De Digital Toolbox is de werknaam van de TU Eindhoven voor onderzoek en ontwikkeling van verschillende digitale modellen die het pad wijzen naar de energietransitie. Met behulp van berekeningen en voorspellingen op basis van actuele data moet duidelijk worden welke investeringen in gebouwen, stedelijke infrastructuur en energienet nuttig en efficiënt zijn om in 2050 CO2-neutraal te kunnen wonen, werken en leven.
Het is een ongelooflijk grote en gecompliceerde klus die vol onzekerheden zit, beaamt Lisanne Havinga. Havinga trekt het project samen met enkele andere collega’s binnen het onlangs opgerichte Eindhoven Institute for Renewable Energy System (EIRES). “Het gaat om vaak nieuwe technologie waarvan nu nog niet bekend is of die het meest efficiënt is. Je ziet vaak dat die onzekerheid verlammend werkt. Dat mensen dan denken: ik wacht nog wel even tot duidelijk is wat de beste optie is. Maar dat moet je niet doen want dan kom je nergens. In de modellen nemen we daarom ook een berekening op van eventuele risico’s bij een investering in duurzame technologie. Zodat je weet wat het je dan kost en wat je eraan kunt doen.”
Alles loopt door elkaar
Op dit moment lopen verschillende organisaties elkaar eerder in de weg dan dat ze samenwerken aan een efficiënte energietransitie, zegt Havinga. “Een gemeente in Nederland waarvan ik de naam maar niet zal noemen, besloot om een wijk af te sluiten voor de toevoer van aardgas. Terwijl het energiebedrijf ongeveer tegelijkertijd besloot om de gasleiding daar te gaan vernieuwen.”
Dat is dus weggegooid geld. Ander voorbeeld van niet handig opereren is een gemeente die besloot na een gesprek met een boer om de gasleiding naar zijn boerderij in een buitengebied te laten liggen. “Terwijl de leidingen in een wijk in het centrum eruit gehaald moesten worden. Dat is niet efficiënt omdat de complexiteit van het weghalen van gasleidingen in een dichtbebouwd gebied groter is en het blijven gebruiken van een gasleiding naar een enkele boerderij buiten de bebouwde kom duur is.”
Model voor transitie van woonwijken
Om dit soort misrekeningen te voorkomen werkt Havinga aan een model waarmee gemeenten kunnen uittekenen wat de beste opties zijn voor het verduurzamen van wijken. Voor individuele huiseigenaren en woningcorporaties is er ook een model in de maak waarvan er een proefversie is die getest wordt in woonwijken in Eindhoven en Tilburg.
Buiten die gebieden test Havinga verduurzamingsmodellen in samenwerking met de gemeenten Delft, Utrecht en Amsterdam. Je hebt daar veel oude gebouwen waarbij rekening gehouden moet worden met de complexiteit van het pand. “Er zijn honderden van dat soort websites waarop je kunt kijken wat een goede manier is om je huis te verduurzamen”, zegt Havinga. “Alleen zijn die niet goed.”
Op dit moment doet elke gemeente dus maar wat, zo lijkt het. “Er zijn duizenden ambtenaren mee bezig bij 352 gemeenten voor ruim 3500 wijken. Die die zitten allemaal met hun handen in het haar omdat ze er geen verstand van hebben”, zegt Havinga. Maar ondertussen moeten ze wel voldoen aan de klimaatdoelstellingen van Parijs en in 2050 CO2-neutraal zijn. Als er over een aantal jaar een goed model beschikbaar is waar ze allemaal gebruik van kunnen maken, helpt dat gemeenten dus.
Waar plaats je windparken?
Buiten het verduurzamen van gebouwen is de energietransitie een enorme klus voor de netbeheerders en energieproducenten, zegt Havinga. Voor deze organisaties is het de vraag waar ze het net moeten verzwaren om piekhoeveelheden zonne- en windenergie door te kunnen geleiden. “Een van de problemen is dat zij daar weinig over te zeggen hebben. Besluiten over de locaties van zonne-en windparken nemen de lagere overheden. Terwijl netbeheerders er wel een belang bij hebben. Zij willen die energieparken het liefst bij elkaar zetten omdat je dan maar op een tracé leidingen hoeft aan te leggen.” Dat is efficiënter. Dat spreekt voor zich. Maar zo gaat het nu dus niet.
Aan al die verschillende modellen die EIRES ontwikkelt, werken tientallen onderzoekers van vijf faculteiten van de TU/e mee, zegt Havinga. Het gaat om de faculteiten elektrotechniek, werktuigbouwkunde, industrieel ontwerpen, bouwkunde en industrial engineering & innovation sciences. Mobiliteit (belangrijk in de energietransitie vanwege de overgang op emissieloos, elektrisch vervoer en de daarbij behorende noodzakelijke laadcapaciteit) valt onder werktuigbouwkunde en bouwkunde.
De bedoeling is dat de verschillende modellen (waarvan er sommige op macro- en andere op microniveau functioneren) gaan samenwerken. Zo moet het Nederlandse energiesysteem geïntegreerd CO2-neutraal worden.
Oplossingen voor bottlenecks
Daarbij werkt EIRES samen met het Eindhoven Artificial Intelligence Systems Institute (EAISI), energiebedrijven en de industrie die apparaten maakt voor duurzame energieopwekking en opslag van energie. De bedoeling is dat deze de benodigde apparatuur steeds verbeteren en aanpassen aan de omstandigheden en situaties waarin ze het beste functioneren. Ook dat blijkt uit modellen voor omgevingen waarin ze gebruikt worden. De modellen moeten ook duidelijk maken wat niet goed loopt. “Daar kunnen dan oplossingen voor ontwikkeld worden”, aldus Havinga. “Het kan gaan om nieuwe technologie maar ook om subsidie om een stimulans te geven.”
De Digital Toolbox is een van de vier iconische projecten van het Eindhoven Institute for Renewable Energy Systems (EIRES). EIRES is in 2020 opgericht door de TU/e. Andere projecten zijn de ontwikkeling van een zoutbatterij om duurzaam opgewekte warmte op te slaan, metal fuel en de ontwikkeling van goedkope electrolyzers.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
