Ontwerp van de aanpasbaarheid van Groningen Energie en klimaat inspiratie voor regionaal ontwerpen ir. Rob Roggema, Provincie Groningena en TU Delftb dr. ir. Andy van den Dobbelsteen, TU Delftc De hype voorbij? Veranderingen in het klimaat staan de laatste maanden hoog op de politieke agenda. De politieke aandacht vertoont zelfs opvallende gelijkenissen met de befaamde hockey-stick curve die de stijging van de temperatuur in de laatste decennia laat zien. Er schuilt echter een gevaar in al deze aandacht: als deze niet vertaald wordt naar concreet zichtbare veranderingen dan zal de hype even snel verdwijnen als ze is opgekomen. En dan is Al Gore1 hetzelfde lot beschoren als Dennis Meadows2 35 jaar eerder: de positief gestemde maatschappij zat niet te wachten op een portie doemdenken (ook al was daar op grond van het rapport geen enkele reden toe) en keek apathisch toe. Toch is er nu meer aan de hand, zoals Ole Bouwman in S&RO 02/2007 betoogde: het debat spitst zich nu toe op de uitstoot van broeikasgassen en de concrete waarneming van de effecten daarvan. Dat biedt hoop. Maar als het leidt tot een nieuwe stapel beleidsnota's zonder zichtbare uitvoering, dan zal de onderste bureaula weer snel gevonden zijn. Het zou daarom goed zijn als de ruimtelijke ordening en ontwerpend Nederland de handschoen oppakken en de veranderingen in het klimaat en de eindigheid van fossiele brandstoffen van beelden gaat voorzien en deze doorvertaalt naar (uitvoerings-)plannen. Alleen dan raakt Al Gore's gedachtegoed verankerd in de maatschappij, kan het verbonden worden met alledaagse zaken als de bevolkingsontwikkeling en economische ontwikkeling en zijn we de hype voorbij. Vele Clubs van Rome En gelukkig is er nu niet één 'Club van Rome', maar een scala aan denkers, die elk vanuit de eigen invalshoek aanstuurt op veranderingen. • Sir Nicholas Stern3 adviseerde Tony Blair om nu te investeren in maatregelen voor klimaatverandering, omdat het over een jaar of 20 wel eens onbetaalbaar zou kunnen zijn geworden; • Het World Watch Institute4 constateerde in het themanummer 'Peak Oil' dat de wereldwijde productie inmiddels ruim over zijn hoogtepunt heen is; • De TU Delft 5 constateerde dat de rendabel te exploiteren voorraad gas in de Slochterense gasvelden over 30 jaar wel eens uitgeput zou kunnen zijn; • En IPCC6, KNMI7 en DHV8 constateerden allen dat de veranderingen in het klimaat weliswaar onzeker zijn, maar zeker zullen leiden tot zeespiegelrijzing, veranderende neerslagpatronen en stijging van de temperatuur. De mate waarin staat in verschillende scenario's ter discussie, niet langer de veranderingen 'an sich'; • Het Milieu en Natuur Planbureau heeft in het kader van het project Nederland Later (Tweede Duurzaamheidsverkenning) aangegeven dat een zeespiegelrijzing van 1 á 1,5 meter voor Nederland hanteerbaar zou zijn, maar dat bij een sterkere stijging van de zeespiegel, die na de eeuwwisseling zeker verwacht kan worden, onorthodoxe maatregelen noodzakelijk zijn: een offensieve kustverdediging en/of het van lieverlee terugtrekken naar de hogere delen van het land9. We zullen dus nog deze eeuw, en waarom niet nu al, daarover moeten gaan nadenken. Niet vanuit de bedreiging alleen, maar ook en vooral omdat het inspirerend en ontwikkelingsgericht kan zijn en omdat functies als wonen en recreatie er profijt van kunnen hebben; • Tenslotte wordt gesignaleerd dat een steeds groter deel van de wereldbevolking in risicovolle gebieden aan de kust en in grote steden zal gaan wonen10. De rijzing a b c
Manager Strategie en Omgevingsbeleid en Co-Projectmanager Omgevingsplan Groningen Onderzoeker Ruimte, Energie en Klimaat, Faculteit Bouwkunde, Climate Design Group Universitair docent, Faculteit Bouwkunde, Climate Design Group
•
van de zeespiegel en overstromingen zullen in dergelijke gebieden een veel grotere impact hebben dan vroeger, omdat er veel meer mensen risico lopen. Een dergelijk fenomeen is op Nationale schaal ook zichtbaar, waar steeds meer mensen (en economische waarde) zich samenbalt in de -laaggelegen- Randstad. En zelfs op Provinciaal niveau zal de bevolkingsontwikkeling een dergelijke verandering laten zien, met als gevolg dat in Groningen de regio rond de Stad Groningen nog flink zal groeien, maar dat grote delen in het oosten van de provincie aan krimp onderhevig zullen zijn11.
De Driehoek van Duurzame Aanpasbaarheid Hoe kan uit de brij aan inzichten, die zich veelal op een algemeen en abstract niveau bevinden, een beeld worden opgeroepen waarin klimaat en energie op regionale schaal wordt vormgegeven? Dat is de vraag die in het kader van het opstellen van een nieuw Omgevingsplan voor de Provincie Groningen naar voren wordt gebracht. Het nieuwe Omgevingsplan, dat in 2008 moet worden vastgesteld, wordt gebaseerd op drie pijlers12 economie, demografie, klimaat - die geïntegreerd het geraamte van het Omgevingsplan zullen vormen. Speelt op economisch terrein de vraag welke kansen de Provincie kan verzilveren door vroegtijdig in te spelen op de globaliserende economische wereldorde, op demografisch vlak speelt met name de vraag hoe een sterk groeiende regio (Groningen-Assen) samen op kan trekken met een krimpend deel van de Provincie. Het terrein van klimaat en energie buigt zich over de vraag op welke wijze de Provincie zich ruimtelijk dient aan te passen aan veranderingen van de lange termijn. Door het thema één van de fundamenten te laten zijn in het nieuwe Omgevingsplan is in feite de keuze gemaakt om nu al in te gaan spelen op veranderingen. Actie te ondernemen en plannen te maken in plaats van af te wachten. En mee te bewegen met veranderingen in plaats van ze trachten te keren. De robuuste oplossingen en ontwerpen zullen zich begeven op drie deelterreinen, die onderling sterk van elkaar afhankelijk zijn en elkaar beïnvloeden: besparen, produceren en aanpassen.
Duurzaam Aanpassen
Duurzaam Produceren Duurzaam Besparen
Figuur 1.
De driehoek van duurzame aanpasbaarheid (Roggema, Dobbelsteen, 2007)
In de driehoek van duurzame aanpasbaarheid draagt het Duurzaam Besparen bij aan de afvlakking van de klimaatverandering door terugdringen van de CO2 uitstoot, maar zal die verandering niet kunnen keren. Toch zijn vergaande maatregelen nodig om het energieverbruik te verminderen. Het houdt in dat we anders zullen moeten gaan bouwen, ons gedrag zullen moeten aanpassen en ons zuiniger moeten gaan verplaatsen. Op dit aspect wordt hier niet nader ingegaan. Bij Duurzaam Produceren gaat het om de vraag op welke wijze lokale duurzame bronnen voor een belangrijk deel kan voorzien in de energiebehoefte. Daarmee groeit de zekerheid omtrent de beschikbaarheid van energie
op lange termijn en vermindert de afhankelijkheid van andere landen. Duurzaam Aanpassen gaat in op de vraag hoe onvermijdelijke veranderingen in het klimaat omgezet kunnen worden in voorwaarden om te kunnen overleven in een risicovolle regio. Duurzaam Produceren Om de afhankelijkheid van fossiele energiebronnen te verminderen wordt ingezet op het zoveel mogelijk benutten van regionale energiepotenties. Daarmee wordt ingespeeld op de krachten van diverse regio's in Europa. Als Frankrijk zo goed is in kernenergie hoeven we daar in Nederland immers geen tijdrovende discussies aan te wijden, maar kunnen wij onze eigen kracht benutten. Dat was gas, maar zal in de komende decennia transformeren naar lokaal op te wekken en te benutten energiebronnen. Om het inzicht in de potenties in Groningen te vergroten zijn voor diverse bronnen de potenties in kaart gebracht13. Naast de potenties voor wind en geothermie (figuur 2 en 3) zijn de potenties voor zonne-energie, waterkracht en biomassa geïnventariseerd. Uit deze kaarten komt naar voren op welke plekken in de Provincie de potentie voor het benutten van diverse energiebronnen het meest gunstig is. Zo is het niet verrassend dat de Waddenkust de meest geschikte locatie is voor het winnen van windenergie en is er in het Lauwersmeergebied een goede potentie aanwezig voor het benutten van warmte uit de diepere aardlagen (De kaart toont de geschiktheid op 3 km diepte).
#
# #
# #
#
# #
#
# # # #
# # #
#
#
# #
## #
# # # ## # # # # # # ## ## # # # ## # # # # # # # ## ## # # ## # ## # # #
#
#
Figuur 2 Potentie windenergie (Dobbelsteen et al. 2007)
Figuur 3 Potentie geothermie (Dobbelsteen et al. 2007 obv TNO)
Naast de verkenning naar de diverse energiebronnen is ook in beeld gebracht op welke plekken in de provincie een overschot aan warmte wordt geproduceerd - m.n. door de industrie en centrales - die nog bruikbaar is voor andere toepassingen. Het exergieprincipe, waarbij hoogwaardige warmte zo veel mogelijk gebruikt wordt voor hoogwaardige toepassingen alvorens het gebruikt wordt in laagwaardiger toepassingen, leidt tot een cascade aan functies, die elkaars restwarmte nog goed kunnen gebruiken (figuur 4). Immers, een huis verwarmen op 25 graden door gas te verbranden op 1200 graden is verlies aan exergie: die warmte kan beter eerst in de industrie, kassen en kantoren gebruikt worden. Doordat warmte niet efficiënt te transporteren is over grotere afstanden dan ca. 8 km heeft deze cascadering gevolgen voor de ruimtelijke spreiding van functies: een cascade aan functies zo dicht mogelijk bij de bron, dan wel warmteleveranciers zo dicht mogelijk naar de afnemers brengen. Per saldo leidt dit principe tot functiecombinaties.
Figuur 4. Warmtecascade, exergie (Dobbelsteen, 2006)
Figuur 5 Potenties restwarmte (Dobbelsteen et al. 2007)
In figuur 5 wordt duidelijk dat de grootste warmteoverschotten zich in de buurt van Delfzijl en de Eemshaven bevinden. Als het exergieprincipe ruimtelijk wordt vertaald en de energiepotentiekaarten met elkaar worden gecombineerd ontstaat de energiemix, die inzicht biedt in de optimale combinatie van energiebronnen op verschillende plekken (figuur 6).
G
$ + $ + + $ $ + $ + $ + $ + + $
$ + $ + + $ $ + $ + $ + $ + + $
$ + $ + + $ $ + $ + $ + $ + + $
$ + $ + + $ $ + $ + $ + $ + + $
$ + $ + + $ $ + $ + $ + $ + $
G + $ + $ $ + + $ $ + $ + $ + $ +
+ $ + $ $ + + $ $ + $ + $ + $ +
+ $ + $ $ + + $ $ + $ + $ + $
+ $ + $ $ + + $ $ + $ + $ +
$ + $ + + $ $ + $ + $ +
$ + $ $ $ + + + $ $ + $ + $ $ $ $ + $ + + + $ + $ + $ + $ $ + $
G
$ + $ + + $ $ + $ + $ + $ + + $
G
$ + $ + + $ $ + $ + $ + $ + + $ $
G
$ + $ + + $ $ + $ + $ + $ + + $ $
G
G
T T T T T T T T T T T T T T + $ $ +T$ +T + T $ + $ $ +T $ + $ + $ $ + $ + $ + $ + T $+T $+ $+
$ + + $ + $ $ + + $ $ + $ + $ + $ + + $
G
G
# * # # * * # # * * # # * * # # * # *
$ + + $ + $ $ + + $ $ + $ + $ + $ + + $
# * # # # * # * # * # # * # * # * # * # * *# *# # * # * * # # * *# # * * # # * # * # * * # # * # * *# # * # *
G
# * * # # * # * * # # * * # * # * # * # # * # * # * # * * # * # * # * # # * * # # * # * * # # *
# * * # # * # * * # # * * # * # * # * # # * # * # * # * * # * # * # * # # * * # # * # *
# * * # # * # * * # # * * # * # * # * # # * # * # * # * * # * # * # * # # * * #
G
# * * # # * # * * # # * * # * # * # * # # * # * # * # * * # * # * # * # # * * # # * # * * # # * * #
G
G G
Figuur 6. Energiemix (Dobbelsteen 2006)
# * # # * # * * # # * * # * # * # * # # * # * # * # * * # * # * # * # # * * # # * # * * # # * * # * # * #
G
G G
G
G
*# # * # * * # # * * # * # * # * # # * # * # *
G
G
# # * # # * # * * # # * # * # * # * * *# # * # # * *# # * * # # * # * # * * # # * # * *# * # # * # * # * # * # *
G
G
G G G G
# * # * # * # * # # * # * # * # *
G
* # * # * # * # # * # * # * # * * # * #
G
* # * # * # * # # * # * # * # * * # * # * # * #
G
* # * # * # * # # * # * # * # * * # * # * # * # # * * #
G
# * # * # * # # * # * # * # * * # * # * # * # # * * # # * # *
$ + + $ + $ $ + + $ $ + $ + $ + $ + + $
G
# * # * # * # # * # * # * # * * # * # * # * # # * * # # * # * * #
G
*# * # * # # * # * # * # * * # * # * # * # # * * # # * # * * #
$ + $ + $ $ + + $ $ + $ + $ + $ + $
G
*# * # * # # * # * # * # * * # * # * # * # # * * # # * # * * #
+ $ $ + $ + $ $ + $ + $ $ $ + $ + + + + $ $ + $ + $ + $ $ + $ + $ + + $ + $ + $ + $ + $ + $ +
G
# * # * # # * # * # * # * * # * # * # * # # * * # # * # * * #
G
* # * # # * # * # * # * * # * # * # * # # * * # # * # * * #
G
* # * # # * # * # * # * * # * # * # * # # * * # # * # * * #
G
G
G
* # * # # * # * # * # * * # * # * # * # # * * # # * # *
G
# * # # * # * # * # * * # * # * # * # # * * # # * # *
G
*# # * # * # * # * * # * # * # * # # * * # # * # *
G
# * # # * # * # * # * # * # *# # * * # # * # * # # * *# # # * # * # * # * # # * #
*# # * # * # * # * * # * # * # * # # * * # # *
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
G
T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T
*# # * # * * # # * * # * # * # * # # * # * # * # * * # * # * #
Figuur 7. Energiegestuurde ruimtelijke ingrepen (Dobbelsteen et al. 2007)
Op grond van de energiepotenties en exergie worden tenslotte aan aantal ruimtelijke ingrepen voorgesteld, die nauw aansluiten bij de energiekwaliteiten in de Provincie. Zo worden gemengde locaties voor wonen en tuinbouw voorgesteld die gebruik maken van de restwarmte van de industrie in de Eemsmond, is het Lauwersmeer geschikt voor woningbouw en komt de Waddenkust naar voren als locatie voor windenergie. Met het totaal aan ingrepen en maatregelen kan voorzien worden in 50% van de huidige energievraag in de Provincie én wordt een CO2 reductie van 80% bereikt. Duurzaam Aanpassen Een duurzame aanpassing aan klimaatverandering vereist een brede blik op de voorspellingen. Daarom is in de analyse14 gebruik gemaakt van een scenario zoals dat door het KNMI is gepubliceerd, maar is tevens een scenario ruimtelijke ingrepen in beschouwing genomen waarin uitgegaan is van het versneld smelten van landijs. Beide scenario's kennen hun eigen reeks voorspellingen (figuur 7). Robuust beleid zal moeten inspelen op de breedte in de scenario's.
KNMI
Versneld landijs
Neerslag lente + herfst
+ 20%
+ 30%
Neerslag zomer
- 20%
- 40%
Neerslag winter
+ 15%
+ 30%
Temperatuur
+ 1,5
+ 3,0
Zeespiegelrijzing
+ 35 cm
+ 150 cm
Figuur 7.
smelten
Twee klimaatscenario's 2050 (Idenburg, 2007)
Als vervolgens per seizoen de hoeveelheden neerslag van 2050 geprojecteerd worden op de kaart van de provincie ontstaat een beeld (figuur 8) van de overschotten, die in de herfst tm de lente ontstaan (rond de stad Groningen en in het Noorden) en tekorten van de zomerperiode (in de Veenkoloniën). Ditzelfde is ook gedaan met de stijgende temperaturen. Daarnaast is in kaart gebracht welke gebieden van de provincie in de laagste delen van de Provincie liggen - in potentie het meest gevoelig voor overstromingen bij een stijgende zeespiegel - bij een stijging van 50 cm (figuur 9) en 150 cm.
2007
2050 +20%
2050 +30%
2007
2050 -20%
2050 -40%
2007
2050 +20%
2050 +30%
2007
2050 +15%
2050 +30%
Figuur 8. Verandering in neerslaghoeveelheden bij twee scenario's in vier seizoenen (Roggema obv KNMI, 2007)
Figuur 9. Overstroombaar gebied bij +50cm zeespiegelstijging (Roggema, 2007)
De snelheid waarmee de zeespiegel stijgt zal in alle scenario's enorm toenemen ten opzicht van de 20ste eeuw. Toen 18 cm, in deze eeuw tussen de 35 en 110 cm en bij versneld smelten van het landijs enkele meters. Dat kan grote gevolgen hebben voor het ecosysteem van de Waddenzee. Het is niet onaannemelijk dat een behoorlijk deel van de droogvallende wadplaten het tempo niet meer kunnen bijbenen en dus zullen verdwijnen. Om het systeem in stand te houden zal meer zand in de huidge waddenzee gebracht moeten worden en zullen lagune-achtige omstandigheden gecreëerd moeten worden, waardoor het zand kan sedimenteren en de wadplaten kunnen meegroeien met de stijging van de zeespiegel. Om dat doel te bereiken zijn een tweede rij waddeneilanden voorgesteld (figuur 10), die tevens de Noordelijke kust kunnen beschermen tegen heviger stormen en benut kunnen worden voor de recreatie en nieuwe woningbouw.
Figuur 10. Een tweede rij Waddeneilanden (Roggema et al. 2006)
Figuur 11. Klimaatkaart Groningen (Roggema, 2007)
Figuur 12. Ruimte, Energie en Klimaat (Roggema, 2007)
Naast de offensieve kustverdediging geeft de veranderende hoeveelheid neerslag en de hoogteligging van diverse gebieden aanleiding om Groningen klimaatbestendig te ontwerpen (figuur 11). Er ontstaat in de laagst gelegen delen van de Provincie en aan de voet van de Hondsrug ruimte voor de opvang van het overtollige regenwater, dat gebufferd wordt en in de zomer gebruikt kan worden om de landbouw - en natuur - te voorzien van voldoende schoon water. Daardoor kan de grootschalige landbouw in de Veenkoloniën blijven voortbestaan. Tevens zijn deze waterrijke zones geschikt om - met innovatieve bouwtechnieken en in lage dichtheden - aan te recreëren en wonen. Het grootste deel van de woningen vindt echter zijn plaats op de hogere en veilige delen in de provincie: in de Veenkoloniën bijvoorbeeld en aan de zuidzijde van de stad Groningen. De natuur kan zich aan de veranderende omstandigheden aanpassen door de robuustheid waarmee de waterrijke zones zijn aangelegd. De natste delen worden hiervoor gebruikt omdat de ausdauer van deze zones de natuur in de droge zomers laat overleven. Bij het Lauwersmeer en ten zuiden van Delfzijl worden zilte inlaten gecontroleerd toegelaten. Daarmee voltrekt zich een natuurlijk proces van aanslibbing die de bodemdaling in het gebied grotendeels teniet doet en in noodgevallen - bij zware storm en springtij - extra zeewater kan toelaten. Als tenslotte de energie-ingrepen worden geïntegreerd met de klimaatkaart (figuur 12) ontstaat een beeld van een klimaatbestendig Groningen. De eilanden voor de kust worden energieleveranciers door gebruik te maken van getijde- en golfenergie. De warmte van de Eemsmond wordt gebruikt om een Côte dÓllard te creëren: een aantal bewoonbare eilanden, waar kassen en woningen naast elkaar bestaan. Het bestaande Delfzijl wordt in deze reeks getransformeerd in een eiland aan de kust, met alle bijbehorende assets van dien. Waar het zoute water het zoete binnenland inundeert worden osmosecentrales voorzien, die energie winnen door zoet en zout water bijeen te brengen. En tenslotte wordt de landbouw energieleverancier door restproducten in energietransferia om te zetten in warmte en elektriciteit, waarmee een deel van de woningen weer voorzien wordt. Inspiratie met de voeten op de grond Door aan energie en klimaatverandering te ontwerpen kunnen vernieuwende concepten ontstaan, die een bijdrage leveren aan de ruimtelijke kwaliteit van regio's. De concepten zijn bij uitstek geschikt voor toepassing op regionale schaal. Een uitgelezen kans voor Provincies om de hen toebedeelde rol in de Nota Ruimte te verzilveren. Door de klimaaten energiekennis beschikbaar te maken voor ruimtelijke planning wordt het integraal onderdeel van het provinciaal beleid en kan het stevig verankerd worden in de uitvoering. Daarmee wordt voorkomen dat we over 35 jaar terug kijken naar het begin van deze eeuw en verzuchten dat het doemdenken van Al Gore nergens vast grond onder de voeten heeft gekregen. 1
Gore, A. An unconvenient truth, Rodale, 2006 Meadows et al. Grenzen aan de groei, Het Spectrum, Utrecht/Antwerpen, 1972 3 Sir Nicholas Stern, STERN REVIEW: The Economics of Climate Change, 2006 4 The World Watch Institute, World Watch Volume 19, Number 1, Peak Oil, 2006 5 Dobbelsteen, A. van den et al. POP Energiegestuurd, TU Delft, 2007 6 IPCC, Climate Change 2007, 4th assessment, The Physical Science Basis, WGI, Summary for Policymakers, 2007 7 KNMI, Klimaatscenario's voor Nederland, 2006 8 Idenburg et al. Ruimtelijke impact klimaatverandering, beelden voor 2050, DHV, 2007 9 Ligtvoet et al. De houdbaarheid van Nederland, ROM, 2007 10 The World Watch Institute , State of the World 2007, Our Urban Future 11 Lukey R. & C. Poulus, Notitie Demografie, bijdrage POP, Provincie Groningen, ABF, 2007 12 Huyink, W. M. Ensing & R. Roggema, Startnotitie POP, vastgesteld door PS, oktober 2006 13 Dobbelsteen A. van den et al. Naar een energiegestuurd Omgevingsplan Groningen, TU Delft, 2007 14 Roggema R. Ruimtelijke impact adaptatie aan klimaatverandering in Groningen, Provincie Groningen, 2007 2
