Profpraat | Hoe haalt Eindhoven haar klimaatdoelstellingen?

De nieuwe Eindhovense wethouder voor milieu Rik Thijs (GroenLinks) gaf onlangs aan dat de gemeente hulp van onder meer de TU/e nodig heeft om de lokale klimaatdoelstellingen voor 2030 te halen. Experts David Smeulders (Werktuigbouwkunde) en Theo Salet (Bouwkunde) vertellen hoe de TU/e de gemeente Eindhoven - en de rest van de wereld - kan helpen de CO2-uitstoot te verminderen.

door
illustratie Shutterstock

David Smeulders, hoogleraar Energy Technology, raadt de wethouder aan om eerst de uitkomsten van een groot rapport van het Planbureau voor de Leefomgeving (PBL) af te wachten. “Dat zou nu inmiddels beschikbaar moeten zijn voor de gemeente, en eind van de maand voor particulieren, zo begreep ik.” In dat rapport worden per wijk in Nederland de kosten - voor de overheid - berekend van de invoering van een duurzame warmtevoorziening.

“Het PBL analyseert de opties groen gas, volledig elektrisch, warmtenet bij hoge en lage temperatuur, een combinatie van gas en elektra, en een mix van alle voorgaande opties. Voor maart volgend jaar is nog een update gepland waarin ook waterstof en aquathermie worden meegenomen, evenals de kosten voor de burger. Vervolgens zou ik als gemeente Eindhoven per wijk gaan bekijken hoe wij als universiteit kunnen helpen.”

Gas als optie

Smeulders benadrukt nog dat in de analyse van het PBL ook gas als warmtebron dus gewoon wordt meegenomen. Men raakt er volgens hem bij de overheid inmiddels van doordrongen dat het gas volledig loslaten simpelweg veel te duur is - precies wat de hoogleraar vorig jaar in een veelgelezen artikel op de site van Cursor betoogde.

Overigens is de TU/e volgens Smeulders enkele jaren geleden al betrokken geraakt bij een ‘Convenant CO2-reductie’ dat door de Eindhovense woningcorporaties is afgesloten met de gemeente. “Daarvoor ben ik vanuit de TU/e de aanspreekpersoon, en met de voorganger van wethouder Rik Thijs had ik ook regelmatig contact.”

Verduurzaming gebouwen

Vanuit zijn eigen groep worden regelmatig de opties voor verduurzaming van specifieke gebouwen of projecten onderzocht, zegt Smeulders. Enkele jaren geleden bijvoorbeeld heeft hij met twee studenten gekeken naar de mogelijkheden voor CO2-reductie van het Ir. Ottenbad in Eindhoven (zie kader). “Dat was ook in samenwerking met de gemeente, dus dat rapport zullen ze nog hebben liggen.”

Dergelijke projecten zijn altijd met afstudeerders geweest, zegt de hoogleraar Energy Technology. “Dus dat kost de gemeente niets. Ik zou het wel waarderen als ze iets ambitieuzer zouden worden wat betreft de financiering van projecten met de TU/e. Het zou volgens mij heel nuttig kunnen zijn om een PDEng-student eens te laten kijken naar hoe bijvoorbeeld de ijsbaan, het sportpark of de nieuwe Tongelreep nog CO2-zuiniger kunnen worden gemaakt. Zo’n ontwerper-in-opleiding zou dan deels door de gemeente betaald moeten worden.”

Ir. Ottenbad

In 2015-2016 onderzochten afstudeerders Pavel Jungman en Joep Berghs onder begeleiding van David Smeulders hoe het Eindhovense zwembad Ir. Ottenbad zijn uitstoot terug zou kunnen brengen. Zij concludeerden dat er flinke winst te behalen viel door de relatieve luchtvochtigheid in de zwemhal te verhogen, zodat er minder water verdampt (en het water dus ook minder afkoelt). Niet per se prettig voor de bezoekers, maar eventueel ook alleen toe te passen buiten openingsuren. Hetzelfde geldt voor het afdekken van het bad als er niet wordt gezwommen.

Daarnaast kan er gedacht worden aan het gebruiken van het zwembad als warmtereservoir gekoppeld aan een bestaande biomassacentrale, om het rendement van die centrale te verhogen. De studenten concluderen dat het installeren van een warmtenet voor lage temperatuur niet rendabel is vanwege de benodigde investering.

Versnelde renovatie

Theo Salet, decaan van Bouwkunde, noemt drie gebieden waarop zijn faculteit - in samenwerking met andere faculteiten - kan bijdragen: woningrenovatie, lokale energiesystemen en stadsplanning om vervoer terug te dringen. “De overheid is van plan om zeven miljoen woningen in Nederland versneld te renoveren, waarvan anderhalf miljoen voor 2030”, vertelt hij. Isolatie is daarbij het toverwoord - zowel vanwege de directe energiebesparing als om de woningen geschikt te maken voor warmtepompen. Maar volgens Salet creëert het massaal installeren van warmtepompen (waarin elektrische energie wordt omgezet in warmte) een nieuw probleem.

“Op de eerste de beste koude dag zal het elektriciteitsnet eruit liggen als gevolg van de enorme piekbelasting door al die warmtepompen. Er is een veel slimmer systeem nodig, dat in zijn geheel doorgerekend moet worden. Binnen het initiatief Renovatieversneller van het Ministerie van Binnenlandse Zaken zijn we daar nu met verschillende groepen binnen Bouwkunde mee bezig op basis van onze bouwfysische rekenmodellen. Die groepen worden nu samengesmeed tot een team dat de overheid op dit vlak adviseert.”

Warmte in steen

Lokale opwekking en opslag van energie vormt de tweede lijn. Bij Bouwkunde wordt bijvoorbeeld onderzoek gedaan naar het integreren van zonnepanelen in dakkapellen. “Daarvoor staat een grote testfaciliteit op de laagbouw van Vertigo”, zegt Salet. “Daarnaast denken we na over hoe je warmte kunt vasthouden in de woning zelf, in de bouwmaterialen. Dat kan in steen, maar ook in zogeheten phase-changing materials, zoals zout dat kan smelten en weer stollen. Daarin willen we aansluiten bij onderzoek binnen het nieuwe onderzoeksinstituut voor energieopslag van de TU/e: IRES. Bij de ontwikkeling van nieuwe materialen is het natuurlijk van belang dat deze circulair zijn: ze moeten kunnen worden hergebruikt.”

Als derde aandachtspunt voor zijn faculteit noemt Salet vervoer. “Wij werken natuurlijk niet aan zuinige auto’s, maar houden ons wel bezig met stadsplanning. Hoe kun je een stad zo inrichten dat transport verantwoordelijk is voor zo min mogelijk CO2-uitstoot? Waar moet je dan dat winkelcentrum of sportpark aanleggen? En hoe verandert dat als er steeds meer elektrische auto’s en fietsen komen? Om die vragen te beantwoorden, werken we met zogeheten digital twins van de stad, modellen die worden gevoed door data uit sensoren. Dat past binnen EAISI, het TU/e-instituut voor kunstmatige intelligentie.”

Betonprinten

Zelf vergaarde Salet de afgelopen jaren bekendheid met 3D-geprint beton als bouwmateriaal. Ook die methode kan volgens hem flink bijdragen aan een verminderde uitstoot van CO2. “Bij het maken van het cement in beton komt veel CO2 vrij, wel zo’n vijf procent van de totale uitstoot wereldwijd. Zestig procent het beton in gebouwen zit in de vloeren; door die te printen in plaats van in een bekisting te storten, kun je met de helft minder beton toe.”

Daar komt nog bij dat beton in gebouwen ook weer CO2 opneemt uit de lucht, en dat gebouwen met een kunstmatig groot oppervlak aan beton - wat met een betonprinter relatief eenvoudig voor elkaar te krijgen is - daardoor paradoxaal genoeg juist kunnen bijdragen aan de klimaatdoelen. Of dat ook echt zoden aan de dijk zet, is overigens nog niet duidelijk, benadrukt Salet. “Dat zijn we nu aan het uitzoeken.”

“Uiteindelijk willen we naar beton zonder cement als bindmiddel, maar tot die tijd kunnen we met betonprinters al veel besparen”, zegt de expert. Ook voor 2030 al, gelooft hij. Het vakgebied groeit namelijk als kool. “Ik kan zelfs niet meer bijhouden wie er allemaal aan werkt. Komende zomer is er op de TU/e een groot congres over betonprinten, met zeker de helft van de deelnemers afkomstig van de industrie. Ook de overheid gelooft erin, en de wetenschap verenigt zich door resultaten onderling te delen, dat is heel mooi om mee te maken. De bouwwereld is echt in beweging gekomen.”

Deel dit artikel via je socials