Presentation bij Dr. Jacques Kimman about the need for sustainable energy.

1. Workshop thermische opslag
Avantis, 17 februari 2011
Dr. Jacques T.N. Kimman
Lector Nieuwe Energie, Hogeschool Zuyd
Adviseur Taakveld Energiestrategie en Transitie, AgentschapNL
(Agentschap van het Ministerie van Economische Zaken)

2. Workshop thermische opslag
Avantis, 17 februari 2011
- Op deze presentatie berust auteursrecht -
- This presentation is copyrighted -
Dr. Jacques T.N. Kimman
Lector Nieuwe Energie, Hogeschool Zuyd
Adviseur Taakveld Energiestrategie en Transitie, AgentschapNL
(Agentschap van het Ministerie van Economische Zaken)

3. Why solar energy?
Worldwide consumption
of fossil fuels
consumption
1st solar age 2nd solar age
-2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 5000
Time (year)

4. Gaan de olieprijzen stijgen of dalen?
Nieuwe Energie, een andere manier van denken

5. Gaat de energiebehoefte stijgen of dalen?
Nieuwe Energie, een andere manier van denken

6. Gaan de olieprijzen stijgen of dalen?
Nieuwe Energie, een andere manier van denken

7. Voorspelling energieprijzen
Nieuwe Energie, een andere manier van denken

8. Verificatie van het model
Nieuwe Energie, een andere manier van denken

9. 1.7
O n tw ikke lin g w o o n la ste n
w o o n las t e n E- w o n in g
€ 1 3 .0 0 0 w o o n las t e n A - w o n in g
€ 1 1 .0 0 0
€ 9 .0 0 0
€ 7 .0 0 0
€ 5 .0 0 0
2009 2014 2019 2024 2029

10. International Geosphere-Biosphere Programme

11. functiever
vulling
water
Research Institute Built Environment of
functiever
Tomorrow produktie hergebrui
Winning/produkt
vulling
k ie
functiever
vulling energie
hergebrui
Tav 5 bronnen: lucht produktie
k
produktie hergebrui
0 - materiaal k
functiever
vulling
0 - energie functiever
vulling
0 - water materia
lan al
produktie hergebrui
0 - lucht d k
produktie hergebrui
0 - land k

12. Or
ru g af
i v
m mte al
a
wa teri
aa
En ter l
Hu ergi
al is e
h.
af
v

13. Samenwerking drie lectoraten: RiBuilt
Nieuwe Energie Innovatie Bouwproces Duurzaam Bouwen
J.T.N. Kimman C.M. Ravesloot R. Rovers
Nieuwe Energie, een andere manier van denken

14. Samenwerking drie lectoraten: RiBuilt
Nieuwe Energie Innovatie Bouwproces Duurzaam Bouwen
J.T.N. Kimman C.M. Ravesloot R. Rovers
Nieuwe Energie, een andere manier van denken

16. Energieneutraal in 2030?
Tilburg energievraag
Energiegebruik vs duurzame energie Tilburg duurzame energie
Apeldoorn energiebesparing
Apeldoorn duurzame energie
Heerhugowaard energiebesparing
Heerhugowaard duurzame energie
40
35
30
PJ/jaar primaire energie
25
20
Tilburg
15 2044
10 Apeldoorn
2043
Heerhugowaard
5 2027
0
05
10
15
20
25
30
35
40
45
50
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
jaar

17. Tilburg – energy neutral in 2030?
10 PJ sustainable production?
•Geothermal ~ 3 PJ
•PV on roofs dwellings ~
1,5 PJ
•PV on roofs (other) ~ 0,75 PJ
•More Effort on Energy Savings
introduction – implementation strategy – case Tilburg – work plan

18. Güssing (Oostenrijk): Energieneutraal!
Nieuwe Energie, een andere manier van denken

19. Energy Demand
OIL / GAS
ELECTRICITY €€€
FUELS CONSUMER
Energy Supply
Energy Supply
Power Plants
Power Plants
SUN HEAT
WOODS ELECTRICIT €€€
Y
AGRICULTURE FUELS
CONSUMER

20. Background Idea
Cash flow - expenditures for energy imports
(mostly of fossil origin)
€ 6,2 Mio
1991 2007
€ 652.700
+ € 14 Mio > € 14,5 Mio
Achieved regional benefit (City of Güssing)
© EEE 2005

21. Energy-Turnaround
Benefits of going for
regional renewable energy supply
Values remaining within the region
New jobs (tax income raising)
Less traffic due to less commuters
Independency
Stable prices
Secured supply
No political tensions
CO2 - reduction
Kap.2

22. Urbersdorf Combined Plant

23. Municipal Tax Development
23

24. Gevelelementen met zonnestroom?
• Nationale Nederlanden
(Rotterdam), gevel gemaakt door
Permasteelisa (Beitel 80, Heerlen)
CIS-tower (Manchester)
Nieuwe Energie, een andere manier van denken

25. Niche-markten: gevelelementen met zonnestroom!
Nieuwe Energie, een andere manier van denken

26. Organische zonnecellen tussen dubbelglazige ramen?
Nieuwe Energie, een andere manier van denken

27. Peerplus: smart energy glass
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie

28. Nieuwe financieringsconcept voor nul-energie-huizen
Nieuwe Energie, een andere manier van denken

29. Nieuw financieringsmodel
•Terugverdientijd verrekend in de hypotheek
•Seinen projectontwikkeling (Friesland)
•Kosten: € 500 per maand
•Géén energierekening !
Nieuwe Energie, een andere manier van denken

30. Passivhaus Grosswehrhagen Selfkant
New Energy in the Built Environment

31. Quartierskonzept Rintheim
a bottom-up approach

32. Mai 07
S
S
S
S
S
Ende 07

34. (sehr grobe Abschätzung!)
Verbesserungspotenzial Rintheim
16.000 Primärenergie:
14.000 230
NT-Wärme: kWhPE
12.000 /m2
10.000
8.000
Verbesserungsfaktor: 2,1
1,9 2,1
6.000 109
CO2-Emission:
4.000
6,1
2.000
34 4,3 12
0
MWhth/a MWhPE/a t CO2/a
Ausgangszustand mittlere Sanierung alle optimale Sanierung Rest
Fernwärme-PE-Faktor: ~ 0,5 kWhPE/kWhth

35. De transitie naar Duurzame Energievoorziening (roadmap)
Duurzaamheid Energievoorziening Visie
Maatschappelijke belangen
Knelpunten, issues
Kansen
Commerciële belangen
Samenwerking
Innovaties
Nu Tijd Toekomst
Nieuwe Energie, een andere manier van denken

36. Stedenbouwkundig ontwerp
De Wijk van Morgen - Das Viertel von Morgen - The District of Tomorrow - Le Quartier de Demain 36

37. The winners (2)
New Energy in the Built Environment

38. De Wijk van Morgen: huis met knik
New Energy in the Built Environment

39. New wafer technology (Solland Solar)
New Energy in the Built Environment

40. Waardeketen
Productie van zonnecellen
silicon wafers cells modules systems installation
ingots

41. PV Supply Chain
Ingot
Sand Silicium
“van Zand tot Klant”
Modular Solar cell Wafers
system

42. Hoezo, een andere manier van denken?
Nieuwe Energie, een andere manier van denken

43. Terugredeneren vanuit de doelen!
Visie
Back-casting!
Duurzaamheid Energievoorziening
Nu Tijd Toekomst
Nieuwe Energie, een andere manier van denken

44. Using goals and visions
Back-casting!
“You need storage
systems”
Energy efficient communities

45. Adviseur voor zonne-energie
PV-Notitie
Zonnestroom en de Transitie naar een
Duurzame Elektriciteitsvoorziening
15 september 2006
Opgesteld door de werkgroep-PV:
W.C. Sinke (ECN),
T.P. Bokhoven (DE Koepel),
R. Schalij (NUON),
R.J. van Zolingen (Shell International
Renewables),
C.J. van der Leun (Econcern),
G. Boxhoorn (Solland Solar),
B. Janson (SenterNovem, secretaris).
Overheid: Stimuleren van R&D aan
Energieopslagsystemen!
Nieuwe Energie, een andere manier van denken

46. Beyond reducing space heating?
Current situation (poor 2050 (near passive
insulated) house renovation
Energy demand: 80 GJ standard
Energy demand: 21 GJ
g
16%
n
cooli
electricity
7%
15%
hot water 42%
30% electricity
heating
69%
heating
21%
hot water
Source: CHRI

47. CHEMaterials: raakvlakken life science en nieuwe energie
Opwekking Transport Opslag
Functional Coatings Intelligent Waterstof opslag in
(polymeren zonnecellen) energie(inter)net met nanodeeltjes
minuscule sensoren (metaalhydride
natriumalanaat)
Licht uit nanotubes, Supergeleiders Accu’s met elektroden en
OLEDs, etc. (nanoschaal interfaces) elektrolyten, gebaseerd
op nanopoeders en -
composieten
Verbeteren zonnecellen Wireless transmission PCM (phase change
(levensduur, rendement, (laser, electro- materials)
antireflectie coatings) magnetische resonantie
via nanogeoptimaliseerde
componenten)
Titanium oxide Supercondensatoren
superkristallen
Brandstofcellen Thermische isolatie (PCM,
polymeren foams,
aerogels)
Foto-katalyse voor H2
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie

48. Rangschikken van de concepten
•20 concepten voorgeselecteerd
•7 criteria:
•1. zijn er bedrijven in de regio?
•2. Is het maatschappelijk zinvol?
•3. Heeft het product markpotentieel?
•4. Is het technisch haalbaar?
•5. Is het financieel haalbaar?
•6. Kan DSM een rol spelen?
•7. Kennis beschikbaar binnen HS Zuyd?

49. Uitdieping van de top 6 concepten
1.Isolerende zonwering
2.Composteerbare natuurvoedende
verpakking
3.Composteerbare composieten
4.Phase Change Materials als isolatie en
warmteopslag
5.OLED kantoorpaneel
6.Zonnepaneel in/als
overkapping

50. „sustainable city“ …
existing efforts: LaR-EP, Solar Cities, G40, PolyCities, Concerto, etc.
Energy efficient Solar energy
buildings – WP EU WP- RE
High efficient
Fuel cells central plants
WP- EU WP-FF
Geothermal
Wind heat pumps
WP-RE WP-EU
Combined heat and
Hydropower power – WP EU
WP-RE
Biomass Energy storage
WP-RE -.WP EU
optimised
el. transp. grid
transportation
improvement
economic efficiency by integrated system
optimization
Source: EnBW, Karlsruhe