Inzet slimme energiesystemen in Nederland en China onderzocht

Efficiënter energiegebruik en energiebesparing is (ook) mensenwerk

20 december 2018

Wat ‘smart’ is in Nederland is niet per se ‘smart’ in China. Duurzame ontwikkeling van stedelijke gebieden in Nederland en China vertoont veel overeenkomsten. Dit geldt niet alleen voor de uitdagingen maar ook voor de slimme oplossingen in termen van innovatieve technologieën. Toch zijn er ook verschillen, zeker als het gaat om socio-demografische factoren. Deze conclusie werd gedeeld door onderzoekers die hebben gewerkt binnen het Joint Scientific Thematic Research Programme (JSTP) – Smart Energy in Smart Cities. Zij presenteerden hun onderzoek tijdens de afsluitende bijeenkomst op 26 november in stadskasteel Oudaen, te Utrecht.

Vijf projecten binnen het Joint Scientific Thematic Research Programme (JSTP) – Smart Energy in Smart Cities zijn na een projectduur van vier jaar in afrondende fase. Doel van het programma was om samenwerking te stimuleren tussen onderzoekers uit China en Nederland op het terrein van duurzame stedelijke ontwikkeling en slimme oplossingen voor efficiënter energiegebruik en energiebesparing. Op de afsluitende sessie in Utrecht vertelden onderzoekers van de verschillende projecten over hun aanpak en bevindingen, evenals hun ervaringen met de samenwerking met Chinese partners.

Betrek bewoner bij duurzame renovatie-strategieën

In het project ‘Smart retrofitting of urban housing in China and the Netherlands’ hebben onderzoekers van Wageningen University & Research Centre (WUR) en de Chinese Academy of Social Sciences verschillende grote renovatieprojecten in respectievelijk Amsterdam, Beijing en Mianyang, een stad in Zuidwest-China, bestudeerd.
Van de verwachte energiebesparing bij grootschalige duurzame renovatie- oftewel retrofit-trajecten wordt 40% uiteindelijk niet gerealiseerd. Dit heeft volgens een Duits onderzoek te maken met een gebrek aan betrokkenheid van de bewoners, vertelde Frank de Feijter, onderzoeker aan de WUR, in zijn presentatie. Binnen het project werd daarom gekeken naar zowel de situatie van vóór de renovatie als de uitdagingen die het gebruik van de complexe energiebesparende technologieën voor de bewoners met zich meebrachten. Daarvoor werd een 150-tal interviews met bewoners afgenomen. Ook vonden er gesprekken plaats met vertegenwoordigers van de overheid, de bouwwereld en de architectuur plaats. Daaruit bleek dat terwijl deze retrofit providers vooral waarde toekenden aan energie-efficiëntie, bij bewoners, op hun beurt, ongemak bij de verbouwing, het opgeleverde comfort, de rol van tradities en bovenal, gezondheid, voorop stonden. Dit was zeker het geval in China en in het bijzonder Beijing, waar luchtverontreiniging een ernstig probleem vormt. Het onderzoek liet ook het belang van visualisatie zien: modelwoningen, waar bewoners de gevolgen van energiebesparende maatregelen aan den lijve kunnen ervaren.
‘Retrofitting’ is een grote maatschappelijke uitdaging met verschillende dimensies. Bewoners spelen daarin een belangrijke rol. De onderzoekers pleiten er dan ook voor om bewoners gedurende het hele proces intensiever te betrekken bij grootschalige duurzame renovatieprojecten.

Slimme energieoplossingen vragen om waarde-congruente informatie

De onderzoekers van het ‘BIGS – Beijing Groningen Smart Energy Cities’ project, verbonden aan de Rijksuniversiteit Groningen en het Institute of Industry Economics van de Chinese Academy of Sciences, trekken een vergelijkbare conclusie. Onderzoek naar slimme energieoplossingen in de stedelijke omgeving heeft niet alleen betrekking op slimme innovatie en technologietoepassingen, maar ook op het gedrag van de gebruikers.
In het project, gepresenteerd door dr. Berfu Ünal, onderzoeker aan de Rijksuniversiteit Groningen, werd dan ook niet alleen gekeken naar optimaal energiegebruik in gebouwen door middel van geautomatiseerde systemen, maar ook naar culturele verschillen die een uitwerking hebben op energiegebruik, de invloed die het ontwerp van interventies daarop uitoefent als ook het effect van gekozen communicatiestrategieën. Simpele interventies, zoals een experiment met geautomatiseerde verlichting in de bedrijfskantine van de Rijksuniversiteit Groningen, lieten zien dat 80% besparing op elektriciteit kon worden bereikt wanneer mensen er niet alleen bewust van waren, maar ook betrokken werden bij zulke slimme, energiebesparende oplossingen. Feedback en informatie spelen een sleutelrol bij het vergroten van die betrokkenheid. Waarde-congruente informatie, informatie die rekening houdt met de waarden van waaruit mensen handelen, zij het financiële of milieuoverwegingen, vergroot hun bereidheid om tot energiebesparing over te gaan. Uit het onderzoek kwamen, naast overeenkomsten in de achterliggende, psychologische processen, ook belangrijke verschillen naar voren tussen China en Nederland. Zowel ten aanzien van het gedrag van mensen maar ook de controle over hun energiegebruik. Zo is in China verwarming meestal centraal geregeld met blokverwarming, terwijl dit in Nederland overwegend op individuele basis gebeurt.

Presentatie Berfu ÜnalPresentatie Berfu Ünal

Socio-demografische factoren als indicator van gedrag

In het project ‘Energy efficiency of households in cities’ werkten onderzoekers van het Institute of Policy and Management of the Chinese Academy of Sciences at Beijing samen met het International Centre for Integrated Assessment and Sustainable Development van de Universiteit van Maastricht onder leiding van professor René Kemp. In het project werden de determinanten onderzocht voor de keuze voor slimme mobiliteit enerzijds en het energiegebruik van stadsbewoners en hun bereidheid om energiebesparende maatregelen te omarmen anderzijds. Daarnaast werden er scenario’s voor energie-efficiëntie ontwikkeld.
Voor het sterk op data gebaseerde onderzoek werd gebruik gemaakt van Chinese databoeken, maar werd ook een uitgebreide enquête gehouden onder vele honderden Chinese, Nederlandse en Duitse huishoudens. Daarbij werd gekeken naar factoren op micro (individueel) niveau, zoals leefomstandigheden, en naar factoren op macro niveau, dat wil zeggen infrastructuur en sociale factoren, zoals: Tot welke groep behoren mensen? Welke personen raadplegen ze bij beslissingen? Daaruit bleek dat socio-demografische factoren betere indicatoren zijn voor het gedrag van mensen dan milieuoverwegingen, zelfs wanneer deze personen zelf aangeven milieuoverwegingen voorop te stellen. Economische factoren, op hun beurt, bleken ten grondslag te liggen aan de overweging om met isolatie en zonnepanelen aan de slag te gaan. In het onderzoek werd specifiek onderscheid gemaakt tussen huiseigenaren en huurders. Voor huurders werden vier situaties onderscheiden: of ze wel of niet voor de energierekening betaalden, en of ze wel of niet zeggenschap hadden over de technologie. Woningeigenaarschap bleek van invloed op gedrag, zoals de verwarming uitzetten voor het slapen gaan, het licht uitdoen bij het verlaten van een ruimte etc. Uit het onderzoek is gebleken dat gedragsverandering gericht op energiebesparing eerder wordt geaccepteerd dan energiebesparende technologie, en dat energiebesparende maatregelen in huis de voorrang krijgen boven maatregelen ten opzichte van duurzame mobiliteit. Bovendien bleken bij de besluitvorming alle waarden, zoals comfort, zorgen om het milieu, gezondheid, eigenaarschap maar ook beleidskaders, een rol te spelen.

René Kemp en Mingming HuRené Kemp en Mingming Hu

Reductie energieverbruik door symbiotisch ontwerp slimme industrieparken

In het project ‘Smart Industrial Parks in China: Towards joint design and implementation’ werd samengewerkt door onderzoekers van de Universiteit Leiden, TU Delft, Chongquing University en Tsinghua University. Het project werd gepresenteerd door dr. Mingming Hu, universitair docent aan het CML, Institute of Environmental Sciences aan de Universiteit Leiden en aan Tsinghua University.
Smart Industrial Parks (SIPs), al dan niet in combinatie met landbouw- en woongebieden, maken deel uit van slimme steden met een lage CO2 uitstoot. De focus ligt daarbij op de uitwisseling van warmte- en koude-overschotten, exergie en CO2 tussen de deelnemende bedrijven. Smart Industrial Parks zijn extra belangrijk voor China, aangezien 70% van de CO2-emissie in het land wordt veroorzaakt door de industrie. Binnen het project stond de vraag centraal hóe energiegebruik zou kunnen worden gereduceerd met behulp van eco-industriële symbiose en de institutionalisering van gezamenlijk ontwerpen. Wie zijn daarbij de belangrijkste spelers? Welke fysieke en institutionele activiteiten ondernemen zij om een symbiose te creëren binnen een specifiek regionaal industrieel systeem? Hiervoor werd niet alleen gekeken naar de governance en het technologie-aspect, maar ook naar het systeem. Zo werden bijvoorbeeld de Chinese top-down en de Europese, meer bottom-up benadering, met elkaar vergeleken. Door analyse van al deze factoren denken de onderzoekers in de toekomst te kunnen voorspellen welke benadering het meest effectief is.

Gebruik grootschalig energieopslag uit zonne-energie en industriële afvalwarmte voor stadsverwarming

In het project ‘Seasonal storage for solar and industrial waste heat utilisation for urban district heating’ werkten onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) en Tsinghua University samen. Prof. Jan Hensen, hoogleraar Building Performance aan de TU/e (niet aanwezig op de afsluitende conferentie), trad als projectleider op van Nederlandse zijde. Binnen het project werd onderzoek gedaan naar de mogelijkheden van grootschalige ondergrondse, seizoensgebonden thermische energieopslag (STES). Daarmee kan energie uit low-grade hernieuwbare energiebronnen worden ingezet ten behoeve van stadsverwarming.
Daarvoor werd een groot testsysteem opgezet met 500.000 m3 aan STES en 1000 m2 aan zonnecollectoren. Na een stabilisatieperiode werd daar een opslagcoëfficiënt van 84% mee bereikt. Resultaten werden daarnaast bereikt met een computersimulatie van een proefopstelling. Daaruit bleek dat lagere temperatuur nodig is om warmte uit STES te onttrekken, om zo een hogere opslagcoëfficiënt en een korte stabilisatieperiode te bereiken. De STES systeemprestatie bleek in hoge mate te worden bepaald door de warmtegeleidingscapaciteit van het bodemmateriaal. Nader onderzoek naar de datakwaliteit en het ontwerp van deze aspecten verdient volgens de onderzoekers dan ook aanbeveling, evenals evaluatie over een langere periode van de energieprestatie van ondergrondse STES-systemen.


Bron: NWO