Spanning op de omgeving

Elektrische mobiliteit integreren in gebouwde omgeving

Door: Arjan van Timmeren, TU Delft

De komende jaren neemt de elektriciteitsvraag sterk toe en daalt de prijs van energie van duurzame bronnen. Het is van belang om in te spelen op dergelijke  ontwikkelingen door inzet van opslagsystemen en doordachte energie-uitwisseling met andere systemen. De gevolgen van elektrische mobiliteit zijn ook door te trekken naar de gebouwde omgeving. Reden voor nader onderzoek, zoals opgestart aan de TU Delft.

Een belangrijke ontwikkeling is dat de elektriciteitsvraag per huishouden tot 2050 toeneemt met ongeveer 50 procent. Tegelijkertijd dalen diverse duurzame bronnen in dezelfde periode aanzienlijk in prijs. Met name de zonne-energie; deze geldt nu nog als duur maar is naar verwachting in 2050 competitief, met tussen 2015 en 2020 een zogenaamde ‘gridparity’ (consumentenprijs per kWh gelijk aan de belaste stroom uit het stopcontact) van 0,20€/kWh. Omdat het één van de weinige bronnen is zonder noemenswaardig ‘schaalvoordeel’, zal deze optie - naast de gebruikelijke grote schaaltoepassingen van energiesystemen - ook meer decentraal worden toegepast. Dit leidt enerzijds tot een grotere lokale beschikbaarheid van elektriciteit en anderzijds tot grotere pieken en dalen in de energievoorziening. Hier moet op worden ingespeeld, bijvoorbeeld via het introduceren van opslagsystemen en energie-uitwisseling met andersoortige systemen.

De introductie van elektrisch wegvervoer vormt een belangrijke ontwikkeling en potentie. Naast diverse andere redenen is de achtergrond van de ontwikkeling dat elektrisch vervoer de meest waarschijnlijke route is naar verdergaande duurzame mobiliteit. Dit door de grote energie-efficiëntie, de goede effecten op de lokale luchtkwaliteit en de geringere geluidsproductie. Met name de laatste twee spelen een rol in relatie tot de gebouwde omgeving.

Introductie van elektrische voertuigen is aanleiding voor veranderingen in stedelijke typologieën, straatprofielen en op gebouwschaal bijvoorbeeld bij inpandige parkeervoorzieningen (minder of geen mechanische luchtbehandeling; geringere hoogte en daardoor kostenreductie) en koppeling aan gebouw(gevels).

Al in 2020 is te verwachten dat circa 50 procent van de nieuwkoop van auto’s elektrisch of hybride is. De elektriciteitsopslagcapaciteit in auto's is 20-40 kWh/auto; dit is 2 tot 4 keer de dagelijkse vraag. Deze overtollige energie aan auto’s kan worden geleverd aan gebouwen. Vice versa geldt dat (duurzaam opgewekte) energie op/in gebouwen kan worden teruggeleverd aan gekoppelde voertuigen.

Het juist aansturen van het oplaadgedrag van auto’s kan fluctuaties op het elektriciteitsnet uitmiddelen en eventueel kan opslagcapaciteit van voertuigen zelfs als buffer worden gebruikt op piekmomenten. Deze buffering wordt des te belangrijker als wind- en vooral zonne-energie op grote schaal hun intrede doen. Ook nu zou dit al grote (financiële) mogelijkheden bieden.

Eén en ander is de kern van het onderzoek naar de integratie in- en consequenties (potenties) van elektrische transportvormen in de gebouwde omgeving. Dit onderzoek aan de TU Delft is opgestart met vijf faculteiten en marktpartijen. Het onderzoek in relatie tot de gebouwde omgeving richt zich op zowel de consequenties (kansen) voor stedenbouwkundige samenhang als op de fysieke integratie (koppeling via interfaces tussen voertuigen en gebouwen).

De stedenbouwkundige visie ontwikkelt zich op grond van de potenties en consequenties van de bestaande ruimtelijke ordening, nieuwe ruimtelijke ordening, en vooral de netwerkgeometrie van bestaande- en nieuwe elektriciteit infrastructuur en de koppeling tussen voertuigen en gebouwen cq ‘stedelijke meubilair’ (oplaadvoorzieningen als ‘stand-alone’). Ook de planning, realisatie en ondersteuning van duurzaam gebruik wordt onderzocht.

De onderverdeling in ‘stand-alone’ interface, ‘add-on’ module en geclusterde interface is sturend bij de ontwikkeling van de bouwtechnische- en ruimtelijke oplossing van de interfaces tussen de elektrische voertuigen en de gebouwde omgeving. Niet alleen de ‘hardware’ (connectoren voor opladen, de integratie van elektriciteitsvoorziening in en om gebouwen, de integratie van informatie- en communicatiemiddelen in en om gebouwen), maar ook de ‘software’ van de oplossingen is cruciaal. Het gaat daarbij bijvoorbeeld om betalingsmogelijkheden, scheduling van het opladen en routeplanning.

 
Auteur: Joske van Lith