INHOUDELIJK VERSLAG SCI
PROGRAMMA KWH/M 2
001
INHOUDELIJK VERSLAG SCI
002 PROGRAMMA KWH/M 2
HET PROCES Het mede door het Stimuleringsfonds voor de Creatieve Industrie gefinancierde onderzoeksprogramma ‘Energieatlas’ wordt eind 2013 afgerond. De verschillende binnen dit programma uitgevoerde ontwerpende onderzoeken laten zien hoe een op hernieuwbare energiebronnen gebaseerde toekomst eruit kan zien wanneer er ook daadwerkelijk aan dit thema ontworpen wordt. De ontwerpen zijn tot stand gekomen door een intensieve kennisuitwisseling tussen ontwerpers en experts op het gebied van (hernieuwbare) energie. Daarnaast is een onderwijsprogramma voor afstuderende studenten aan de TU Delft en de WUR opgezet. Hoewel het resulterende afstudeerwerk interessante en goede resultaten heeft opgeleverd is dit slechts voor een deel geschikt gebleken voor integratie met de andere delen van de Energieatlas. Met name het ontwerpend onderzoek op de voor dit thema belangrijke regionale schaal is door de studenten slechts beperkt opgepakt, waardoor H+N+S Landschapsarchitecten zich genoodzaakt zag om dit onderdeel in eigen beheer uit te voeren. De in dit verslag gerapporteerde onderzoeksresultaten zijn daarom voor het grootste deel van de hand van H+N+S Landschapsarchitecten.
INHOUDELIJK VERSLAG SCI
H+N+S Landschapsarchitecten heeft voor dit project niet alleen samengewerkt met de twee genoemde onderwijsinstellingen, maar ook met diverse experts en beleidsmedewerkers op het gebied van duurzame energie en ruimtelijke ordening. Zo hebben wij samen met experts van het PlanBureau voor de Leefomgeving (PBL) en het Energie Centrum Nederland (ECN) gewerkt aan een scenariostudie die de Europese doelstellingen voor CO2 emissiereductie in 2050 vertaalt naar een concrete energieopgave. Hierbij is onder andere gebruik gemaakt van een klimaatmodel dat verschillende vormen van energie doorvertaalt naar CO2 uitstoot. Tekenen en rekenen gingen hier direct hand in hand, in die zin dat het in beeld brengen van de ruimtelijke consequenties van energiebronnen heeft geleid tot keuzes in de in te zetten energiebronnen. Ook zijn de scenario’s direct vertaald in het resulterende ruimtebeslag. Ook gedurende de rest van het proces hebben PBL en ECN ons continu met raad en daad gesteund. Dit heeft ertoe geleid dat de gemaakte plannen een stevige inhoudelijke basis hebben. Het ontwerp is hierbij gebruikt als voertuig voor de mobilisatie en ontsluiting van energiekennis voor ontwerpers. Integratie tussen energie en ruimte dus.
INHOUDELIJK VERSLAG SCI
Een andere belangrijke categorie partners werd gevormd door de aangestelde regiocoördinatoren die ervoor hebben gezorgd dat de binnen het project gemaakte plannen op gezette tijden door regionale stakeholders van repliek werden gediend. Voor iedere regio zijn drie bijeenkomsten georganiseerd waarbij samen met deze stakeholders aan de plannen is gewerkt. Met deze stakeholders zijn energie en ruimte geïntegreerd met sociale en economische aspecten. Een derde categorie partners betrof de auteurs van de essays. Deze hebben er vooral voor gezorgd dat de in de plannen voorgestelde maakbaarheid van het energielandschap is genuanceerd met overwegingen vanuit sociaalwetenschappelijke, economische, technische en mobiliteitsaspecten.
PROGRAMMA KWH/M 2
003
Zoals gezegd heeft de samenwerking met de afstuderende studenten van de TU Delft en de WUR niet geleidt tot ruimtelijke plannen op alle schaalniveaus. Met name op het lokale schaalniveau (gebouw, buurt) zijn echter interessante plannen opgeleverd die dan ook hun weg zullen vinden naar de boekpublicatie. Bovendien hebben de betrokken studenten intensief kennis kunnen maken met de ins en outs van het ontwerpen aan (duurzame) energie. Wij hebben daartoe naast de afstudeerstudio colleges, workshops en een excursie voor de studenten georganiseerd. Hiermee is een lichting jonge ontwerpers op de markt gekomen die in staat zijn om grotendeels zelfstandig aan complexe vraagstukken op het gebied van duurzame energie te ontwerpen.
004 PROGRAMMA KWH/M 2
DE ENERGIEKETEN Ieder levend wezen moet in de eerste plaats zijn metabolisme op orde hebben. Lichamelijke processen kosten energie die moet worden aangevuld en produceren afvalstoffen die verwijderd moeten worden. Voeding en hygiĂŤne zijn daarmee de belangrijkste diensten van de energieketen. Daarnaast is bescherming nodig tegen schadelijke externe invloeden zoals klimaat en geweld. Beschutting, verlichting en klimaatbeheersing zijn daarmee eveneens onontbeerlijke diensten. Vervolgens is er behoefte aan sociale contacten, waarvoor transport- en communicatiemiddelen moeten worden ingezet. Alle behoeften en diensten zijn dus te rangschikken onder levensonderhoud (voeding en hygiĂŤne), veiligheid en comfort (beschutting, klimaatbeheersing en verlichting) en sociaal contact (transport en telecommunicatie). Het stroomschema geeft per dienst (final service) aan hoe groot het aandeel in het huidige wereldwijde energiegebruik gedraagt. Het energiegebruik van deze diensten wordt in dit boekhoofdstuk uit de doeken gedaan. Hieruit blijkt onder andere dat er bij onze behoefte vervulling eigenlijk drie energievormen domineren: chemische, thermische en elektrische energie. De eerste twee vormen zijn grotendeels direct uit de natuur te halen. Chemische energie ligt opgeslagen in biomassa en fossiele brandstoffen als turf, steenkool, olie en gas en thermische energie wordt geleverd door nucleaire processen in het binnenste van de aarde en door het invangen van elektromagnetische straling van de zon. Elektrische energie laat zich nauwelijks direct uit de natuur halen en is daarmee geen primaire energiebron. Het moet altijd uit andere bronnen opgewekt worden. Van deze bronnen geven we zowel het jaarlijkse potentieel en de resterende voorraad weer. Dit is in wezen het aarde-maan systeem waar de Kleine Energieatlas mee opent. Wat we hier nog aan toevoegen is het energiegebruik per sector. We spitsen dit toe op de Nederlandse situatie, waardoor een beeld ontstaat van het energiegebruik in Nederland, als opmaat naar de opgave voor een duurzame energievoorziening in 2050.
INHOUDELIJK VERSLAG SCI
INHOUDELIJK VERSLAG SCI
PROGRAMMA KWH/M 2
005
006 PROGRAMMA KWH/M 2
DE ENERGIETRANSITIE Om een beeld te kunnen schetsen hoe de wereld eruit ziet als we een duurzame energievoorziening zouden implementeren moeten we een aantal aannamen maken. We houden daarbij in eerste instantie vast aan de EU-afspraak: 80% CO2reductie in 2050, ten opzichte van 1990. Ieder scenario dat we uitwerken moet daaraan voldoen. Omdat de noodzaak tot transitie dringend is, willen we het liefst dat de transitie zo snel en zo massaal mogelijk gebeurt. Maar we hebben wel oog voor de realiteit. We willen het liefst ook dat de transitie plaatsvindt met behoud van de welvaart, het welzijn, het comfort en het gemak die in het ‘fossiele-brandstoftijdperk’ zijn opgebouwd. Maar ook hier hebben we oog voor de realiteit. Dat betekent dat we geen taboe hanteren op krimpscenario’s waarin zuiniger en/of slimmer met energie wordt omgegaan. Voorts hebben we p basis van eerdere studies van ECN en het PBL gekeken naar verwachtingen ten aanzien van het toekomstige energiegebruik. Sommige scenario’s die met de voorgaande aannamen mogelijk zijn, zijn volgens ons om uiteenlopende redenen echter ongewenst. Daarom hebben we ons twee extra beperkingen op-
INHOUDELIJK VERSLAG SCI
gelegd: we hebben grenzen gesteld aan gebruik van biomassa en we hebben kernenergie uitgesloten. Met deze aannamen, eisen en wensen hebben we onszelf een zware taak opgelegd. We hebben de ‘makkelijke’ oplossingen van biomassa en kernenergie afgewezen omdat ze (direct of op termijn) veel minder makkelijk en wenselijk zijn dan ze op het eerste gezicht lijken. Maar daarmee moeten we op andere terreinen grotere inspanningen doen. En dat kan op twee manieren: (a) de verminderde bijdrage van biomassa en kernenergie opvangen met andere energiebronnen, zoals windenergie op land en fossiele brandstof, of: (b) de verminderde bijdrage van biomassa en kernenergie opvangen met besparingen. We hebben dit uitgewerkt in twee scenario’s: BaU: Een autonome stijging van het energiegebruik van 15%. Dit is een waarschijnlijke waarde als het huidige verduurzamingsbeleid wordt voortgezet (Business as Usual).
INHOUDELIJK VERSLAG SCI
LESS: Een daling van het energiegebruik van 30%. Dit is het maximaal haalbare besparing bij maximaal energiebesparingsbeleid, met behoud van economie en comfort.
PROGRAMMA KWH/M 2
007
Op basis van deze scenario’s zijn de energietransitieplannen voor Europa, Nederland en de geselecteerde regio’s gemaakt.
008 PROGRAMMA KWH/M 2
INHOUDELIJK VERSLAG SCI
HET RUIMTEBESLAG De ruimtelijke footprint van de verschillende modaliteiten van energiewinning is op verschillende manieren weergegeven. Naast infographics die het ruimtebeslag zo objectief mogelijk zichtbaar maken is vooral ook aandacht besteed aan de wijze waar-
↑
VOOR EXPLOITATIE
↑
INHOUDELIJK VERSLAG SCI
op de ruimte wordt ingenomen. Zo bestaat er bijvoorbeeld een groot verschil tussen het minimale bodemcontact van windturbines en het volledig overhoop halen van het landschap bij de winning van bruinkool.
TIJDENS EXPLOITATIE
↑
NA EXPLOITATIE
↑BRUINKOOLWINNING
GEPROJECTEERD OP WIERINGERMEER
PROGRAMMA KWH/M 2
009
010 PROGRAMMA KWH/M 2
NOORD-NEDERLAND Energiewinning is in Noord-Nederland van oudsher een belangrijke landschapsvormende kracht. Vanaf de 16e eeuw heeft de turfwinning uitgestrekte hoogveengebieden getransformeerd tot het huidige Veenkoloniale landschap. Niet lang nadat de opkomst van de steenkool in de 19e eeuw een einde maakt aan de vervening wordt halverwege de 20e eeuw de volgende energiebronnen gevonden: eerst (op beperkte schaal) olie en kort daarna gas. Met de vondst van de grote gasvoorraden heeft de regio definitief haar naam als energieregio gevestigd. Hieraan zijn later de kolencentrales en de windparken toegevoegd. Ook is de regio hiermee een spin in het internationale elektriciteit- en gasnetwerk geworden. De energietransitieplannen bouwen hierop
↑2020:
AANHAKEN BIJ BESTAANDE ONTWIKKELINGEN
INHOUDELIJK VERSLAG SCI
INHOUDELIJK VERSLAG SCI
PROGRAMMA KWH/M 2
voort. Enerzijds worden de bestaande netwerken gebruikt om duurzame energie (o.a. biogas) te verdelen en (internationaal) uit te wisselen en anderzijds wordt een nieuw warmtenetwerk voorgesteld, waarmee woningen en glastuinbouw gevoed worden door een combinatie van industriële restwarmte en geothermie. De regio is daarbij ingedeeld in gebieden waar middels grootschalig inzetten op duurzame energie nieuwe landschappen kunnen worden gecreëerd en kwetsbare gebieden waar de ruimtelijke impact van duurzame energie beperkt dient te blijven. Met name in die laatste categorie gebieden is gekeken naar de wijze waarop gemeenschappen door lokale initiatieven zoveel mogelijk duurzaam energieneutraal kunnen worden.
↑SFEERIMPRESSIE
↑2030:
NETWERKEN EN GROEI
↑2040:
VAN HET ‘AGRO-ENERGIECLUSTER’
NETWERKEN EN GROEI
↑2050:
EXPORT-REGIO
011
012 PROGRAMMA KWH/M 2
GROENMETROPOOL Groenmetropool is de benaming voor de op een ondergronds steenkoolbekken gelegen internationale (België, Nederland en Duitsland) regio die gekenmerkt wordt door haar mijnbouwverleden. Waar de ondergrond tot in de jaren ’60 van de vorige eeuw een bron was van fossiele energie wordt in de voorgestelde energietransitieplannen onder andere gekeken in hoeverre zij ook een bron van duurzame energie kan worden. Bijvoorbeeld door het door de aarde opgewarmde water in de oude mijnschachten te gebruiken voor de verwarming van woningen en kantoren. Maar ook de ooit voor de mijnbouw
INHOUDELIJK VERSLAG SCI
aangeplante bossen bieden perspectieven voor duurzame energie, bijvoorbeeld door houtkap te combineren met aanplant van andere boomsoorten waardoor duurzame energie bijdraagt aan de verrijking van het bos. Wanneer de Duitse open bruinkoolmijnen uit gebruik genomen worden, kan hun diepte benut voor de opslag van energie. Overschotten aan elektriciteit kunnen benut worden om water uit de soms wel 400 meter diepe gaten te pompen, terwijl met het weer in deze gaten terug laten lopen van dit water weer elektriciteit opgewekt kan worden.
INHOUDELIJK VERSLAG SCI
PROGRAMMA KWH/M 2
↑
RESTWARMTEBRONNEN
↑
SPILHOUT UIT UIT BOSSEN
↑
POTENTIE VOOR AARDWARMTE (MIJNWATER)
↑
POTENTIE WINDENERGIE 5,6,7M/S
↑LANDSCHAPSTYPOLOGIËN
GROENMETROPOOL
013
014 PROGRAMMA KWH/M 2
INHOUDELIJK VERSLAG SCI
INHOUDELIJK VERSLAG SCI
ARNHEM Arnhem heeft reeds een goede basis als elektriciteitsstad, niet alleen rijdt een groot deel van het openbaar vervoer op elektriciteit (Trolleybussen), ook de vestiging van elektriciteitsgerelateerde (onderzoeks-) bedrijven als KEMA en Tennet bevestigen dit imago. Reden om de energietransitieplannen te focussen op elektriciteit. Het gaat hierbij niet alleen om de opwekking van elektriciteit, maar vooral ook om het gebruik ervan op het gebied van mobiliteit. Een multimodaal (waaronder de elektrische fiets en auto) personenvervoersysteem faciliteert niet alleen een lager energiegebruik, maar ook de opslag van elektriciteit. Ook in Arnhem maken we optimaal gebruik van de specifieke omgevingskwaliteiten. Zo gebruiken we het rivierwater om de stad te koelen, waardoor koeling door middel van airconditioning beperkt blijft. Daarnaast wordt het aanwezige reliëf gebruikt om, refererend aan de historische sprengbeken, elektriciteit op te wekken uit waterkracht. Ook het tijdelijk gebruik van braakliggend terrein krijgt in Arnhem ruim aandacht.
↑CAPTION
↑CAPTION
↑MOBILITEITSCONCEPT:
CENTRALE PARKEERPLAATSEN ALS ENERGIEBUFFER
PROGRAMMA KWH/M 2
015
016 PROGRAMMA KWH/M 2
INHOUDELIJK VERSLAG SCI
INHOUDELIJK VERSLAG SCI
017
PROGRAMMA KWH/M 2
ROTTERDAM De enorme warmteoverschotten van de Rotterdamse industrie, gecombineerd met het grote potentieel aan geothermie hebben in deze regio geleid tot een plan om de beschikbare warmte zo goed mogelijk in te zetten in de gebouwde omgeving en het glastuinbouwcomplex van het Westland. Door een op termijn vergaande omschakeling van de industrie op biomassa (biobased industry) worden de hoeveelheid en de temperatuur van de restwarmte lager, waardoor geothermie steeds meer zal moeten bijspringen. Restwarmte fungeert dus als ‘startmotor’ voor geothermie. Daarnaast worden de haven en een deel van de Noordzee benut voor de grootschalige opwekking en opslag van elektriciteit. Voor de opslag is het oude Plan Lievense uit de kast gehaald en in een nieuw jasje gestoken. Voor de Delflandse kust ontstaat in etappes een groot ringvormig eiland waarbinnen een valmeer wordt geconstrueerd dat bij een overschot aan elektriciteit kan worden leeggepompt. Bij een tekort aan elektriciteit wordt dit binnenmeer via grote turbines weer gevuld, waardoor de opgeslagen elektriciteit weer wordt opgewekt.
LEGENDA Kolenoverslag Tankerterminal Raffinaderij
↑ROTTERDAM
ALS GROOTSTE TOEVOER FOSSIELE BRANDSTOFFEN NW-EUROPA
(GEBASEERD OP KAARTEN MUST STEDEBOUW/RPB)
↑INTERMITTANCY
EILAND VOOR DE KUST