Nieuwsbrief
Duurzaambouwen t o e pa s s i n g e n
m e t
a a n d a c h t
v o o r
m e n s
e n
m i l i e u
HET DRAAIT OM ENERGIE Jaargang
10,
november
2007
We doen het helemaal fout. We geloven in dingen die niet bestaan.
Wieringa schrijft het niet, maar Joe houdt van energie met een hoge
U denkt: Sinterklaas, God misschien, de wereld vergaat, of Nederland
exergetische waarde...
wint het WK voetbal, maar ik heb het over iets veel allerdaagser. De overheid, en bijna iedereen met haar, praat nog steeds over energie-
De kachel is inderdaad een goed voorbeeld van hoe het misgaat. We
besparing en energie-efficiency... Hebben ze op de middelbare school
verbranden aardgas, onze hoogwaardigste vorm van fossiele energie,
dan helemaal niet opgelet? Ik zeg “wet van behoud van energie”; wat
en gebruiken de vlam van twaalfhonderd graden om onze gebouwen
gaat er dan door me heen? Deze Eerste Wet van de Thermodynamica
op twintig graden te brengen. Het energetisch rendement van een
(met hoofdletters, ja) stelt dat energie-efficiency niet bestaat! Als de
HR-ketel mag dan 95% zijn, rekenend met het temperatuurverlies
regering tot doel heeft om in tien jaar tijd 20% energie te besparen,
ligt het exergetisch rendement rond de 10%. Het beetje aardgas dat
geef ik u op een briefje dat ze jammerlijk zal falen. Het is namelijk
we nog hebben kan veel hoogwaardiger worden gebruikt, in zware
fysisch onmogelijk!
industrie bijvoorbeeld. En voor onze huisverwarming volstaat de restwarmte uit industrie, kassen of kantoren, die we nu niet-aflatend
Echter, zegt ‘entropie’ u nog wat? Processen ontwikkelen zich volgens
uitstoten in lucht, water en bodem. CO2 zorgt voor een deken om de
Tweede Wet van de Thermodynamica naar toenemende entropie.
aarde, maar wat te denken van de afvalwarmte die ertegenaan blijft
Dus: energie blijft gelijk maar entropie neemt toe. Dan moet er wel
hangen?
iets afnemen... Tja, en dat is nou exergie, met een X dus. Er bestaan vele definities van exergie, maar laat ik het beschrijven als het kwaliteitsdeel
Kortom, we moeten allemaal low-ex doen. U denkt: een depressieve
van energie, het deel waarmee je arbeid kunt verrichten. Entropie is
oude vlam, een botte bijl misschien, of een belabberde X-factor, maar
afvalenergie; daar kun je niets mee. Schrijver Tommy Wieringa heeft
ik bedoel het nieuwe energiedieet. Lage-temperatuurverwarming,
dit door. In ‘Joe Speedboot’ (lees dat boek!) doceert de gelijknamige
hoge-temperatuurkoeling, maar ook de overgang van parallel- naar
hoofdpersoon aan Fransje de armdrukker:“Warmte is de laagste vorm
serieschakeling: niet elke functie krijgt fossiele input, maar vormt een
van energie (...) Iemand die zweet zet beweging om in warmte, net als
onderdeel in een warmtecascade. Dat vergt nogal een omschakeling in
een kachel dat doet met brandstof. En warmte is verlies.” Vervolgens
energiesysteem en ruimte. Laten we alvast beginnen met de correcte
laat Joe zijn afkeer merken van het menselijke verlangen naar die
terminologie. Spread the X-word!
laagwaardige warmte.
Andy van den Dobbelsteen
Wat is exergie? Sabine Jansen, pagina 4
Minewater project Elianne Demollin, pagina 10
The 11th hour
Stadsverwarming Bram Entrop & Jos Brouwers, pagina 6
Energie-autarkische regio’s Sven Stremke, pagina 12
Wereldkans Andy van den Dobbelsteen, pagina 18
Low-exergy Delfzijl Anne-Lorène Vernay, pagina 8
ReEnergize South Limburg Sven Stremke, pagina 14
Andy van den Dobbelsteen, pagina 16
4
nummer
Energie-autarkische regio’s procesdenken ontmoet ruimtelijke verbeelding
Sven Stremke Wat zijn de ruimtelijke kansen om energie-efficiëntie te verbeteren en tegelijkertijd vernieuwbare technologieën te implementeren op een grote schaal? Natuurlijke systemen bieden een aantal veelbelovende concepten die te maken hebben met afnemende bronnen en toenemende strijd om energie.Wanneer deze ecologische kennis architectonische verbeelding ontmoet, ontstaan nieuwe kansen. De landschappelijke benadering biedt strategieën en principes voor het ontwerp van duurzame energielandschappen, een evolutie naar autarkische regio’s die in hun eigen energiebehoeften voorzien zonder biodiversiteit, voedselproductie of esthetische landschapsbeleving aan te tasten. Dit artikel is gekoppeld aan het volgende.
Nederlandse olie-import: belangrijkste import landen [CBS, 2005] Rusland
28%
Saudi-Arabië
20%
Noorwegen
11%
Groot-Britannië
7,5%
Nigeria
3%
Algerije
5%
Iran
4%
Venezuela
1,5%
Libië
1%
Gabon
1%
Egypte
1%
Call for action Ontwerpers, architecten en planners moeten de vergaande veranderingen in verband met uitputting van grondstoffen onder ogen zien en daarop beginnen te anticiperen. Wat als we actie ondernemen en actief deelnemen in de transitie van een maatschappij die loopt op fossiele energie naar een duurzamer maatschappij?
Tegenwoordig importeert Nederland meer dan 60% van
Energie als grondgebruik dat in land-
zijn energie. Meer dan 95% van de totale energievoor-
schappen wordt weerspiegeld
ziening is gebaseerd op fossiele bronnen waarmee grote
Hoewel we bewust zijn van de spanning die onze leefstijl
hoeveelheden broeikasgassen worden uitgestoot [CBS,
zet op het milieu, is de mens pas recent begonnen om
2003]. Deze situatie is niet duurzaam, noch economisch,
het buitensporige gebruik van fossiele brandstoffen
noch ecologisch. Blijkbaar wordt energie ingevoerd om
te heroverwegen. De voortgaande exploitatie van
de toenemende vraag op te vangen. Echter, deze invoer
niet-vernieuwbare energiebronnen resulteert in een
van energie vergroot de afhankelijkheid van buitenlandse
kostenoverdracht naar het milieu (de vorming van
economieën (zie de tabel). Bovendien heeft een wijde
entropie) en naar toekomstige generaties (grondstof-
reeks van wetenschappelijke studies een significante
schaarste). Bovendien weerhield de relatief eenvoudige
correlatie aangetoond tussen excessieve verbranding van
toegang tot goedkope fossiele brandstoffen gedurende
fossiele brandstoffen en opwarming van de aarde, dat tot
de afgelopen twee eeuwen reeds aanwezige vernieuw-
verandering van klimaat en neerslagpatronen en tot een
bare technologieën; we hebben allemaal al wel eens het
stijgende zeespiegel leidt.
windmolenlandschap van Kinderdijk of de Zaanse Schans bezocht. Industrialisatie (en moderniteit) veroorzaakte
Energietransitie en ruimtelijk ontwerp
een anthropogene grootschalige transformatie van wat
We zullen dus verscheidene problemen tegenkomen
tot dan min of meer natuurlijke of zelfvoorzienende
in de 21e eeuw, en terwijl wetenschappers nog steeds
landschappen waren. De meeste van de tegenwoordige
de mate van zeespiegelstijging betwisten, wordt een
landschappen in Nederland kunnen worden afgebeeld
andere uitdaging volkomen helder. Kooldioxide-emissies
als ‘fossiele’ of ‘geïndustrialiseerde’ landschappen met
moeten worden geminimaliseerd en resterende voor-
een hoge energie-invoer en hoge entropie-uitvoer voor
raden fossiele energie zo lang mogelijk behouden. De
voedsel- en vezelproductie, infrastructuur, woningbouw,
benodigde paradigmaverschuiving van een economie op
landschapsonderhoud en -herstel. Er is een neiging om
fossiele brandstoffen naar een maatschappij gebaseerd
naar onze omgeving te verwijzen als culturele of recrea-
op duurzame energie vereist slimme oplossingen en
tielandschappen, maar de meeste huidige landschappen
verantwoorde beslissingen, vooral door professionals die
zijn simpelweg (niet-duurzame) energielandschappen.
bezig zijn met de gebouwde en omgebouwde omgeving.
Men kan niet alleen sporen vinden van grondstofwin-
Duurzaam denken moet een verplichte factor worden
ning (bijvoorbeeld veenlandschappen), maar vooral, en
bij het ontwerp van de menselijke omgeving. Daardoor
veel zichtbaarder, sporen van excessief energiegebruik:
kunnen ruimtelijke ontwerpdisciplines relevant blijven
massieve snelwegen, hoogspanningsleidingen en
en hun verantwoordelijkheid nemen voor plaatsen
grootschalige monoculturen, om slechts een paar overal
elders, evenals voor toekomstige generaties. Aangezien
aanwezige elementen van industriële landschappen
energieopwekking, -omzetting, -opslag en –gebruik beïn-
te noemen. Ik wil voorstellen om een kritische blik te
vloed wordt door en zich manifesteert in de omgeving,
werpen op het landschap waar we vandaag in leven
kan energiebewust ontwerpen de transitie naar meer
voordat we gaan onderhandelen over de ene of andere
zelfvoorzienende en opbloeiende systemen faciliteren.
maatregel voor energietransitie en de consequenties die daaraan verbonden zijn. Discussiëren over een duurzame energietransitie is, bovenal, het in evenwicht brengen van energielevering met ander grondgebruik, zoals de voedselproductie, afvalbehandeling, behoud van biodiversiteit en huisvesting.
Nieuwsbrief
Duurzaambouwen 12
Dipl.Ing. S. (Sven) Stremke M.A. is landschapsarchitect en onderzoeker bij de leerstoel Landschapsarchitectuur van Wageningen University and Research. Hij is promovendus in het EOS-onderzoeksproject Synergie van Regionale Planning en Exergie (SREX).
Hypotheses (I) Klimaatverandering en uitputting van fossiele energiebronnen vereisen een nieuw paradigma dat bestaande ruimtelijke ontwerpprincipes zal vervangen. (II) De landschapsbenadering koppelt procesdenken Links: (Niet-duurzaam) energiebronlandschap: open kolenmijn bij Keulen, Duitsland [Claire Oude Aarninkhof, WUR]
aan ruimtelijke verbeelding
Rechts: (Niet-duurzaam) energieafvoerlandschap: zicht op Heerlen vanaf de N281 [Pieter Foré, WUR]
en kan daarmee bijdragen aan de nodige duurzame energietransitie.
Energie als eerste vereiste voor evolutie
Aan het begin van de 21e eeuw zijn we nu in de geluk-
Het onderzoeken van de overeenkomsten tussen
kige positie dat we niet alleen leren over ecologische
menselijke energiesystemen en ecologische systemen
systemen, maar ook van natuurlijke processen en de
vertegenwoordigt vooral een fundamentele studie van
ruimtelijke organisatie van ecosystemen om zich aan
menselijke ecologische systemen. Het is belangrijk om
te passen aan de gebouwde omgeving. In de stad
het feit te benadrukken dat ecologie één van de meest
Kalundborg bijvoorbeeld zijn bestaande complexe
relevante natuurlijke wetenschappen is voor het pad naar
materiaalcycli en energiecascadering uitgebreid bestu-
een duurzamer economie. Alleen als we de complexiteit
deerd. De zeer efficiënte en duurzame energiestromen
van menselijke ecosystemen, onze gebouwde omgeving,
en materiaalkringlopen van de stad hebben zich, deels
kunnen ontwarren, kunnen we natuurlijke strategieën
door toeval, over meer dan twintig jaar tijd ontwikkeld
toepassen die met grondstofschaarste te maken hebben,
en men kan betwisten in welke mate ecologische kennis
Landschapsbenadering om
levenscondities veranderen en spanning verhogen.
heeft bijgedragen aan hun ontwikkeling. Vandaar dat een
bodemverontreiniging te
Ecologie is niet alleen relevant omdat het een weten-
aantal overeenkomsten tussen dit menselijke ecosysteem
verminderen in het Fresh Kills
schap is die met het milieu, energie en grondstoffen te
en natuurlijke systemen kan worden onderscheiden. Het
reservaat, Staten Island, New York
maken heeft, maar ook vanwege de integrerende en
succesvolle bestaan van wat in plaatsen als Kalundborg
[James Corner, Field Operations]
regenererende aanpak, weerspiegeld in ‘systeemdenken’
industriële ecologie is gaan heten staat ons
en ‘procesordening’. Door een langetermijnevolutie
toe om optimistisch te blijven en om
heeft de natuur zeer efficiënte processen ontworpen die
ecologische concepten verder te
energiestromen en materiaalcycli integreren (bijvoor-
ontwikkelen voor toepassing in
beeld fotosynthese). Aangezien ecologische systemen
de menselijke gebouwde
zelforganiserende en intelligente systemen zijn, kunnen
omgeving.
juist de processen die plaatsvinden in een ecosysteem een startpunt bieden, danwel een blauwdruk voor een duurzamere menselijke omgeving. Landschapsbenadering van energie-
Verticale lagen van processen in het landschap [Martijn Slob, WUR]
transitie
Sinds het ontwaken van de twintigste eeuw hebben ecologen natuurlijke concepten gedefinieerd op basis van hun langertermijnonderzoeken. Ze hebben een grote massa aan wetenschappelijke kennis gegenereerd, een uitgebreide lijst van ecologische concepten die de relatie tussen organismen (of populaties) met hun omgeving beschrijven.
De website van SREX, over synergie tussen ruimtelijke planning en duurzame energietransitie op de regionale schaal: www.exergieplanning.nl.
Nieuwsbrief
Duurzaambouwen 13
Re-Energize South Limburg landschapsbenadering van energietransitie
Sven Stremke Case studies en literatuuronderzoek hebben aangetoond dat ecologische concepten zoals bioritme en wederkerigheid succesvol zijn toegepast in ruimtelijke planning. Tijddelen, functielagen en het realiseren van recyclingsystemen zijn slechts enkele voorbeelden met directe of indirecte consequenties voor de ruimtelijke compositie van de gebouwde omgeving. Als een eerste stap hebben we een aantal relevante ecologische concepten toegepast in een case study ontwerp van de regio Zuid-Limburg. In samenwerking met een groep masterstudenten van het programma Landschapsarchitectuur aan de Universiteit van Wageningen hebben we paden weergegeven naar een energietransitie in het zuiden van Nederland.
Onderzoeksvragen van het regionale atelier ZuidLimburg • Hoe kunnen we bestaande energiestromen en materiaalkringlopen optimaliseren? • In welke mate kunnen we duurzame energie opwekken in de region? • Hoe zal een duurzame energietransitie het landschap beïnvloeden?
Duurzame energielandschappen
Er kunnen twee verschillende concepten worden onderscheiden in de discussie over energietransitie. Ten eerste, alle soorten van energie gebaseerd op vernieuwbare bronnen werden besproken in de wetenschappelijke gemeenschap en het bredere publiek. Alleen met het groeiende bewustzijn van een sociaal eerlijk, milieuvriendelijke en economisch haalbare toekomst is de aandacht verschoven naar duurzame energiebronnen. Dit valt voornamelijk te wijten aan het feit dat sommige vernieuwbare technologieën, hoewel ze broeikasgassen verminderen, het milieu en ook mensen schaden. Men kan de Three Gorges Dam noemen, een massief waterreservoir in China waarvan de bouw hele steden met miljoenen inwoners heeft doen verplaatsen. Lerend van het verleden moeten we niet alleen streven naar een maximalisatie van de energieopbrengst, maar ook proberen om het evenwicht te bewaren tussen energieopwekking en andere milieufuncties, zoals voedselproductie, recreatie en behoud van biodiversiteit. Dit is wat wordt bedoeld met duurzame energielandschappen. We zijn overtuigd dat een grote hoeveelheid energie kan worden opgewekt op vernieuwbare wijze zonder daarmee ander grondgebruik, biodiversiteit of landschapsbeleving aan te tasten. Volgens ecologische theorieën wordt de capaciteit van duurzame energieoogst beïnvloed door de geografische ligging, het klimaat en de geologie, en daardoor beperkt. Deze kennis onderstreept alleen de dringende behoefte van toenemende energie-efficiëntie terwijl we steeds meer concurreren met andere landen voor de resterende niet-vernieuwbare bronnen op aarde. De nieuwe generatie duurzame energielandschappen produceert en slaat energie niet alleen op maar verbetert ook de energie-efficiëntie door geavanceerde technologische en ecologische middelen. Materiaalkringlopen, energiecascadering en tweede-generatie biomassaproduction zijn voorbeelden van de vele waardevolle benaderingen die worden onderzocht op hun ruimtelijke consequenties. Het ontwerpen van duurzame energielandschappen is om een omgeving te verbeelden die energie opwekt, opslaat, cascadeert en bespaart door middel van geavanceerde ruimtelijke planning en verbeterd landgebruik zonder andere cruciale functies en diensten te belemmeren. Landschapsstrategieën voor Zuid-Limburg
Zuid Limburg heeft als regio een sterke historie als energieleverancier van de rest van Nederland. Echter, met het sluiten van de kolenmijnen in de vroege jaren zestig verloor de regio niet alleen duizenden banen maar werd hij ook afhankelijk van energie-import vanuit Noord-Nederland en het buitenland. Op dit moment komt ongeveer 98% (!) van de energie van buiten de regio. In januari 2007 nodigden we een groep van internationale masterstudenten uit om met ons een duurzamere toekomst voor deze unieke regio in het zuiden van het land te verbeelden. Onze drijfveren waren de Landschapsstrategie: wederzijdse relatie tussen boeren en de stad, waarbij energie wordt verkregen uit vergisting van mest en reststoffen van nabije landbouw [Kees Neven, WUR]
uitputting van fossiele energiebronnen, waarmee CO2-emissie wordt vergroot, evenals de al genoemde afhankelijkheid van energie-import en het economische tekort van de regio. Onze opdracht was om duurzame energielandschappen te ontwerpen die de regionale zelfvoorziening van Zuid-Limburg zouden vergroten. Het werkveld omvatte verscheidene te onderzoeken energiegerelateerde aspecten, zoals energiebesparing, assimilatie, opslag, transport, verbruik en hergebruik van energie, evenals de verkenning van toegevoegde waarden van een duurzame energietransitie. Gedurende een periode van vier maanden bezochten de deelnemers het gebied, hielden interviews en ontmoetten een groot aantal vertegenwoordigers van regionale initiatieven zoals het Minewater Project in Heerlen, de Interessegemeenschap Kleine Landschapselementen en het Regional Centre of Expertise (RCE). Vooral gesprekken met de boeren en middelgrote ondernemingen zoals de Gulpener Brouwerij hielpen om de relevante ontwikkelingen en zorgen van de inwoners te begrijpen. Tijdens het ontwerpproces werd de groep in drie kleine werkeenheden verdeeld
Nieuwsbrief
Duurzaambouwen 14
Dipl.Ing. S. (Sven) Stremke M.A. is landschapsarchitect en onderzoeker bij de leerstoel Landschapsarchitectuur van Wageningen University and Research. Samen met universitair docent ir. Rudi van Etteger en prof.dr. Jusuck Koh, begeleidde hij het masteratelier over duurzame energielandschappen in South Limburg.
die de Maasvallei, het Heuvelland en Parkstad dieper onderzochten. Deze drie subregionale gebieden hebben allemaal unieke kwaliteiten en verschillende aanpakken werden dan ook voorgesteld. Alle strategieën zijn toegepast en getest, gevisualiseerd en gepresenteerd aan het publiek. Gebaseerd op uitgebreide locatieanalyse, interviews, ontwerpwerk en openbare debatten hebben we vervolgens een aantal voorschrijvende ontwerpstrategieën geformuleerd die kunnen helpen bij het ontwerp van energievoorzienende regio’s. De meeste van deze landschapstrategieën zijn geworteld in de ruggegraat van onderwijs in landschapsarchitectuur, het begrip en de waardering van het landschap dat uit bebouwde en niet-bebouwde gebieden bestaat. Echter, ze representeren krachtige ideeën en wetenschappelijke redenering om ruimtelijk ontwerpers, architecten en planners te inspireren.
Selectie van landschapsstrategieën voor duurzame energietransitie • Herverbinding van bronen afvoergebieden • Integreren van de ruimtelijk-temporele benadering • Promoten van compactheid en verdichting • Rekening houden met optimale niveaus van meervoudige functies • Vergroten van (grootschalige) proces
Ontwerprichtlijnen: tijdelijke aspecten van korte-cyclus energiegewassen en plaatsing van een biomassakrachtcentrale in
efficiënties
relatie met biomassaplantages, infrastructuur en woningen [Claire Oude Aarninkhof, Matijn Slob and Maria Galon, WUR] Landschapsbenadering van energietransitie
Het ontwikkelen van een integrale en regeneratieve benadering van (landschaps)ontwerp die zowel stedelijke en landelijke gebieden bevat is één van de onderzoeksdoelen van het programma Landschapsarchitectuur aan de universiteit van Wageningen. Het is belangrijk om te benadrukken dat het accent niet alleen ligt op duurzame energietransitie; ons werk behelst ook andere essentiële uitdagingen, zoals de beperking van mondiale opwarming en het onderhoud van culturele landschappen. De opkomende landschapsbenadering is één manier om te leren van onze omgeving, een wetenschappelijke methode. De landschapsbenadering beschrijft het hele landschap as overlappende stukken, elk met talloze onontbeerlijke natuurlijke processen. Het herkent de groeiende invloed van de mens op natuurlijke ecosystemen en onze verantwoordelijkheid voor andere soorten. Per definitie integreert de landschapsbenadering ruimtelijk denken (bijvoorbeeld de locatie) met de kennis van ecologische processen (bijvoorbeeld de energiestroom). Het staat ons toe om bestaande ecologische concepten en theorieën door te vertalen in voorschrijvende landschapsstrategieën en ontwerprichtlijnen. Met dit artikel hoop ik de ruimtelijk ontwerper, architect en planner te hebben gewezen op de vele kansen die ontstaan als ecologische kennis ruimtelijk voorstellingsvermogen raakt. Precies deze symbiose tussen het begrip van natuurlijke processen en creatieve ruimtelijke denkwijzen vormt de basis voor de landschapsbenadering die oplossingen verbeeldt van een duurzamer toekomst..
Strategisch plan voor het Maasvallei energielandschap in 2030 [Claire Oude Aarninkhof, Matijn Slob and Maria Galon, WUR]
Voor meer informatie over het case study ontwerp voor de regio Zuid-Limburg kunt u contact opnemen met de auteur voor een exemplaar van de projectpublicatie ‘ReEnergize South Limburg – Designing Sustainable Energy Landscapes’: sven.
[email protected]. Alle illustraties zijn gemaakt door de deelnemers aan het masteratelier en vormen deel van het boekwerk ReEnergize South Limburg.
Nieuwsbrief
Duurzaambouwen 15
