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