Energie en water de circulaire economie Prof. Dr. Ad van Wijk 28-5-2014 4-6-2014
Delft University of Technology
Challenge the future
Circular Economy (EMF)
Energie en Water, de circulaire economie
2
Six principles of the Circle Economy • All materials are cycled infinitely in either technical or biological cycles • All energy is derived from renewable or otherwise sustainable sources • Human activities support ecosystems and the rebuilding of natural capital • Human activities support a healthy and cohesive society and culture • Human activities support human health and happiness • Resources are used to generate value (financial and other forms)
Energie en Water, de circulaire economie
3
Traditional energy chain: from source to service Extraction
Transport
Treatment
Distribution
Conversion
Energy services
End-use conversion
Energie en Water, de circulaire economie
4
Energy producing buildings •
Energy use for heating and cooling our buildings is roughly 25% of all energy.
•
But why do we use energy in our buildings? • In winter time it is too cold and we have to heat our buildings • In summer time it is too hot and we have to cool our buildings
•
It is not an energy problem it is a storage problem
Energie en Water, de circulaire economie
5
Heat/cold storage systems open and closed systems
Open WKO system
Closed WKO system Energie en Water, de circulaire economie
6
The Closed Greenhouse Total control of temperature, humidity and CO2 levels in a greenhouse Advantages: • Produce, not consume, energy • re-use of irrigation water 90% • reduced use of pesticides 90% • increased crop production 25% • improved process control
Energie en Water, de circulaire economie
7
Our Car
Energie en Water, de circulaire economie
8
Energie en Water, de circulaire economie
9
Energie gebruik Energie gebruik per jaar
1995
2011
Brandstof verbruik GJ per huishouden2 per persoon
34.9 15.9
gasverbruik m3 per huishouden2 per persoon GJ per persoon
2,100 880 27.7
1,484 675 21.2
Elektriciteit kWh per huishouden2 per persoon GJ per persoon GJ per persoon primair
3,200 1,340 4.8
3,312 1,505 5.4 13.0
2.4
2.2
Personen per huishouden1
Bron 1CBS, 2Energietrends 2012 Energie en Water, de circulaire economie
10
Elektriciteits gebruik Elektriciteits gebruik per jaar
2011
Wasmachine/vaatwasser/droger
15%
Verlichting
14%
Koelkast/vriezer
15%
Televisie/ICT/Audio/Video
19%
Verwarming/ventilatie
12%
Warmwater
9%
Keuken en Kook apparatuur
9%
Stofzuiger, vrije tijd, pers. verzorging + rest
7%
Totaal
3,312 kWh
Bron Energietrends 2012 Energie en Water, de circulaire economie
11
Watergebruik Water gebruik per dag
1995
2010
Douche/bad/wastafel/wassen hand
43.6
57.5
Toilet
42.0
33.7
Was/Afwas machine + afwas hand
28.5
20.4
Water drinken/koffiethee/voedselbereiding
3.5
3.2
Overig keukenkraan
6.7
5.3
137.1
120.1
TOTAAL (liters per persoon per dag)
Bron Vewin,TNS-NIPO Energie en Water, de circulaire economie
12
Trend Energie gebruik Energie gebruik per persoon per jaar
Trend
kWh gebruik
GJ gebruik
Rijden
Elektrisch en automatisch rijden 10.000 km per jaar 5 km/kWh
2,000
7.2
Verwarmen
WKO warmtepomp lage temp. ruimteverwarming Zonneboiler + warmtepomp voor tapwater
1,500
5.4
Elektriciteit
Efficiente apparatuur, geen sluipstroom, LED verlichting, robotisering, elektrisch koken, meer ICT
1,500
5.4
5,000
18.0
TOTAAL
(2.0 personen per huishouden)
2011 50 GJ per persoon per jaar Energie en Water, de circulaire economie
13
Energie en Water productie Productie per persoon Zonnepanelen
Trend
Energie (kWh) productie 250 kWh/m2 per jaar 10 m2
Verwarmen
Bodem voor warmte/koude opslag Zonneboiler voor tapwater
Brandstofcel auto
>100 kW brandstofcel (bio)gas-H2-tank-elektriciteit > 40%
Regenwater
800 mm per jaar 10 m2 combinatie met zonnepanelen?
TOTAAL
Energie gebruik totaal geproduceerd Water 20 liter per persoon per dag
Water (liter) productie
2,500 2,500
1,000 8,000
5,000
Energie en Water, de circulaire economie
9,000
14
Omala Lelystad Airport Present
Energie en Water, de circulaire economie
15
OMALA Lelystad Airport Public DC grid
Energie en Water, de circulaire economie
16
Thermische energie en water Omala Thermische energie, water
Mogelijkheden (Martin Bloemendal, Frank Oesterholt e.a.)
Warmte en Koude via WKO systemen
• •
Thermische energievraag inventarisatie Bodem energie masterplan
Aanbod van thermische energie
• • • • • •
Datacentres Energie uit asfalt Riothermie Koeling uit drinkwaterleiding Koeling uit hemelwater Warmte/koude uit oppervlaktewater
Afvalwater
•
Struviet winning uit urine (4.500 m3 per jaar bij 9.000.000 passagiers) Afvalwater, voedselresten, de-icing(?) via vergisten via pharmafilter concept Afvalwater ondergronds nazuiveren, geen aansluiting riool?
• •
Water
• •
Opvang van regenwater voor toilet en/of opslag in bodem Grondwaterbronnen ook geschikt maken voor bluswater winning Energie en Water, de circulaire economie
17
