Melchior Kanyemesha

Every week I present the community with one of the smart energy solutions that I came across during conversations I have with innovators. These solutions may help Amsterdam realise the energy transition in a more effective or efficiënt manner.

For the eigth post in this blog, I will focus on hydrogen. More specifically an innovation that allows hydrogen to be stored and moved safely, without losing energy efficiency. A ground breaking technology that might finally make the great promises of hydrogen a reality. You might want to remember the name: H2fuel (In Dutch).

Hoe werkt de oplossing?

H2fuel is een technologie waarmee waterstof op relatief eenvoudige wijze kan worden opgeslagen. Waterstof is een bekende duurzame energiedrager, maar het is moeilijk om op te slaan of te vervoeren. Om waterstof op te slaan worden doorgaans twee methodes gebruikt. De eerste is om de waterstofgas onder hoge druk (minimaal 350 bar) samen te persen in een tank. Waterstofgas is echter hoog explosief, wat deze methode gevaarlijk maakt. De tweede is om waterstof vloeibaar te maken door deze op extreem lage temperatuur te brengen (ongeveer min 253 graden Celcius). Dit kost echter zoveel energie dat dit niet rendabel is. Beide opties zijn bovendien enorm duur. Een alternatief is om waterstof als poeder op te slaan. Dit wordt gedaan door waterstof op te lossen in soort zout, genaamd natriumboorhydride. Deze techniek is al langer bekend, maar was oninteressant, omdat er zeer beperkt energie uit het poeder te halen was.

Onderscheidend aan H2fuel is het gebruik van ultra puur water, dat een veel hogere energieopbrengst realiseert. Ultra puur water is water zonder ionen, en dat wordt tezamen met waterstof aan natriumboorhydride gebonden. In de verbranding van deze combinatie komt niet alleen energie uit de waterstof vrij, maar ook dezelfde hoeveelheid energie uit het water. Hiermee claimt H2fuel een rendement te realiseren dat 98% is van het theoretisch haalbare. Het restproduct, 'spent fuel' genoemd, is na verbranding opnieuw te gebruiken als natriumboorhydride. Dit proces wordt ook wel het uitpakken en inpakken van waterstof genoemd. Hierbij vormt de natriumboorhydride combinatie met ultra puur water de verpakking en waterstof als het ware het cadeautje.

Hoe draagt het bij aan de energiedoelstellingen van Amsterdam?

Waterstof is interessant, omdat het een ontzettend schone en efficiënte brandstof is. Het geeft twee tot drie keer meer energie dan de meeste andere gangbare brandstoffen. Bij eenzelfde hoeveelheid groengas als waterstof, kun je daarom in principe langer doen met waterstof. Ook haal je meer energie uit waterstof dan uit een accu (Lithium-ion batterij) van hetzelfde volume. Dit maakt dat voertuigen die op waterstof rijden lange tijd de toekomstdroom zijn van de mobiliteit- en logistieksector. Bovendien is de aanwezigheid van lithium voor accu's en batterijen eindig, en dat van waterstof niet.

H2fuel zit op dit moment in om de scheepvaart, het lange afstandsvervoer en de chemische industrie te verduurzamen. Waterstof is voor scheepvaart en het lange afstandsvervoer aantrekkelijk, omdat het een significant grotere actieradius kan bieden dan een accu. De kracht van H2fuel is daarbij dat de bestaande infrastructuur kan worden benut die nu wordt ingezet voor fossiele brandstoffen. Havens vormen bovendien een ideale plek als opwaardeerstation van het spent fuel. Dit komt doordat de aanwezige industrie nabij havens doorgaans waterstof produceert. Met name in chemische processen heeft waterstof veelvuldig een rol. De chemische industrie is samen met de farmaceutische industrie ruimschoots de grootste industriële energieverbruiker. Deze energie komt nu van stoom wat wordt opgewekt met het stoken van aardgas. Dit maakt het interessant voor H2fuel om de chemische industrie te verduurzamen. Echter blijft ook dan de vraag, waar halen we de energie vandaan om waterstof te produceren?
Wat is er nodig om deze oplossing te implementeren?

De strategie om waterstof te produceren zit in het benutten van de zon- en windenergieoverschotten. Hierbij wordt de energie uit zon en wind effectief opgeslagen in waterstof. Dit is echter niet de enige manier om de overschotten te benutten. De overschotten kunnen bijvoorbeeld worden opgeslagen in batterijen en accu's, of worden benut om groen gas of warmte te produceren. Een andere manier is om de vraag van energie anders te verdelen. Bekend is het voorbeeld om wasmachines 's nachts of juist overdag te laten draaien. Een ander voorbeeld is om juist de industrie te laten produceren op momenten dat de energievraag in de rest van het land beperkt is. Amsterdam heeft op dit moment geen masterplan energieoverschot. We weten dus eigenlijk helemaal niet goed wat we in onze stad willen doen met overschotten. Dit geeft een risico voor innovaties als H2fuel. Om deze oplossing te implementeren heeft Amsterdam daarom allereerst een visie energieoverschotten nodig.

Wat vindt de community? Hoe kijken jullie aan tegen de ontwikkelingen van waterstof? Is er voldoende toegevoegde waarde voor de stad, of draagt het slechts bij aan de versnippering van onze energievoorziening door hier meer op in te zetten?

Dear Smart people of Amsterdam,

Every week I present the community with one of the smart energy solutions that I came across during conversations I have with innovators. These solutions may help Amsterdam realise the energy transition in a more effective or efficiënt manner.

For the seventh post in this blog, I will focus on a new type of green electricity. When thinking of green electricity, we often picture wind energy or solar energy. Some might even mention hydraulic energy. What about electricity made by plants? That's what Plant-E is all about. It's a more literal take on the definition of green energy (In Dutch).

Hoe werkt de oplossing?
Plant-E wekt elektriciteit op via het natuurlijke proces van fotosynthese. Planten gebruiken zonenergie om via fotosynthese organisch materiaal te produceren. Planten groeien door een groot deel van dit organisch materiaal. Er is echter ook een deel dat niet wordt gebruikt en via wortels de grond wordt ingebracht. In de grond leven bacteriën die het organisch materiaal afbreken. Daardoor komen elektronen vrij die eigenlijk als restproduct worden achter gelaten. Plant-E heeft koolstofelektroden ontwikkeld die in de grond worden gezet om de elektronen te kunnen ontsluiten. Dit werkt alleen als één van de elektroden (de anode) in zuurstofloze toestand is en de andere elektrode (de kathode) in zuurstofrijke toestand wordt gebracht. Om dat te bereiken is het nodig dat de wortels van de planten onder water staan. Zo vormt zich de uiteindelijke plantenbatterij. Plant-E maakt op deze manier slim gebruik van de energie die planten en bacteriën achterlaten om daarmee elektriciteit op te wekken.

De plantenbatterij van Plant-E komt in verschillende smaken. Ten eerste hebben ze modulaire plantenbakken waar de technologie van Plant-E in is verwerkt. Dit wordt beschreven als 'de planten naar de technologie brengen'. Nadeel is dat dit relatief veel ruimte inneemt en dat de plantenbakken een gezette diepte kennen. Ten tweede heeft Plant-E hun technologie verwerkt in een soort slang die makkelijk in de grond kan worden aangebracht. Met dit concept brengen ze 'de technologie naar de planten'. Op deze manier blijft bestaande natuur intact, maar kan het ook dienen als energiebron zolang deze natuur maar in een natte of moerasachtige omgeving groeit. Ten derde biedt Plant-E een Do-it-Yourself pakket. Dit is vooral gericht op het creëren van een groen bewustzijn door op een laagdrempelige manier te laten zien hoe en dát de plantenbatterij werkt.

Hoe draagt het bij aan de energiedoelstellingen van Amsterdam?

Plant-E verrijkt onze elektriciteitsopwekking op de meest groene manier mogelijk. Daarentegen is de opbrengst van de plantenbatterij beperkt. De exacte opwek is afhankelijk van het product en de configuratie, maar is significant minder dan een standaard zonnepaneel. De kracht van een plantenbatterij is echter dat het 24 uur per dag elektriciteit levert. Op deze manier vergroot Plant-E de leveringszekerheid van groene energie. Daarnaast breken planten CO2 af, terwijl ze groeien. Hierdoor is de plantenbatterij de enige vorm van elektriciteitsopwekking die CO2-negatief is.

Een groot voordeel van Plant-E is dat het ons in staat stelt om veel bestaand groen in te zetten voor duurzame energie, zonder kannibalisatie. Denk bijvoorbeeld aan de vele sloten en plassen die Nederland rijk is. Of de moeras- en veengebieden. Al dit soort ruimte kan in potentie door Plant-E worden benut om zowel decentraal als centraal energie op te wekken. Zonder kannibalisatie betekent dat dit geen afbreuk doet aan de bestaande functie, zoals aan het natuurlijke ecosysteem. Ook levert een plantenbatterij geen gezichtsvervuiling op. Sterker nog, Plant-E leert ons bestaande ruimte beter te waarderen en slimmer in te zetten. Het brengt functiestapeling. Natte natuur krijgt een verdienmodel.

Wat is er nodig om deze oplossing te implementeren?
We zouden bij groot onderhoud, transformatie of uitbreiding van groene ruimten het installeren van een plantenbatterij standaard moeten overwegen. Dit betekent, zoals bij veel innovatie in energie, een nieuwe kijk en inbedding in het plan en besluitvormingsproces van ruimtelijke ontwikkeling. Die nieuwe kijk moet gaan over functiestapeling en de inbedding begint bij experimenteren en doen. Plant-E maakt dit duidelijk in een pilot waarin ze een plantenbatterij in de berm langs snelwegen plaatsen. Dit wordt inmiddels langs de N470 en de N211 getest. Een berm heeft primair wegenbouw- en verkeerskundige functies. Plant-E voegt daar dus energieopwekking aan toe. Dit kan enorm bruikbaar zijn voor lichten, sensoren of camera's die aan de snelweg worden geplaatst. De berm verrijkt daarmee haar functie.

Om inbedding te stimuleren kunnen kaders erg bruikbaar zijn. Zo kan Plant-E één van de ingrediënten zijn in een nieuw type energielandschap. De energielandschappen die we nu kennen zijn dominant industrieel. Zonne- en windparken zijn hier duidelijke voorbeelden in. Het uiterlijk daarvan is erg gebonden aan de energiefunctie. De kannibalisatie die daarbij optreedt, energie ten koste van natuur, rekent nog altijd op flinke weerstand. Plant-E is echter een voorbeeld van hoe energie en natuur gecombineerd kunnen worden. Dat geeft inspiratie voor nieuwe ruimtelijke ontwerpen, experimenten, en meer discussie over hoe we om willen gaan met de ruimte die we hebben. Het resultaat daarvan moet een nieuwe visie zijn van hoe Amsterdam, de MRA, Nederland, haar landschap voor de toekomst gaat invullen. Innovaties als Plant-E krijgen dan op logische wijze vanzelf een plek.

Wat vindt de Community? Is functie-stapeling zoals Plant-E een goede manier om de energietransitie in te vullen? Of zijn we toch beter af door te investeren in oplossingen die slechts één functie toelaten, maar wel een enorm hoog rendement kennen?

Every week I present this community with one of the smart energy solutions that I came across during conversations I have with innovators. These solutions may help Amsterdam realise the energy transition in a more effective or efficiënt manner.

We continue the focus on solar panels. And once again there is a twist. Ever wondered why we can't combine generating wind and solar energy in a single machine? Well you can, and that's exactly what Alexander Suma of IBISPower created. A small windturbine with solarpanels on top of it. It's called the PowerNEST (In Dutch).

Hoe werkt de oplossing?

PowerNEST combineert de opwek van wind- en zonenergie. Dit is mogelijk door een speciaal ontworpen windturbine die op daken geplaatst kan worden. De installatie bestaat uit een aerodynamische windsluis die een groot volume aan wind naar binnen leidt. De wind voert door een trechtervormige gang waardoor de windsnelheid omhoog schiet. Bij de hoogste snelheid wordt de wind door een verticale-as-turbine gebracht. Hiermee wordt uiteindelijk windenergie opgewekt. Het ontwerp zorgt ervoor dat dit al bij zwakke wind kan. Je moet dan denken aan een snelheid van 2 meter per seconde (of zo'n 5 knopen). De installatie is overdekt en zowel bovenop, als aan de achterkant, staan zonnepanelen.

De PowerNEST is vrij groot. Dit creëert een aantal uitdagingen, maar lost er ook een paar op. Qua formaat is de PowerNEST 7,2 meter breed, 10,8 meter lang en gaat 4,9 meter de hoogte in. Hierdoor is het ontwerp zichtbaar en aanwezig in het straatbeeld. Daarbij is het gewicht behoorlijk, het weegt in totaal zo'n 9.000 kilo. Dit maakt het vooral een optie voor beton- en hoogbouw. Aan de andere kant kunnen bestaande installaties op het dak blijven staan. De installatie wordt er simpelweg overheen gebouwd. Dat zorgt er tevens voor dat er met de PowerNEST in totaal meer zonnepanelen op een dak passen. Daarnaast is het mogelijk om de constructie iets over het dak heen te plaatsen. Dit geeft de nodige flexibiliteit met het plaatsen en vergroot in essentie het dakoppervlak nog verder.

Hoe draagt het bij aan de energiedoelstellingen van Amsterdam?

De PowerNEST is een slimme manier om onze elektriciteitsopwek voor beton- en hoogbouw te vergroten. Zoals ik in mijn vorige blog noemde, heeft Amsterdam relatief weinig dakoppervlakte per bewoner. Hierdoor is de totale elektriciteitsvraag van gebouwen vaak vele malen hoger dan er 'traditioneel' via daken kan worden opgewekt. Dit is waar de PowerNEST het verschil maakt. Ibis Power stelt dat het minstens 10 verdiepingen in één klap volledig zelfvoorzienend in hun elektriciteitsbehoefte kan maken. Dat resulteert in zo'n 6 keer meer energie op hetzelfde dak.

Dankzij de combinatie van wind en zon wordt bovendien niet alleen veel meer opgewekt, maar het creëert ook een constantere energietoevoer. Dat kan nog eens heel goed van pas komen. In de nabije toekomst hebben we geen fossiele brandstoffen meer in onze stad. Dat betekent dus ook dat we grootschalige opwek van elektriciteit minder goed on demand kunnen beheersen. De zon schijnt immers niet de hele dag. Dat maakt balanceren, het in evenwicht brengen van vraag en aanbod, erg belangrijk. PowerNEST maakt dit makkelijker, doordat het eigenlijk de kans op energie opwek vergroot. Met wind en zon sámen is er vaker energie beschikbaar. De PowerNEST kan dus bijdragen aan de toekomstige leveringszekerheid van elektriciteit.
Wat is er nodig om deze oplossing in Amsterdam te implementeren?

Waar IBISPower vaak tegenaan loopt, is regelgeving. Bijvoorbeeld een beperking van de gebouwhoogte. De PowerNEST valt onder de regelgeving van installaties op het dak. Installaties zijn vrij om te plaatsen, mits ze de toegewezen gebouwhoogte niet overschrijden. Hier gaat het al snel mis. Ook het welstandsbeleid is niet altijd gunstig voor de PowerNEST. Zoals eerder benoemd is de installatie niet te missen en dat breekt als snel met het straatbeeld. Dit zijn punten die deze innovatie in de weg zitten, maar ook punten die niet zonder reden zijn bedacht. Deze regelgeving heeft als doel om de oorspronkelijke schoonheid van Amsterdam zo veel mogelijk te behouden. De vraag is hoelang dat op deze manier houdbaar is. Een oplossing kan zijn om een nieuwe visie voor het Amsterdamse stadsgezicht te ontwikkelen. Eentje die het welstand behoudt, maar die ook innovaties de kans geeft om daar deelgenoot van te worden. Een progressieve visie op de kwaliteit van onze leefomgeving zou iets zijn waar we op een mooie manier samen heen kunnen groeien. Dit hoeft uiteraard niet te betekenen dat de PowerNEST op een grachtenpand geplaatst moet kunnen worden, maar gelukkig is het daar toch veel te zwaar voor.

Wat vindt de Community? Is de tijd rijp voor een nieuw welstandsbeleid? Kunnen we oude glorie in ere houden met nieuwe technologie? En kunnen we dat nu eigenlijk wel zeggen, of moeten we het eerst gewoon zien?

Every week I present this community with one of the smart energy solutions that I came across during conversations I have with innovators. These solutions may help Amsterdam realise the energy transition in a more effective or efficiënt manner.

This time we focus on solar panels (which are hardly an innovation anymore). However, the innovation in this case, is the design. A design that allows solar panels to be placed in the facade of a building. The team of ZigZagSolar presents us: ZigZagSolar. (In Dutch)

Hoe werkt de oplossing?
ZigZagSolar is een systeem van geïntegreerde zonnepanelen dat op gevels kan worden geïnstalleerd. De constructie is in een zigzag vorm verwerkt. Dit bestaat uit een herhaling van een lang vlak dat dient voor decoratie en zonreflectie, en een korter vlak waar de zonnepanelen in geplaatst zijn. Vanwege de hellingsgraad van deze vlakken wordt de lichtinstraling van de zon zowel direct als via reflectie door de zonnepanelen opgevangen. De vorm zorgt ervoor dat zelfs wanneer de zon lager staat, bijvoorbeeld in de winter, het systeem voldoende energie levert. Dit in tegenstelling tot de 'klassieke' zonnepanelen op het dak die veel vlakker worden geplaatst, maar daardoor bij lage zon juist minder goed werken. ZigZagSolar weet de lichtinstraling maximaal te benutten en daar optimaal rendement uit te halen.

ZigZagSolar is vervanging van het buitenblad van de gevel, die regenwerend en geventileerd, tevens als thermische isolatie dient. Wat betreft esthetiek is het vernuftige aan deze oplossing dat de eerder genoemde decoratieve vlakken het gevelbeeld bepalen. Deze kunnen worden geleverd in elke gewenste kleur en kan uit verschillende materialen bestaan. Denk bijvoorbeeld aan hout, metaal, glas, of keramiek. Op deze manier kan ZigZagSolar goed worden aangepast aan de karakteristieken van een gebouw en haar omgeving. Daarmee blijft de ruimtelijke kwaliteit van Amsterdam behouden.

Hoe draagt het bij aan de energiedoelstellingen van Amsterdam?
Zelfs wanneer Amsterdam alle daken volledig bedekt met zonnepanelen, kunnen we daarmee niet genoeg elektriciteit opwekken om in onze huidige totale vraag te voldoen. Laat staan die van de toekomst. Dat betekent dus energie besparen, maar ook nieuwe manieren zoeken voor energieopwekking. De Amsterdamse gestapelde bouw biedt daarin een uitdaging. We hebben relatief weinig dakoppervlakte per bewoner. Aan de andere kant heeft onze hoogbouw doorgaans een lege (zij)gevel. Daar speelt ZigZagSolar slim op in.

ZigZagSolar is een oplossing om de opwekcapaciteit van hoogbouw te vergroten. Daarin is het een stuk effectiever dan het verticaal plaatsen van zonnepanelen aan de gevel. ZigZagsolar biedt een opbrengst van 126% ten opzichte van zonnepanelen op het dak. In vergelijking geven verticale zonnepanelen aan de gevel slechts een opbrengst van 66%. Dit is geheel dankzij de slimme constructie en vorm. Verticaal hangende zonnepanelen missen de noodzakelijke hellingshoek om een heel hoog rendement te behalen.

Wat is er nodig om deze oplossing in Amsterdam te implementeren?

Om van Amsterdam een circulaire stad te maken, moeten we nieuwe functies toekennen aan bestaande onderdelen in de stedelijke omgeving. In toenemende mate worden we collectief bewust dat lege daken zonde zijn en dat er helemaal niet zoiets bestaat als afval. We krijgen een nieuwe kijk op bepaalde zaken. Zo zullen we ook heel anders moeten kijken naar gevels. We zijn gewend dat zijgevels van flatgebouwen doorgaans sober en kaal zijn. Dat biedt een bepaalde esthetische waarde en kan een bepaalde rust creëren in een omgeving. ZigZagSolar laat echter zien dat je design en functie ook voor gevels goed kan combineren. Zo halen we meer uit onze stad.

Het is niet alleen in de bestaande bouw van Amsterdam waar deze oplossing toegevoegde waarde biedt. Al ligt dat natuurlijk wel voor de hand. Er zijn in de huidige situatie voldoende gallerij- en portiekflats die moeten worden verduurzaamd. Juist ook voor de ontwikkeling van nieuwe gebieden is het belangrijk om de mogelijkheden van energieopwekking via gevels mee te nemen. Daarvoor is nodig dat architecten, planologen, vastgoedeigenaren en ingenieursbureau op de hoogte zijn van innovaties zoals ZigZagSolar. Daarnaast vergt het ruimte om te kunnen en te mogen experimenteren. Maar bovenal vraagt het lef. Lef om de leefruimte van Amsterdam zichtbaar circulair in te kleuren.

Wat vindt de Community? Hoe zouden jullie het vinden als Amsterdam haar kale gevels bedekt met ZigZagSolar? Zijn we bereid om het uiterlijk van de stad aan te passen aan de benodigdheden van de energietransitie?

Every week I present this community with one of the smart energy solutions that I came across during conversations I have with innovators. These solutions may help Amsterdam realise the energy transition in a more effective or efficiënt manner.

This blog focuses on a technology that produces green gas. Remarkably, it uses our organic waste streams to feed bacteria to do so. Engineer Kirsten Zagt of Bareau has been developing this technology since 1995. Now, he presents us Autogenerative High Pressure Digestion. (In Dutch)

Hoe werkt de oplossing?

Autogenerative High Pressure Digestion (AHPD) maakt het mogelijk om van organisch restmateriaal groengas te produceren, dat direct in de bestaande gasinfrastructuur kan worden ingebracht. Dit gebeurt door bacteriën in een afgesloten tank in organische resten te laten groeien. Hun stofwisseling produceert op een natuurlijke wijze methaan. Dit brengt echter een gigantisch hoge druk met zich mee, wat het gevaar geeft dat de tank uit elkaar barst. De AHPD technologie stimuleert de methaanproductie op gecontroleerde wijze en kan middels slimme biotechnologische en fysisch chemische processen het methaan naar een hoog niveau van groengas opwaarderen.

AHPD kan overweg met verschillende bronnen van organisch restmateriaal. Denk aan rioolwater, keukenafval of bijvoorbeeld varkensmest. Waterzuiveringscentrales zijn ideaal voor de toepassing van AHPD. Binnen reguliere waterzuivering wordt methaanproductie door bacteriën voorkomen door de toevoeging van zuurstof. Hiermee worden organische resten verbrand, maar komt er ook CO2 vrij. AHPD speelt in op dit proces. De technologie kan water zuiveren zonder organische resten te verbranden. Door zelfs meer organische reststromen zoals keukenafval te koppelen, kan de groengas productie verder omhoog worden gekrikt. Dit terwijl de reguliere waterzuiveringsfunctie behouden blijft.

Hoe draagt het bij aan de energiedoelstellingen van Amsterdam?
Groengas is een aanlokkelijk alternatief voor aardgas, alleen is de totale opwek hiervan in Nederland op dit moment zeer beperkt. Het mooie van AHPD is dat we uit onze eigen afval- afvalwater- en meststromen de totale opwek van groengas een boost kunnen geven. Dit verbreedt ons arsenaal aan duurzame oplossingen. Bovendien is AHPD een zuiveringstechnologie waarmee eenvoudig fosfaat kan worden teruggewonnen, en zware metalen en medicijnresten worden verwijderd.

Naast de productie van duurzame energie kan AHPD ook opgevangen CO2 omzetten tot groengas. Dit gaat via een aantal stappen. Ten eerste zorgt de hoge druk die vrijkomt bij AHPD ervoor dat CO2 oplost in rioolwater. Dit is een vergelijkbaar proces als we kennen bij bier en frisdrank. Om het opgeloste CO2 te benutten, is ten tweede waterstof nodig. De combinatie van waterstof en CO2 zorgt ervoor dat bacteriën meer brandstof krijgen. Hiermee stijgt de productie van groengas aanzienlijk. Het idee is om waterstof via electrolyse te produceren uit onbruikbare stroompieken van windmolens en zonnepanelen. Het overschot aan elektriciteit wordt dan uiteindelijk omgezet tot groengas. Daarmee zou een AHPD installatie dus tevens als opslag kunnen werken voor duurzame elektriciteit.

Wat is er nodig om deze oplossing in Amsterdam te implementeren?
Er is een strategie nodig over hoe de metropoolregio Amsterdam het beste haar groengas kan inzetten. AHPD is een technologie die diverse functies combineert en op verschillende manieren kan worden benut. Het stelt ons in staat om een enorme hoeveelheid groengas te produceren. Echter is ook deze hoeveelheid eindig. Zelfs in het scenario dat waterstof en CO2 wordt toegevoegd, is op landelijk niveau zo'n 10 miljard Nm3 groengas per jaar beschikbaar. Dat is veel, maar niet voldoende.

Groengas is misschien wel een beetje onze joker. Het is een sterk alternatief voor het verwarmen van gebouwen waar all electric of warmtenetten geen oplossingen bieden. Dit kunnen woningen in de binnenstad zijn, maar wellicht beantwoordt groengas juist de hoge temperatuurvraag van de industrie. Groengas is lekker makkelijk, de gasleidingen liggen er al. Echter, als we dit te snel willen inzetten, dan verspelen we mogelijk onze kaart. Er zijn nog genoeg energie-innovaties die ons anders kunnen laten kijken naar huidige vraagstukken. Aan de andere kant is snelheid ook hard nodig. Daarom is het goed om ideeën zoals AHPD alvast een plek te geven in de overkoepelende strategie. De rioolwaterzuiveringsinstallatie Westpoort zou voor Amsterdam een goede plek zijn om deze technologie te implementeren.

Wat vindt de Community? Waar ligt voor jullie de toegevoegde waarde van groengas? Zijn er nog andere manieren te bedenken om de AHDP technologie toe te passen?

Every week I present the community with one of the smart energy solutions that I came across during conversations I have with innovators. These solutions may help Amsterdam realise the energy transition in a more effective or efficiënt manner.

For the third post I will focus on a system that makes you rethink how we evaluate insulation. Why would you insulate your walls, if you can heat them up for free instead? This is the core principle of the concept WarmBuilding, a trademark of the Foundation WarmBouwen. (In Dutch)

Hoe werkt de oplossing?
Warmbouwen betekent het opwarmen en koelen van de gevel van een gebouw. De gevel is bedekt met dunne buisjes waar water doorheen stroomt. Dit wordt een watervoerend net genoemd. Het zorgt voor een temperatuurbuffer die de woning moet afschermen van de kou of warmte van buiten. Het mooie is dat de primaire warmtebron in dit systeem de grond is. Door 50-100 meter in de grond te gaan, kun je een temperatuur van ongeveer 10-12 graden ophalen. Ook als het buiten -10 is, blijft het door de buffer binnen minimaal 10-12 graden. Het resultaat is dat er minder aanvullende energie nodig is om de woning naar 18-20 graden op te warmen. Door dieper te boren, naar zo'n 400m, is het zelfs mogelijk om warmte van 17 graden te bereiken.

Om warmbouwen als centrale warmtevoorziening in te zetten, is dus vaak een beetje extra warmtewinning nodig. Gelukkig zijn daar verschillende opties voor mogelijk,. Zo kun je gebruik maken van een zonneboiler (of pv-t)., De extra warmte wordt vervolgens opgeslagen in de bodem of in andere opslagsystemen. Eventuele bijverwarming binnenshuis zou door middel van infraroodpanelen een duurzame optie kunnen zijn. Als er echt weinig warmte beschikbaar is, dan is een warmtepomp natuurlijk ook een alternatief.

Hoe draagt het bij aan de energiedoelstellingen van Amsterdam?

Energiebesparing in de bestaande bouw is een enorme opgave vanwege de verscheidenheid aan woningen. Warmbouwen presenteert een techniek om de energievraag van de bestaande bouw te verlagen. Deze techniek kan sneller worden toegepast dan traditionele manieren van isoleren. Dit komt omdat het watervoerend net simpel te installeren is. Waar met traditioneel isoleren alle hoeken, kieren en naden vragen om duurmaatwerk, is het watervoerend net veel flexibeler. Het stralingseffect van warmte geeft namelijk veel ruimte voor speling. Datzelfde stralingseffect zorgt ervoor dat koudebruggen doorbroken worden. Het watervoerend net kan technisch gezien zowel aan de buitenkant als de binnenkant van de gevel worden geïnstalleerd.

Warmbouwen is geen pleidooi tegen isolatie, de techniek kan namelijk het effect van isolatie juist versterken. In essentie vergroot Warmbouwen de warmteweerstand van de gevel. Een klein beetje binnenisolatie kan hierdoor 2 tot 3 keer meer effect hebben, afhankelijk van de temperatuur van watervoerend net. Enkele centimeters isolatie met Warmbouwen staat gelijk aan de isolatiewaarde van een ’Nul Op de Meter’-woning. De kracht van deze techniek zit dus juist heel erg in het maken van slimme combinaties.

Wat is er nodig om deze oplossing in Amsterdam te implementeren?

Warmbouwen is een techniek die prima op zich zelf kan staan, maar wellicht nog veel waardevoller kan zijn wanneer het gecombineerd wordt met andere oplossingen. Het leert het ons op een andere manier naar energiebesparing van de bestaande bouw te kijken, maar ook anders om te gaan met warmte en kou. Door slimme combinaties tussen Warmbouwen, bestaande en nieuwe oplossingen, komen er verschillende modellen beschikbaar waarmee we onze gebouwen duurzaam kunnen verwarmen. Het ene model zal geschikt zijn om op korte termijn af te gaan van aardgas, een andere is geschikter als circulaire oplossing op de lange termijn.

Een mogelijke combinatie die mij zelf interessant lijkt, is om het watervoerend net te koppelen aan lage temperatuur (LT)warmtenetten. De warmte van een LT-warmtenet bedraagt typisch 30-40 graden. In de toepassing van Warmbouwen is dit eigenlijk veel te heet. Je zou dus al met een veel minder hoge temperatuur, zeg maximaal 25 graden, uit de voeten kunnen komen. Natuurlijk wordt al deze warmte in een dergelijk systeem constant gebruikt om de gevels op te warmen. Dat maakt het belangrijk om voldoende warmtebronnen van lage temperatuur te verzamelen. Dit vereist dat we slim collectief gebruik maken van de restwarmte van onze koelingsinstallaties, zonnewarmte, en van opslag en winning van warmte uit de grond.

Om Warmbouwen in Amsterdam het beste te implementeren, is het belangrijk om met een andere bril naar onze verduurzamingsopgave te kijken. En het is niet alleen belangrijk, het is eigenlijk ook wel heel leuk dat dat anders kijken kan. We kunnen opnieuw nadenken over ons idee van energiebesparing. Dit komt nu vaak neer komt op isolatie, maar hoeft dat wel altijd? We kunnen opnieuw nadenken over ons gebruik van geothermie en restwarmte. Stadswarmte in Amsterdam ligt nu vaak tussen de 40 en de 70 graden. Kunnen we niet meer met minder? Soms maak je de meeste vaart door een stapje terug te doen, en te realiseren dat het ook heel anders kan.

Wat vindt de Community? Welke slimme combinaties zie jij voor je met Warmbouwen? Is het verstandig om bestaande oplossingen te heroverwegen of zijn we sneller door voort te borduren op de lessen van NOM en NOM-ready?