Hoe duurzame energie toepassen?

Door Margareth Trix gepubliceerd in Wetenschap en onderwijs

1. Inleiding

Dit artikel zet kort het  het concept van Trias Energetica uiteen, waarna elk onderdeel van dit concept wordt uitgediept aan de hand van een buitenlands praktijkvoorbeeld. De vijf belangrijkste sectoren die deze praktijkoefening zullen maken zijn de scheep- & luchtvaart, de transformatiesector, de industrie, de bouwsector en de transportsector. Voor de transformatiesector komt de WKK  van Tübingen naar voren, de industriële symbiose van Kalundborg dient als voorbeeld voor de industriesector en het verkeersbeleid in Houten is een mogelijke nieuwe insteek voor de transportsector. Op vlak van de bouwsector wordt gekeken naar de bijzondere woningen van EVA-Lanxmeer en het energieconcept van de nieuwe havenwijk van Malmö. Alle aangehaalde voorbeelden worden enkel op vlak van het specifieke item van de trias energetica bekeken maar bij de meesten is dit   maar een heel klein onderdeel van het grotere masterplan die een duurzame leefwijze creëert.  

De voornaamst gebruikte bron doorheen het artikel is het boek 'Duurzame stedenbouw in woord en beeld' van Eva Heuts, Daarnaast is 'Trias Energetica en energieneutraal bouwen' van het Nederlandse agentschap  Ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelatie een interessante bron. Het VITO waar Jan Duerick aan verbonden is, levert ook twee interessante publicaties namenlijk: 'Towards 100% renewable energy in Belgium for 2050'  en 'Transitie Energie en Milieu'. Voor de casestudies worden in de eerste plaats de internetsites van de casestudies zelf geconsulteerd maar ook studies van buitenaf.

2. Trais Energetica

De Trias Energetica is een concept dat ontwikkeld is in 1996 aan de TU Delf onder leiding van K. Duijvestein. Het concept is een strategie om tot een intelligent ontwerp te komen met een optimaal energiemodel. De voorgestelde maatregelen doelen niet enkel op energie-efficiënt, maar ook kostenefficiënt, meer energie voor minder geld.

De strategie van Trias Energetica is drieledig:

  1. Voorkom de vraag naar energie.
  2. Pas hernieuwbare energiebronnen toe.
  3. Ga efficiënt om met niet-hernieuwbare bronnen.

De Trias Energetica kan op verschillende onderwerpen toegepast worden, in de bouwsector kan dit concept op de volgende manier geïnterpreteerd worden:  De eerste stap is het meest duurzaam en speelt in eerste instantie op stedenbouwkundig niveau, zoals het stimuleren van openbaar vervoer, maar heeft ook consequenties op het niveau van het gebouw zelf zoals een performante isolatie. Als stap één de energievraag zo optimaal mogelijk gereduceerd heeft begint de zoektocht naar de best geschikte hernieuwbare energiebron die zo nauw mogelijk aansluit bij deze specifieke noden. Veel van deze hernieuwbare energiebronnen zijn intermitterend waardoor het in sommige gevallen onmogelijk is om de energievraag uitsluitend te beantwoorden met hernieuwbare energiebronnen. In dit geval stapt wordt overgestapt naar stap 3 en worden niet-hernieuwbare bronnen ingezet op een zo efficiënt mogelijke manier.  In de bouwsector kan er nog een stap tussen twee en drie toegevoegd worden, namelijk het gebruik van energie uit reststromen.

Voor iedere stap van de Trais Energetica worden in de volgende hoofdstukken een of meerdere buitenlandse praktijkvoorbeelden gezocht die kunnen illustreren hoe een dergelijke aanpak in België geïntroduceerd of verbeterd kan worden.

 

Voorkom de vraag naar energie.

2.1 Energie voorkomen op stedenbouwkundig vlak

De energieconsumptie kan bekeken worden in functie van de stedelijke densiteit, een van de bekendste studies is het onderzoek ‘Cities and Automobile Dependence’ (1989) van  Newman en Kenworthy. In de hieronder gesitueerde grafiek uit hun onderzoek komt de conclusie dat veel steden in Canada, Australië en de VS die vaak opgebouwd zijn vanuit het concept tuinstad, een lage densiteit en een heel hoge niet-hernieuwbare energieconsumptie hebben. Aan het andere uiteinde bevinden zich een aantal concentrisch uitgebreide steden uit Azië met een heel hoge densiteit en een lage energieconsumptie. Deze steden lijken op het eerste zicht de ideale bouwformule voor een minimale energieconsumptie maar daar is de factor van de leefkwaliteit niet bijgerekend. Veel van deze steden hebben af te rekenen met problemen zoals slechte luchtkwaliteit of het urban heat island effect. Veel Europese steden schommelen tussen deze twee extremen in, maar neigen eerder naar de Amerikaanse zijde van de grafiek. Uit verder onderzoek blijkt dat de  “ideale” densiteit zich situeert tussen 75 en 150 inwoners per hectare. Een goede stedenbouwkundige planning moet streven naar een hogere densiteit met 2 doelstellingen in het achterhoofd om de transport energieconsumptie te verlagen. De eerste doelstelling is het transporttraject in te korten door functies zoals wonen, werken en diensten in het stedelijke weefsel te combineren en niet te segregeren zoals fanatiek naar voren geschoven werd tijdens de modernistische stroming begin vorige eeuw.  De tweede doelstelling is een goed en frequent openbaar vervoer te organiseren om zo het individuele autoverkeer te verminderen.

1f53df047a0d4afa4c4081262b73bd68_medium.

Hoe kan een stad ontworpen worden met voldoende densiteit, maar zonder de leefkwaliteit in het gedrang te brengen zoals in de compacte concentrische steden? Het stedenbouwkundig model van de Lobbenstand uit 1996 door Sybrand Tjallingii kan hierop een antwoord bieden. Het model is reeds meerdere malen succesvol uitgevoerd in steden zoals Kopenhagen, Amsterdam, Hamburg en Köln. Vele andere steden proberen stapsgewijs het model te integreren in hun stedenbouwkundige visie.  In dit model staat een kern in contact met meerdere compacte stadlobben met een hoge densiteit die onderling gescheiden zijn door blauwgroene vingers. In de blauwgroene vingers bevinden zich de laagdynamische activiteiten zoals parken, volkstuinen, kerkhoven en wandelpaden. In de stadslobben bevinden zich de hoogdynamische activiteiten zoals wonen, werken en handel. Een openbaar vervoersysteem die rendabel wordt door de hoge densiteit is geïntegreerd in de hoogdynamische lob en gaat naar de oude stadskern. De onderlinge connectie tussen de stadslobben gebeurt via de blauwgroene vingers en is enkel voor zacht verkeer toegankelijk.

2.1.1       Casestudy Houten (NL)

De gemeente Houten (NL) wordt uitgekozen als studycase omdat op stedenbouwkundig vlak het lobbenmodel geïntegreerd is en het gemeentebestuur zwaar de nadruk heeft gelegd op een nieuw verkeersbeleid in de jaren '70.  

Het lobbenmodel is zo goed mogelijk toegepast: in het noorden ontstaan er stadslobben doordat een grote waterstroom de verbinding maakt tussen oost en west. Langsheen deze stroom zijn er grote groene autovrije zones en vertakkingen van de stroom delen het noordelijke gebied op in verschillende wijken. In het centrale gebied is nauwelijks of geen water aanwezig maar zijn er groene zones  geïmplementeerd, ook hier in het gebied opgedeeld in verschillende wijken. In het zuiden heeft de blauwgroene zone zich op de vesten van het historische castellum ingericht met in het oosten een grote waterplas en in het westen een groot park. Deze vijfhoekige blauwgroene vingers scheiden de verschillende wijken.   De integratie van de blauwgroene zones is een mooie interpretatie van een lobbenstad, maar wat Houten een uitzonderlijke lobbenstad maakt is een unieke verkeerspolitiek waarbij kalme woonwijken voorop staan. Het autoverkeer wordt via een ring rondom Houten geleid.  Iedere wijk heeft een oprit  op deze ring maar onderling zijn de wijken niet toegankelijk voor auto's. Wil men van de ene wijk naar de andere dan moet men de wijk verlaten om via de ring de oprit van de andere wijk te bereiken. Zwakke weggebruikers zoals fietsers en wandelaars kunnen gebruik maken van een uitbundig netwerk die de wijken onderling met elkaar verbinden en rechtstreeks met de drie verschillende centrums.  Het ingenieuze fietsnetwerk maakt dat het voor een fietser in een kwartier mogelijk is om van het ene uiteinde naar het andere te fietsen waardoor de fiets vaak vlugger is dan de auto. Waar mogelijk is het fietsnetwerk gecombineerd met een blauwgroene zone om de fietsbeleving zo aangenaam mogelijk te maken.  Fietstunnels maken het mogelijk om gemakkelijk de drukke ring te kruisen waardoor het fietsverkeer ook buiten de gemeentegrenzen gestimuleerd wordt. In de gemeente zijn op verschillende plaatsen fietsstraten ontworpen die onderdeel zijn van het uitbundig netwerk. Deze straten zijn ontworpen als fietspaden waar auto's mogen rijden maar de fietsers zijn er de baas. Dit vraagt een mentaliteitsverandering van de automobilisten die in Houten waarlijk goed doorgedrongen is.  Doorheen Houten lopen ook treinrails met twee treinstations in de nieuwste centrums. Ook verschillende bussen lopen doorheen het gebied en zijn voorzien van een eigen voorrangslicht en vrije busbanen om het busverkeer zo optimaal mogelijk te laten verlopen.

9559a9da781ed9aea9a21316ef96be49_medium.

De omslachtige wijze  voor het autoverkeer om de bestemming te bereiken gecombineerd met  een doordacht fietsnetwerk en een goed geregeld openbaar vervoer leidt tot een verminderd gebruik van de auto. De gemeente Houten heeft een interessante lobbenstad gecreëerd  met een lage transport energieconsumptie en is een mooi voorbeeld hoe zorgvuldige stedenbouwkundig plannen kan leiden tot een dalende energievraag op vlak van mobiliteit.

2.2       Energie voorkomen op niveau van het gebouw

Energie voorkomen op niveau van het gebouw steunt op twee belangrijke pijlers. Enerzijds moet er getracht worden om zoveel mogelijk energie binnen of buiten te houden, afhankelijk van het seizoen. Anderzijds moet getracht worden om gratis passieve energie zo optimaal mogelijk te gebruiken.  De toepassing van deze pijlers heden ten dage leidt tot een laagenergiewoning (65KWh/m2/jaar) of een passiefwoning (15 KWh/ m2/jaar).  Nog beter zijn de zero-energiewoningen (0 KWh/ m2/jaar) of de plusenergiewoningen maar deze zijn in België eerder een uitzondering.

 

2.2.1      Casestudy EVA-Lanxmeer (NL)

De wijk Eva-Lanxmeer in Culemborg is een bijzondere wijk waar bij het stedenbouwkundig ontwerp veel aandacht besteed werd aan een duurzame omgang met water, bouwmaterialen, bewonersparticipatie, het landschap en energie. 

De gebouwen in het gebied verschillen onderling niet enkel van functie maar ook van ontwerpconcept wat leidt tot een gediversifieerde buurt waar ieder gebouw een laagenergiewoning is, met een maximum van 88 KWh/m2/jaar.  Ondanks dat er een grote variatie aan gebouwen is, zijn de basisprincipes overal hetzelfde.  Eerst en vooral is een zuid-gerichte oriëntatie van groot belang, dit is dé richting waar de passieve warmtewinsten het grootste zijn en waar bijgevolg ook de grootste raampartijen in de woning zich zullen bevinden.  De oost- en westrichting leveren wel enige warmtewinsten op, maar zijn niet aanzienlijk genoeg om de actieve verwarming met fossiele of hernieuwbare energie te verminderen.  Het spreekt vanzelf dat als men grote raampartijen heeft, de thermische perfomantie van groot belang is.  Er is al glas op de markt met een U-waarde van 0.9, 0.8 en zelfs 0.7 W/m²K. Verder resulteren grote raampartijen in veel daglicht waardoor het energieverbruik van kunstlicht beperkt wordt.

Een volgend element om energieverlies te verminderen, is door een zo groot mogelijk volume te bouwen met een minimum aan oppervlakte vanwaar de warmte-energie kan ontsnappen. De ideale vorm is natuurlijk een bol, maar om praktische redenen zijn de kubus of de balk de beste vormen voor handen. Om het energieverlies nog te verminderen is het isoleren van deze beperkte oppervlakte van belang.  Een van de meest voor de hand liggende oplossingen is houtskeletbouw waar de volledige dikte van de muur uit isolatie bestaat waardoor de muur zo dun mogelijk gehouden wordt. Een tweede oplossing is een geïsoleerde massiefbouw. De dikte van het muurpakket zal dikker zijn dan bij de houtskeletbouw maar men beschikt wel over een grote bouwmassa die energie kan opslaan waardoor grote overgangen tussen warm en koud weer gedempt worden. In EVA-Lanxmeer zijn er naast deze twee types nog een derde variant, nl. de dubbele glas façades. Dit type resulteert in verschillende kas- of serrewoningen met daarin een kleinere woning. Bij koud weer fungeert de kas als een thermische buffer die het energieverbruik ten goede komt. Verder kan de warme lucht in de kas gebruikt worden voor de ventilatie in de woning zodat voorverwarming van de inblaaslucht in de winter niet nodig is. Risico op oververhitting in de zomer wordt verholpen doordat een groot dakraam geopend kan worden waardoor er een schoorsteeneffect ontstaat. Naast isoleren van een gebouw is het luchtdicht maken van het gebouw belangrijk omdat luchtlekken ongecontroleerde energieverliezen kunnen genereren en zo verantwoordelijk zijn voor condensatie in de isolatie wat de thermische eigenschappen van de isolatie sterk vermindert.

Een laatste element om energieverlies te beperken is een zonneweringen gecombineerd met een goede (nacht)ventilatie zodanig dat in de zomerperiode er geen oververhitting in de woningen ontstaan waardoor energieverslindende airconditioning systemen niet noodzakelijk zijn.

Een goed gecontroleerd systeem over de in- en uitlaat van warmte-energie is de sleutel tot een succesvolle manier om energie te voorkomen op vlak van een gebouw.

e2afb8c0cfba72e37b96ae2465085537_medium.

 

3. Pas hernieuwbare energiebronnen toe.

3.1       Hernieuwbare Energiebronnen

Energie in de vorm van elektriciteit kan op verschillende wijzen hernieuwbaar uitgevoerd worden, de meest bekende systemen zijn door  middel van zon, wind en water. Daarnaast kan energie in de vorm van warmte hernieuwbaar opgewekt worden, enkele voorbeelden van bekende systemen zijn zonneboilers, geothermie of biomassa. De meeste systemen kunnen onder een of andere vorm zowel op stedenbouwkundige schaal als op het niveau van een gebouw gevormd worden. Geothermie in onze streken vormt hierop een afwijking en wordt heel uitzonderlijk toegepast op niveau van het gebouw door de grote diepte waarop de warmte gevonden wordt wat resulteert in extreme kosten. 

De tweede stap van de Trias Energetica is bij de grote massa het best gekend, denk maar aan de vele zonnepanelen die achteloos op veel Belgische daken verschijnen of de vele actiecomités tegen windturbines. De integratie van hernieuwbare energiebronnen wordt langzaamaan deel van onze leefomgeving maar gebeurt niet altijd op een even doordachte manier. Veel mensen blijven onwetend over de reden, toepassing of de gevolgen van hernieuwbare energiebronnen en staan bijgevolg heel terughoudend of zelfs wantrouwig tegenover deze nieuwe systemen.  

3.1.1      Casestudy Västra Hamnen, Malmö (SE)

Een goed voorbeeld hoe hernieuwbare energiebronnen op een doordachte manier kunnen toegepast worden zodanig dat bewoners tevreden zijn men hun buurt is Västra Hamnen (Malmö) in Zweden.

In Västra Hamnen word 100% van de energie lokaal geproduceerd met hernieuwbare energiebronnen. Om volledig op hernieuwbare energiebronnen te kunnen overleven is op stedenbouwkundig vlak als op het niveau van de woning de eerste stap van de Trias Energetica zorgvuldig uitgevoerd.  Een hoge densiteit  die een efficiënt openbaar vervoer toelaat, compacte woningen die zoveel mogelijk de warmtevraag reduceren, gecombineerde met een goede oriëntatie en performante isolatie zorgen voor een zo laag mogelijk energieverbruik. Deze verminderde consumptie maakt het mogelijk om  volledig op hernieuwbare energie te functioneren waardoor de derde stap van Trias Energetica op vlak van energie overgeslagen kan worden.

Elektriciteit wordt grotendeels voorzien door een windturbine die in het zuiden van de stad gelegen is, de resterende vraag naar energie wordt opgevangen door  een EfW-centrale en zonnepanelen die op een esthetisch verantwoorde wijze geïntegreerd zijn in de gebouwen.

Op stedenbouwkundig niveau wordt heel de buurt voorzien van warmte door een stadsverwarming die aangevoerd wordt door drie systemen, namelijk een EfW-centrale, een gas WKK-centrale en een aquifer in combinatie met een warmtepomp. De EfW-centrale wordt gevoed door huishoudelijk  en commerciële afval.  Het afval wordt gesorteerd en het bruikbare afval wordt als brandstof gebruikt in de verbrandingsunit van de centrale. Als gevolg van de verbranding komt warmte vrij die water omzet in stoom die de stoomturbine op gang brengt. Zoals eerder reeds vermeld wordt de elektriciteit gebruikt voor het plaatselijke netwerk, de resterende warmte gaat rechtstreeks naar de stadsverwarming en de afvalproblematiek die typerend is voor een stad wordt voor een groot deel gereduceerd. De WKK-centrale is ook verantwoordelijk voor een deel van de verwarming maar is heden ten dage nog steeds gevoed door aardgas waardoor deze onder de derde stap 'Ga efficiënt om met niet-hernieuwbare bronnen' van de Trias Energetica valt. Er zijn plannen om de centrale te laten werken op biogas waardoor de centrale wel onder stap twee van de Trias Energetica zou vallen, maar deze plannen zijn nog niet voor vandaag. De aquifer  bestaat uit een warme en een koude ondergrondse wateropslag die op voldoende afstand van elkaar verwijdert zijn zodanig dat er geen onderling warmteafgifte ontstaat. In de winter wordt het warme water uit de ondergrond opgepompt en staat het water zijn warmte af aan de warmtepomp. Deze warmtepomp brengt op zijn beurt de warmte over naar de stadsverwarming. Het afgekoelde water wordt naar beneden in de koude wateropslag gestuurd om in de zomer weer omhoog gepompt te worden om zijn koude via de warmtepomp af te staan aan de stadkoeling. Op deze wijze wordt in de zomer de energieverslindende aircosystemen overbodig. Op niveau van het gebouw zijn verschillende panden voorzien van een aanvullende zonneboiler die warm water produceert in verbinding met de stadsverwarming. Als de zonneboiler te veel energie produceert kan het teveel op het netwerk van de stadverwarming gebracht worden en zo aan anderen over gedragen worden.

Als oplossing voor de grillige natuur van wind- en waterenergie is in Malmö gekozen om niet enkel van deze energiebronnen afhankelijk te zijn maar om deze te combineren met de reeds vermelde energiesystemen zoals de aquifer of de EfW-centrale. Deze systemen zijn stabiel van aard en gemakkelijk regelbaar zodanig dat het tekort of teveel aan wind- en waterenergie op te vangen is. Malmö is een goed voorbeeld dat intermediaire energiebronnen geen probleem hoeven te vormen zolang ze goed gecombineerd zijn.

42f6beb4d028a452cff9eac5e410a974_medium.

 

3.2       Hergebruik van (hernieuwbare) restenergie

Hergebruik van restenergie kan wederom op verschillende schalen gebeuren. Op niveau van het gebouw is het hergebruik van warmte reeds jaren een gekend fenomeen door het concept van de WTW (warmte-terug-winning). De WTW word voornamelijk voor de recuperatie van warme lucht of warm (douche)water gebruikt.  Het concept is simpel: het warme maar vervuilde water/ lucht staat zijn warmte aan het koude verse water/ lucht via een warmtewisselaar zodanig dat beide stromen niet rechtstreeks in contact komen met elkaar. De WTW voorverwarmt het koude water/ lucht waardoor minder energie nodig is om de optimale temperatuur te bereiken. Op stedenbouwkundig niveau zijn de mogelijkheden om restenenergie te gebruiken uitgebreider en is voornamelijk het zoeken naar creatieve oplossingen van groot belang.  Als voorbeeld hoe restenergie hergebruikt kan worden op stedenbouwkundig vlak wordt de casestudy Kalundborg bekeken.

 

3.2.1      Casestudy Kalundborg (DK).

De industrie van Kalundborg is een goed voorbeeld van hergebruik van restenergie en maakt hiervoor gebruik van industriële symbiose.

Het concept van industriële symbiose bestaat eruit dat afval van het ene bedrijf voor een ander bedrijf gebruikt kan worden. De restafval in Kalundborg  bestaat deels uit energie onder de vorm van stoom, gas, restwarmte of biomassa en deels uit materiaal onder de vorm van vliegas, water, gips, zwavel en andere. Om tot een succesvolle symbiose te komen  is het interessant om een aantal randvoorwaarden in acht te nemen. Ieder interactie tussen de verschillende bedrijven moet vanuit economisch standpunt interessant zijn. De partners moeten onderling verschillend zijn, maar toch elkaar aanvullen.  Belangrijk is dat energie niet alleen mag bekeken worden maar in combinatie met andere onderwerpen en dit geldt, hoewel het in de paper niet benadrukt wordt, voor alle onderdelen van de Trias Energetica. Als laatste randvoorwaarde is het ook van belang dat de onderlinge fysische als mentale afstand tussen de partners onderling niet te groot is zodat de overdracht van energie, materialen als ideeën vlot kunnen verlopen.

In Kalundborg is de industriële symbiose een traag gegroeid proces geweest die reeds in 1961 begon omwille van de waterproblematiek. Water is schaars in de regio en om zoveel mogelijk grondwater te sparen wordt water van het meer Tissø gebruikt voor het Asnæ Power station. Dit bedrijf genereert gezuiverd afvalwater dat door Statoil Refinery gebruikt wordt, dat op zijn beurt weer gebruikt wordt voor het Asnæ Power station.  Naast water heeft Asnæ Power station ook nog ander afval. De afval stoom wordt als energiebron door Novo Nordisk en Statoil Refinery gebruikt en de afval warmte door de Visbedrijven in de omgeving en de gemeente van Kalundborg voor de stadsverwarming. Het calciumsulfaat afval dient als grondstof voor het Gyproc bedrijf en het vliegas is bruikbaar in de Cement industrie. Een tweede bedrijf is Statoil Refinery dat gas als afval produceert en dit naar Asnæ Power station en Gyproc doorgestuurd. Zelfs het  zwavelzuur afval uit de uitgestoten gassen kan Statiol Refinery door verkopen.  Een derde speler die zijn afval kan doorverkopen is Novo Nordisk die biomassa en bemesting naar boerderijen in de omgeving stuurt. De laatste grote speler is de gemeente van Kalundborg zelf die zijn slibafval aan het bedrijf Bioteknisk kan slijten.

Doordat de afval van de ene de grondstof voor de andere is, kan er veel energie bespaard worden door enerzijds een gereduceerde energieconsumptie   voor de productie of transport van een grondstof. Anderzijds is er geen energie meer nodig om het afval te verwerken.

b950bf3440d0b0a078a0003ec5b49d9f_medium.

4. Ga efficiënt om met niet-hernieuwbare bronnen.

Nadat de eerste en tweede stap van de Trias Energetica zo zorgvuldig mogelijk zijn uitgevoerd komen we bij de laatste stap: hoe fossiele energie zo efficiënt mogelijk benutten. Vaak blijft deze stap een noodzakelijk kwaad omdat hernieuwbare energiebronnen zoals wind- en zonne-energie afhankelijk blijven van omstandigheden die de mens niet kan regelen.

Op niveau van het gebouw kan men fossiele brandstof sparen door enerzijds een mentaliteitsverandering teweeg te brengen, bijvoorbeeld: het gebruik van alle apparaten die met fossiele brandstof gevoed zijn beperkt te gebruiken. Een praktische voorbeeld is een trui aan doen en de thermostaat verminderen tot 20°C in plaats van 23°C. Anderzijds is het gebruik van toestellen met een zo hoog mogelijk rendement aan te raden. Veel elektronische toestellen zijn tegenwoordig voorzien van het europees energielabel en gebouwen die verhuurt of verkocht worden moeten voorzien zijn van een EPC (energie prestatie certificaat).

Op stedenbouwkundig niveau  is het interessant om te kijken met welk rendement energie wordt opgewekt. Het rendement van een klassieke elektriciteitcentrale ligt gemiddeld niet veel hoger dan 31 à 56 %, als men daarvan nog de transmissie en distributieverliezen aftrekt bekomt een centrale maar een rendement van 30 à 51% maximaal.  De resterende energie, 49 à 70%  gaat verloren onder de vorm van warmte. Het rendement van zo een elektriciteitscentrale is schandalig laag, nog niet eens de helft van de grondstoffen wordt omgezet in elektriciteit!

 

4.1          Casestudy Loretto-Areal, Tübingen (DE)

De stadslob Loretto-Areal in Tübingen is een dense woonwijk die voorzien is van stadsverwarming gekoppeld aan een WKK. Op deze wijze probeert Tübingen fossiele energie zo efficiënt mogelijk te gebruiken.  

Een stadsverwarming is in België niet zo gekend maar bij de noordelijke en oostelijke buurlanden zoals Finland, Zweden of Polen is het systeem al jaren goed gekend. Een stadsverwarming is een goed geïsoleerd leidingennetwerk die  een warmtecentrale verbind met de te verwarmen gebouwen. De warmtecentrale werkt als één grote  cv-ketel die zijn warm water naar de ontvangers stuurt.  Bij de ontvanger  zorgt een warmtewisselaar voor de nodige overdracht van warmte op het eigen netwerk van de woning en het afgekoelde warmte kan weer terugvloeien naar de warmtecentrale waar het opnieuw gebruikt kan worden.  Een grote densiteit is een belangrijke voorwaarde om met een stadsverwarming te werken. Bij een heel lage densiteit met een grote verspreiding van de woningen verliest de stadsverwarming zijn warmte over de grote afstanden die afgelegd moeten worden door het warme water. Ideaal ligt de warmtecentrale midden in de woonwijk. De warmtecentrale kan veel verschillende vormen aannemen, de restwarmte van industriële processen, een elektriciteitscentrale en vele anderen kunnen gebruikt worden maar in deze gevallen wordt warmte iedere keer als een bruikbaar afvalproductie gezien. In Tübingen is de gedachte omgedraaid met de WKK die werkt als een doorsnee elektriciteitscentrale maar de warmte wordt gezien als het hoofdproduct en de elektriciteit als het bruikbaar nevenproduct.  De kostware warmte-energie wordt dus niet geloosd in een rivier of de lucht in geblazen maar in de stadsverwarming gestuurd. De dimensionering van de WKK gebeurt bijgevolg op de warmtevraag  van het gebied en niet de elektriciteitsvraag. Het rendement van een WKK is hoger omdat men voor eenzelfde hoeveelheid  warmte en elektriciteit minder fossiele brandstoffen verbruikt dan waneer elektriciteit en warmte apart worden opgewekt. Het rendement draait gemiddeld rond de 80% wat  al beter verantwoord is dan de 30 % van de elektriciteitscentrale. De gebruikte fossiele brandstof kunnen onder andere olie, aardgas, steenkool of biomassa zijn. Voorlopig is gas het interessantste in gebruik omwille van het flexibele aan- en uitschakelen van de centrale indien de stadsverwarming deels op intermitterende zonne-energie zou berusten. Naar de toekomst toe, met het oog op het eindige Deense aardgas zal er voor biomassa geopteerd worden in Denemarken waardoor ook deze WKK-centrale onder stap twee van de trias energetica zal vallen.

7065b3d99a3c7f5679b27e94ec60360a_medium.

 

5. Conclusie

In de paper werden de drie fases van de Trias Energetica uiteengetrokken en een interessante studiecase illustreerde iedere fase.  De casestudy van Houten toonde aan dat door goede planning het mogelijk is de energieverslindende auto links te laten en te kiezen voor de fiets of openbaar vervoer.  Op een andere  schaal toonde de casestudy van EVA-Lanxmeer hoe het verbruik van energie voorkomen wordt door slimme beslissingen te nemen bij het ontwerpen van een gebouw. Beide situaties illustreren dat al veel energie kan voorkomen worden door gewoon een weldoordacht ontwerp te verwezenlijken. Het gebruik van hernieuwbare energiebronnen werd in Västra Hamnen geïllustreerd met technieken zoals een windmolen, PV-panelen, een aquifer, een EfW-centrale, zonneboilers en een WKK-centrale.  Opmerkelijk aan Västra Hamnen is dat door de samenwerking van de verschillende technieken de intermediaire eigenschappen van wind- en waterenergie opgevangen kunnen worden.  In Kalundborg wordt het duidelijk dat door het in kaart brengen van het afval en de grondstof van verschillende bedrijven er  onderling linken gelegd kunnen worden waardoor het afval van de ene diende als grondstof voor de andere. Beide praktijkvoorbeelden zijn duidelijke staaltjes hoe door een creatieve omgang met hernieuwbare energiebronnen en bijbehorende restenergieën  tot een optimaal gebruik van hernieuwbare energie kan gekomen worden. De laatste casestudy van Loretto-Areal verhoogde doeltreffend het rendement van een elektriciteitscentrale door op een vernieuwde manier te kijken naar het product elektriciteit en het afvalproduct warmte. De omschakeling van warmte als product en elektriciteit als bijproduct leidde tot een efficiënte omgang met energie.

De buitenlandse casestudies hebben duidelijk aangetoond dat duurzaam toepassen van energie mogelijk is door het aanwenden van alle trais energetica fases. Al wat nu nog rest is om architecten, stedenbouwkundigen, projectontwikkelaars en vele anderen te informeren en te overtuigen dit toe te passen in België.

 

6. Bibliografie

6.1 Beeldmateriaal 

Grafiek energie & densiteit: Urban density and energy consumption: a new look at old statistics Orit Mindali a,1 , Adi Raveh b,2 , Ilan Salomon a,* P146

Houten, fietsnetwerk: https://www.houten.nl/burgers/verkeer-en-vervoer/fietsen1/

Kaswoning EVA-Lanxmeer: http://www.kwsa.nl/nieuwekaswoninge.html

Malmö, Western Harbour:  https://ssl.panoramio.com/photo/72407880

Schematische voorstelling Kalundborg: THE INDUSTRIAL SYMBIOSIS IN KALUNDBORG, DENMARK,  2001, UNEP Environmental Management for Industrial Estates

Vergelijking Powerplant & CHP: http://blog.americanchemistry.com/wp-content/uploads/2012/09/Combined-Heat-and-Power.jpg

Stadsverwarming: http://www.energiewereld.nl/UserFiles/Image/Original/schema-warmtelevering-stadsverwarming.jpg

 

 

6.2 Geschreven Bronnen

AGENTSCHAP NL ENERGIE EN KLIMAAT, 'Trias Energetica en energieneutraal bouwen', (Utrect, Agentschap NL Energie, Publicatie-nr. 2FLOK1305, 2013)

Begeleid bezoek aan EVA-Lanxmeer door mevr. Marleen Kaptein, oprichter Stichting E.V.A. – Ecologisch Centrum voor Educatie (Cullemborg, 2011)

Begeleid bezoek aan Houten door Erik Rombaut, docent hogeschool LUCA in Gent en Brussel (Houten, 2011)

B:SSEC, 'Malmö - Low Carbon City', http://www.bssec.co.uk/technical-bulletins/malmo---low-carbon-city  (geconsulteerd op 16/12/2013)

DE PAEPE, M., 'De weg naar (bijna) energie neutrale gebouwen', Universiteit Gent, http://www.power-link.ugent.be/sites/default/files/upload/Universiteit%20Gent_Michel%20De%20Peape_presentatie_111215.pdf, (geconsulteerd op 16/12/2013)

EECKHOUT, Luc, 'Cursus Zero Energy Building', (Gent: Hogeschool LUCA, ongepubliceerde cursus ZEB, 2011)

E.ON SVERIGE AB, 'The sustainable city. 100-percent locally renewable energy in the Västra Hamnen district', http://www.eon.se/upload/eon-se-2-0/dokument/broschyrarkiv/in-english/The%20Sustainable%20City%20-%20100%20percent%20locally%20renewable%20energy.pdf (geconsulteerd op 16/12/2013)

GEMEENTE HOUTEN, 'Auto te gast, https://www.houten.nl/burgers/verkeer-en-vervoer/veelgestelde-vragen/linkquestion1 (geconsulteerd op 16/12/2013)

GEMEENTE HOUTEN, 'Openbaar Vervoer', https://www.houten.nl/burgers/verkeer-en-vervoer/openbaar-vervoer/ (geconsulteerd op 16/12/2013)

HET VLAAMSE ENERGIEAGENTSCHAP, 'Energieprestatiecertificaten', http://www.energiesparen.be/node/851 (geconsulteerd op 16/12/2013)

HEUTS Eva, et. al. 'Duurzame stedenbouw in woord en beeld', (Brugge, Die Keure, 2010)

KWSA, 'ZES KASWONINGEN MET WERKRUIMTEN TE EVA LANXMEER, CULEMBORG, 1999-2002', http://www.kwsa.nl/kaswoningenevala.html, (geconsulteerd op 16/12/2013)

Lezing Studium Generale Jan Duerinck, onderzoeker bij VITO (Antwerpen, 25/11/2013)

MINDALI, Orit, et. al., 'Urban density and energy consumption: a new look at old statistics',  http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0965856403000946 (geconsulteerd op 17/12/2013)

OVAM, 'Keurmerken', http://www.ovam.be/jahia/Jahia/pid/309, (geconsulteerd op 15/12/2013)

ROMBAUT, Erik, 'Sustainable urban development in Malmö (Sweden)',(Gent: Hogeschool LUCA, ongepubliceerde cursus Environmental Sustainability, 2011)

ROMBAUT, Erik, 'Naar een klimaatbestendige ecopolis. Pleisdooi voor de lobbenstad.', (Gent: Hogeschool LUCA, ongepubliceerde cursus Environmental Sustainability, 2011)

UNEP, Environmental Management for Industrial Estates, 'The industrial Symbiosis in Kalundborg, Denmark', (Denmark, s.e., 2001)

MATHIESEN, B.V. et. al.  '100% Renewable energy systems, climate mitigation and economic growth', (in: Applied energy, jrg.88(2) 2011)

VAN DRUNEN, Michiel, et.al. 'Klimaatverandering in stedelijke gebieden', (s.l. , s.e., 2007)

VITO, 'Transitie Energie en Milieu', http://www.vito.be/VITO/NL/HomepageAdmin/Home/WetenschappelijkOnderzoek/TransitieEnergieEnMilieu/ (geconsulteerd op 29/11/2013

VITO,  FPB, ICEDD, 'Towards 100% renewable energy in Belgium bij 2050', http://www.vito.be/NR/rdonlyres/A75FFE2E-2191-46BD-A6B7-7C640CFB543C/0/130419_Backcasting_FinalReport.pdf (geconsulteerd op 17/12/2013)

10/01/2016 20:13

Reacties (0) 

Copyright © Tallsay.com. Alle rechten voorbehouden.
Door gebruik te maken van deze website geef je aan dat je onze Algemene voorwaarden en ons Privacy statement accepteert