Energie is een ontwerpopgave

Je ziet het hier en daar al gebeuren. Het Nederlandse stadslandschap krijgt de komende decennia geleidelijk maar onontkoombaar een zichtbare nieuwe laag. Dit recente hoofdstuk in de ontginningsgeschiedenis wordt geschreven door de energietransitie naar hernieuwbare en CO2 -arme bronnen. De bijbehorende infrastructuur vormt de nieuwe laag. Op land en op zee door het toevoegen van windturbineparken en de aanleg van zonneakkers. Onze steden zullen worden heringericht onder invloed van de elektrificatie van het vervoer, maar ook door mobiliteitsbeperkende maatregelen. Inspanningen op het gebied van besparingen zullen zelfs op kavelniveau zichtbaar worden door allerhande maatwerkoplossingen voor het isoleren van het vastgoed. Intussen wordt het onder het maaiveld steeds drukker door het ingraven van een nieuw warmteleidingnet en het verzwaren en het ‘smarter’ worden van het elektriciteitsnet. Alles bij elkaar zien we de ruimtelijke expressie van een transitie met een hoofdletter T die tot in de haarvaten van onze samenleving voelbaar zal zijn. Hoe dat zich gaat voegen naar de bestaande ruimtelijke orde of juist ontwrichtend zal werken is afhankelijk hoe deze transitie wordt georganiseerd en welke rol ruimtelijk ontwerpers kunnen spelen.

Onder twee graden Celsius
Zo’n vijfhonderd jaar dreef economische vooruitgang op het gebruik van fossiele energie – en daarmee op de uitstoot van CO2 en andere broeikasgassen die de opwarming van de aarde veroorzaken. In het Parijse klimaatakkoord (2016) hebben 196 landen afgesproken alles te doen om de temperatuurstijging well below twee graden Celsius te houden. Dat kan alleen door voor onze energievoorziening over te schakelen op CO2-arme energiebronnen. Deze transitie lijkt dus eenvoudigweg neer te komen een simpele omkering: het gebruiken van hernieuwbare bronnen die geen of veel minder CO2 uitstoten om de economische vooruitgang op een duurzame manier voort te zetten.

Eén blik op het verschil tussen fossiele en stromingsbronnen maakt duidelijk dat het gecompliceerd zal zijn. Kolen bijvoorbeeld hebben een ‘energie-inhoud’ van 6.667 kWh/kg, terwijl zonnecellen slechts 1,4 kW/m2 (dus 4 tot 5 Wh/dag) opbrengen als de zon lekker schijnt. Bovendien is de energievraag van onze industriële economie gigantisch – niet alleen elektriciteit, maar ook warmte en brandstoffen voor de mobiliteit en de industrie. Milieu Centraal meldt dat 93 procent van de energie die huishoudens verbruiken nog uit fossiele bronnen afkomstig is. Het is een complexe uitdaging om die hoeveelheden binnen een relatief korte tijd, dus voor 2050, betrouwbaar te kunnen leveren uit hernieuwbare bronnen.

Eenzame rookpluim
Of je nu zonnestralen in elektriciteit omzet, wind aftapt of gaten prikt in de aardmantel om van de geothermische warmte te snoepen, het inzetten van dit soort stromingsbronnen komt in wezen neer op het over grote oppervlakten oogsten van ‘dunne’ energiestromen. De consequentie daarvan is dat het energiesysteem sterk gedecentraliseerd zal worden en daardoor in de dagelijkse leefomgeving zal doordringen. Het contrast met de eenzame rookpluim aan de horizon is groot. Het wijdverspreid worden van de energie-infrastructuur in onze leefomgeving en onze landschappen is wennen voor iedereen – en dat roept weerstand op.

Zo bezien kan ‘ruimte’ nog wel eens het toernooiveld blijken waarop de energietransitie wordt gewonnen of verloren. Het is dus vreemd dat in het nationale Energieakkoord uit 2013 de woorden ‘ruimte’ en ‘landschap’ simpelweg niet voorkomen. Het wijst erop dat de energiesector en de ruimtelijke ordening nog te veel met hun ruggen naar elkaar staan. De ruimtelijk professionals zijn nu wel wakker, maar leken lang onwetend over wat eraan zat te komen en hielden zich vooral bezig met het tekenen van kaartjes waarin restricties breed worden uitgemeten. De energiesector aan de andere kant lijkt de transitie vooral als een technisch en economisch probleem te zien en reduceert de ruimtelijke ordening tot ‘het juridische inpassingstraject’ waar men nog even doorheen moet. Ook daar begint het kwartje te vallen dat de transitie evenzeer een sociaal-ruimtelijk als technisch probleem is. Een wederzijdse terreinverkenning is dus meer dan nodig.

Wisselend draagvlak
De afgelopen tijd heb ik samen met enkele ontwerpbureaus – die tijdens de Rotterdamse architectuurbiënnales (IABR) van 2014 en 2016 op dit vlak pionierswerk hebben verricht – en op verzoek van de Vereniging Deltametropool en het ministerie van I en M de veelzijdige rol van ruimte in de energietransitie mogen verkennen. Dit zogenoemde Nationaal Perspectief Energie en Ruimte moet onder andere bouwstenen leveren voor de Nationale Omgevingsvisie die in de maak is. Mijn insteek is om daarbij voortdurend te benadrukken dat de energietransitie ook een ruimtelijke (ontwerp)opgave is en dat het ontwerp (van industrieel ontwerp via architectuur tot stedenbouw en landschapsarchitectuur) een wezenlijke bijdrage kan leveren om deze enorme transitie tot een goed einde te brengen.

 

Deze waanzinnig ingewikkelde operatie kan tot een goed einde worden gebracht met politieke wil en doorzettingsvermogen.

Er zijn tientallen scenario’s die een weg wijzen naar een energietoekomst in 2050 met een CO2-reductie van 90-95 procent. Om misverstanden te voorkomen: geen van die wegen is gemakkelijk. Voor het Nationaal Perspectief is, na eerste vingeroefeningen met de ruimtelijke mogelijkheden van ons dichtbevolkte land, een specifiek ‘energienarratief’ ontwikkeld. Met een schuin oog is gekeken naar alle restricties die nu gelden, maar er is ook rekening gehouden met het – nu nog – sterk wisselende draagvlak voor de nieuwe energie-infrastructuur. De vertelling is erop gericht de ambitieuze doelstellingen te halen in combinatie met het zoveel mogelijk ontzien van deze gevoeligheden. Het narratief maakt duidelijk dat deze waanzinnig ingewikkelde operatie tot een goed einde kan worden gebracht met politieke wil en doorzettingsvermogen. Een narratief dat laat zien dat het ruimtelijk kan en het zeker geen onleefbaar land oplevert, integendeel.

Oxidatie van veen
Dit verhaal begint en eindigt met het landschap. Het landschap is niet alleen het ruimtelijke kader waarop de nieuwe infrastructuur geënt moet worden, maar ook een ‘actor’ in de energietransitie. We realiseren ons onvoldoende dat ook bestaand en veranderend grondgebruik een rol speelt in het matigen van de CO2-uitstoot. De bodemdaling en oxidatie van veengebieden door ontwateringen voor de landbouw zijn bijvoorbeeld een voorname bron van CO2. Dit inzicht koppelt het streven naar een duurzame landbouw – en daarmee verandering van onze voedingsgewoonten – aan de energietransitie. Het grootschalig aanplanten van bomen kan CO2 afvangen en de airconditioning van de aarde helpen regenereren. Het gebruik van dit hout in de bouw kan CO2 voor langere tijd uit de kringloop halen.

Gedragsverandering

De kiel voor de transitie wordt in het energienarratief gelegd door een zeer ambitieus nationaal besparingsprogramma: we zetten in op 25 procent minder energiegebruik in 2050, volgens het Planbureau voor de Leefomgeving en het Energie Centrum Nederland ongeveer het maximaal haalbare. Het huidige Nederlandse eindgebruik is 2.368 petajoule (PJ) – de besparing is dan 592 PJ. Om dat te bereiken is meer nodig dan de efficiencywinst: het vergt serieuze gedragsverandering.

Energiebesparing is hoe dan ook de meest (kosten)effectieve manier om CO2 uit de lucht te halen. Iedere petajoule die niet gebruikt wordt betekent drie petajoule die niet hoeft worden opgewekt. Dat komt door lekverliezen en opwekkings-, distributie- en systeemverliezen waardoor slechts een derde van de opgewekte energie in zinvolle arbeid wordt omgezet.

 

Met offshore wind kan – uitgaande van ‘Chinese’ bouwsnelheden – een indrukwekkende 500 PJ elektriciteit geproduceerd worden

Bovendien heeft een systeem met hernieuwbare bronnen veel minder van dergelijke verliezen. Zo gaat een elektrische auto aanmerkelijk efficiënter om met energie dan zijn voorganger met een verbrandingsmotor. Dit levert nog eens een ‘transitiebonus’ op van naar schatting 330 PJ.

Met een maximale benutting van offshore wind – uitgaande van ‘Chinese’ bouwsnelheden zoals die zijn geraamd in de IABR-animatie ‘2050: An Energetic Odyssey’ – kan op het Nederlandse deel van de Noordzee een indrukwekkende 500 PJ aan elektriciteit geproduceerd worden.

De kop is eraf
Maar die 25 procent besparing plus een transitiebonus van 330 petajoule en het maximaal benutten van de windpotentie op zee is nog steeds niet voldoende om onze energiehonger te stillen. Nog altijd resteert een flinke opgave op land. Dit is uit te splitsen in elektriciteit (zon en wind), brandstoffen en warmte.

Voor de elektriciteitsproductie is de kop er wel af, maar omdat we met een flinke overmaat rekenen resteert toch nog een vraag van 300 PJ, verdeeld in 100 PJ windenergie en 200 PJ zonne-energie.

Een deel van de overmaat aan elektriciteitsopwekking moet worden gebruikt voor de productie van waterstof of een andere energiedrager. Een van de technische uitdagingen voor het nieuwe energiestelsel is namelijk het voorzien in opslag vanwege het dag-nacht- en seizoenritme van de duurzame bronnen. En liefst met zo klein mogelijke omzettingsverliezen. Waterstof is geschikt als opslagmedium én is kansrijk om als transportbrandstof ingezet te worden en de rol van diesel voor het zware werk over te nemen.

Overigens houden we er rekening mee dat in 2050 nog zo’n 200 PJ fossiel aandeel resteert. Dat is bestemd voor industriesectoren zoals staalproductie, maar ook voor de luchtvaart waarvoor ook in 2050 nog geen CO2-arme alternatieven voorhanden zijn.

Wereldvoedselvoorziening
De overige brandstoffen die we nodig hebben zullen geraffineerd moeten worden uit biologische grondstoffen. De petrochemie zal in rap tempo moeten veranderen in biochemie – vrijwel de gehele industrie zal biobased moeten zijn tegen 2050. Daarvoor is op grote schaal biomassa als basismateriaal nodig, omgerekend zo’n 345 PJ. Deze biomassa zal voor het overgrote deel moeten worden geïmporteerd. De hoge agrarische grondprijzen in Nederland maken het onwaarschijnlijk dat een groot aandeel binnenlands product zal zijn. Deze vorm van ‘elders-planologie’ is overigens wel zorgelijk. Als alle landen zo redeneren dreigt een botsing met de wereldvoedselvoorziening.

Tot slot is misschien wel de zwaarste opgave op land het klimaatneutraal maken van onze warmtevoorziening: lage temperaturen voor ruimteverwarming en (zeer) hoge temperaturen voor de industrie. Bij elkaar is de huidige warmtevraag 820 PJ die nu met ons aardgas wordt afgedekt. We gaan van het aardgas af en moeten in 2050 volledig via duurzame bronnen in de warmtevraag voorzien. Drie transitiepaden zijn denkbaar. Een met collectieve systemen gevoed door geothermie en restwarmte, een met meer blokgewijze of individuele systemen die op ‘omgevingswarmte’ draaien en een derde waarin ‘groen gas’ een centrale rol speelt.

3D-visualisaties
Hoewel de energietransitie grote ruimtelijke implicaties heeft is de rol van ontwerpers lang niet vanzelfsprekend. Op het vlak van ontwerpend onderzoek zullen onze vakgebieden zeker een partijtje meeblazen. Maar komen er ontwerpopgaven uit deze transitie? Het zou zomaar kunnen leiden tot een-tweetjes tussen bedrijven die interactieve scenario’s maken en bedrijven die realtime-3D-visualisaties tot in de puntjes beheersen.

Ruimtelijk ontwerpers zullen hun meerwaarde moeten bewijzen om een (sleutel)rol in de transitie te spelen. En die meerwaarde moet zich uitbetalen in hogere ruimtelijke kwaliteit, verbreed maatschappelijk draagvlak en misschien zelfs hogere energie-efficiency – en daardoor herkend worden door opdrachtgevers.

 

Het gaat niet alleen over cijfers, het gaat ook om betrokkenheid

 

In de eerste plaats moeten we de mythe doorbreken dat het een louter technische opgave is. Hoe dominant de energietechniek ook is, de energietransitie is ook een kwestie van opvattingen. Opvattingen over techniek, over landschap, over de energietransitie zelf. Het gaat niet alleen over cijfers, het gaat ook om betrokkenheid. Ontwerpers moeten positie kiezen ten opzichte van de techniek. Mikken we op samenwerking met de energie-ingenieurs om gezamenlijk tot een nieuwe synthese te komen of moet de meerwaarde zitten in artistieke originaliteit? Beide hebben uitgesproken vertegenwoordigers in onze vakgebieden.

Ook over de relatie tussen ‘nieuw’ en ‘bestaand’ bestaan uiteenlopende visies. Denk bijvoorbeeld aan de verschillen tussen arcadische en dynamische stad- en landschapsopvattingen. In elk geval kunnen ontwerpers meerwaarde leveren door de verscheidenheid aan landschappen en topografische bijzonderheden door te laten klinken in situering en detaillering van de nieuwe energie-infrastructuur.

Evenwichtsoefening
Ontwerpers hebben als voordeel dat ze flexibel kunnen inspelen op de verschillende planningsstijlen die toepasselijk zijn voor de verschillende onderdelen – besparing, warmte en elektriciteitsvoorziening. Bij warmte gaat het om infrastructuurplanning, onvermijdelijk top-down, waarbij de overheid keuzes moet maken waar ze met voorrang op welke collectieve systemen wil laten inzetten. De elektriciteitsvoorziening vraagt veeleer een evenwichtsoefening tussen de honderden bottom-upinitiatieven en de grootschaliger projecten. Hier hebben ontwerpers ook een rol in het laten bloeien van duizend bloemen. De transitie in brandstoffen en mobiliteit vergt het internaliseren van de energievraag in mobiliteitsbeperkende stedenbouwkundige ontwerpen. Bij de besparingen ten slotte, moet de overheid de juiste prikkels geven: een reële CO2-prijs of zelfs een CO2-taks. Ontwerpers zullen vooral de vormgevers en innovatoren zijn van alle besparingsinitiatieven die zich dan zullen ontvouwen.

Ontwerpen is geen wetenschap, we moeten van onze ‘subjectiviteit’ juist onze kracht maken en als bemiddelaar optreden tussen de maatschappelijke opvattingen en de energieopgave. En er valt dus voor opdrachtgevers te kiezen uit ontwerpers met verschillende opvattingen en vaardigheden voor een grote verscheidenheid aan opgaven.

 

Denk aan de talloze verbindingen tussen de energietransitie en het circulair maken van onze economie

De tweede stap in het creëren van meerwaarde is het bevrijden van de energieopgave uit zijn sectorale isolement. Dat kan bijvoorbeeld door een relatie met andere maatschappelijke opgaven te leggen. De voorbeelden liggen voor het oprapen: bodemdaling en de brakke-kwelproblemen kunnen juist die marginaal wordende landbouwgronden voor zonne-energie geschikt maken. Het bekostigen van ecologische bosverjonging door plaatsing van windturbines. Het koppelen van energiebesparing met inzet op het gebied van gezonder en soberder leven. Of denk aan de talloze verbindingen tussen de energietransitie en het circulair maken van onze economie.

Als de energietransitie van haar sectorale oogkleppen is bevrijd, zullen opdrachtgevers wellicht beter herkennen dat ook het ‘ontvangende landschap’ moet worden meeontworpen. Daar is een wereld te winnen. De landschapsarchitectuur en de stedenbouw kunnen daarbij volop profiteren van de goede trackrecord die we in Nederland hebben met het integraal ontwerpen van infrastructuur en omgeving – denk aan het wegontwerp, de Deltawerken en aan Ruimte voor de Rivier.

Publieke ruimten
Maar voor alles moeten ontwerpers hun maatschappelijke meerwaarde bewijzen door, waar mogelijk, deze uiteenlopende projecten te ontsluiten, beleefbaar te maken en ze geschikt te maken als publieke ruimten. Publieke ruimten die ook de energietransitie minder beangstigend maken en dichter bij de mensen brengen. Dat is, zou je kunnen zeggen, onze sociale rol als ontwerpers.

Zitten er ook voordelen voor de energiesector aan de samenwerking met ontwerpers? Ja, als ze net als de watersector ontdekken dat de ingenieuze verknoping van een technisch vraagstuk met de ruimtelijke ordening en andere maatschappelijke vraagstukken, een uniek Nederlands exportproduct is en ze daardoor een echte topsector kunnen worden.

 

Dit artikel werd eerder gepubliceerd in Blauwe Kamer 3 2017. Je kunt de papieren editie nog altijd bestellen via de webwinkel Uitgeverij Blauwdruk.