat isoleren? Modellen kunnen helpen om de beste keuze te maken, op basis van persoonlijke omstandigheden. Zo kan je bijvoorbeeld inzicht krijgen in je energieverbruik wanneer het gezin wordt uitgebreid, en vervolgens daarop inspelen.”
Het is komende jaren noodzaak om innovatieve, datagedreven oplossingen breder bekend te maken en zo snel mogelijk toe te passen in de samenleving, pleit Keizers. “Helaas is de gasprijs torenhoog. Maar wat je tegelijkertijd ziet is dat de terugverdientijd van innovatieve oplossingen in crisistijden juist wordt verkort. De kosten ervan zullen langzaamaan omlaag gaan.”
Een slimme hybride pomp
Voor veel Nederlanders is het nog niet realistisch om op korte termijn radicaal van het gas af te stappen. Daar zijn de investeringskosten simpelweg te hoog voor. Het kost gemiddeld 4000 tot 20.000 euro om een woning gasvrij te maken. Quatt denkt daarvoor de oplossing te hebben. Want de op kunstmatige intelligentie gebaseerde hybride warmtepomp biedt, met na aftrek van subsidie met een prijs van 1599 euro, een betaalbare uitkomst om het gasverbruik te verlagen. In het hybride systeem werkt een pomp samen met een nog bestaande cv-ketel. Op basis van een AI-gestuurd systeem wordt er alleen een beroep gedaan op de cv-ketel wanneer echt noodzakelijk.
“Voordat de oorlog begon hadden we het hele concept al ontwikkeld, maar we hebben afgelopen tijd zeker een versnelling doorgemaakt”, zegt Bas Flipse, COO & co-founder van het bedrijf. Quatt -de start-up bestaat pas acht maanden- wist afgelopen maanden al meer dan 1000 pre-orders binnen te halen.
Zelflerende software
Hybride warmtepompen zijn al lange tijd te verkrijgen op de markt, maar het vernieuwende aan de AI-gestuurde pomp is de precisie waarmee het te werk gaat. Dat zorgt op den duur voor een forse vermindering van het gasverbruik. “Bij een reguliere hybride pomp stelt de monteur in wanneer de warmtepomp aanslaat en wanneer de cv-ketel zijn werk moet doen. Het gebeurt op basis van ervaring en ‘fingerspitzengefühl’”, legt Flipse uit. “Onze pomp, daarentegen, beschikt over zelflerende software en kan voorspellend regelen. De algoritmes berekenen hoe je het goedkoopst kan verwarmen, maar je kan hem ook dusdanig instellen dat je zo min mogelijk gas verbruikt. Het model houdt daarbij rekening met de weersverwachting en leert hoe snel het in huis gaat afkoelen, bijvoorbeeld als de zon verdwijnt of de warmtepomp wordt uitgeschakeld.”
Voor wie de hybride pomp aanschaft, maar uiteindelijk toch helemaal van het gas af wil, niet getreurd: “We werken met modules. Wanneer je de tweede, nog te ontwikkelen, module ook aanschaft, beschik je over voldoende vermogen én de juiste watertemperatuur om je cv-ketel in zijn geheel te vervangen.”
Iets kunnen betekenen
In oktober zullen de eerste pompen geïnstalleerd worden in de huizen van consumenten. “Dan kunnen we ons dus echt gaan inzetten voor de energietransitie. De markt van de warmtepompen is best traditioneel en weinig innoverend. Ik ben blij dat we met onze pompen op korte termijn al iets kunnen betekenen.”
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
