TU Delft bouwt lokaal, CO2-vrij energiesysteem voor gebouwde omgeving
De energietransitie wordt het meest tastbaar in woonwijken, waar de uitdagingen groot zijn. Bewoners moeten “van het gas af” en de toename van warmtepompen en duurzame, decentrale energieproductie zorgt voor problemen op het elektriciteitsnet. Op The Green Village – het fieldlab voor duurzame innovatie op TU Delft Campus – start vrijdag 14 januari een uniek project dat de energietransitie in de gebouwde omgeving moet gaan versnellen: het 24/7 Energy Lab.
Het idee erachter is simpel, vertelt Marjan Kreijns, directeur van The Green Village. ‘Het 24/7 Energy Lab is een lokaal, CO2-vrij energiesysteem. En dat is hoognodig. De gebouwde omgeving is op dit moment immers goed voor 35 procent van de Nederlandse energievraag. Wanneer we erin slagen om die gedeeltelijk CO2-vrij te maken, zetten we een reuzenstap in het versnellen van de energietransitie.’
Bouwen aan de toekomst
Een buurt met een lokaal energiesysteem, zonder uitstoot van CO2 en zonder belasting van het landelijke energienetwerk. Het klinkt als verre toekomstmuziek, maar de voorbereidingen zijn al in volle gang op het terrein van de TU Delft. Projectleider John Schmitz vertelt: ‘Aan de TU Delft werken ongelooflijk veel wetenschappers aan de energietransitie. In het 24/7 Energy Lab komen eigenlijk al die verschillende lijnen samen. Een prachtige stap die we zetten, is dat we vrijdag 14 januari het 24/7-systeem lanceren. Niet veel later verwachten we de elektriciteitsvoorziening voor één huishouden CO2-vrij te hebben gemaakt op basis van zonne-energie. Goed om te weten: het gaat hier om een eenpersoonshuishouden zonder aardgasaansluiting en dat ongeveer 2200 kWh per jaar verbruikt. In een latere fase gaan we de restwarmte die vrijkomt gebruiken om de andere huizen op het terrein te verwarmen. Over drie jaar willen we heel The Green Village voorzien hebben van lokaal opgewekte energie uit hernieuwbare bronnen. Als dat lukt, willen we het graag opschalen naar buurt-/wijkniveau.’
Behoefte aan speelruimte en personeel
Voor een grootschalige overgang naar energie-autonome wijken is het noodzaak dat ook de politiek in beweging komt. Er zijn nog veel juridische beperkingen, vooral rond het gebruik van waterstof. ‘Zowel de warmte-, elektriciteits-, als gaswet lopen achter op de technologie,’ zegt Kreijns. ‘Er is een sterke behoefte aan meer speelruimte van politiek Den Haag om de innovaties te kunnen doorontwikkelen.’
Daarnaast dreigt een groot gebrek aan geschoold personeel. Ook is het belangrijk dat het nieuwe energiesysteem economisch haalbaar is én geaccepteerd wordt door bewoners. Kreijns: ‘Hier neemt The Green Village een unieke positie in als living lab. Er wonen momenteel twaalf mensen, en hun gebruikservaring is erg waardevol bij de ontwikkeling van een gebruiksvriendelijk systeem.’
Een centrale rol in het project is weggelegd voor het Electronic Management System (EMS). Het EMS gaat de verschillende technische onderdelen aansturen. Zo’n geïntegreerd systeem bestaat nu nog niet.
Technische uitdaging
De grote technische uitdaging ligt in het aan elkaar knopen van allerlei componenten, en de aansturing daarvan. Elektriciteit, gas en warmte stromen nu nog apart van elkaar door de straat, maar dat gaat veranderen. Een stabiel, duurzaam energiesysteem vraagt om conversies tussen elektriciteit, waterstof en warmte, met elk zijn eigen buffermogelijkheden. Ook heb je bijvoorbeeld omvormers nodig om zonnepanelen, die gelijkstroom leveren, te kunnen aansluiten op een netwerk van wisselstroom.
Een centrale rol in het project is weggelegd voor het Electronic Management System (EMS). Het EMS gaat de verschillende technische onderdelen aansturen. Daarbij rekening houdend met zoveel mogelijk variabelen, zoals het weer op dat moment, de weersvoorspelling en de te verwachten vraag en aanbod. Schmitz: ‘Het EMS moet met intelligente algoritmes vragen als Ga ik de nu opgewekte energie omzetten in waterstof of moet ik eerst de elektrische auto opladen? beantwoorden. Zo’n geïntegreerd systeem bestaat nu nog niet, maar is cruciaal om er zeker van te zijn dat de leverbetrouwbaarheid van dit nieuwe, lokale, CO2-vrije systeem straks net zo groot is als de leverbetrouwbaarheid van het conventionele systeem. Nederland is gewend aan meer dan 99,9 procent leverbetrouwbaarheid, dat moeten we wel evenaren.’
Verjaardag
Vanaf 14 januari 2022 viert de TU Delft haar 180-jarig bestaan. Ter gelegenheid daarvan staat de universiteit stil bij haar actieve rol in de energietransitie, en vooral bij de versnelling daarvan.
Het 24/7 Energy Lab is het tweede laboratorium dat de TU Delft in korte tijd opent. Om het elektriciteitsnet klaar te stomen voor de toekomst werd op 1 oktober 2021 het Electrical Sustainable Power Lab (ESP Lab) in gebruik genomen. De grote ambities en uitdagingen op het gebied van de energietransitie in de stedelijke omgeving komen allemaal samen in het 24/7 Energy Lab. Mocht het slagen, dan profiteert iedere wijk in Nederland er straks van.
Meer informatie
Voor vragen over het 24/7 Energy Lab kunt u contact opnemen met:
- Marjan Kreijns, directeur The Green Village – S.Kreijns@tudelft.nl / 06 18635619
- John Schmitz, projectleider 24/7 Energy Lab – E.J.Schmitz@tudelft.nl
- Dave Boomkens, wetenschapsvoorlichter TU Delft – D.J.Boomkens@tudelft.nl / 06 34081461
-
©Willem de Kam
