Energie en water de circulaire economie Prof. Dr. Ad van Wijk 4-6-2014 28-5-2014 Delft University of Technology Challenge the future
Circular Economy (EMF) 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) 3
Traditional energy chain: from source to service Extraction Transport Distribution Energy services Treatment Conversion End-use conversion 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 5
Heat/cold storage systems open and closed systems Open WKO system Closed WKO system 6
The Closed Greenhouse Total control of temperature, humidity and CO 2 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 7
Our Car 8
9
Energie gebruik Energie gebruik per jaar 1995 2011 Brandstof verbruik GJ per huishouden 2 per persoon gasverbruik m 3 per huishouden 2 per persoon GJ per persoon 2,100 880 27.7 34.9 15.9 1,484 675 21.2 Elektriciteit kwh per huishouden 2 per persoon GJ per persoon GJ per persoon primair 3,200 1,340 4.8 3,312 1,505 5.4 13.0 Personen per huishouden 1 2.4 2.2 Bron 1 CBS, 2 Energietrends 2012 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 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 TOTAAL (liters per persoon per dag) 137.1 120.1 Bron Vewin,TNS-NIPO 12
Trend Energie gebruik Energie gebruik per persoon per jaar Rijden Verwarmen Elektriciteit Trend Elektrisch en automatisch rijden 10.000 km per jaar 5 km/kwh WKO warmtepomp lage temp. ruimteverwarming Zonneboiler + warmtepomp voor tapwater Efficiente apparatuur, geen sluipstroom, LED verlichting, robotisering, elektrisch koken, meer ICT kwh gebruik GJ gebruik 2,000 7.2 1,500 5.4 1,500 5.4 TOTAAL (2.0 personen per huishouden) 5,000 18.0 2011 50 GJ per persoon per jaar 13
Energie en Water productie Productie per persoon Zonnepanelen Verwarmen Trend Energie (kwh) productie 250 kwh/m 2 per jaar 10 m 2 2,500 Bodem voor warmte/koude opslag Zonneboiler voor tapwater - Water (liter) productie Brandstofcel auto Regenwater TOTAAL >100 kw brandstofcel (bio)gas-h 2 -tank-elektriciteit > 40% 800 mm per jaar 10 m 2 combinatie met zonnepanelen? Energie gebruik totaal geproduceerd Water 20 liter per persoon per dag 2,500 1,000 8,000 5,000 9,000 14
Omala Lelystad Airport Present 15
OMALA Lelystad Airport Public DC grid 16
Thermische energie en water Omala Thermische energie, water Warmte en Koude via WKO systemen Mogelijkheden (Martin Bloemendal, Frank Oesterholt e.a.) 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 m 3 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 17