in tro
next generation infrastructures
ser ious gaming
l Alles is infra Asset Management ‘ Onderhoud kost gemeenschapsgeld’
Duurzame energie ieuwe oplossingen N voor CO2-handel
my Serious Gaming Simulaties met groot leereffect
1
inhoud s op g av e
next generation infrastructures
Alles is infra
Asset Management
5
Duurzame energie
15
6 De rol van het Asset Management Platform 8 Jan Peters (Enexis) over de samenwerking met Next Generation Infrastructures 12 Ype Wijnia over de prijs van een risico
16 Nieuwe oplossingen voor de CO2-handel 18 Carlos Braga (World Bank) ziet drie samenhangende trends in infrastructuur 22 Over de ontbundeling van energiebedrijven
Serious Gaming
26 Bert Klerk (ProRail) speelt met het spoor 27 Serious games geen kinderspel
4 11 14 21 24 33 34 35
Next Generation Infrastructures: alles hangt samen Meer wwweten? Ga naar onze website! Next generation Infrastructures: waarom juist nu? Quotes Next Generation Infrastructures: wie we zijn, wat we doen Spin-offs: goed voorbeeld doet volgen De Next Generation Infra Academy Hoezo, ‘uniek’?
25
voorw oor d
Beste lezer, Onlangs maakten we plannen voor een nieuwe brochure. Zo eentje waar de passie vanaf spat, waar ruimte is voor verdieping en inzicht in onze werkwijze en waarin we de waarde van Next Generation Infrastructures voor de maatschappij kunnen illustreren. Maar hoe stop je dat alles in één brochure? Ik werd geplaagd door visioenen van een bedrukte dubbelgevouwen A4 met net te weinig ruimte om de diepte in te gaan. Maar we zijn erin geslaagd en met gepaste trots presenteer ik u onze nieuwe brochure. Het is een eenmalig magazine geworden, waarin we u een beeld geven van het wetenschappelijk onderzoek in ons netwerk en de concrete resultaten daarvan. Tegelijkertijd hopen we dat u dit blad wilt opvatten als een uitnodiging en uitdaging om met ons mee te denken en mee te werken aan de infrastructuren voor de volgende generaties. Ons onderzoeksprogramma groeit. Met steeds meer mensen werken we in internationale en interdisciplinaire teams aan een van de grootste uitdagingen van deze eeuw, onder het motto: ‘improving by understanding’. Het is prachtig om deel te kunnen zijn van zo’n instituut. Om onbegrensde nieuwsgierigheid om te zetten in daadkracht. Ik hoop ook u te inspireren!
NGInfra Academy September 21 - 25, 2009 www.nginfra.nl/conference2008
An exceptional learning opportunity for forward-thinking young researchers engaged in the design and management of tomorrow’s infrastructure systems
Namens het gehele team, Margot Weijnen Wetenschappelijk directeur Next Generation Infrastructures
3
for forward-thinking young
4
researchers engaged in the design and management of tomorrow’s infrastructure systems
Next generation infrastructures houdt van ingewikkelde relaties
Verbinding, daar draait het om Betrouwbaar, duurzaam, veilig en toch betaalbaar staan onder meer op onze lijst van eisen. Een lange lijst, maar zo zien we onze infrastructuren het liefst. Daarbij lopen we tegen grenzen aan. Netwerken dreigen te bezwijken onder de belasting en groei is niet altijd mogelijk of gewenst. Dus streven we naar betere benutting en meer flexibiliteit en intelligentie. Dan blijkt vaak dat traditionele methoden en technieken voor het ontwerp en beheer van infrastructuren tekortschieten. Modellen behandelen wel de techniek maar kijken niet naar de rol van gebruikers of andersom. De complexe relatie tussen infrastructuurbeleid, strategisch gedrag, technologie en benutting wordt niet in die samenhang onderzocht. Bij het onderzoeksprogramma Next Generation Infrastructures doen we dat anders. We verbinden de werelden van techniek, beleid en gedrag en werken aan methoden en technieken die recht doen aan de complexiteit van de wereld om ons heen, om daarmee onze infrastructuren beter voor te bereiden op de toekomst. Wij proberen die complexiteit niet langer te ontrafelen, maar werken vanuit de complexiteit verder. Daarmee worden onnodige stappen in het proces overgeslagen en komen we sneller tot oplossingen. En we have no right to be wrong: van onze informatie hangen enorme maatschappelijke investeringen in tijd, geld en ruimte af. Als deze belangrijke beslissingen op een verkeerde basis genomen worden, loopt het hele complexe traject mis. Ruim 150 jonge onderzoekers en experts doen onderzoek in interdisciplinaire teams met gerenommeerde instituten, bedrijven en overheden uit de hele wereld. Zij kijken kritisch naar de manier waarop we onze infrastructuren plannen, ontwerpen, gebruiken en onderhouden. Uit het onderzoek van Next Generation Infrastructures volgen theorieĂŤn, modellen en instrumenten voor optimaal functionerende infrastructuren nu en in de toekomst. Een omgeving waarin we pionieren en kruisbestuivingen zoeken. Meer informatie over ons werk, publicaties en onderzoeksprojecten, vindt u op www.Next Generation Infrastructures.eu.
in leidin g
asset management
5
Asset Management levert geld op Asset Management is een discipline die sterk in opkomst is. Het gaat hierbij om het beheren en onderhouden van een infrastructuur op een zodanige manier dat het beleid van de organisatie wordt gevolgd en afspraken over functionaliteit, kwaliteit en beschikbaarheid van de infrastructuur worden nagekomen. Onderhoud en vervanging van delen van de infrastructuur staan daarbij in dienst van de gemaakte afspraken. Als Rijkswaterstaat bijvoorbeeld constateert dat een weg veel zwaarder wordt belast dan gepland, dan zal het onderhoud intensiever moeten om dezelfde kwaliteit te garanderen. Tegelijkertijd moet men rekening houden met afspraken over beschikbaarheid en dus zal het onderhoud meestal ’s nachts plaatsvinden. Zo sturen de gemaakte afspraken het uiteindelijke onderhoud. Goede toepassing van Asset Management kan dus grote besparingen opleveren, omdat er in het ideale geval alleen geld wordt geïnvesteerd in onderdelen die aantoonbaar bijdragen aan de dienstverlening.
Ook het uitbesteden van onderhoud wordt eenvoudiger omdat er duidelijke afspraken bestaan waarmee ook de prestaties van de onderaannemer gemeten kunnen worden. In feite vormt Asset Management de verbinding tussen het beleid en de strategie van de organisatie en het onderhoud van de infrastructuur. Toen telecom- en kabelbedrijven bijvoorbeeld het strategische besluit namen om grote delen van hun netwerk te vervangen door glasvezel, werd verouderde koperkabel alleen nog vernieuwd bij dringende storingen. Binnen Next Generation Infrastructures vindt veel onderzoek plaats op dit terrein, wat al heeft geleid tot nieuwe methoden, games en simulatiemodellen. Daarnaast is er een Asset Management Platform opgericht, speciaal voor organisaties die hun eigen ervaringen met deze aanpak willen uitwisselen en van elkaar willen leren.
6
ASSET MANAGEMENT
AsseManagement platfor m
Platform bespreekt slijtplekken
Over buisleidingen, elektriciteitsmasten en stroken asfalt Jenne van der Velde is namens Rijkswaterstaat lid van het Asset Management Platform, een initiatief van Next Generation Infrastructures. Hij praat ons bij over het hoe en waarom van Asset Management en de rol van het Platform.
➊
Achtergrond
‘Onderhoud is de basis van Asset Management. In principe is onderhoud gericht op het in stand houden van wat je hebt, tegen zo laag mogelijke kosten. Bij Asset Management probeer je de koppeling te leggen met het bedrijfsbeleid op een hoger niveau. Is het wel nodig om een asset, zoals een weg of een pijpleiding, steeds in dezelfde vorm in stand te houden? Je kijkt naar de functie van een onderdeel, de plaats in het netwerk en je visie op de toekomst. Het kan zijn dat je een leiding op de groei hebt aangelegd en nu bij vervanging een kleinere terug wilt plaatsen. Of je hebt een weg die binnenkort overbodig wordt en dus wil je geen groot onderhoud meer doen. Asset Management legt de verbinding tussen doelen en risico’s op de langere termijn en die op de kortere termijn. Binnen Next Generation Infrastructures is veel werk gedaan op het gebied van risico’s. Overigens hebben we het tegenwoordig vaker over ‘onzekerheden’, vanwege de andere lading van dat woord. Risico’s, daar moet je aan werken – onzekerheden kun je accepteren.’
➋
Aanpak ‘Het Asset Management Platform is een samenwerkingsverband waarin wetenschappers zitten naast vertegenwoordigers van bedrijven die een grote infrastructuur te beheren hebben. Natuurlijk zijn er grote verschillen tussen buisleidingen, elektriciteitsmasten en stroken asfalt – maar in de problematiek en de methoden zitten ook overeenkomsten. We komen bij elkaar en wisselen informatie uit. We zoeken naar gemeenschappelijke vragen en proberen daar dan ook gemeenschappelijke oplossingen voor te bedenken. En dat dan als infrastructuurbedrijven onder elkaar.’
‘ Risico’s, daar moet je aan werken – onzekerheden kun je accepteren’
A s s e M a n a gemen t p latfo rm
➌
Resultaten
‘Er is bijvoorbeeld een prachtige simulatie ontwikkeld in de vorm van een spel dat Road Roles heet. Het is een rollenspel, heel helder: dit zijn de middelen die je hebt en dit zijn de eisen en met die gegevens mag je het oplossen. Road Roles maakt duidelijk dat je het beste resultaat alleen krijgt als je met elkaar samenwerkt, op basis van vertrouwen. Binnen het spel had ik me ingeschreven voor een project en alleen gespecificeerd wat het ging kosten. Dus ik ontving het denkbeeldige geld en liet de boel versloffen. Tsja, er was niks over resultaten afgesproken. Het spel confronteert je enorm met je gedrag. Als je onderaannemers inschakelt maar je geeft ze niet de informatie en randvoorwaarden mee die ze nodig hebben, dan krijg je geheid problemen. Je leert ook waar risico’s zitten, wat de belangrijkste criteria zijn voor een beslissing en hoe dingen met elkaar verbonden zijn. Door dat spel op zoveel mogelijk plaatsen te spelen, geef je het gedachtengoed van Asset Management op een hele tastbare en directe manier door. Je leert veel directer als je het aan den lijve ondervindt.’
ASSET MANAGEMENT
➍
b eeld: Jer oen Mur r é
7
Toekomst ‘Bij Rijkswaterstaat en bij veel andere bedrijven is Asset Management nog vrij nieuw. Maar het wint terrein. Als je het goed doorvoert, kun je van iedere beslissing en investering duidelijk aangeven waarom je die genomen hebt. Bij de besteding van gemeenschapsgeld is dat alleen maar goed. Zeker als je in de toekomst door eisen uit diezelfde gemeenschap meer moet gaan investeren in je netwerk en dus moet uitleggen waarom je extra geld nodig hebt. De meerwaarde van Next Generation Infrastructures vind ik de multidisciplinaire benadering. Asset Management kan je heel technisch aanvliegen maar er zit een geweldig stuk gedrag bij, vanuit economische psychologie. Je moet het van alle kanten belichten om te voorkomen dat een enkele afdeling ermee aan de haal gaat.’ Jenne van der Velden is topadviseur Asset Management bij Rijkswaterstaat
8
As s et Ma n a gemen t
interview jan peter s
‘ Voor het eerst kunnen we nu beargumenteren dat bepaalde vervangingen economisch zinvol zijn.’ Enexis, voorheen Essent Netwerk, is de netbeheerder die is afgesplitst van Essent. Waar Essent als commercieel bedrijf stroom produceert en verkoopt, blijft Enexis als netbeheerder stroom en gas transporteren tussen producent en verbruiker. Enexis blijft anders dan Essent in handen van de overheid.
Jan Peters, directeur Asset Management van Enexis, steekt direct van wal: ‘Onderhoud van ons netwerk kost geld. Gemeenschapsgeld. Daar moet je verantwoord mee omgaan. Jarenlang hebben we daarom geprobeerd om met traditionele business cases onze investeringsbeslissingen te onderbouwen. Maar omdat onze situatie zo complex is, kun je daarmee eigenlijk niets of alles half bewijzen. Dus hadden we als infrastructuurbedrijf een probleem in onze besluit vormingsprocessen.’ Met traditionele modellen bleek het vrijwel onmogelijk dit probleem op te lossen. Een nieuwe benadering uit Engeland leek veelbelovend, maar de Engelsen wilden niet veel kwijt over de details. Ype Wijnia, een risicomanager, raakte echter zodanig geïnteresseerd dat hij als ingenieur graag wilde promoveren op de risicobenadering van Asset Management binnen Next Gene ration Infrastructures. Dat kon.
Kort samengevat worden alle risico’s op de gekozen bedrijfswaarden in harde euro’s uitgedrukt, terwijl ook de mogelijke maatregelen een prijskaartje krijgen. Vervolgens kiest men de maatregel die tegen de laagste kosten de risico’s zoveel mogelijk vermindert. Dat heeft het nodige opgeleverd. Jan Peters: ‘Het was een doorbraak. Ype heeft in onze bedrijven een fundamenteel nieuwe manier van denken geïntroduceerd. Voor het eerst kunnen we nu bewijzen dat bepaalde vervangingen economisch zinvol zijn. Risicomanagement, Asset Management en investeringsbeleid zijn nu geïntegreerd. Einde 2005 waren we ook het tweede bedrijf ter wereld waar het proces van Asset Management officieel is gecertificeerd.’
Samenwerking
Hoe verliep de samenwerking met de wetenschappelijke wereld? Jan Peters: ‘Er is een
spanningsveld tussen wat de wetenschap wil onderzoeken en wat wij interessant vinden. De technische universiteiten doen graag zeer diepgaand onderzoek op een zeer beperkt gebied. Maar dat is voor ons niet handig, wij zijn geinteresseerd in de optimalisatie van het hele systeem, besluiten en beheren op multidisciplinaire basis en kopen de componenten kant en klaar in van mondiale leveranciers. Ga je dan naar de technisch bestuurskundigen, dan zie je dat daar wel multidisciplinaire aandacht is voor het geheel maar het is te abstract en te zweverig door onvoldoende technische basiskennis die nodig is. Het zijn twee uitersten geworden en wij hebben nou net kennis en kennisontwikkeling uit het midden nodig. Dus iemand die het gehele systeem overziet vanuit een goed begrip van de fysica en de techniek.’
(>>>)
i n terview ja n p eters
Asset Management
b eeld: mar k van der zouw
9
‘ Technische wetenschappers en bestuurskundigen zijn uitersten geworden en wij hebben nou net slimme mensen uit het midden nodig’ Jan Peters is directeur Asset Management bij netbeheerder Enexis
10 (>)
Een ander punt is de samenwerking tussen faculteiten en disciplines: ‘We hebben als bedrijf wel geprobeerd om wetenschappers meer te laten samenwerken. Want in een complex netwerk zoals het onze houdt alles verband met elkaar en dat kun je niet door één bril bekijken. Toch lukt het nauwelijks om dat van de grond te krijgen.’ Jan Peters is daarom lovend over Next Generation Infrastructures: ‘Het multidisciplinaire onderzoek is daar steeds het uitgangspunt geweest, net als het werken met complexe systemen. Het begint van de grond te komen, net als de internationale samenwerking. Dat levert ons veel mogelijkheden op.’
Uitdagingen
Voor de toekomst ziet Jan Peters de nodige uitdagingen: ‘Er is zoveel te doen. We hebben als samenleving jarenlang gebruik gemaakt van de netwerken die onze ouders en grootouders hebben aangelegd. Die zijn onderhand aan vervanging toe. En dat op een moment dat we nauwelijks goed geschoold technisch personeel kunnen krijgen en tegelijkertijd de omslag moeten maken naar een duurzamere energievoorziening.’
‘ We kunnen niet overal gaan graven en uitbreiden’
a s s et ma n a gemen t
Dat vergt investeringen die de transportkosten voor stroom zullen opdrijven. Geen populaire boodschap in deze geliberaliseerde markt, erkent ook Peters: ‘Natuurlijk kijken we naar de lange termijn. De omslag zal geleidelijk verlopen en dus zullen ook de kosten geleidelijk toenemen. Het baart me wel zorgen dat de overheid hiervoor geen visie heeft ontwikkeld. Er is geen masterplan, noch voor de behoefte aan vervangingen noch voor de realisatie van de 2020 energiedoelstellingen van de EU. Integendeel, de huidige regulering straft de netbeheerder die investeert in vervangingen of in de aansluiting van duurzame opwekkers. De netbeheerder die weinig investeert in de toekomst krijgt een extra vergoeding omdat het tarief in Nederland wordt gebaseerd op de gemiddelde kosten van de gezamenlijke netbeheerders. Op basis van een langetermijn simulatie van het systeemgedrag hebben we geconcludeerd dat we nu aan de slag moeten met het werven van technisch personeel en het geleidelijk opvoeren van de vervangingsinvesteringen om over twintig jaar de huidige kwaliteit en veiligheid van ons transportsysteem te kunnen behouden. De krappe arbeidsmarkt in Nederland en de slechte aansluiting van het onderwijs op de praktijk zijn voor ons zelfs een groter probleem dan de verouderende techniek. We zullen mensen zelf weer moeten opleiden en voor langere tijd aan ons binden.’
interview jan peter s
Mobile Smart Grid Door alle veranderingen die op stapel staan, wordt volgens Jan Peters het werken in de sector wel steeds aantrekkelijker. Zo is er het ‘Mobile Smart Grid’, de eerste echte toepassing van NGInfra. Elektrisch vervoer en Mobile Smart Grid heeft als paradepaardje al veel aandacht in de media gehad. Enexis heeft zich hiermee op de kaart gezet. Jan Peters daarover: ‘Als we met zijn allen elektrisch gaan rijden, dan is er twee keer zoveel stroom per huishouden nodig. Dat kan het netwerk nu niet aan. Maar we kunnen ook niet overal gaan graven en uitbreiden. Dus moet je op zoek naar een slimme oplossing. Bij het Mobile Smart Grid is het idee dat je alle stilstaande elektrische auto’s aan het net legt om op te laden, zodat het netwerk zelf de belasting kan verdelen. Auto’s staan gemiddeld 22 uur per etmaal stil. Met al die accu’s aan het net kunnen we dan ook de pieken opvangen die bij windenergie ontstaan als het hard waait.’
China Via Next Generation Infrastructures is Jan Peters inmiddels in contact gekomen met partners in China, waar mogelijk een groot uitrolproject wordt gestart. Na enkele technische pilots in 2010 en een grotere pilot in 2011 zal ergens de doorbraak gaan plaatsvinden. In China is het gesternte gunstig. ‘Ik hoop dat dat veel nieuwe inzichten oplevert en dat de wetenschap er op de juiste manier bij betrokken blijft. Het biedt ook prima kansen voor nieuw wetenschappelijk onderzoek. Da’s mooi – als het maar praktisch blijft!’
for forward-thinking young
11
researchers engaged in the design and management of tomorrow’s infrastructure systems
Meer wwweten? Wilt u inzicht in de laatste ontwikkelingen op onderzoeksgebied, actuele publicaties en onderzoeksprogramma’s?
Asset Management
kijk op:
Sustainability
Serious Gaming
www.nextgenerationinfrastructures.eu en klik op hot topic Asset Management, Sustainability of Serious Gaming
12
a s s et ma n a gemen t
alles heeft zijn prijs
Wat kost de vervanging van één schakelaar? Ype Wijnia introduceerde bij Enexis een nieuwe aanpak voor de onderbouwing van investeringsbeslissingen en het omgaan met risico’s.
case w ijnia
➊
Achtergrond Enexis beheert het elektriciteitsnetwerk dat ooit eigendom was van Essent. Om aan de strenge eisen van veiligheid en betrouwbaarheid te blijven voldoen, moeten regelmatig onderdelen in het netwerk worden vervangen. Dat kost geld en omdat netbeheerders publieke organisaties zijn, is dat gemeenschapsgeld. De vraag is dus hoe een netbeheerder dat gemeenschapsgeld zo goed mogelijk kan besteden.
c a s e wijn ia
➋
Aanpak
asset management
13
b eeld: Jer oen Mur r é
➌
Met een traditionele business case kan een netbeheerder weinig beginnen omdat er voor het vervangen van een enkel onderdeel, zoals bijvoorbeeld een Magnefix schakelaar, wel een kosten- en batenanalyse kan worden gemaakt, maar in het netwerk van Enexis zitten meer dan 30.000 van deze schakelaars. Daarnaast blijft bij een focus op kosten en opbrengsten verborgen dat de uitvoering van het werk problematisch kan worden.Ype Wijnia was als risicomanager in dienst van Essent en promoveert binnen het Next Generation Infrastructures onderzoeksprogramma door een nieuwe, op risico’s gebaseerde benadering van Asset Management uit te werken. In grote lijnen verloopt die aanpak als volgt: de belangrijkste kernwaarden van het bedrijf worden vastgesteld (zoals veiligheid, betrouwbaarheid, reputatie, efficiëntie). Aan deze bedrijfswaarden wordt een prijskaartje gehangen. Vervolgens wordt een risicoregister gemaakt: er worden zoveel mogelijk risico’s in beeld gebracht die op verschillende manieren kunnen worden ingedeeld in categorieën. Voor al deze risico’s worden inschattingen gemaakt van de kansen en effecten en er worden maatregelen bedacht om het risico te verkleinen. Ook aan deze maatregelen wordt een prijskaartje gehangen. Uit deze gegevens kun je dan na een proces van aanscherping en prioritering afleiden welke maatregelen de grootste reductie van risico opleveren. In die maatregelen kun je het best investeren.
Resultaten Het model en de simulaties van Wijnia leverden verrassende inzichten op. Die hadden niet alleen met de risico’s van de techniek te maken maar ook met de organisatie. Onderdeel van die inzichten was bijvoorbeeld dat er op korte termijn meer personeel zou moeten worden aangenomen en opgeleid om preventief onderhoud te plegen – er dreigde namelijk een ‘spiral of decline’ te ontstaan. Dit is een vicieuze cirkel waarbij er door een personeelstekort te weinig preventief onderhoud plaatsvindt. Daardoor ontstaan storingen, die veel tijd kosten om te verhelpen. Waardoor er nog minder tijd overblijft voor preventief onderhoud, zodat er nog meer storingen ontstaan. Uiteindelijk zijn er meer storingen dan het personeel kan verhelpen en het snel aantrekken van tijdelijk personeel is onmogelijk vanwege het specialistische karakter van het werk.
De uitkomsten van een risico analyse gaan vaak tegen het buikgevoel in’
Belangrijkste bevinding: een modelmatig onderbouwde, op het proces gebaseerde studie heeft veel overtuigingskracht naar de stakeholders. Voor Enexis was dit een resultaat, wetenschappelijk gezien was dat minder interessant. Het Asset Management programma van Enexis is gecertificeerd, als tweede bedrijf ter wereld. Het betekent dat Enexis voor elke investering in het netwerk nauwkeurig nut en noodzaak kan aangeven. Dat is toe te juichen, zeker omdat het om gemeenschapsgeld gaat. Ype Wijnia promoveert op een nieuwe benadering van Asset Management
➍
Toekomst
De methode wordt steeds verder versimpeld op basis van het begrip dat bepaalde nuances niet nodig zijn of op organisatieniveau zelfs averechts werken. De risicobenadering kan eventueel worden toegepast op hele andere gebieden, zoals overheidsbeleid. Dat kan verrassende resultaten opleveren, omdat de uitkomsten van een risico-analyse ook daar vaak tegen het ‘buikgevoel’ zullen indruisen. Aandacht voor de lange termijn kan zeker in de politiek nooit kwaad.
for forward-thinking young
14
researchers engaged in the design and management of tomorrow’s infrastructure systems
Waarom juist nu? Het Next Generation Infrastructures onderzoeksprogramma is gestart in 2004. Toen al was duidelijk dat voor vrijwel alle denkbare infrastructuren een turbulente periode op komst is. Next Generation Infrastructures wil infrastructuren klaarmaken voor de 21e eeuw. De praktijk van infrastuctuurbeheerders, –bestuurders en –beslissers verandert in snel tempo: een terugtredende overheid, liberalisering van markten, een groeiende wereldbevolking, snel opkomende economieën, technologische ontwikkelingen, het milieuvraagstuk, de financiële crisis en natuurlijk de toenemende schaarste van fossiele brandstoffen en de daardoor stijgende olieprijs.
uitdaging 1: De effecten van al deze ontwikkelingen op onze infrastructuren zijn nog lang niet duidelijk. De eerste uitdaging is daarom te begrijpen hoe deze ontwikkelingen elkaar beïnvloeden. Maar de samenleving heeft meer nodig dan alleen empirisch onderzoek. De vraag is hoe we onze infrastructuren moeten aanpassen en klaarstomen voor de volgende generatie. De bestaande infrastructuren zijn aangelegd met gemeenschapsgeld en ontworpen op stabiliteit en betrouwbaarheid. Het onderhoud en beheer zijn daarop afgestemd. De beheerders en gebruikers werden tot voor kort maar heel beperkt blootgesteld aan de grillen van de markt. Dat is nu allemaal aan het veranderen.
uitdaging 2: Vervolgens is de vraag hoe we onze infrastructuren kunnen aanpassen aan de vranderende samenleving. Maar ook hoe we de organisatie, de wetgeving of het toezicht op een nieuwe manier kunnen vormgeven. We ontwikkelen daarom nieuwe methoden, technieken en handelingsperspectieven om infrastructuren te ontwerpen, beheren en onderhouden. De oude regels gelden vaak ook letterlijk niet meer. De liberalisering van de energiemarkt maakt duidelijk hoe nauw beleid, wetgeving en economisch gedrag zijn verweven met de technische keuzes in aanleg, beheer en onderhoud van de netwerken. Door met onderzoekers uit verschillende wetenschappelijke disciplines samen te werken, doen we recht aan de complexiteit van de uitdaging. Door mensen uit de praktijk bij het onderzoek te betrekken werpen de resultaten meteen hun vruchten af. We brengen professionals uit verschillende infrastructuursectoren bij elkaar, want ze staan voor vergelijkbare uitdagingen en de verschillende infrastructuren raken steeds meer met elkaar verweven. Het is onze uitdaging om te komen tot flexibele, intelligente en betrouwbare infrastructuren door samenwerking op al deze snijvlakken.
uitdaging 3: Naast de maatschappelijke uitdaging zien wij ook een wetenschappelijke Wij voeden de wetenschap met onze nieuwe inzichten. Er is wereldwijd een community aan het ontstaan van onderzoekers die op een verfrissende wijze tegen infrastructuurontwikkelingen aankijken. We delen onze kennis internationaal in wetenschappelijke tijdschriften en op congressen. We dragen de kennsi over aan studenten, jonge onderzoekers en professionals. Next Generation Infrastructures werkt samen met haar nationale en internationale partners aan deze drie uitdagingen. De wereld van infrastructuren zal turbulent blijven en de ‘next generation’ is nog volop in ontwikkeling. Werk aan de winkel dus!
in tro
duur zame ener gie
15
De Complexe werkelijkheid van duUrzame energie In het laatste decennium is de energie wereld meer veranderd dan in de tientallen jaren daarvoor. De oorzaken zijn divers, zoals het streven naar duurzaamheid en gebruik van ‘groene energie’, de opmars van informatietechnologie en de ‘ontbundeling’ door liberalisering van de markt. Al deze ontwikkelingen hangen met elkaar samen en de stijgende olieprijs zet het geheel verder onder druk. In de energiesector worden langzaam maar zeker enkele rollen omgedraaid: kleine tot middelgrote energieverbruikers worden zelf ook groene producenten, het elektriciteitsnetwerk moet worden ingericht op tweerichtingsverkeer en de markt wordt ingewikkelder: de prijs van energie wordt voortaan mede bepaald door een lappendeken van kleine aanbieders die zelf ook afnemer zijn. Een constante factor bij al deze ontwikkelingen is de groeiende vraag naar elektriciteit. De besparing door uitfasering van de gloeilamp en het ‘vergroenen’ van andere apparatuur wordt meer dan
gecompenseerd door de komst van de elektrische auto. Tegelijkertijd bieden de accu’s in een elektrisch wagenpark voor het eerst de mogelijkheid om de pieken van wind- en zonne-energie op te slaan. De overheid, de wetenschap en de energiebedrijven zelf doen hun uiterste best om de gevolgen van al deze ontwikkelingen te overzien. Dat is niet eenvoudig. De energiewereld was al complex en nu op meerdere gebieden de spelregels grondig worden veranderd zijn de uitkomsten volkomen onvoorspelbaar. Juist daarom is de insteek van Next Generation Infrastructures waardevol. Onze onderzoekers bekijken de ontwikkelingen in de sector vanuit verschillende disciplines en invalshoeken zoals publieke waarden, economische factoren, regelgeving, techniek en menselijk gedrag – zonder de samenhang uit het oog te verliezen. De energiesector is begonnen aan een nieuwe, turbulente periode en Next Generation Infrastructures is er vanaf het begin bij.
16
du u rza me en ergie
intr o
alternatieven voor CO2-emissiehandel nodig
het
CO2
model
Prikkel tot schone productie werkt veel te laat
in tro
duur zame ener gie
b eeld: jer oen mur r é
17
Toen Emile Chappin op zoek was naar een afstudeeropdracht, kwam hij uit bij Gerard Dijkema, universitair hoofddocent in de groep Energie en Industrie aan de Faculteit Techniek, Bestuur & Management. Die vroeg zich af of emissiehandel veel zou bijdragen aan de reductie van CO2, zoals de overheid hoopt.
➊
➋
Aanpak
aanleiding Bij emissiehandel kun je als CO2-uitstotend bedrijf certificaten kopen die de uitstoot van een bepaalde hoeveelheid CO2 toestaan. Heb je een relatief vuile kolencentrale, dan heb je dus meer certificaten nodig dan wanneer je een centrale hebt die op gas draait. Een zware vervuiler zou volgens dit systeem dus duurder uit zijn dan een minder zware vervuiler. De certificaten kunnen openlijk verhandeld worden maar er is een maximum aantal dat door de overheid naar beneden kan worden bijgesteld. Ze zijn dus schaars en zullen steeds schaarser en daarmee duurder worden. Dit moet voor bedrijven een prikkel zijn om steeds schoner te produceren.
De vraag is of het systeem zal werken zoals voorgesteld en echt iets zal bijdragen aan de reductie van de uitstoot van CO2. Het is een nieuwe situatie met nieuwe spelregels en zowel de markt als de overheid moeten er nog ervaring mee opdoen. Daarom maakten Chappin en Dijkema een simulatiemodel waarin ook het gedrag van de ‘spelers’ (in dit geval de elektriciteitsproducenten) werd gemodelleerd. Dit is een zogeheten ‘agent-based model’, dat vooral geschikt is als het gedrag van actoren centraal staat en je nog niet weet hoe een systeem zich in een nieuwe situatie zal gedragen.
➌
‘Uit het doorrekenen van het model bleek dat het effect van CO2-emissiehandel pas na 20 jaar merkbaar zal zijn’
Resultaten De agents in het model brachten belangrijke ongewenste effecten aan het licht: omdat de prijs van CO2-certificaten over de tijd sterk varieert, worden de risico’s voor investeringen te groot. De agents, en daarmee de energiebedrijven, namen een afwachtende houding aan: ze deden niets – en investeerden dus ook niet in schonere technologie. Uit het doorrekenen van het model bleek verder dat het effect van CO2-emissiehandel pas na 20 jaar merkbaar zal zijn. Pas dan gaat de uitstoot structureel naar beneden. Dat is te laat om te voldoen aan de CO2-reductiedoelstellingen. In de meeste scenario’s voor brandstofprijzen en CO2emissieplafond bleef de totale CO2-emissie van de sector stijgen.
➍
Toekomst De resultaten zijn verwerkt in een artikel en een hoofdstuk in een boek. De onderzoekers geven ook vijf oplossingen aan waarbij de CO2-uitstoot wel verminderd kan worden. Zo geven ze aan dat alle kolencentrales echt ‘capture ready’ moeten zijn, dus uitgerust met de mogelijkheid CO2 op te vangen en op te slaan. Een andere oplossing ligt in het ontwerpen van een infrastructuur voor CO2transport en opslag. De onderzoekers gaan met hun model de boer op om overheden te overtuigen van de noodzaak om aanvullende maatregelen te nemen en om te laten zien dat nieuw beleid vooraf kan worden getoetst met behulp van ‘agent-based modelling’.
18
du u rza me en ergie
interview car los b r aga
Brede aanpak, ruime blik
Infrastructuur kan bijdragen aan duurzame ontwikkeling Dr. Carlos Braga is als Director Economic Policy and Debt bij de World Bank verantwoordelijk voor het ondersteunen van landen in macro-economisch beleid en duurzame groei. Vanuit die rol is hij geïnteresseerd in de bijdrage van infrastructuur aan de duurzame ontwikkeling van landen. Dr. Braga heeft zitting in de Scientific Advisory Board van Next Generation Infrastructures.
Carlos Braga werd oorspronkelijk gevraagd voor de wetenschappelijke adviesraad van Next Generation Infrastructures vanwege zijn kennis over de wereld van telecom en data communicatie. Zijn overstap naar macro-economisch beleid bracht hem nog dichter bij de rol van infrastructuur. Als het gaat over relevante ontwikkelingen op infrastructuurgebied ziet Carlos Braga drie grote en onderling samenhangende trends die een jarenlange invloed zullen hebben op het beleid van landen.
Hernieuwde aandacht vOOr Groei Economische groei is terug van weggeweest als recept voor landen om te ontsnappen aan de armoedeval. Braga: ‘In de jaren
negentig was er in ontwikkelingslanden vooral aandacht voor investeringen in sociaalmaatschappelijke voorzieningen zoals ziekenhuizen en scholen. Maar als je praat over de meest effectieve investering in de gezondheid van mensen, dan zouden een goede waterleiding en een bruikbaar wegennet weleens effectiever kunnen zijn. Een ziekenhuis moet ook bereikbaar zijn. Er is nu weer meer aandacht voor economische groei en daarbij speelt infrastructuur ook een rol.’ Nadeel is dat infrastructuren stevige investeringen vergen die zich pas op de lange termijn terugbetalen. De meer succesvolle economieën zijn in staat gebleken om te sparen en dit geld te investeren in hun infrastructuur. Daarvoor zijn ook een stabiele overheid en
enigszins evenredige verdeling van de opbrengsten belangrijke voorwaarden. Voorwaarden waaraan veel achterblijvende economieën helaas niet voldoen.
Publieke investeringen vanwege de recessie Tweede punt is de economische recessie die de wereld trof in 2008 en 2009. Braga zegt daarover: ‘De effecten van die recessie zullen nog lange tijd voelbaar zijn. In negatieve zin, omdat het voor veel economieën het begin was van een hele moeilijke periode. Maar ook in positieve zin, zeker met het oog op infrastructuurbeleid. Want de recessie bracht flinke publieke investeringen in infrastructuur met zich mee, om werkgelegenheid te behouden en economische activiteit te stimuleren.’
( >>>)
i n t e rview c a rlo s bra ga
duur zame ener gie
19
Dr. Carlos Braga is Director Economic Policy and Debt bij de World Bank.
20
( >) Het is natuurlijk wel van belang dat er wordt geïnvesteerd in zaken die ook werkelijk bijdragen aan de welvaart op langere termijn, zoals bruggen en spoorlijnen. Verder wijst dr. Braga erop dat in veel ontwikkelingslanden de mogelijkheden ontbreken om tegen de recessie in te investeren.
Explosie van staatsschulden Het derde punt dat Carlos Braga maakt hangt samen met het tweede en levert misschien wel de grootste uitdaging op voor de wetenschap. Het gaat om de explosie van staatsschulden: ‘Voor een land als Nederland zie je een toename van de staatsschuld met misschien wel veertig procentpunten. Daarover moet rente worden betaald. Publieke investeringen zullen daarom meer moeten opbrengen. Maar infrastructuur is van oudsher een terrein waar de opbrengsten lang op zich laten wachten. Landen kunnen zich dat steeds minder veroorloven en zullen sneller iets van hun investeringen terug willen zien.’
‘ Overheden krijgen een rekening gepresenteerd voor de hogere staatsschuld. Dus zal er veel interesse zijn in innovatieve oplossingen’
du u rza me en ergie
Voor Next Generation Infrastructures is de uitdaging volgens Braga daarom het ontwikkelen van methoden en technieken om de investeringen in infrastructuur snellere en hogere opbrengsten te laten genereren. Dat is niet makkelijk maar het multidisciplinaire karakter van het programma moet hier uitkomst bieden. Braga: ‘Overheden krijgen een rekening gepresenteerd voor de hogere staatsschuld. Dus zal er veel interesse zijn in innovatieve oplossingen. Van sommige infrastructuren, zoals breedbandige datacommunicatienetwerken, is bekend dat ze in de juiste context relatief snel geld opleveren. Voor andere vormen is dat lastiger. Landen zullen kritischer en voorzichtiger zijn bij het investeren.’
interview car los b r aga
Innovatieve oplossingen Carlos Braga pleit in dit verband voor een brede aanpak en een ruime blik: ‘Het is goed om met modellen te werken waarin ook menselijk gedrag een factor is. Maar het kan nog breder. Denkt iemand weleens aan de indirecte positieve effecten die infrastructuur kan hebben op de gezondheid? In Afrika verspreiden vooral vrachtwagenchauffeurs AIDS. Dat komt deels omdat ze vaak niet verder kunnen rijden en tijdens de uren die ze moeten wachten bordelen bezoeken. Daar kun je met het verbeteren van een infrastructuur bijdragen aan AIDS/bestrijding. Het lijkt een rare gedachtekronkel maar in een complex systeem moet je ook aan dit soort effecten denken. Dat is innovatie. Een ander voorbeeld is het aanbieden van schoon drinkwater. Naast de technische aspecten moet je ook aan regelgeving denken. Subsidieer je het verbruik van water, dan bevoordeel je alleen de rijkste delen van de bevolking. Het is dan beter om de aanleg van leidingen te subsidiëren. Techniek, beleid en gedrag hangen allemaal samen. Gelukkig is dat bij Next Generation Infrastructures al bekend.’
for forward-thinking young researchers engaged in the design and management of tomorrow’s infrastructure systems
21
Next Generation Infrastructures volgens insiders... De meerwaarde van Next Generation Infrastructures vind ik de multidisciplinaire benadering. Asset Management kan je heel technisch aanvliegen maar er zit een geweldig stuk gedrag bij, vanuit economische psychologie. Je moet het van alle kanten belichten om te voorkomen dat een enkele afdeling ermee aan de haal gaat. jenne van der velde, rijkswaterstaat
Het is beter om de aanleg van leidingen te subsidiĂŤren. Techniek, beleid en gedrag hangen allemaal samen. Gelukkig is dat bij Next Generation Infrastructures al bekend. carlos braga, world bank
Voor ons is innovatie geen luxe maar een noodzaak. Wij willen elk jaar vijf procent meer treinen laten rijden zonder nieuw spoor aan te leggen. Dus moeten we nog slimmer omgaan met de capaciteit. We denken dat dat kan, maar we hebben zelf niet alle antwoorden. Daarom zoeken we de samenwerking met de wetenschap. bert klerk, prorail
Het multidisciplinaire onderzoek is steeds het uitgangspunt geweest, net als het werken met complexe systemen. Het begint van de grond te komen, net als de internationale samenwerking. Dat levert ons veel mogelijkheden op. jan peters, enexis
Op een hoger abstractieniveau is het werken met complexe systemen denk ik de reden waarom ProRail en Next Generation Infrastructures elkaar goed liggen. Elke netbeheerder heeft in zijn netwerk te maken met complexe vraagstukken. Het is daarom goed om elkaar te ontmoeten en kennis uit te wisselen. arjo van loo, prorail
22
du u rza me en ergie
ontb undeling ener gieb edr ijven
Pas op, u nadert een splitsing Gert Brunekreeft bestudeert samen met collega’s in Europees verband de gevolgen van het ‘ontbundelen’ van energiebedrijven, waarbij de distributie van energie wordt gesplitst van de opwekking en verkoop daarvan.
o n t b u n de l i n g en ergiebedrijven
➊
duur zame ener gie
b eeld: jer oen mur r é
23
➌
Achtergrond
Resultaten
De Europese Unie wil met het ontbundelen van energiebedrijven de volgende stap zetten in het liberaliseren van de Europese energiemarkt, om daarmee de concurrentie te bevorderen, de energievoorziening veilig te stellen en investeringen in infrastructuur aan te moedigen. De EU bepleit het volledig splitsen van het netwerk enerzijds en de opwekking en verkoop van energie anderzijds. Zo kan er concurrentie ontstaan in die laatste categorie. Men staat na de nodige politieke discussie echter ook een minder volledige vorm van splitsing toe. De Europese beleidsmakers verwachtten veel van deze maatregelen. Maar het was onduidelijk waar die verwachting op was gebaseerd. Want eigenlijk was er nog nooit wetenschappelijk onderzoek gedaan naar alle juridische, economische en technische aspecten van ontbundeling. Het UNECOMproject voorziet daarin.
De onderzoekers hebben op de vier deelgebieden tientallen publicaties, artikelen en presentaties op hun naam staan. Er worden workshops en studiedagen georganiseerd voor wetenschappers, beleidsmakers en natuurlijk de energiesector zodat men elkaar kan ontmoeten en gezamenlijk discussiëren. Er is voldoende stof voor discussie, omdat de onderzoeken laten zien dat lang niet alle wettelijke maatregelen het gewenste effect hebben. Terwijl in de economie vaak gesproken wordt over ‘synergievoordelen’ door bedrijven samen te voegen, gebeurt bij de energiebedrijven precies het omgekeerde. Het uit elkaar trekken van bedrijven levert hoge eenmalige kosten op: er moet worden gereorganiseerd en verhuisd en er moeten allerlei bestanden en systemen worden gesplitst. Daarnaast zijn er bij de beide nieuwe bedrijven interne afdelingen nodig die eerst nog werden gedeeld. Dit zijn blijvende kostenverhogingen. Daarbij komen nog de kosten van overgangsregelingen, fusies en overnames en juridische kwesties. Verder onderzoek met gegevens uit de praktijk moet uitwijzen of de baten van ontbundeling opwegen tegen de kosten. Het proces van ontbundelen kan ook een grote impact hebben op de samenleving. Een commerciële stroomproducent kan zich in principe overal vestigen en eisen dat er een nieuw stuk netwerk wordt aangelegd. De netwerkkosten zijn niet langer voor de producent en dus zal die er minder rekening mee houden in investerings-beslissingen. De vraag is dan of het acceptabel is dat de samenleving hiervoor opdraait, áls het plaatsen van nieuwe hoogspanningsmasten al wordt toegestaan.
Aanpak
➋
In Europees verband is in 2007 het onderzoeksproject UNECOM (UNbundling of Energy Companies) gestart door de Jacobs University in Bremen, de Wirtschafts Universität in Wenen, de Ruhr-Universität in Bochum, de Universiteit van Tilburg en de Technische Universiteit Delft. Het Next Generation Infrastructures instituut is één van de vier sponsors van het project. Doel van het onderzoek is het bestuderen van de effecten van ontbundeling in hun samenhang, vanuit zoveel mogelijk verschillende invalshoeken. Daarom geven micro-economen, bedrijfseconomen, juristen en ingenieurs samen antwoord op de vraag of de kosten van ontbundeling opwegen tegen de baten en welke aanpak daarbij wel of niet werkt. ‘ Een commerciële stroomproducent kan zich in principe overal vestigen en vervolgens eisen dat er een nieuw stuk netwerk wordt aangelegd’
Toekomst
➍
Het Duits, Nederlands en Oostenrijkse UNECOMonderzoek richt zich niet alleen op de theoretische basis van het ontbundelingsbeleid, maar wil ook de werkelijke effecten van ontbundeling in kaart brengen. Pas als ontbundeling in alle Europese landen een feit is, zal het totale effect op de Europese markt meetbaar zijn. Informatie en resultaten van het onderzoek zijn te vinden op www.unecom.de
for forward-thinking young
24
researchers engaged in the design and management of tomorrow’s infrastructure systems
Drijvende krachten achter Next Generation Infrastructures Geheel in onze traditie ook een interdisciplinair team; een scheikundige, een bestuurskundige, een techniekhistorica/ cultuurwetenschapper, en een chemisch ingenieur. Allen met een passie voor infrastructuren in de breedste zin van het woord. De directie van Next Generation Infrastructures wordt gevormd door: prof. Dr. Ir. Margot Weijnen, prof. Dr. Ernst ten Heuvelhof, Dr. Judith Schueler en Dr. Ir. Paulien Herder.
Flexible infrastructures
Economie en maatschappij zullen een grotere functionaliteit, capaciteit en kwaliteit van infrastructuren eisen dan die op dit moment kunnen leveren Doel van dit programma is het waarborgen van flexibiliteit op lange termijn voor de volgende generatie infrastructuren, zonder dat dit ten koste gaat van de stabiliteit en de betrouwbaarheid.
a Academy Onze directie wordt ondersteund door een internationale Scientific Advisory Board met experts uit de onderzoekswereld en een gebruikersraad met mensen uit het bedrijfsleven op gebieden als ICT en energie.
Intelligent infrastructures
Werking en beheer van bestaande infrastructuren laten te wensen over: we worden te vaak geconfronteerd met capaciteitsproblemen, onveiligheid, onbetrouwbaarheid en inefficiëntie. Welke methoden en technieken kunnen hier verbetering in brengen?
1 - 25, 2009
rence2008
Onze 150 onderzoekers werken in onderzoeks programma’s binnen de volgende thema’s: Critical infrastructures
Infrastructuren die essentieel zijn voor onze maatschappij staan bloot aan risico’s die wij niet kunnen voorkomen en waarop wij geen adequate respons hebben. Doel van dit programma is het ontwikkelen van ontwerpbenaderingen, technologische innovaties en nieuwe, organisatieoverstijgende arrangementen om beter voorbereid te zijn op storingen en hun schadelijke effecten.
g opportunity
oung
n the design
omorrow’s
Public values
De traditionele bestuurs modellen om publieke waarden (privacy, beschikbaarheid, betaalbaarheid, duurzaamheid) te beschermen zijn door ontwikkelingen zoals liberali sering en deregulering niet meer toereikend. In het licht van het Europese liberaliseringsbeleid bestuderen en herdefiniëren we publieke en private waarden en ontwikkelen nieuwe bestuursmodellen om deze te beschermen.
Serious gaming
Sinds de oprichting van ons onderzoeksprogramma in 2004 zijn er explosieve ontwikkelingen in serious gaming. Steeds meer van onze partners hebben zich gerealiseerd dat serious gaming een substantiële bijdrage levert zowel in het begrijpen van infrastructuren als in het ontwerpen, managen en beslissingstraject. Strategic Asset Management
Next Generation Infrastructures heeft een succesvol initiatief genomen om een platform voor infrastructuur asset managers op te richten dat zich richt op kennisdelen, organisatie van masterclasses, cursussen en games, en het ontwikkelen van tools om het proces te ondersteunen. Understanding complex networks
Hoe houd je de touwtjes in handen als ze een bijna onontwarbare knoop vormen? Infrastructuren zijn zo complex geworden dat ze onvoorspelbaar en ongewenst gedrag vertonen. We willen daarom fundamenteel inzicht verkrijgen in de complexiteit van de volgende generatie infrastructuren. Voor actuele informatie over partners en onderzoekers, kunt u kijken op: www.nextgenerationinfrastructures.eu
in tro
ser ious gaming
25
Volop speelruimte met serious games Door situaties in de werkelijkheid zo effectief mogelijk na te bootsen in de vorm van een spel of simulatie, ontstaan inzichten die door de deelnemers op geen enkele andere manier kunnen worden ervaren in een gecontroleerde setting. Voor de ‘echte’ werkelijkheid is uiteraard geen substituut, maar vaak bestaat de werkelijkheid uit het model nog niet en is het juist de bedoeling om die vooraf te toetsen. Een game kan allerlei vormen aannemen, van een set papiertjes met aanwijzingen tot en met een volledige computersimulatie waar de spelers ronddolen in een 3D-wereld op hun scherm. De verbindende factor is in alle gevallen de mens. Elke game, hoe simpel ook, biedt de mogelijkheid om een structuur of een set spelregels bloot te stellen aan ‘echt’ menselijk gedrag. Dat gedrag is niet altijd rationeel of consequent, en daarmee moeilijk door een computer over te nemen. Het echte
gedrag leidt ook tot echte frustraties en echte competitie, precies zoals dat in de werkelijkheid zou gebeuren. Doordat spelers in een spel dit realistische gedrag vertonen, leren ze door ondervinding. De consequenties van gebrekkige samenwerking en communicatie zijn alleen op deze manier voelbaar te maken. Dat levert waardevolle leerervaringen op. Tegelijkertijd leren opdrachtgevers welke sterke en zwakke kanten er aan een beleidsmaatregel, marktmechanisme of nieuwe structuur zitten. Onderzoekers kunnen hun modellen testen en valideren. Onderzoekers van Next Generation Infrastructures hebben inmiddels ruime ervaring met het maken van dergelijke games en simulaties. Een goede management game kan in enkele weken of maanden worden ontwikkeld. Lees er meer over op de nu volgende pagina’s.
26
s erio u s ga min g
interview b ert kler k & ar jo van loo
‘ We willen zoveel mogelijk treinen laten rijden’
ProRail speelt met het spoor ProRail ontwikkelt zich van spoorbeheerder tot mobiliteits leverancier, op basis van ontwikkelingen in de samenleving. Het uitgebreide netwerk van rails en elektriciteitsleidingen biedt volop kansen maar levert ook vraagstukken op die ProRail voorlegt aan de wetenschap via Next Generation Infrastructures. We spreken met president-directeur Bert Klerk en manager innovatie Arjo van Loo.
Bert Klerk beschrijft in een notendop de reden om met Next Generation Infrastructures samen te werken: ‘Voor ons is innovatie geen luxe maar een noodzaak. Wij willen elk jaar meer treinen laten rijden zonder veel nieuw spoor aan te leggen. Dus moeten we nog slimmer omgaan met de capaciteit. We denken dat dat kan, maar we hebben zelf niet alle antwoorden. Daarom zoeken we de samen werking met de wetenschap.’ Arjo van Loo geeft een voorbeeld: ‘Vanwege de complexiteit van ons netwerk kun je het effect van je maatregelen lang niet altijd overzien. Dus moet je dingen uitproberen. Dat kan natuurlijk alleen in een testomgeving maar die moet wel zo realistisch mogelijk zijn. Dat betekent dat je
niet alleen de techniek moet simuleren maar ook de processen in de organisatie en de manier waarop mensen communiceren en beslissingen nemen. Ik ben onder de indruk van wat er op dat gebied allemaal mogelijk is met serious gaming. Op mijn eerste dag bij ProRail werd ik direct meegenomen naar een demonstratie bij Next Generation Infrastructures en dat was een succes. De mensen van capaciteitsmanagement en verkeersleiding waren erg enthousiast en hebben “collaborational engineering” direct opgepakt. Ze gebruiken nu spelsimulaties als leer- en oefenmateriaal en dat heeft al de nodige nieuwe inzichten opgeleverd.’
Omgaan met de wetenschap De belangstelling van ProRail voor de wetenschap gaat dieper dan alleen serious gaming. Hoewel de vraagstukken rond het spoorvervoer altijd belangrijk zullen blijven, probeert ProRail ook in te spelen op andere ontwikkelingen. Daarom is men een partnership aangegaan met Next Generation Infrastructures. Bert Klerk: ‘We kijken bijvoorbeeld naar het mogelijk maken van elektrisch vervoer. We hebben een mooie infrastructuur om dat te doen en je ziet dat de ontwikkelingen die kant op gaan. ProRail wordt grotendeels uit publieke middelen gefinancierd en heeft een maatschappelijke taak. Vanuit die optiek willen we een bijdrage leveren.
(>>>)
i n t e rv i e w b e rt kl erk & a rjo va n lo o
‘ We moeten minder achter ons bureau blijven zitten en actief met onze vraagstukken de markt op’
ser ious gaming
b eeld: mar k van der zouw
27
Bert Klerk is presidentdirecteur van ProRail
28
s erio u s ga min g
‘ Maximale benutting van het spoor verhoudt zich slecht met onderhoud. Door de hogere belasting heb je meer onderhoud nodig maar er is tegelijkertijd minder tijd voor’ (>)
Dat levert natuurlijk weer nieuwe vragen op. Van oudsher hadden alle afdelingen hun eigen contacten met universiteiten maar op die manier waren we versnipperd bezig. De kennis bleef ook niet hangen. Vanuit het partnership willen we een slag dieper komen en de kennis die we opdoen beter in de organisatie borgen.’ Arjo van Loo: ‘De eerste vraag was: hoe kunnen we elkaar het beste helpen? Wij zijn een operationeel ingesteld bedrijf met veel afdelingen. Onze vragen bestrijken verschillende terreinen en abstractieniveaus. Toen ik net begon liep dat allemaal door elkaar. Dat moest anders. We hebben onze vragen nu gestroomlijnd door vijf onderzoeksthema’s te benoemen. De inspiratie voor die thema’s kregen we op een hele leuke manier, met een speeddating-sessie. Mensen van ProRail ontmoetten in hoog tempo verschillende wetenschappers van Next Generation Infrastructures om hun vraagstukken te bespreken. Iedereen was aangenaam verrast over wat er allemaal aan kennis beschikbaar is. Vaak ook heel praktisch toepasbaar.’
whole system performance Van de vijf door ProRail geformuleerde thema’s zijn er nu twee actief: ‘whole system performance’ en ‘zelfdenkend spoor’. Deze twee thema’s zijn direct verbonden aan de strategie van ProRail tot 2015. Terwijl serious gaming als methode vooral wordt toegepast binnen het eerste thema, is ‘zelfdenkend spoor’ vooral een geavanceerde vorm van Asset Management. Bert Klerk: ‘Maximaal benutten van het spoor verhoudt zich slecht met onderhoud: door hogere belasting heb je meer onderhoud nodig maar je hebt daar minder tijd voor. We zoeken dus naar manieren om het onderhoud effectiever te maken, zowel technisch als organisatorisch. Daarom hebben we ook zitting in het Asset Management Platform van Next Generation Infrastructures.’ Arjo van Loo: ‘Op een hoger abstractieniveau is het werken met complexe systemen denk ik de reden waarom ProRail en Next Generation Infrastructures elkaar goed liggen. Elke netbeheerder heeft in zijn netwerk te maken met complexe vraagstukken. Het is daarom goed om elkaar te ontmoeten en kennis uit te wisselen.’
interview b ert kler k & ar jo van loo
Vaker naar buiten Bert Klerk beaamt dit: ‘We moeten actief met onze vraagstukken de boer op. Vervolgens kunnen we met de oplossingen en ervaringen weer terug naar binnen om ze toe te passen. Dat is een cultuuromslag en dat vergt tijd. We moeten eraan wennen om anderen inzicht te geven in onze problematiek. Er is nog de neiging om alles zelf op te lossen.’ Arjo van Loo vult aan: ‘Soms zijn we teveel gericht op de waan van de dag. Natuurlijk gaat een flinke storing aan het spoor altijd voor andere zaken, maar we moeten niet vergeten dat we met onze infrastructuur één van de vormgevers van Nederland zijn. Vanuit die verantwoordelijkheid moet je verder kijken. Het is leuk en nuttig om dat samen met de wetenschap en andere infrastructuurbedrijven binnen Next Generation Infrastructures te doen.’
s imu laties p ellen
ser ious gaming
29
Drie uitdagingen, drie oplossingen
Speelgoed, maar niet voor in de kinderkamer Serious gaming is serious business. Drie onderzoekers ontwikkelden simulatiespellen om praktijkproblemen in een veilige omgeving uit te proberen.
30
s erio u s ga min g
3 How to bid
sim ulatiespellen
➊
op de energiemarkt After filling out the bid form, press ‘Submit Query’. You may do this as often as you want; every time you will overwrite the previous bids. When the market is cleared, the most recently submitted bids will be used. Watch out with overwriting bids of team members: you can work on the bid form simultaneously from different computers. Again, the most recently submitted bid form will be used.
Your bid data will be copied to the next round. This way you can see what you bid before. However, in order to be successful, you will need to adjust your bids to the constantly changing energy prices, availability of generators, new generators that have come on stream and competitors’ behavior.
3 How to bid
beslissingen en resultaten van elk team en er wordt zeker op dat moment heel veel duidelijk over strategie en de gevolgen van je opstelling in de markt.’
Toekomst ‘Het spel is in deze vorm ook heel geschikt voor professionele trainingen in bedrijven. We The market price is determined as the intersection between the supply and demand functions. It is indicated with the horizontal black line. In case of a shortage, all bids will 3.5 Using Excel to prepare your bids Tygron laten programmeren. Via hebben het al gespeeld met Cap Laurens de Vries ontwikkelde be accepted and the price will be determined by the priceǦelasticity of demand, as is the Next Generation Infrastructures Gemini en dat was een groot een energiemarktspel voor case in Figure 6. Market prices and volumes are summarized in tables at the bottom of the Market Results een samenwerking gestart met succes. Je kunt het spel intensief zijn studenten. Het spel blijkt page. het C-STEP instituut in India. Zij spelen in een dag maar je kunt echter breder toepasbaar te helpen met programmeren en de spelrondes ook uitsmeren zijn; ook voor bedrijven levert doorontwikkelen van het spel en over enkele weken. Het lijkt het de nodige inzichten op. in ruil daarvoor kunnen ze het ons vooral geschikt voor jonge Achtergrond spel overnemen en aanpassen professionals die nog niet te lang voor de lokale markt.’ actief zijn in de markt. Voor hen ‘Het spel komt voort uit een is het een hele snelle leerschool. collegeserie. Ik merkte dat de Resultaten Vanuit wetenschappelijk theorie over concurrentiedruk oogpunt is dit spel interessant op de energiemarkt niet goed ‘Vijf teams vormen vijf energie Figure 5: Shoulder market results omdat het een werkend model overkwam: hoe prijzen tot stand productiebedrijven. Het spel is waar je in kunt stappen. Het komen, hoe bieden werkt, hoe wordt op een website gespeeld. CO2-model van mijn collega’s je risico’s inschat. Niemand had Grafieken, marktgegevens die Gerard Dijkema en Emile ooit vragen over de stof maar ‘live’ binnenkomen, historische Chappin werkt volgens dezelfde bij tentamens ging zo’n 80% data. Het lijkt daardoor alsof we 9 principes maar daar zijn de van de studenten de mist in. veel informatie aanbieden maar spelers vervangen door gesimuNadeel is dat de theorie logisch het is nooit genoeg om puur leerde agents. Als je dat model klinkt maar toch lastig is om te rationele beslissingen te nemen. wilt begrijpen, kun je mensen begrijpen en uit te leggen.’ Dat is natuurlijk conform de eerst dit spel laten spelen. De werkelijkheid; in de werkelijkAanpak heid noemen we dat het onderne- resultaten van het model komen dan veel beter over, op een dieper mersrisico. ‘Ik heb overwogen om oefeninniveau.’ Als studenten geconfronteerd gen te maken die de studenten thuis konden doen, maar ik voor- worden met deze gesimuleerde zag dat dat niet zou gaan werken. werkelijkheid begint de theorie direct te leven. De teams moeten Dus maakte ik een spreadsheet serieus aan de slag met modellen en dan gingen we tijdens het en scenario’s om inzicht te krijgen college een kleine praktijkoefein investeringsbeslissingen. De ning doen. Dat was een beetje competitie voegt er een leuke handwerk voor mij, maar het werkte prima. Totdat het wat am- extra dimensie aan toe. Er worden tussen de spelrondes door heel bitieuzer werd. Toen begon het veel vragen gesteld. handwerk voor mij de spuigaten In de evaluatie achteraf spelen uit te lopen. We hebben een we open kaart. We bekijken de eerste versie van het spel door
Figure 2: Bid form
You can calculate your bids in Excel and copy them to the bid form: x Make six columns in Excel with the data as indicated in Figure 3. x Copy only the actual data (the fields marked with X) to the box underneath your bid form. Note: you must use periods (“.”) as decimal separators. Commas will lead to blank bids. x Delete the last return in this box. x Click on ‘Update’. x Click on ‘Submit query’ in order to submit your bids.
7
Figure 4: OffǦpeak market results
s imu laties p ellen
31
ser ious gaming
➋ Strategisch inzicht in de haven De TU Delft ontwikkelde samen met het Rotterdamse Havenbedrijf en Tygron Serious Gaming het simulatiespel SimPort-MV2. Geertje Bekebrede van Next Generations Infrastructures ontwikkelde hieraan mee en gebruikt het spel als case in haar onderzoek naar het gebruik van serious gaming om infrastructuren beter te begrijpen.
Achtergrond Bij de aanleg van de Tweede Maasvlakte (MV2) moeten strategische beslissingen worden genomen. Het havenbedrijf wil met het spel beter zicht krijgen op de gevolgen van deze beslissingen op de lange termijn en de invloed die externe factoren en strategisch menselijk gedrag daar op hebben. Het spel legt de nadruk op strategie vorming, project management en onderlinge samenwerking.
Aanpak In het spel vormen spelers samen de directie van het havenbedrijf. Net als in het bekende spel SimCity moet er een gebied worden ontwikkeld maar dan in teamverband met verschillende rollen en functies. De spelers moeten strategieën kiezen, het havengebied aanleggen, onderhandelen met klanten, contracten afsluiten en die toewijzen aan de terreinen. In de eerste ronde staat de virtuele tijd nog stil en kunnen de spelers hun aanpak doornemen. Daarna verloopt het spel in rondes van tien jaar, om uiteindelijk een periode van 30 jaar te bestrijken. Tussen de ronden door zijn er teamevaluaties waarin de teams hun rolverdeling en strategie desgewenst kunnen aanpassen. Na afloop is er een debriefing waarbij de in het spel ontwikkelde Tweede Maasvlakte wordt besproken. De financiële situatie,
de tevredenheid van de fictieve klanten en het spelverloop worden allemaal doorgenomen. Het spel kan werken met meerdere teams tegelijkertijd, zodat de uitkomsten ook onderling vergeleken kunnen worden.
Resultaten SimPort-MV2 is inmiddels regelmatig gespeeld en blijkt een eyeopener te zijn. Uit het onderzoek van Bekebrede blijkt dat het spel het gestelde doel van inzicht in de gevolgen van strategische keuzes op de langere termijn bereikt. Maar er is meer; sommige spelers geven aan dat ze dankzij het spel beter begrijpen welke vraagstukken op andere afdelingen spelen. Het spel wordt niet alleen binnen het Havenbedrijf gebruikt. Ook in het onderwijs en bij postacademische opleidingen laat men met SimPort-MV2 studenten oefenen met havenontwikkeling en project management. Het spel laat mensen daarbij ook inhoudelijk kennismaken met het project Tweede Maasvlakte.
Toekomst Er worden voor het spel nog steeds nieuwe modules ontwikkeld om in de simulatie nieuwe inzichten en beleid mee te nemen, zoals duurzame ontwikkeling van het havengebied. Daarnaast is het mogelijk om andere havens te simuleren. Diverse havenbedrijven hebben al interesse getoond. Op basis van de ervaringen met SimPort-MV2 en de ontwikkelde software is het ook mogelijk om andere vormen van ruimtelijke planning op een vergelijkbare manier te ‘gamen’.
32
s erio u s ga min g
sim ulatiespellen
➌
hoe laat gaat de trein? Resultaten
Sebastiaan Meijer ontwikkelde in zeer korte tijd een management game voor exclusief gebruik door ProRail.
Achtergrond ‘ProRail verdeelt onder meer de capaciteit van het Nederlandse spoorwegnet onder de vervoerders. Het Nederlandse net is een van de drukst bereden spoorwegnetten ter wereld en de capaciteit is daarom schaars. De planning wordt nu een jaar vooruit gemaakt, wat zeker voor goederenvervoer niet altijd ideaal is. ProRail wilde weten of een marktbenadering bij het goederenvervoer zou leiden tot een betere verdeling.’
Aanpak ‘Er was voldoende te onderzoeken, omdat bijvoorbeeld in de luchtvaartsector al de nodige modellen zijn voor het verdelen van schaarse capaciteit. Al die scenario’s moesten getest kunnen worden in een spelsituatie. Er is in heel korte tijd een proefversie ontwikkeld op basis van een al bestaand spel. Dat beviel ProRail en vervolgens is de eerste echte game ontwikkeld, die volledig met papier werkt. Dat leverde enkele belangrijke inzichten op, die vervolgens weer zijn verwerkt in een tweede game dat met computerondersteuning kon worden gespeeld.’
‘De games leverden enkele bijzondere inzichten op. Zo bleken diverse marktmechanismen die gericht zijn op verdeling van de opbrengst eigenlijk niet te werken. De veronderstelling dat beprijzing altijd zal leiden tot een betere verdeling van capaciteit ging in dit geval niet op. Het delen van informatie bleek veel belangrijker te zijn, dus het geven van inzicht in de beschikbare capaciteit. Met de lessen die geleerd zijn kan de interne discussie beter worden gevoerd. Het is nog een vraag of de goederenmarktplaats er werkelijk komt, dat hangt van vele andere factoren af.’
Toekomst ‘Voor ProRail is duidelijk geworden dat games snel inzicht kunnen geven in mogelijke scenario’s, met als belangrijkste voordeel dat in een game altijd de mens als factor wordt meegenomen - met al het typisch menselijke gedrag dat daarbij hoort. Met een game kan je mensen ‘in het model laten kruipen’. Een andere belangrijke uitkomst is dat management games in zeer korte tijd ontwikkeld en gespeeld kunnen worden. Het hoeft zeker niet altijd te gaan om langjarige projecten. De onderzoekers van Next Generation Infrastructures bestrijken inmiddels het hele spectrum, van het werken met losse papiertjes tot volledige computersimulaties.’
for forward-thinking young researchers engaged in the design and management of tomorrow’s infrastructure systems
33
Goed voorbeeld doet volgen Next Generation Infrastructures inspireert. Niet alleen door onze onderzoeksresultaten. Ook onze manier van kijken, ontwerpen en werken spreekt aan. Als spin-offs zijn onze partners in India en China soortgelijke onderzoekscentra gestart. In Bangalore groeit onder de hoede van het Center for Science, Technology and Policy (CStep) razendsnel een Laboratory for Next Generation Infrastructures met een zeer dynamische groep onderzoekers. Ook voor de Management School van het Harbin Institute for Technology vormt ons programma de inspiratiebron. Kernpublicaties van Next Generation Infrastructures worden in het Mandarijn vertaald om ze toegankelijk te maken voor onderzoekers en kennisgebruikers in China. Het blijkt ook voor de Indiase en Chinese samenleving verfrissend om op een nieuwe wijze tegen infrastructuurontwikkeling aan te kijken: cross-sectoraal, interdisciplinair en met internationale partijen uit de publieke en private sector. Enthousiasme werkt aanstekelijk – ook over de grenzen heen!
for forward-thinking young
34
researchers engaged in the design and management of tomorrow’s infrastructure systems
NGInfra Academy an exceptional learning experience
Op een mooie en inspirerende plek in Nederland komen promovendi, post-doctoraal onderzoekers en jonge professionals vanuit de hele wereld samen om deel te nemen aan de NGInfra Academy. Hier delen wij onze kennis over theorieĂŤn, modellen en instrumenten voor optimaal functionerende infrastructuren. De deelnemers krijgen naast de allerlaatste ontwikkelingen op het gebied van infrastructureel onderzoek ook praktische tools aangereikt voor ontwerp en management van infrastructuren. De NGInfra Academy vindt eenmaal per jaar plaats. Wilt u meer informatie en/of deelnemen aan de eerstvolgende NGInfra Academy? Dat kan!
Tot ziens op de NGInfra Academy!
Meld u nu aan om op de hoogte te worden gehouden via info@nginfra.nl of houdt onze site www.nextgenerationinfrastructures.eu in de gaten.
35
Hoezo, ‘uniek’? Next Generation Infrastructures ziet infrastructuren als complexe socio-technische systemen. We beperken ons niet tot de bestudering van een sector, maar leren van alle infrastructuren. Bovendien vinden verschillende wetenschappelijke disciplines elkaar binnen het programma. Deze combinatie maakt ons onderzoeksprogramma uniek. Een samenleving geeft vorm aan infrastructuren, maar tegelijkertijd beïnvloeden diezelfde infrastructuren de samenleving. Bij gebrek aan een beter woord noemen we dat ‘socio-technisch’. We spreken over ‘systemen’, omdat die term de veelheid van componenten, spelers en doelstellingen omvat die bij infrastructuren komen kijken. Hoe past complexiteit daarin? We spreken over een complex systeem als er sprake is van emergent gedrag van patronen en relaties tussen delen van het systeem zonder dat hierin duidelijke oorzaken en voorspelbare gevolgen zijn aan te wijzen. Alles hangt met alles samen en daardoor zijn de gevolgen van lokale handelingen of maatregelen voor het hele systeem onvoorspelbaar.
Een samenleving kan niet van vandaag op morgen oude infrastructuren door nieuwe vervangen: in het werken aan de infrastructuren van de toekomst moet worden voortgebouwd op wat er al is. We creëren experimentele omgevingen, waarin we de gevolgen van interventies kunnen simuleren, via serious gaming en geavanceerde simulatiemodellen. Daarin kunnen we ook zien hoe verschillende opties tegelijk uitwerken. Next Generation Infrastructures biedt hiermee een gereedschapskist die helpt om in een wereld van complexiteit weloverwogen beslissingen te nemen. De kist zit vol games, modellen, handelingsperspectieven, methoden en technieken, elk geëigend voor specifieke vraagstukken.
Juist omdat we onderzoek doen in de diverse sectoren leren we van de verschillen en overeenkomsten. Bovendien zijn infrastructuren zo sterk van elkaar afhankelijk dat het vaak niet zonvol is ze los van elkaar te bestuderen. De kennis die nodig is om deze uitdagingen aan te gaan, kan alleen ontstaan door over alle mogelijke (kunstmatige) grenzen heen te durven stappen. Grenzen tussen maatschappij en technologie, wetenschap en praktijk, sociale en technische disciplines, sectoren, beleids departementen en landen. Zo werken we aan een nieuwe generatie (kennis)infrastructuur.
my Colofon Next Generation Infrastructures is een brochure van Next Generation Infrastructures Foundation. Aan de uitgave is de grootst mogelijke zorg besteed. De redactie is niet aansprakelijk voor eventuele onvolkomenheden en/of fouten.
Redactieadres Next Generations Infrastructures Jaffalaan 5, 2628 bx Delft Concept en realisatie vdbj_, www.vdbj.nl Tekst Friso Gosliga Judith Schueler Marieke de Ruijter Eindredactie Afdeling Communicatie Next Generation Infrastructures