Nieuwe energie voor Amsterdam

Zo wordt het leuk

In een monumentenstad als Amsterdam kan een warmtenet moeilijk onder de straat, maar wellicht wel onder het water © Shutterstock

Hoe kun je een historische stad als Amsterdam aanpassen aan hernieuwbare energie? De What Design Can Do-inzendingen waren veelbelovend. Anders denken, durven dromen, dat helpt.

Tijdens een feestelijke avond vol verbeelding, inspiratie en hoop komt het opmerkelijkste idee van Andy van den Dobbelsteen. Aan het einde van een presentatie over de vele onbenutte mogelijkheden die voor het oprapen liggen, brengt de hoogleraar Climate Design & Sustainability van de TU Delft tussen neus en lippen door de Elfstedentocht tot leven. Stel nou dat je even over de angst voor de Apocalyps heen stapt en kijkt naar de mogelijkheden die de nieuwe werkelijkheid met zich meebrengt? Dat je de noodzaak van een transitie naar duurzame energie gebruikt om wegen te bewandelen die eerder onbegaanbaar leken. Bijvoorbeeld door tienduizend woningen langs de route van de Elfstedentocht te voorzien van een warmtepomp. Als de pompen zijn aangesloten op de vaarten, sloten en meren wordt er dusdanig veel warmte onttrokken aan het water dat de woningen worden verwarmd en dat het water sneller bevriest. Om de pompen op klimaatneutrale wijze draaiende te houden zijn 26 windturbines nodig. Nee, het is niet gratis, maar duur is het ook niet. Volgens de berekening van Van den Dobbelsteen gaat het om vijftien euro per maand per huishouden, enkel in de winter. ‘Verbind de energietransitie met dingen die van belang zijn voor mensen’, zegt hij. ‘Maak van de energietransitie iets positiefs.’

In moeilijke tijden is het niet altijd makkelijk om optimistisch te blijven. Al jaren hangt het klimaatvraagstuk als een sluier over al onze bespiegelingen rond de toekomst van steden, landen, samenlevingen, zelfs van de mensheid en de planeet. Omvang en complexiteit van het probleem is misschien wel hoofdoorzaak van het feit dat een kleine groep de klimaatverandering en de mogelijke gevolgen blijft ontkennen. Wie de grootsheid van de opgave waarvoor we staan aanvaardt, dwingt zichzelf namelijk ook om na te denken over het gebrek aan oplossingen dat voorhanden is. Hoe kunnen we ons hele leefsysteem in een beperkte tijdspanne en tegen betaalbare kosten op een dusdanige manier transformeren dat we het voortbestaan van onze diersoort en onze habitat op langere termijn veiligstellen? Is dat überhaupt wel mogelijk? Bij gebrek aan perspectief om de antwoorden en oplossingen te vinden in de oude doos wordt de roep om de inbreng van ontwerpers steeds groter. ‘Er kan zoveel, maar we doen zo weinig’, zei ontwerper Daan Roosegaarde in 2015 in De Groene Amsterdammer. De technologie is er wel, maar we weten nog niet hoe we die moeten toepassen om onze doelen te bereiken. De ontwikkeling van de technologie gaat zo snel dat het tijd nodig heeft om te begrijpen wat je er eigenlijk mee kunt.

Daan Roosegaarde ontwikkelde zelf weliswaar niet de technologie voor zijn beroemde Smog Free Tower, maar hij zag wel als eerste dat je die technologie kunt gebruiken voor een installatie waarmee je de lucht kunt zuiveren. Steve Jobs was niet de grootste techneut in Silicon Valley, maar wel de meest visionaire. Hij begreep de behoeften van de mens en wist precies welke elementen hij nodig had om die te vervullen. Grote uitvindingen komen niet zozeer voort uit praktische kennis, maar uit verbeeldingskracht en uit het leggen van verbindingen tussen technische mogelijkheden en actuele vraagstukken. Vanuit die gedachte ontstond acht jaar geleden het idee voor What Design Can Do. Een internationaal designplatform, met als onderdeel een designcompetitie in samenwerking met de IKEA Foundation die ontwerpers uitnodigt om toepasbare oplossingen te bedenken voor concrete lokale vraagstukken. Game-changing ideas, die echt een verschil kunnen maken. ‘Design gaat namelijk niet alleen om mooie dingen maken, om een leuke stoel of een tafel’, zegt oprichter en ontwerper Richard van der Laken. ‘Het gaat ook over de maatschappij. Dat is echt onze grondhouding. Als je ontwerpers eerder in het proces betrekt, kun je met een innovatie veel meer impact hebben.’

Na twee eerdere competities waarin vluchtelingen en klimaatadaptatie centraal stonden, stond de competitie dit jaar in het teken van schone energie in de stad: repower the city. In samenwerking met lokale partners formuleerde Van der Laken met zijn team concrete afgebakende thema’s voor São Paulo, Nairobi, Delhi, Mexico-Stad en Amsterdam. Elke stad is immers anders. São Paulo, waar mensen gemiddeld twee uur per dag in de file staan, kreeg als thema green mobility. Inzendingen voor Nairobi moesten gaan over een duurzame en inclusieve voedselketen. Voor Mexico-Stad, de op een na grootste afvalproducent ter wereld, werd de vraag gesteld hoe het afvalprobleem kan worden gekoppeld aan de transitie naar duurzame energie. In het zeer dichtbevolkte Delhi, dat razendsnel groeit en structureel te maken heeft met ernstige luchtvervuiling, moest worden gezocht naar manieren om gebouwen duurzamer en de lucht schoner te maken.

En tot slot Amsterdam, veruit de kleinste en schoonste van de vijf steden, maar tegelijkertijd een plek met een heel eigen opgave. Want hoe combineer je het monumentale karakter van de stad, de Unesco-status van de grachtengordel en de bijbehorende regels en beperkingen met een transitie naar een schoon energiesysteem?

‘Er is vooral een gedragsverandering nodig’, zei wethouder Marieke van Doorninck begin maart tijdens de prijsuitreiking in Pakhuis de Zwijger in Amsterdam. ‘De jongere generaties zeggen duidelijk: doe iets.’ Een oproep waar ze als GroenLinks-wethouder graag gehoor aan geeft. Sinds haar aantreden tien maanden geleden zoekt ze nadrukkelijk naar haalbare maatregelen en innovaties om de stad duurzamer te maken. In het collegeakkoord zijn hoge doelen gesteld wat betreft het afbouwen van de afhankelijkheid van gas, het verlagen van de uitstoot en de implementatie van schone energiesystemen. Bij nieuwbouw is aardgasvrij het minimum en energiepositief de ambitie. Bouwmaterialen moeten zo veel mogelijk worden hergebruikt, zoals bij de voormalige Bijlmerbajes waar de dikke celdeuren van de isoleercellen een tweede leven krijgen als brug over de slotgracht naar de nieuwe appartementen. In de Watergraafsmeer gaat een pilot van start waarbij de aanleg van nieuwe ondergrondse gasleidingen wordt gecombineerd met de aanleg van een warmtenet, dat gebruik zal maken van de restwarmte van een datacenter op het Science Park, iets verderop. Inmiddels is ook bekend dat de kolencentrale aan de Hemweg waarschijnlijk in 2020 zal sluiten.

Maar hoewel het waardevolle en noodzakelijke stappen zijn, is het niet genoeg. Zeker de oudste delen van de stad vragen om werkelijk innovatieve oplossingen. Door de Unesco-status is het bijvoorbeeld verboden om grachtenpanden te voorzien van klassieke zonnepanelen of van dubbele ramen. In de grond is geen ruimte voor een warmtenet. Daar zitten de vragen waar nog geen antwoord op is gevonden en waar de roep om innovatieve ideeën en ontwerpen het grootst is. ‘Laten we een manier vinden om een prachtige historische stad als Amsterdam aan te passen aan hernieuwbare energie’, zo luidde dan ook de opdracht voor de deelnemers aan de competitie van What Design Can Do.

‘Hoe gezonder de plant, des te meer energie hij kan opwekken en des te feller het licht’

Voordat de winnaars bekend werden gemaakt gaf Andy van den Dobbelsteen alvast een schot voor de boeg. ‘Je zou de grachten radicaal kunnen renoveren’, zei hij. Een warmtenet kan daar weliswaar niet onder de straat, maar wel onder het water. Hij schetst het beeld van een netwerk van pijpen, warmtewisselaars, ketels, woonboten voorzien van warmtepompen. Net als de pompen in de woningen langs de Elfstedenroute onttrekken ze warmte aan het water. ‘Dat betekent schaatsen in de winter.’ Dus niet alleen een jaarlijkse Elfstedentocht, maar ook elke keer een Keizersrace. ‘We moeten weer gek durven denken’, zo luidt zijn overtuiging.

Anders denken, buiten de gebaande paden treden, gek durven zijn, het hoort allemaal bij innovatie. Durven dromen, dat helpt ook. Het zijn eigenschappen die ook deel uitmaken van het karakter van Ermi van Oers, die samen met haar team een van de winnaars was bij de Amsterdamse prijsvraag. ‘Een poëtisch, romantisch idee’, noemde Liz McKeon van de IKEA Foundation haar Living Light. Ontwerper Van Oers ontwikkelde in samenwerking met de hightech-deskundigen van Plant-E een lamp die brandt op energie die wordt opgewekt uit organisch afval van planten. Het ontwerp maakt het bijvoorbeeld mogelijk om parken te verlichten met energie die wordt opgewekt bij de wortels van de planten in het park. Een idee dat in Rotterdam voor het eerst in praktijk zal worden gebracht. Maar wie durft te dromen, ziet dat de mogelijkheden nog veel groter zijn.

‘In theorie kan de Amazone de grootste energiecentrale ter wereld worden’, zegt Van Oers twee weken na de prijsuitreiking in haar atelier op een industrieterrein in Rotterdam. Vanuit het raam aan de achterzijde kijkt Van Oers uit op het pand van Studio Roosegaarde, honderd meter verderop. Ze heeft haar laptop opengeklapt op tafel en laat slides over het beeldscherm glijden. ‘De mensheid is de enige diersoort die niet circulair is, die geen eigen ecosysteem heeft’, legt ze uit. Zeker sinds de industrialisatie is de relatie tussen de mens en zijn habitat steeds afstandelijker en zakelijker geworden. De mens is zijn omgeving gaan gebruiken voor eigen gewin en heeft haar daarmee leeggeroofd, geplunderd.

Tijdens een minor duurzaamheid aan de Willem de Kooning Academie ontdekte Van Oers dat het ook op een andere manier kan. Biodesign bleek het toverwoord. Ze viel vooral voor de mogelijkheden van microbial fuel cell technology. Deze technologie maakt het mogelijk om door middel van microcellen energie op te wekken uit organisch materiaal. ‘Hoe meer ik erover las, hoe meer het me verbaasde dat je bijna niets terugzag van de mogelijkheden die het biedt.’ Want die zijn eindeloos. Na een periode van zoeken en experimenteren met verschillende soorten organisch materiaal en fantaseren over mogelijke toepassingen, kwam ze op het idee voor de Living Light.

Tijdens het proces van fotosynthese maakt een plant meer stoffen aan dan deze nodig heeft. De afvalstoffen gaan via de wortels de grond in. Daar wordt het voer voor bacteriën, die bij de verwerking van de afvalstoffen protonen en elektronen afstoten. Wie deze elektronen weet te vangen, kan het gebruiken als energiebron. In het atelier van Van Oers staat een eerste prototype van de Living Light: een plant in een open stolp met een plaatje met chips en draadjes bij de wortels en een lampje dat daaraan is verbonden. Roots are the new wires, is dan ook de slogan van het project dat ze inzond voor de prijsvraag. Wortels zijn de nieuwe bedrading. Hoe gezonder de plant is, des te meer energie hij kan opwekken en des te feller het licht en des te langer de lamp blijft branden. ‘Het dwingt je om goed voor de plant te zorgen’, zegt Van Oers. Zoals een groter project – het park in Rotterdam of misschien ooit de Amazone – de mensheid dwingt om goed voor de natuur te zorgen.

In het café betaal je je koffie niet meer met euro’s maar met zelf bij elkaar gefietste energie

‘In Amsterdam willen we straatverlichting laten branden op bomen en planten, onze mobiele telefoons opladen in de openbare ruimte en datahubs voor het internet of things creëren voor de gemeente, allemaal met de kracht van planten’, schreven Van Oers en haar collega’s als toelichting bij de inzending voor What Design Can Do. Ondergrondse bekabeling onder de smalle straten van de stad is niet meer nodig als we planten gebruiken voor het opwekken van energie. ‘Je gaat hierdoor op een heel andere manier kijken naar het belang van groen in de stad’, zegt Van Oers in haar atelier. ‘Als de natuur een economische betekenis krijgt, zullen gemeenten veel meer ruimte willen maken voor groen in de stad.’

Het is tegelijkertijd ook een verandering die mogelijke gevaren met zich meebrengt. Want als de Amazone de grootste energiecentrale ter wereld zou worden, wat zijn dan de gevolgen voor het eigenaarschap? Wie is de baas over die energie? Wie mag het exploiteren en ten koste van wat gaat dat? De economisering van natuur biedt nieuwe mogelijkheden maar kan ook verkeerd uitpakken. Goede ideeën kunnen zomaar in slechte handen vallen.

Met haar Living Light was Van Oers met haar team niet de enige winnaar van de avond. Zo was er ook een prijs voor de Amsterdamse start-up Voltogo, dat een revolutie teweeg wil brengen in het verduurzamen van de pleziervaart. Oprichters Folkert Roscam Abbing en Job Veltman bedachten een deelsysteem voor compacte, krachtige oplaadbare batterijen voor bootjes in Amsterdam. Nu is er slechts keuze tussen benzine en diesel of een heel dure, grote batterij voor een elektrische motor. Door langs de grachten een netwerk van snel-laadstations aan te leggen, waar batterijen kunnen worden ingeleverd en opgehaald, wordt elektrisch varen veel makkelijker en goedkoper.

In De Zwijger viel ook het idee Iconic Energy Storage in de prijzen. De bedenkers combineerden een cultuurhistorische opgave met het gebruik van duurzame energie. In Nederland zijn 35 leegstaande, ongebruikte watertorens, die makkelijk zijn om te bouwen tot tanks voor energieopslag. Op piekmomenten met veel wind staan windmolens in Nederland regelmatig stil omdat er, in combinatie met de kolencentrales, te veel energie wordt opgewekt. Door die energie te gebruiken om water boven in de watertorens te pompen, kan het water op dalmomenten van energie weer naar beneden stromen en op die manier energie genereren. De 35 watertorens in Nederland zouden op die manier 2500 huishoudens van stroom kunnen voorzien. Een mooi idee dat weliswaar niet direct een oplossing biedt voor de situatie in Amsterdam, maar dat wel aansluit bij het motto van Andy van den Dobbelsteen: verbind de transitie met dingen die van belang zijn. Maak er iets leuks van.

Een belangrijke innovatie, die ook bekroond werd, is die van Solar Visuals. Het team onder leiding van Thijs Sepers ontwikkelde een flexibel en variabel type zonnepaneel dat in alle mogelijke vormen en kleuren kan worden geproduceerd. Hierdoor wordt het mogelijk om hele gevels te voorzien van zonnepanelen, zonder dat het lelijk wordt. Vooral voor nieuwbouw biedt het veel kansen. Architecten kunnen hun ontwerp afstemmen op deze innovatie en nieuwe gebouwen geheel bekleden met een zelfontworpen energieopwekkende buitenlaag. De stap van de klassieke donkerblauwe zonnepanelen naar een type met meer esthetische kwaliteit en variatie is noodzakelijk om het gebruik van zonne-energie in de gebouwde omgeving te versnellen. In deze richting zal de komende jaren waarschijnlijk veel gebeuren. Solar Visuals is daar een voorbeeld van.

Ermi van Oers’ Living Light. Plantenwortels zijn de nieuwe bedrading © Ermi van Oers

‘Wat ik van de inzendingen vond?’ vraagt oprichter Richard van der Laken van What Design Can Do. ‘We waren heel tevreden. Er zat een aantal potentiële gamechangers tussen. Ideeën die echt iets kunnen veranderen. Zoals Block-E, waarmee je energie omzet in een betaalmiddel.’ De beste uitvindingen zijn vaak de uitvindingen waarvan je achteraf niet snapt dat ze niet al lang bestonden. Block-E, de laatste winnaar van de avond, zou zomaar een effect in die richting kunnen hebben. Ontwerpers van het collectief Komovo bedachten een batterij die je op de fiets plaatst en die je oplaadt door te fietsen. Zo simpel kan het zijn. Maar het wordt nog beter. In het concept van Block-E zijn ook winkels en cafés voorzien van een docking station voor de batterij en fungeert de opgeladen batterij als betaalmiddel. Aangekomen bij het café plaats je de batterij in de houder en vloeit de opgewekte energie naar het energienet van het café. Koffie betaal je dan niet met euro’s, maar met zelf opgewekte energie. ‘Imagine how the world can change, if we use clean energy as a currency?’ Stel je dat eens voor.

De grote vraag is natuurlijk wat we van de winnende ideeën werkelijk terug gaan zien in het stedelijk landschap. Vorige edities kenden een aantal winnaars die erin geslaagd zijn om in de praktijk echt een verschil te maken. Zo wordt in Nepal nu gewerkt aan de bouw van de Vertical University, een verzameling van living classrooms waarin een constante ontwikkeling plaatsvindt van kennis over landbouw en natuur op verschillende hoogten, in verschillende klimaatzones en ecosystemen, in samenwerking met lokale gemeenschappen en deskundigen, zoekend naar de juiste antwoorden op de gevolgen van klimaatverandering.

Of de winnende concepten van dit jaar ook zo succesvol zullen worden? De komende maanden gaan de winnaars onder begeleiding van ervaren mentoren aan de slag om de concepten verder uit te werken en levensvatbaar te maken. De tijd zal leren of we over tien jaar in het café onze koffie betalen door te fietsen en daar de krant lezen onder een lampje dat brandt op energie van de huiskamerplant.