Ik heb je blog (https://steinbuch.wordpress.com/2016/04/11/alleen-maar-elektrische-autos/) waarin je reageert op mijn stuk in het FD van afgelopen zaterdag met belangstelling gelezen. Ik ga hier niet nogmaals welles-nietessen over wie er gelijk heeft over de milieubelasting van elektrificatie/elektrische auto’s want dat is een beetje een dingetje voor oude mannen en Mevrouw Minnesma. Er is in elk geval flink op gereageerd en dat is tenslotte wat zo’n opiniestuk beoogt.
Ik ben absoluut niet tegen elektrische auto’s. Ze zijn een zinvolle aanvulling op het palet aan vervoersmogelijkheden en nu de belangstelling er voor toeneemt zullen ingenieurs zoals jij er in slagen de negatieve milieueffecten van elektrificatie steeds verder terug te dringen, zoals jullie dat ook hebben gedaan met de verbrandingsmotor. Maar dat kost tijd en dat weet jij ook.
Daarom stoor ik me aan die motie van Jan Vos. Het is spierballentaal die het heersende cynisme over de politiek alleen maar voedt. Allereerst strandt zo’n Nederlandse maatregel direct op Europees recht omdat we nu eenmaal leven in een gemeenschappelijke markt. Ten tweede zijn een aantal negatieve milieugevolgen van ontfossilisering vooralsnog (voorlopig, dus) onvoldoende te neutraliseren, zoals de lage efficiency bij de opwekking, het ruimtebeslag en het gebruik van delfstoffen middels vervuilende dagmijnbouw. En of lithium, koper, dan een zeldzaam aardmetaal is of niet, vind ik een beetje semantiek. Mijnbouw in ‘verweggistan’ is gewoon vervuilend. Hij leidt tot uitbuiting van arme mensen en bekorting van hun levensverwachting. Het is daarom de taak van technici zoals jij om die ontwikkeling verstandig te temporiseren. Niet te langzaam maar ook niet te snel.
De achilleshiel echter, in het ingenieursdenken over auto’s, is dat technici de auto zien als een technisch artefact terwijl hij voor de meeste mensen een cultureel artefact is. Decennialang was de auto voor de suburbane middenklasse de belangrijkste wannahave en dat is hij nu niet meer. Dit beslecht het lot van de auto, van het particuliere autobezit, en lost een belangrijk milieu- en ruimtelijke ordeningsprobleem op langs een andere weg dan verduurzaming.
Ik was onlangs op een housewarmingparty van een jong stel dat een leuke en tevens nog enigszins betaalbare etage heeft veroverd aan de Albert Cuyp in Amsterdam. (Hoe? Via-via-via en nog veel meer via). Van de dertig tot veertig mensen die ik sprak heeft er geen een auto. Deze millennials hebben overwegend een hbo- of universitaire studie gedaan, veel van hen werken in de media-, cultuur- of communicatie: de beroepen in de nieuwe online-economie. Connectiviteit is voor hen veel belangrijker dan mobiliteit. Het ging om singles, stellen van wie sommige ook met kinderen. Hun ‘wannahave’ is een betaalbare woning in het centrum met in de buitenmuur naast de voordeur een oog of beugel om de bakfiets mee vast te zetten. En natuurlijk een smartphone.
Wie iets wil doen aan de milieubelasting door auto’s kan dus veel beter zorgen voor meer betaalbare woonruimte in de binnenstad. Dan krijg je vanzelf minder auto’s. Woningmarktonderzoek laat zien dat zowel jongeren en ouderen steeds vaker woonruimte zoeken in de binnenstad, op loopstand van allerlei voorzieningen.
Die miljoen elektrieke auto’s van Mevrouw Minnesma, prima hoor, maar laten we er daarbij ook voor zorgen dat het er een miljoen minder zijn.
Sla ik nou een slag in de lucht of is er meer aan de hand? Er zijn onderzoeken van Ford en General Motors die deze trend ook laten zien. Het aantal Amerikanen tussen de twintig en vierentwintig jaar met een rijbewijs is tussen 1983 en 2014 afgenomen van 91,8% naar 76,7%.
Millennials zijn niet anti-auto, de automobiel maakt gewoon geen onderdeel meer uit van hun lifestyle-uitrusting. Hij is in dat opzicht irrelevant. Hun mobiliteit is geflexibiliseerd: Uberpop, Green Wheels, Easyjet, Ryanair, booking.com. Of hun ecologische voetafdruk ook minder is, waag ik overigens te betwijfelen. Hun aantal vliegkilometers is vaak indrukwekkend.
Nochthans blijf ik de ontwikkeling van het elektrisch rijden met belangstelling volgen.
Er is een gezegde dat luidt: ‘old soldiers never die, they just fade away’. En dat gaat ook op voor de automobiel. Die heeft zijn langste tijd gehad als dominant cultuurverschijnsel omdat hij zijn ultieme vervolmaking nadert.
Dat zit zo: Alle automerken zijn pakweg de laatste kwarteeuw technologisch geconvergeerd naar een en hetzelfde designoptimum. De windtunnel, de veiligheidskooi en kreukelzone, milieueisen ,dicteren het ontwerp. Het aantal verkeersdoden is gedaald van enkele duizenden per jaar in de jaren zeventig, toen het piekte, naar zo’n zeshonderd het afgelopen jaar. Nog altijd veel maar gegeven de toename van het aantal autokilometers is de daling werkelijk spectaculair en als je verdisconteert dat de meeste doden vallen onder drugs gebruikende mannelijke twintigers tijdens nachtelijke uren in het weekeinde op tachtig kilometerwegen, dan weet je welke tijden en plaatsen je moet mijden.
Als er al iets dodelijk is aan autorijden dan is het de saaiheid. Je kachelt braaf mee in de trajectcontrole want anders ligt er weer zo’n acceptgiro op de deurmat.
De auto heeft dus een gigantisch imagoprobleem. De auto zoals wij hem hebben leren kennen als de Opel Kadett en de Volkswagen Kever – en alles wat daarna kwam – was een icoon van de emancipatie van de middenklasse. Blij dat ik rij. Meer dan elk ander begerenswaardig consumptieartikel (de huishoudelijke elektronica, de inbouwkeuken, de geheel verzorgde vliegvakantie) is de auto lang het symbool geweest van individuele vrijheid en van levensstijl: Het merk zei iets over iemands persoonlijkheid. Duitsers waren degelijk, Zweden betrouwbaar, Fransen hadden flair, Britten waren voor ‘good sports’ (dat moest je ook wel zijn wilde je na 1980 nog een Britse auto kopen) en Italianen waren voor modieuze macho’s.
De klad kwam er in met de Japanners, volgens mij een volk dat als het om auto’s gaat elke vorm van romantiek ontbeert. Maar ze waren goedkoper en ze gingen ook nog significant minder vaak stuk. De Europese auto is qua technisch ontwerp gejapaniseerd terwijl de aziatische auto’s qua (uiterlijk) design Europees geworden zijn: de meeste ontwerpstudio’s zijn Italiaans maar hun creatieve bewegingsruimte is minimaal.
Italië is het laatste land waar engineering en design in de auto naadloos samenvloeien: Ferrari, Lamborghini en Maserati. Net als maatpakken en exclusieve lederwaren maken ze het liefst maatauto’s vandaar dat het met de ‘grote’ Italiaanse merken zo slecht gaat. De Alfa Romeo is de meest ‘individualistische’ middenklasser maar loopt op zijn laatste benen en die komen onder meer van Opel zoals de bodemplaat van de Corsa.
De Volkswagen is technisch beter maar het uiterlijk ervan is net zo inspirerend als dat van uw koelkast. En dat is de kant die het met de zich vervolmakende auto onherroepelijk op gaat: het worden rijdende koelkasten. Want interesseert het u welk merk koelkast u heeft? Mij niet in elk geval. Als ik er maar wel eentje heb.
De auto lijdt aan dystopie, het tegenovergestelde van utopie: hij is zo goed geworden dat we eigenlijk alleen nog de nadelen er van zien. Een daarvan is dat de hap die hij uit het gezinsbudget neemt sinds de Kadett en de Kever niet is gedaald zoals wel het geval is bij voedsel, kleding, woninginrichting en consumentenelektronica. De nieuwe Mini is twee keer zo zwaar (1.200 i.p.v. 600 kg) en anderhalf keer zo groot als het oorspronkelijke model dankzij allerlei spullen die het leven moeten veraangenamen zoals airco. Inderdaad een koelkast met wielen er onder. Een Duitse tank met een hilarische naam. Een van de zegeningen van de crisis is dat er opeens ook auto’s onder de tienduizend en onder de vijfduizend euro gebouwd kunnen worden. Maar het is te weinig, te laat.
En dat komt door de informatisering van de auto. Die maakt twee cruciale dingen mogelijk. Hij gaat zichzelf besturen. Dat wordt de norm om ze toe te laten op de openbare weg. Ik schat dat nog tien, hooguit vijftien jaar vergt.
Hiermee verdwijnt het laatste restje ‘vliegeniersgevoel’ van het autorijden, namelijk dat het een bijzondere vaardigheid vergt om een machine te besturen die je vrijheid verschaft. Als dat weg is, is er geen enkele reden meer om een auto te bezitten. Hij is gereduceerd tot beschikbaarheid van vervoer en dat kan veel efficiënter en goedkoper via deelsystemen.
De tijd werkt mee. Het in eigendom hebben van een auto is van oudsher het meest opportuun voor een suburbaan wonend gezin met opgroeiende kinderen waarvan de kostwinner(s) op en neer reizen naar het werk. Maar daar komen er steeds minder van. Hoogopgeleide stadsbewoners die aan kinderen beginnen kopen geen auto maar een elektrisch bekrachtigde bakfiets. Er is geen dure parkeervergunning nodig en je bent voor een paar duizend euro klaar. De neiging om de stad, Randstad, te verlaten op zoek naar ruimte wordt minder omdat zij deel uitmaken van de netwerkeconomie. Aan de periferie is niet alleen de bevolkingskrimp op gang gekomen, de hele economie begint zich terug te trekken in de binnenstad. Werk in vooral de creatieve economie is dankzij wifi en tablets steeds minder een in ruimte en tijd van het privéleven gescheiden activiteit en zeker bij zzp’ers een verantwoordelijkheid ‘to get things done’ en vooral deze laatste categorie zit al helemaal niet te wachten op een financiële molensteen zoals een eigen auto.
Er komt een generatie senioren aan met middelloon pensioen in plaats van eindloonpensioen. In hun bestedingsruimte spelen slimmere vervoersoplossingen een belangrijkere rol. Onder hen een toenemend aantal singles. Om hun sociale netwerk te onderhouden willen zij in de binnenstad wonen. Dit zal het privé-autobezit alleen maar verder terugdringen. De opbloei van de netwerkeconomie in binnensteden vraagt op steeds meer openbare ruimte, al of niet voorzien van flexplekken. Die ruimteclaim is al bezig de auto de binnenstad uit te drukken. In Londen, New York, Amsterdam.
In het licht van deze ontwikkeling is het adverteren voor auto’s hopeloos gedateerd. Er stapt een jongetje verkleed als astronaut achter in, en dan begint met papa en mama de ruimtereis. Beter is de valse illusie van autorijden niet te illustreren. Een happy family die over een verlaten kustweg langs een azuurblauwe zee zoeft. De auto die ons leven volmaakt gelukkig maakt is een uitgewerkt mantra en bij Volkswagen weten ze dat al lang. Deze constante in alle autoreclames is de creatieve armoede die zich alleen laat rechtvaardigen door het feit dat de auto-industrie zijn oude verdienmodel (kom nu naar de showroom!) nog wat uitvent voor zolang het duurt.
Dat rode autootje waar ik via mijn NS-businesskaart met een boekingscode in kan, en dat om de hoek staat, is geen Volkswagen Polo maar een Greenwheels. Dat is het merk.
De leukste autoreclame van dit moment is van brillenwinkel Specsavers: Een oudere heer (John Cleese) wil wegrijden maar hij krijgt ruzie met de boordcomputer en stapt getergd uit om de auto een pak slaag te geven met een twijg, totdat hij in de gaten krijgt dat hij een politieauto staat te meppen. Hij rent hij weg zoals alleen Basil Fawlty dat kan.
De bestuurde auto is op weg naar het culturele reservaat van het technisch erfgoed om zich te voegen bij de stoomtrein en het zeilschip. Leuk voor op zon- en feestdagen op een circuit waar een blind paard geen kwaad kan doen.
‘Opa, reed jij vroeger auto?’ ‘Ja, jongen, een Saab, dat staat voor Svenska Aeroplan Aktie Bolaget en die bouwden vliegtuigen.’ Wauw, dat wil de kleine jongen wel eens zien. Op naar het museum!
Nóg krachtiger chips die nóg sneller rekenen: het zit er de komende jaren niet meer in. Erwin van den Brink legt uit dat we juist hierdoor veel nieuwe, nuttige apparaten en diensten krijgen.
Hier het artikel in het FD: Waarom chips voorlopig niet veel sneller worden, en waarom dat een zegen is: FD-20160109-06006001
(En, oh ja, lees dan ook dit verhaal in De Ingenieur uit 2001 over de Google Glasse en de Apple Watch – avant la date – : 2001-16_circus-elektronica What’s new!)
1: Einde van een tijdperk
Heeft u ze al, de Google Glass en de Apple Watch? De Google Glass is commercieel een mislukking en met de Apple Watch gaat het dezelfde kant op. De technology push uit de informatie- en communicatiesector heeft ons leven een kwarteeuw volgepropt met steeds snellere apparaten en software, maar steeds meer mensen ontdekken dat de gadgets weinig toevoegen aan hun leven, en dat ze zeker niet al hun problemen oplossen.
De Google Glass en Apple Watch zijn symptoom van een onderliggende malaise. De echte innovatie is doodgebloed, door de drang vanuit de ict-wereld om voor elke snellere chip een nieuwe gadget te bedenken, of er nu behoefte aan is of niet. De techsector hield de afgelopen decennia met de tong op de schoenen de Wet van Moore bij: elke twee jaar verdubbelde de rekenkracht van de chips, doordat het telkens lukte om de componenten weer wat kleiner te maken.
De Wet van Moore is een voorspelling van Gordon Moore, oprichter van chipfabrikant Intel, uit 1965. Dat was het begin van het tijdperk waarin chips worden gemaakt van silicium. Nu, vijftig jaar later, lijkt toch het stadium aangebroken waarin het technisch bijna onmogelijk is – en vooral ook heel duur – om de elektronica in silicium nog kleiner te maken. En dus worden chips voorlopig niet meer veel sneller.
Is dat een ramp voor de techsector? Integendeel, het is een zegen. Voor de consument, en voor het midden- en kleinbedrijf.
2: Wet van de remmende voorsprong
De beste technische uitvindingen zijn aanvankelijk totaal nutteloos maar vooral ongezocht. Juist daardoor ontketenen ze creativiteit. Toen Theodore Maiman in 1960 de laser uitvond, zat niemand op zijn gebundelde lichtstraal te wachten. Of zoals Maimans assistent, Irnee D’Haenens, droog opmerkte: ‘We hebben een mooie oplossing ontdekt, nu zoeken we nog een probleem.’ Tegenwoordig kent de laser talloze toepassingen.
Wat moet je er eigenlijk mee: die vraag kon ooit worden gesteld voor silicium, het materiaal waarin de elektronische schakelingen van een microchip worden geëtst. Toen eenmaal duidelijk was dat silicium uitermate geschikt is voor micro-elektronica (tegenwoordig nano-elektronica) zorgde het voor een explosieve groei in rekenkracht van computers. De vuistgrote radiobuis, die elektronische signalen versterkt, kromp al in de jaren veertig van de vorige eeuw tot een transistor ter grootte van een vingerkootje. Tegenwoordig zitten er twintig miljard van zulke ‘transistors’ in een chip zo groot als je pinknagel. Maar de schijnbaar eindeloze mogelijkheden van silicium maakte de industrie blind voor betere materialen.
Een van de broedplaatsen voor een volgende revolutie in chipmaterialen is het Else Kooi Laboratorium van de TU Delft (Else Kooi bedacht in 1966 een sleuteltechnologie voor het bouwen van siliciumchips). Directeur Casper Juffermans vindt dat de computerindustrie als geheel te lang op het succes van silicium heeft willen teren. ‘Dat maakte de industrie zeer conservatief in het absorberen van innovaties’, zegt hij. ‘Bestaande technologie werd zo lang mogelijk uitgemolken.’ Maar door de zoektocht die nu op gang is gekomen naar alternatieven, is de chipwereld volgens Juffermans op dit moment een stuk interessanter dan vijf, tien jaar geleden toen de siliciumhorizon nog ver weg leek.
Er zijn genoeg kandidaten om silicium (halfgeleider) en koper (geleider) op te volgen. De stofjes met de gezochte eigenschappen dragen exotische namen als grafeen, molybdeniet, siliceen, carbon nanobuisjes. In het verschiet liggen exotische toepassingen zoals tunneleffect transistoren (waarin wordt geschakeld met afzonderlijke electronen) en nanofotonica (waarbij de rol van elektriciteit in de chip wordt overgenomen door licht). Wat ze gemeen hebben is: in principe werkt het. Maar de opschaling van één enkele grafeentransistor tot de miljarden exemplaren die nodig zijn op één chip, gaat volgens Juffermans zeker nog tien tot vijftien jaar duren.
Fysieke grenzen
De elektronische schakelingen op een siliciumchip kunnen we nog verder verkleinen. De nieuwste lithografiemachines die nu worden getest, maken elektronische componenten op een chip die zo klein zijn dat je hun afmetingen meet in atomen. Dat creëert weer een nieuw soort probleem. ‘Met de huidige lithografietechniek is het onmogelijk om stabiele structuren te maken met een nauwkeurigheid van een enkel atoom’, stelt prof. dr. Bert Koopmans, hoofd van de vakgroep Fysica van Nanostructuren aan de Technische Universiteit Eindhoven. Onder zijn leiding wordt gekeken naar de alternatieven voor elektronica. De kandidaten zijn fotonica (lichtsignalen) en spintronica. Dat laatste is de technologie die data magnetisch maakte. Behalve elektrisch geladen deeltjes zijn elektronen ook te beschouwen als een soort magneetjes die linksom of rechtsom rondtollen; die tolrichting of spin wordt geregistreerd als een 0 of een 1, dus als informatie.
De klassieke siliciumtransistor kan volgens Koopmans nog met hele kleine stapjes worden verbeterd. Die techniek kan hooguit nog 20 jaar vooruit, maar dan is de rek er echt uit. De toename van de kloksnelheid (het aantal keren per seconde dat een processor een rekenstap kan uitvoeren) staat al tien jaar stil rond de 4 GHz. Dat zijn vier miljard rekenstappen per seconde. Op zichzelf indrukwekkend, maar de opmars naar 10 GHz die tien jaar geleden werd beloofd is er niet gekomen.
Koopmans: ‘Ongemerkt zullen we het niet meer hebben over de Wet van Moore. Die lost langzaam op. We hebben kloksnelheid als prestatiecriterium stilletjes ingeruild voor het aantal transistors op een chip.’
Een andere fysieke grens is de lengte van de minuscule bedrading die de componenten verbindt. In een chip ter grootte van een vingernagel zit nu zo’n tien kilometer koperdraad. Nog meer bedrading, waar nog meer stroom doorheen gaat, maakt de chips te warm. Als dat koperdraad kan worden vervangen door koolstof nanobuisjes, met een veel lagere elektrische weerstand en daardoor minder warmteontwikkeling, kan de rekensnelheid weer toenemen. In theorie. Want in praktijk zal het nog tien tot vijftien jaar duren, schat Casper Juffermans van het Else Kooi Laboratorium, voordat die productietechnologie onder de knie is.
Op de bijna-atomaire schaal waarop schakelingen ‘in silicium’ uiteindelijk kunnen worden gemaakt, worden de transistors allemaal een beetje verschillend. Daardoor kunnen fouten ontstaan in de rekenstappen, en moet de processor zichzelf voortdurend checken op fouten. Dat gaat weer ten koste van de rekensnelheid.
Het komt er op neer dat de prijs van een afzonderlijke transistor niet meer daalt, aldus Juffermans. Nieuwe generaties transistors zullen gewoon duurder zijn, zeker als het productieproces nog moet worden geleerd. De vraag is of de kosten omlaag gaan met het doorlopen van de leercurve: er lijkt een vicieuze cirkel te ontstaan, waarbij de winst van verdere miniaturisatie teniet wordt gedaan door de negatieve bijverschijnselen.
Nieuwe materialen zullen daarin ook niet snel verandering brengen. Op de chips van de komende jaren zal silicium worden gecombineerd met verschillende materialen, die elk een bepaald aspect van de werking van een chip beïnvloeden. Zoals minder warmteontwikkeling of hogere schakelsnelheid. Dit is al enige tijd gaande, volgens Koopmans: ‘Chips hebben al de helft van alle elementen uit het Periodiek Systeem in een of andere vorm aan boord.’
Reële vooruitgang
Betekent dit dat we tien onvruchtbare jaren tegemoet gaan, zonder innovaties die snellere, krachtiger chips nodig hebben? Integendeel. De industrie zal de handen vol hebben aan twee trends die de mensheid daadwerkelijk vooruit kunnen helpen.
Allereerst de verdere ontwikkeling van zogenoemde embedded systemen. Dat is elektronica die is voorzien van sensoren die iets signaleren en meten. Denk aan brandmelders, de bloeddrukmeter voor thuisgebruik, de botsingsensor in de airbag, touchscreens, de pixels op de beeldsensor in een camera, de sensor die het beeld van je tablet en smartphone laat meekantelen als je hem op zijn kant zet. Nog een stap verder is het zogenoemde ‘lab-on-a-chip’, letterlijk een chemisch laboratorium op de schaalgrootte van enkele duizendsten van een millimeter, gekoppeld aan een chip. Zo’n methode, die door het VU Medisch Centrum is ontwikkeld om in een druppel bloed vast te stellen of iemand kanker heeft, zal waarschijnlijk worden ondergebracht in zo’n chip. En daar hebben we met zijn allen meer aan dan aan een Google Glass of Apple Watch.
Hoe meer signalen zulke chips gaan doorgeven, hoe groter de datastromen worden die van mensen en van apparaten naar rekencentra gaan. Daarvoor zijn snelle glasvezelverbindingen nodig. Connectiviteit van apparaten wordt belangrijker dan hun eigen rekensnelheid.
Een tweede trend is dat elektronica wordt verdrongen door fotonica. De ‘verglazing’ van het internet (koperdraad wordt glasvezel) is een eerste stap. De snelheid en de bandbreedte van licht is groter dan die van elektrische signalen, en het heen en weer sturen van fotonen kost veel minder energie dan van elektronen.
Voor de chips is er nog wel een stevig praktisch probleem op te lossen, als ze met licht gaan werken. Want licht wil graag rechtdoor, en op een kleine chip moet het juist vaak de bocht om. Elektronen hebben daar minder moeite mee.
Al die communicerende sensors en apparaten willen net als wij hun data in de cloud bewaren. Fysiek gezien zijn dat grote datacentra die een daverende hoeveelheid elektriciteit verbruiken. Het datacentrum van Google in de Eemshaven verrijst vlakbij een bestaande energiecentrale omdat het een vermogen vergt van 120 megawatt. Dat is 960 gigawattuur aan stroomverbruik per jaar, vergelijkbaar met dat van 400.000 huishoudens, ongeveer de stad Amsterdam.
Hier moet de eerder genoemde spintronica uitkomst bieden, zegt Koopmans: ‘We werken aan nieuwe geheugenchips die ultrasnel en uiterst energiezuinig data opslaan.’ Daarnaast werkt de TU-Eindhoven aan een manier om de datastroom die door glasvezel binnenkomt direct magnetisch op te slaan, zonder tussenkomst van elektronica. ‘Dat gaat sneller en scheelt veel energie’, zegt Koopmans. Zijn optimisme is gebaseerd op een recente doorbraak in de techniek van het magnetiseren, namelijk met een hele korte laserpuls. Koopmans: ‘Als de “spin” van een binnenkomend foton is bepaald, dan kun je een elektron in het magnetische geheugen dezelfde spin geven met zo’n laserpuls.’
De fotonica- en spintronicarevolutie zal niet al morgen uitbreken. De elektronische chip van silicium blijft nog wel even. Denk aan de stoomlocomotief. De laatste werd pas in 1958 buiten dienst gesteld, terwijl de eerste elektrische locomotief al reed in 1879. Maar er zitten veel spannende zaken in de pijplijn.
Auteursomschrijving
Erwin van den Brink is oud-hoofdredacteur van De Ingenieur, Natuurwetenschap en Techniek en Technology Review Nederland. Hij schrijft over industriële trends en innovatie.
Kader 1
De tijdelijke vertraging aan het chipsfront kan ook voordelig uitpakken voor kleinere bedrijven. Andrew ‘Bunnie’ Huang, een Amerikaan die in 2002 naam maakte door de Xbox te hacken, gaf in het gezaghebbende vakblad IEEE Spectrum een verrassende draai aan het toekomstbeeld. Door de stagnatie in rekensnelheid, aldus Huang, verdwijnt de noodzaak om onze apparaten elke paar jaar te vervangen door snellere versies. Dat stelt het midden- en kleinbedrijf beter in staat om voor die apparaten allerlei nieuwe producten en diensten te ontwikkelen. Dat geeft innovatie een sterke impuls.
Oude tijden keren terug. Vóór het digitale tijdperk kon een technicus elk apparaat namaken omdat het in feite ‘open source’ was. Hij schroefde het open en kon de componenten en hun functie met het blote oog identificeren: een weerstand, een diode, een transistor. De fabrikant leverde in de handleiding van een nieuwe radio ook trouw een diagram mee van de elektrische circuits. Kom daar maar eens om bij een processor met ‘Intel Inside’: letterlijk een black box.
Huang: ‘Er komt nu een tijd aan waarin het innovatietempo in ICT weer is bij te benen voor technici in kleine bedrijven. Het zal de open hardwarebeweging in staat stellen heel diep door te dringen in het elektronisch ontwerp van componenten.’ De black box gaat weer open.
Kader 2
De spin in het web
Casper Juffermans noemt het Belgische Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum (IMEC) in Leuven als de plek waar de hele wereld samenkomt voor onderzoek naar nano-elektronica en -fotonica. De grote chipproducenten en technologiebedrijven zitten er als sponsoren op de voorste rij. Maar ook de internationale researchwereld, de engineeringwereld en de grote apparatenbouwers als ASML en Applied Materials zijn nauw betrokken bij IMECs onderzoek naar nieuwe materialen en ontwikkeling van nieuwe apparaten. Er werken zo’n 2.200 mensen.
Het klinkt cru, maar Duitsland heeft het eigen helemaal aan zichzelf te wijten, dat de haven van Hamburg het loodje dreigt te gaan leggen (zie FD van 11 september, Havens slaan alarm over gevolgen megaschepen).
Het was Duitsland, of liever gezegd de toen prille Duitse Tolunie met Pruisen voorop, dat al vroeg in de negentiende eeuw diplomatiek ruzie maakte met het piepjonge Koninkrijk der Nederlanden over de uitdieping van de Rijn. Rotterdam was nog een slaperig stadje. Het kwam regelmatig voor dat in het voorjaar kruiend ijs de rivierafvoer blokkeerde. En overigens ook dat het ijs de tamelijk gammele dijken vernielde waardoor het water uitstroomde over het ommeland dat daarna vaak maanden blank stond.
Het stroombed van een natuurlijke rivier bestaat uit meerdere meanderende geulen onderbroken door vele zandbanken. De jonge waterstaatsingenieur Pieter Caland (wiens naam voortleeft in het Calandkanaal) leerde door studiereizen naar onder meer de Seinevallei (Frankrijk had al sinds Napoleon een geünificeerde waterstaat) hoe je een rivier kunt ‘normaliseren’. Dat gaat zo: Een van de geulen benoem je tot hoofdgeul en de andere geulen dam je af. De stroming in de hoofdgeul neemt in kracht toe en zo wordt die steeds breder. Met deze techniek – je kunt bijna zeggen: dit foefje – baggert de rivier zichzelf uit. Grote baggervaartuigen bestonden immers nog niet rond 1870.
Het uitmonden van de Rijn in zee bleef een probleem om dat daar door de afnemende stroomsnelheid slib zich bleef ophopen. Caland verhoogde de stroomsnelheid door de laatste kilometer rivier recht te trekken door de duinen bij Hoek van Holland te doorgraven: de Nieuwe Waterweg. Het project maakte een einde aan de overstromingen in het voorjaar, stroom opwaarts in Duitsland maar ook in Nederland. Het leverde het plaatje op dat we allemaal kennen van de oude schoolplaten van Wolters Noordhof en het prachtige gedicht van Marsman: Denkend aan Holland zie ik brede rivieren traag door oneindig laagland gaan.
De Rotterdamse haven ontstond dus per ongeluk, als bijverschijnsel van de riviernormalisatie: Het was hierdoor gemakkelijk met de toenemende schaalvergroting in de scheepvaart de haven steeds westwaarts uit te breiden.
Alle economische energie bleef zich overigens richten op het herstel van Amsterdam als internationale stapelplaats. Tevergeefs. Het Noord-Hollands kanaal, het Noordzeekanaal, het Merwedekanaal en het Amsterdam Rijnkanaal hebben niet kunnen voorkomen dat Amsterdam zijn positie prijs heeft moeten geven. Maar ook de docklands in Londen en de pieren van Manhattan spelen al lang geen rol meer in de goederenoverslag. Alleen havens die off shore zijn gegaan, hebben zich gehandhaafd als wereldhaven en dus is het lot van Hamburg en ook Antwerpen bezegeld.
En of aan containerschepen een maximale afmeting is, zoals de OESO beweert, dat is zeer de vraag. Waarom zou dat zo zijn? De grote containerschepen vervoeren nu al 18.000 TEU en er staan grotere schepen op stapel. Uiteindelijk is het de prijs van onze tablet en smartphone die de scheepsomvang bepaalt en die prijs neigt alleen naar omlaag.
Er wordt gewerkt aan grotere diepzeehavens en ook aan off shore overslag, drijvende containerkades. En waarom niet? Drijvende, door stoomkracht aangedreven graanelevatoren maakten begin vorige eeuw een einde aan het handmatig lossen van het Amerikaanse graan en ook die ontwikkeling was niet voorzien: er moest gewoon een oplossing worden gevonden voor de dankzij dalende prijzen toenemende graanaanvoer. Duwbakcombinaties van meerdere megacontainerschepen zijn niet onmogelijk zolang ze door het Panama- of het Suezkanaal passen. Wat Hamburg en Antwerpen zorgen moet baren is dat er binnen een jaar een Suezkanaal is bij gebaggerd. Automatisering, robotisering en informatisering staan in de scheepvaart pas in de kinderschoenen. Meestal kondigt het stellen van grenzen aan de groei een nieuwe technologiesprong aan.
Dit artikel stond op 30 september in Het Financieele Dagblad en je kunt het downloaden via de link hieronder:
The new NASA global data set combines historical measurements with data from climate simulations using the best available computer models to provide forecasts of how global temperature (shown here) and precipitation might change up to 2100 under different greenhouse gas emissions scenarios. Credit: NASA.
De ‘science is settled’, ‘de wetenschap’ is er wel uit voor wat betreft de mate waarin de mensheid bijdraagt aan de opwarming van de aarde. Die is catastrofaal. Met dit als bewijs proberen klimaatactivisten hun critici de mond te snoeren. Dat het een geheel eigen leven is gaan leiden, komt mede door de inspanningen van (ex-)communisten die na 1990 politiek dakloos werden. Zij verruilden het ideaal van de klasseloze maatschappij voor dat van de duurzame samenleving. De ‘science is settled’ is een eigentijds voorbeeld van agitprop. De ‘wetenschappelijk bewezen’ klimaatramp is de moderne variant van de marxistische systeemkritiek op het kapitalisme, maar ditmaal wél geaccepteerd door vrijwel het gehele politieke spectrum, liberalen incluis. Het is een ongehoord succesvolle desinformatiecampagne.
Het begin van het klimaatdebat valt niet bij toeval samen met het ineenstorten van het communisme. Dit jaar is het vijfentwintig jaar geleden dat de Sovjet Unie op hield te bestaan als eenpartijstaat en de CPN opging in Groen Links. En dat het IPCC, het Intergovernmental Panel on Climate Change, zijn eerste rapport publiceerde.
De leerstelling de ‘science is settled’ is een moderne echo van het leninisme omdat er volgens Lenin vrijheid van discussie was totdat die was beslecht. Vanaf dat moment diende iedereen het collectieve standpunt onverkort te volgen. Daarbij is het marxisme-leninisme volgens zijn aanhangers meer dan een ideologie: Het is (net als klimaatwetenschap) een wetenschap, een onbetwijfelbare theorie die met zekerheid uitspraken doet over de toekomst. Op zichzelf is de bewering dat wetenschappelijk onderzoek over enig onderwerp op enig moment ‘afgesloten’ kan worden met zichzelf in tegenspraak. Immers, elk wetenschappelijk bewijs is in beginsel voorlopig, voorwaardelijk omdat je maar nooit weet wat de wetenschappelijke vooruitgang nog meer brengt. Behalve in een gestolde theorie als het marxisme-leninisme. En nu kennelijk dus ook in de klimaatwetenschap.
Dit doet overigens niets af aan de wetenschappelijke validiteit van het onderzoek van het IPCC. Dat onderzoek richt zich immers niet op klimaatverandering maar op klimaatverandering in zoverre die door de mens wordt veroorzaakt. Er is ook gegronde reden om dat menselijk handelen als uitgangspunt te nemen. De mensheid brengt immers een enorme extra hoeveelheid broeikasgas in de atmosfeer en op zichzelf beschouwd leidt een hogere CO2-concentratie tot het opsluiten van meer warmte in de atmosfeer.
Maar tussen die veranderende input en eventueel veranderende output zit een enorm ingewikkeld systeem. We weten niet precies hoe gevoelig het klimaat is voor antropogene broeikasgassen. Daarom hangt het leveren van wetenschappelijk bewijs altijd ook samen met het verwerven van draagvlak. De ‘consensus’ ontstaat doordat degene die met het bewijs komt zijn gelijken, de ‘peers’, daarmee weet te overtuigen. Lenins stelling luidt: ‘vrijheid van discussie en kritiek, eenheid in actie.’ We debatteren en we concluderen en dan is het klaar want er moet worden gehandeld en dit geldt natuurlijk ook voor klimaatwetenschap die juist van meet af aan is opgezet met het oog op beleidvorming waar vervolgens naar dient te worden gehandeld.
Eenmaal beland in het actiestadium diende binnen het communisme de nog resterende oppositie te worden uitgeschakeld. Hoe dat in zijn werk gaat, dat is door de historici uitvoerig gedocumenteerd met vele huiveringwekkende voorbeelden. Waar het echter mee begon was: Koppen tellen en dan zeggen dat de discussie is afgelopen. Dat is opmaat naar politieke terreur, heeft de geschiedenis ons geleerd.
Dat zal Marjan Minnesma van Urgenda zich misschien niet hebben gerealiseerd toen zij in de uitzending van het radioprogramma Vroege Vogels op 30 november vorig jaar de presentator, die daarop nogal geschrokken reageerde, toevoegde dat ‘media geen podium meer moeten geven aan mensen die zeggen dat er niets aan de hand is.’ De zoon van de presentator had namelijk van zijn aardrijkskundeleraar te horen gekregen dat er meerdere opvattingen bestaan over de oorzaak van klimaatopwarming. Misschien zijn er (ook) natuurlijke oorzaken.
Ze vergeleek ze met mensen die beweren dat de aarde plat is. Zover ridiculiseren ‘officiële’ klimaatonderzoekers de sceptici, zoals de bekende astrofysicus Kees de Jager, niet maar men beroept zich wel op onderzoek van wetenschappelijke literatuur waaruit zou blijken dat de overgrote meerderheid van de wetenschappers, 97%, het eens is met de conclusies van het IPCC. Ook Minnesma haalde dit bewijs weer aan.
Dat wordt gepresenteerd als een relatieve geruststelling: het vraagstuk is ernstig maar we weten nu in elk geval hoe het zit. Dat nu, dit ‘zeker weten’, lijkt mij eerlijk gezegd buitengewoon verontrustend. Het suggereert dat als 97% van de beste wetenschappers zeker menen te weten hoe het zit, wij ook 97% van alle kennis hebben verworven die er te verwerven is en dat die overige 3% vast niet meer de moeite waard is.
Allereerst citeren Minnesma en velen anderen, die wetenschappelijke publicatie fout: de 97% verwijst naar bijna 12.000 publicaties over het klimaat en niet naar een aantal onderzoekers. Die 12.000 publicaties, waaronder een persverslag van een televisie-uitzending, zijn door een panel nagelezen om vast te stellen of ze voor of tegen de stelling zijn dat mensen de aarde opwarmen. Veel van de panelleden zijn echter klimaatactivist: Tja, wie anders krijg je zo gek om 12.000 publicaties door te vlooien. De resultaten zijn hoe dan ook dermate subjectief, interpreterend, tot stand gekomen dat het onmogelijk is de uitkomst volgens de gevolgde methode (die overigens rammelt) te reproduceren en daarmee is er aan het hele onderzoek niets wetenschappelijks meer. Het is een Noordkoreaanse verkiezingsuitslag die bij elke rechtgeaarde wetenschapper alle alarmbellen af doet gaan.
Maar als casus van agitprop is deze klimaatframing werkelijk uitmuntend. Intussen is niet onze aarde plat maar wel die van Minnesma. Baanbrekende inzichten komen menigmaal van zogenaamd verdwaalde idioten, dissidenten, die de bijl zetten aan die wortels van onze zekerheden en nieuwe denkramen openen – en dus bedreigend zijn voor de status quo. En het is altijd de gevestigde orde die beweert dat we het nu allemaal wel zo’n beetje hebben uitgeknobbeld. Zo stelde het US Patent Office in 1899 voor zichzelf op te heffen omdat alle uitvindingen waren gedaan. En dus betekent ‘the science is settled’ niets anders dan een stagnatiecrisis in de klimaatwetenschap – vanuit wetenschappelijk oogpunt in elk geval. Vanuit politiek oogpunt is het gewoon een vorm van zelfgenoegzaamheid.
En zo’n crisis eindigt op het moment dat zich nieuwe wetenschappelijke vergezichten aandienen, zoals nu vanuit de astrofysica. Dat is nou het leuke van wetenschap: Astrofysici waren aanvankelijk helemaal niet zo betrokken bij al dat klimaatgedoe maar de aardwetenschappers maakten zoveel tumult dat ze zich er mee zijn gaan bemoeien.
Ik leg mijn oor even te luister bij De Jager: Want wat nu als de invloed van de zon op het klimaat onverhoopt toch veel groter is dan we dachten en de aarde koelt de komende decennia of eeuw misschien wel af in plaats dat zij opwarmt? Dan hebben we ons ten koste van duizenden miljarden euro’s voorbereid op de verkeerde toekomst. Gelukkig heeft het KNMI onder druk van de sceptische kritiek aan het IPCC gevraagd nu ook serieus werk te gaan maken van onderzoek naar de invloed van veranderende zonneactiviteit op het klimaat.
Natuurlijk kun je niet gaan zitten afwachten en is er een bepaalde mate van consensus nodig voor effectief handelen. Echter, als die consensus ‘wetenschappelijk’ is en zij pretendeert een complex, niet-lineair systeem te kunnen doorgronden, dan is dat een enorm risico. Daarbij is angst een slechte raadgever en grijpen we nu in paniek naar houtje-touwtje-technologie zoals windenergie terwijl er waarschijnlijk veel betere oplossingen in de technologische pijplijn zitten.
Uitgerekend Karl Marx, de aartsvader der communisten, besefte als geen ander dat het onmogelijk is om via modellen van complexe systemen zoals ‘de economie’ of ‘het klimaat’ in de toekomst te kijken. Het Kapitaal is zijn zoektocht naar de steen der wijzen maar ook zijn grote Unvollendete. Het grootste gedeelte ervan is na zijn dood samengesteld uit zijn paperassen door Friedrich Engels en Karl Kautsky.
Kort voordat hij in februari 1867, na vele deadlines te hebben overschreden, het eerste deel van Het Kapitaal (en het enige dat hij zou voltooien) dan toch maar bij de drukker inleverde, drong Marx er bij Friedrich Engels, zijn vriend en vertrouweling, op aan om Het onbekende meesterwerk van Honoré de Balzac te lezen: het verhaal van Frenhofer, een belangrijk schilder die tien jaar besteedde aan een portret dat ‘de meest complete uitbeelding van de werkelijkheid’ zou zijn maar dat, eenmaal voltooid, compleet mislukt blijkt waarop Frenhofer zelfmoord pleegt. Marx vond dit het toppunt van ironie: dat streven naar volmaaktheid precies het tegenovergestelde oplevert. Hij besefte waarschijnlijk dat hij eveneens gefaald had in zijn ‘complete uitbeelding van de werkelijkheid.’
Eigenlijk is Marx op zijn best in het nog steeds actuele Communistisch Manifest, tienduizend woorden vol woede over onrecht, geschreven met een hamer en sikkel waarmee hij korte metten maakt met al zijn tegenstanders en zijn waarheid er bij de lezer frontaal in ramt op een grootse en meeslepende wijze. ‘De proletariërs hebben niets te verliezen dan hun ketenen. Zij hebben een wereld te winnen.’ Marx’ manifest is actueel voor de miljoenen rechtelozen die met gevaar voor eigen leven voor hongerlonen in Aziatische fabrieken en ateliers onze luxe spullen maken.
Lenin kneedde uit Marx’ onvoldragen theorie niettemin een ‘totaalmodel’ voor een nieuwe samenleving en in die voorliefde voor modellen met hun suggestie van exactheid, vinden marxisten-leninisten en klimaatwetenschappers elkaar omdat dit immers de enige manier is om op een wetenschappelijke wijze te pogen iets zinnigs te zeggen over de toekomst van complexe systemen zoals de samenleving en het klimaat.
Maar zulke modellen beïnvloeden hun eigen projecties omdat ze een reactie vanuit de samenleving oproepen. Het model zelf genereert als het ware een nieuwe onbekende, variabele, in datzelfde model. Daarom zijn modellen zijn toch slechts beperkt geldig gebleken. Een van de eerste computermodellen werd in 1972 gebruikt in het rapport Grenzen aan de groei van de Club van Rome en was van Dennis Meadows van het beroemde Massachusetts Institute of Technology in de Verenigde Staten. Het rapport ‘voorspelt’ onder meer dat ‘bij de huidige groeitoename zilver, tin en uranium () omstreeks de eeuwwisseling onvoldoende beschikbaar zullen zijn’ Dat is niet gebeurd. Dat is te danken aan nieuwe technologie. Het rapport stelt dat ‘er geen speciale variabele in het wereldmodel is voor technologie. Het was onmogelijk om de dynamische gevolgen van de technologische ontwikkeling samen te stellen en voor het systeem te generaliseren.’ Het rapport voorzag niet de opkomst van de computerindustrie met de hele moderne informatie- en communicatietechnologie, het voorzag evenmin de spectaculaire ontwikkelingen in de biotechnologie en nanotechnologie.
Die fixatie op modelleren en plannen, daarin zit een parallel met het werk van Marx. Dat had immers de pretentie eveneens een wetenschap te zijn, het ‘wetenschappelijke socialisme’. Het is die onbedwingbare neiging van de mens die meent dat hij (sinds de Verlichting) op grond van de Rede zijn toekomst kan kennen – die telkens weer schipbreuk leidt, hoeveel wetenschap je er ook tegen aan gooit.
Naarmate de grenzen aan de groei voor ons uit leken te schuiven door ‘slimmer gebruik’ van grondstoffen en energie, verloor het ‘uitputtingsparadigma’ zijn glans en werd het naar de tweede plaats verdrongen door het ‘opwarmingsparadigma’. Hoewel dit in het rapport van de Club van Rome wel wordt genoemd, speelde het klimaat tot 1990 geen rol in het publieke debat terwijl er in de wetenschappelijke literatuur sinds de jaren vijftig volop over is gepubliceerd.
Het succes van het klimaatonderzoek is daarom vooral het succes in het streven om het op de politieke agenda te krijgen. Het hele milieudebat is vanaf het begin vooral een opvattingenstrijd geweest, een botsing van overtuigingen, waarin het de critici uiteindelijk gaat om een fundamentele hervorming van de gehele maatschappelijke orde. Maar waar dat daadwerkelijk gebeurde, namelijk daar waar de productiemiddelen in handen kwamen van de staat, juist daar stopte de vooruitgang. Er trad technologische stilstand in en daarmee ontstond armoede en vervuiling.
Mijn vader kwam voor zijn werk regelmatig achter het IJzeren Gordijn. Van een reis naar Hongarije kwam hij terug met een ervaring die hem zijn hele verdere leven is blijven verbazen. Hij had een fabriek bezocht die voor zijn warmte en kracht afhankelijk was van een oude stoomlocomotief.
In het Oostblok draaide de industriële productie overwegend op vooroorlogse technologie die met veel kunst en vliegwerk aan de praat werd gehouden. Binnen de Europese Unie van de 28 landen is de energie-intensiteit, ergo vervuiling, per $ 1000 BBP in de voormalige Oostbloklanden nu nog steeds drie keer zo hoog als in de westelijke lidstaten. Het gevolg van verouderde fabrieken en energiecentrales, lekke stadsverwarmingssystemen en slecht geïsoleerde woningen.
In 1994 reisde ik op uitnodiging van Siemens langs enkele bedrijven in de voormalige DDR. Een van de kwaliteitsproducten waarmee Oost-Duitsland in het westen had weten te concurreren waren de in Rudolstadt gefabriceerde röntgenstraalbuizen van Volks Eigener Betrieb (VEB) ‘Phönix’. Dat was tot 1945 een Siemensvestiging geweest. Siemens kocht het in 1991 van de Treuhandanstalt terug voor het symbolische bedrag van één D-Mark. Het feit dat in Rudolstadt de prijs van water (dat voorheen gratis was) vanaf dat moment werd gesteld op zes D-Mark per kubieke meter, was een duidelijke aanmoediging om het waterverbruik bij het galvaniseren van metalen onderdelen van de röntgenbuizen te verminderen. De hoeveelheid werd al snel teruggebracht van 500 m3 tot 45 m3 per week, een afname van 90 %.
Hoe kwam het dat in de landen van het Oostblok de Communistische Partij, nadat zij ten behoeve van de arbeidersklasse het kapitaal in handen had gekregen, er niet of nauwelijks in slaagde dit technologisch te moderniseren? Hoe kwam het dat juist in het ‘kapitalistische westen’ de productiemiddelen, hoewel zij in private handen waren, wel moderniseerden? Dat kwam mede door het groeiende milieubewustzijn en dat ontstond doordat hier een politieke oppositie bestond gevoed door een publieke opinie. De NCRV zond op 22 december 1971 de spraakmakende documentaire ‘We stinken er in’ uit, gemaakt door Jan van Hillo en Wolf Kielich waarin de milieuvervuiling aan de kaak werd gesteld en die het begin inluidde van de Nederlandse milieubeweging.
In de jaren die volgden waren het vooral de linkse splinterpartijen die zich vol overgave op milieubescherming stortten en daar binnen de parlementaire democratie veel resultaat mee behaalden. Veel van de innovatieve verduurzaming is te danken aan hun druk op de politieke ketel. Tegelijkertijd blijven zij ook de systeemcritici die zeker weten dat onze ‘kapitalistische consumptiesamenleving’ op dood spoor zit. In die rotsvaste overtuiging vierde een delegatie van de CPN in 1989 nog gewoon het jubileum van veertig jaar DDR mee.
En nu, 25 jaar later, grijpt Naomi Klein in haar jongste bestseller No Time nog steeds terug naar de oude vertrouwde marxistische retoriek – het komt allemaal door het ‘ongebreidelde kapitalisme’, Het Systeem! De multinationals!(‘Big Green’) en miljardairs! Je zou zeggen: haar alternatief is al eens uitgeprobeerd en dat was nou toch ook geen eclatant succes.
Haar lentezwaluw is de digitale ruil- en deeleconomie die de onderklasse gaat empoweren. Echter, UberPop, AirBnB, Snappcar, en al die andere ruil- en deel-apps, zijn geen voorbode van een nieuwe deeleconomie waarmee de onderklasse het grootkapitaal alsnog de nekslag gaat toebrengen. Deze ‘platforms’ zijn gewoon de nieuwe multinationals, de nieuwe digitale productiemiddelen in handen van nieuwe superrijken. Wij, de mensen die deze deel- en ruil-app’s gebruiken, doen dat ook niet uit altruïsme maar omdat we er zelf beter van willen worden. Zij brengen een nieuw digitaal microkapitalisme op gang en de eventuele bijvangst is dat het streven naar duurzaamheid er ook nog mee gediend is omdat we door te delen en te ruilen een stuk efficiënter omgaan met schaarse middelen, grondstoffen en energie.
De ironie wil dat dezelfde ideologie die in het westen de vorm aannam van maatschappijkritiek en zo de vooruitgang een extra impuls gaf met onder meer allerlei milieuwetten (de vervuiler betaalt!) , in het Oostblok leidde tot economische en vooral technologische stilstand met enorme milieuvervuiling als gevolg. Hoewel de kwaliteit van de röntgenstraalbuizen van Volks Eigener Betrieb (VEB) ‘Phönix’ nog steeds zeer behoorlijk was, verdiende de DDR er steeds minder deviezen mee omdat de internationale concurrentie toenam en de productietechnologie, volgens Siemens, ‘vooroorlogs’ was.
Daarom zakte het systeem in 1989 vrijwel letterlijk door zijn assen. De stoomlocomotief had die fabriek in Hongarije niet nog eens veertig jaar aan de praat kunnen houden en er was geen geld om hem te vervangen; dat was immers in al die voorgaande jaren ook niet bij elkaar verdiend.
De ‘wetenschappelijke’ consensus stelt dat het effect van menselijk handelen op het klimaat, en de mate waarin dat effect zich voordoet, vaststaat. Degenen die de consensus verdedigen grijpen terug naar de marxistische dichotomie van onafwendbare systeemcrisis en utopisch perspectief (van de duurzame deeleconomie). Dat bewijst dat zij sinds 1990 niet in staat zijn geweest een alternatief te ontwikkelen. Het is oude wijn in nieuwe zakken. Lees Marx nou eens: Er is geen ‘complete uitbeelding van de werkelijkheid’ denkbaar, ook niet over klimaatverandering. Beschouw sceptici daarom niet als dissidenten. Daar is de klimaatwetenschap uiteindelijk het beste mee gediend.
(Dit artikel verscheen in juni 2015 in Liberaal Reveil, het tijdschrift van de Teldersstichting, wetenschappelijk bureau van de VVD)
Terecht heeft Stichting Urgenda de Nederlandse staat gehouden aan haar eigen klimaatbeleid zoals Nederland dat heeft onderschreven op de klimaattop in Cancun in 2010. Want hoe gaan die dingen: Politici vertrekken met een ransel vol goede bedoelingen naar zo’n internationale topconferentie en als dan het licht van de schijnwerpers is gedoofd dan begint thuis het moeizame handwerk: Het in wetgeving gieten van die beloftes en het de handhaving ervan. Daar gaat het vaak fout want populair bij de kiezers word je er niet mee. Dat bewijst het groeiende verzet van burgers in Duitsland tegen de via hun stroomrekening doorbelaste kosten van de Energiewende, vorig jaar 23 miljard euro. In zijn laatste jaarverslag velt de EFI, de Expertenkommission für Forschung und Innovation (vergelijkbaar met onze Wetenschappelijke Raad voor het Regeringsbeleid, WRR) een vernietigend oordeel over vijftien jaar Energiewende, evenals de Duitse Rekenkamer.
Dat is belangrijk omdat Duitsland het enige voorbeeld is van een doortastend ter hand genomen energietransitie, in een alomvattende wet gegoten. Het wordt door Urgenda, haar directeur Marjan Minnesma, graag aangehaald als het goede voorbeeld. In Nederland lieten de politici na ‘Cancun’ eenmaal uit het zicht van de camera de teugels gemakkelijk wat vieren. Zo gaan we dat moeizame compromis van vijf jaar geleden van geen kanten halen.
Maar toen was daar opeens Urgenda. Je kunt er heel erg bezeerd over doen dat dankzij Urgenda de rechter op de stoel van de politiek gaat zitten, maar als de Duitse rechters in 1933 ook eens op de stoel van de politici waren gaan zitten, dan had de geschiedenis misschien een hele andere wending genomen.
Want in die termen duiden op allerlei webfora de aanhangers van Urgenda het klimaatbeleid van de Nederlandse regering. Dat is misdadig, immoreel. En nu is er, goddank, een rechter die dat perspectief deelt: de klimaatverandering levert een reël gevaar op van catastrofale proporties: het staat er echt, in het vonnis. Wat die catastrofe behelst, dat legt het vonnis dan weer niet uit maar dat doet Marjan Minnesma: droogte, honger, een volksverhuizing en vervolgens oorlogen.
Daarom biedt het vonnis hoop: ‘De uitspraak betekent dat mensen over de hele wereld hun staat gaan aanspreken op het terugdringen van de uitstoot van CO2’, aldus de Urgenda-directeur tegenover de NOS. De vraag is natuurlijk wat er gebeurt als die staat de kosten van het een en ander komt innen bij haar burgers. Want ‘hun staat’, dat zijn zij uiteindelijk zelf.
Maar voor dat gat is Minnesma niet te vangen. Zie het Urgendarapport ‘Het kan als je het wilt!’ De strekking is im grossem Ganzen, dat de techniek om al onze energie zonder fossiele brandstoffen op te wekken er is. En economisch kan het allemaal ook uit. Waar het eigenlijk nog aan ontbreekt is een soort activisme, een brede maatschappelijke mobilisatie: bewustzijn. We moeten het gewoon doen!
Hoe een 100% duurzame energievoorziening er uit ziet, is uitgerekend door professor David Mackay (universiteit Cambridge, VK). In A reality check on renewables – op Youtube – rekent deze eminente natuurkundige (en tot vorig jaar de adviseur van de Britse regering op energie- en klimaatgebied) uit dat uitgedrukt in windparken de Britse energieconsumptie de helft van het grondoppervlak vergt. Mackay’s exercitie is voor Nederland overgedaan door de Delftse energiedeskundige Chris Hellinga. Zijn bevindingen staan in een publicatie van het Koninklijk Instituut van Ingenieurs die je kunt downloaden (De Rekening Voorbij) In Nederland zou, om zijn energiebehoefte volledig duurzaam (zon, wind en biomassa) te maken een oppervlakte nodig hebben van 125.000 vierkante kilometer, drie keer Nederland. Maar het kan dus wel – als we het willen.
De Erneuerbare Energie Gesetz (EEG) heeft volgens de EFI op de drie technologiegebieden, windenergie, zonne-energie en energie uit biomassa, geen enkele innovatie gebracht en heeft evenmin geleid tot reductie in de uitstoot van broeikasgassen. Volgens de Duitse Rekenkamer is het een geldverslindend bureaucratisch monster geworden, een bodemloze put voor de belastingbetaler.
Zo’n politiek en juridisch geborgde ‘transitie’ stuit kennelijk op grenzen van technologische en economische realiteit. De Energiewende veroorzaakt inkomensdenivellering want modale gezinnen brengen via hun stroomrekening de meeste kosten op van de operatie.
Geen zinnig mens kan redelijkerwijs tegen verduurzaming van de energievoorziening zijn, maar de vraag die zich hier opdringt is of nu door Urgenda afgedwongen verduurzaming wel echt duurzaam is. Windenergie, zonne-energie en biomassa zitten wat betreft opbrengst per oppervlakte-eenheid op dood spoor. Hun beslag op het landschap, de ruimte, is als we er onze behoefte volledig mee zouden willen dekken, immens en dat roept verzet op. Ook bij maximale inzet blijft het probleem van de discontinuïteit, het schommelende aanbod, dat alleen valt op te lossen als overschotten kunnen worden opgeslagen – en die technologie staat nog in de kinderschoenen.
Het klinkt cru, maar de technologie voor een werkelijk duurzame samenleving bestaat nog niet. Die komt er heus wel, maar daar op een activistische manier, per decreet zoals nu, een termijn voor afdwingen bergt het gevaar in zich dat je gaat proberen supersonisch te vliegen met een stoomlocomotief. Technologie heeft tijd nodig om te ontstaan. Het vergt een maatschappelijk klimaat waarin innovatie gedijt en dat de Energiewende innovatie juist stopt, is de kern van de kritiek van de EFI. Zo kan urgentie het tegendeel bewerkstelligen van wat je beoogt. Dat heeft de rechter niet overwogen in zijn vonnis.
Klimaatbeleid Door de fixatie op kortetermijndoelen lijdt de huidige verduurzaming aan innovatiearmoede.
Na het kennisnemen van de nieuwste Europese klimaatafspraken en de frustratie daarover, rijst de vraag hoelang de wereldgemeenschap nog doorgaat met het afspreken van doelstellingen waarvan iedereen weet dat die toch niet worden gehaald. Elk nieuw klimaatverdrag blijkt een farce. Klimaatbeleid en derhalve verduurzaming zijn op politiek niveau eenmorele hygiënekwestie geworden, een naderende crisis waarover eindeloos de alarmbel wordt geluid, terwijl dit op het niveau van de grote meerderheid van individuele burgers tot geen enkel gevoel van urgentie leidt: In de herfstvakantie vertrokken vanaf Schiphol weer talloze gezinnen met kinderen om nog een weekje zon te pakken en vanochtend stond het verkeer op de A10 weer gewoon vast. Ondanks de verontrustende toename van broeikasgassen lijkt de stijging van de gemiddelde temperatuur de afgelopen achttienjaar tot staan gekomen, terwijl de klimaatmodellen een ononderbroken stijging voorzagen. Dus hoe waarschuwje de mensheid voor een gevaar waarvanje niet weet hoe groot het is en wanneer het zich zal aandienen,maar waarvan je gevoeglijkmoet aannemen dat het bestaat? Om te beginnen door het niet steeds over een klimaatcrisis te hebben – politici grossieren tegenwoordig in crises. Dan zijn er vervolgens ‘ambities’ nodig: dat soort spierballentaal ligt bestuurders in de mond bestorven. Misschien is het goed ons er eerst eens rekenschap van te geven in wat voor technologische werkelijkheid we leven. De technologie voor een duurzame samenleving bestaat helemaal nog niet.Windenergie wordt pas duurzaam als we die kunnen opslaan, bijvoorbeeld door carbonisatie van CO2. Die technologie staat nog in de kinderschoenen. De wereld elektrisch laten rijden op windenergie zou een ecologische ramp betekenen door de winning van delfstoffen die dan nodig zijn voor alle benodigde permanentemagneten en batterijen. De Expertenkommission für Forschung und Innovation (EFI) adviseert de Duitse regering ogenblikkelijk te stoppenmet de Energiewende: het stilleggen van kerncentrales en het bouwen van windturbineparken. Hetjaagt de energiekosten omhoog en de industrie weg, het remt innovatie en het levert geen enkele broeikasgasreductie op, aldus de EFI. Demoderne elektrotechniek en scheikunde die beide aan het einde van de 18de eeuw ontstonden, hadden ruim honderdjaar nodig om zich te ontwikkelen tot een industrie. Eind jaren zestig bedacht een ingenieur bij de Koninklijke Hoogovens en Staalfabrieken in IJmuiden datje ook in een reactiecycloon ijzer zou kunnen produceren. Deze cyclone converter furnace vermindert de CO2-uitstootmet tenminste 20 en uiteindelijk wellicht met 80 procent, omdat de CO2 in dat proces zuiver afgevangen kan worden. De industrie is verantwoordelijk voor 40 procent van de CO2-uitstoot en ruim eenderde daarvan, 15 procent, komt van staalproductie. Hier kan dus een flinke stap worden gezet. Het project werd verschillendemalen stilgelegd vanwege fusieperikelen, het plotseling staken van een overheidssubsidie en fluctuaties op de grondstoffen- en afzetmarkten. Nu, na 50jaar, is eindelijk in internationaal verband de stap gezet van onderzoeksfase naar een proeffabriek die sinds eenjaar in IJmuiden staat om het zogenoemde Hisarna-proces op industriële schaal onder de knie te krijgen. Het zal nog zo’n 15jaar duren voor het helemaal productierijp is. Dit voorbeeld is exemplarisch voor technologietransities. Gegeven de ontwikkeltijd, alsmede door de economische,maatschappelijke en politieke randvoorwaarden, kost het vervangen van een productietechnologie een mensenleven en waarschijnlijk is een eeuw een realistischer schatting. Vanuit technologisch perspectief kan het realiseren van een duurzame samenleving derhalve niets anders zijn dan het bouwen van een kathedraal, denkend vanuit een ruw grondplan. De voltooiing duurt eeuwen, soms ligt de bouw lang stil of stort het bouwwerk deels in.Maar gedurende de bouw worden daardoor wel steeds betere bouwmethoden ontwikkeld. Door de fixatie op kortetermijndoelen lijdt de huidige verduurzaming aan innovatiearmoede. Het subsidië- ren van een specifieke, bestaande technologie is bijna per definitie een doodlopende weg. Hoe generieker het beleid, des temeer technologische opties we kunnen uitproberen, vooral die waarvan we nog geen weet hebben.Verschuif belastingheffing van inkomen naar consumptie, vooral naar energie-intensieve consumptie. Doe dat geleidelijk en in Europees verband, omdatje dan in de Wereldhandelsorganisatie een vuist kuntmaken tegen landen die willen concurrerenmet goedkopemaar vervuilende productietechnologie. Behelpje in de tussentijdmet antiek en bot gereedschap zoals kernenergie en aardgas, ook uit schalieformaties, omdat die conversiemethoden in elk gevalmilieuwinst bieden ten opzichte van steenkool. Combineer dat in Europamet de sanering van oude industrie en isolatie van woningen, vooral in Oost-Europa. Allemaal niet sexy en elegant of ideaal, en zeker niet bestemd voor de eeuwigheid,maar het levert wel direct resultaat op. Dat is praktisch idealisme en dat werkt vaak beter.
De auteur was van 1998-2014 hoofdredacteur van technologietijdschrift De Ingenieur en adviseur bij het Koninklijk Instituut van Ingenieurs.
Het Energieakkoord, dat inzet op een forse groei van windmolens op zee, is politiek paniekvoetbal, stelt Erwin van den Brink, oud-hoofdredacteur van De Ingenieur. ‘Technologiepreferent beleid schiet zijn doel altijd voorbij en ontmoedigt nieuwe experimenten.’
Een nieuw smelt- vat en een gerenoveerde smelt- cycloon op weg naar de proefinstallatie bij Tata Steel voor het produceren van ruwijzer volgens het Hisarna- procedé, dat zorgt voor minder energiegebruik en een lagere CO2- uitstoot.
Als één thema in de twintig jaar dat ik als redacteur en als hoofdredacteur aan dit tijdschrift verbonden ben geweest, de boventoon heeft gevoerd, dan is het wel de rol van technologie in het streven naar een duurzame samenleving, in het bijzonder energiegebruik en meer in het bij- zonder het terugdringen van de uitstoot van broeikasgas door het verstoken van fossiele brandstoffen. In 1996 organiseerde ik het eerste klimaatdebat binnen het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI).
Centraal in het klimaatbeleid staat de rol van ingenieurs, omdat de echte, blijvende oplossingen technisch van aard zullen zijn. Zeker nu steeds meer blijkt dat regulerende, juridische oplossingen, zoals verhandelbare emissierechten, perverse neveneffecten hebben en in feite niet werken.
De samenleving met zijn democratie sche instituties doet een beroep op ingenieurs om met snelle oplossingen te ko- men. Die zijn er echter niet. Verleid door subsidies proberen bedrijven het met ‘technologie van de plank’. Maar, zoals David Mackay ons in zijn boek Sustainable Energy Without The Hot Air voorrekent, is met windparken en zonnepanelen niet bij be nadering te voorzien in onze huidige energieconsumptie (zie ook de KIVI-pu blicatie De rekening voorbij). Uit een uitvoerige studie van de Amerikaanse National Academies of Science blijkt dat de milieubelasting van een elektrische auto groter is dan die van een conventionele dieselauto. De technologie voor een duurzame samenleving bestaat nog niet.
Hoe taai en complex het vestigen van een werkelijk nieuwe technologie is, laat de ontwikkeling van de Cyclone Converter Furnace zien. Eind jaren zestig opperde een ingenieur bij Hoogovens in IJmuiden, tegenwoordig Tata Steel, het idee om ijzer te gaan produceren in een reactiecycloon in plaats van in een hoogoven, zoals we al eeuwen gewend zijn. Moderne hoogovens worden geladen met ijzeroxidepellets, een soort gebakken kleine ertsknikkers, en cokes, een even- eens in een cokesoven ‘hardgebakken’ steenkool. Die gehardheid is nodig om te voorkomen dat de ijzererts- en kolen- massa in de hoogoven onder de hoge temperatuur en druk wordt geplet. Als er geen lucht meer door de massa zou kunnen, stopt het proces. Die voorbewerking van erts en kolen kost veel energie en veroorzaakt een aanzienlijk deel van de CO2-uitstoot die met ijzerproductie gepaard gaat.
Die voorbewerkingen zijn voor ijzerproductie in een reactiecycloon niet nodig. In zo’n cycloon wervelt poederkool en poedererts in een loeihete wervelwind en reageren zij met elkaar met als resultaat ruwijzer, dat als het ware tegen de wand ‘condenseert’ en naar beneden druipt. De CO2-uitstoot is 20 % minder en in het uiterste geval mogelijk 80 %, omdat CO2 bij dit proces gemakkelijker in zuivere vorm is af te vangen voor een andere herbestemming.
Een uit oogpunt van klimaatbeleid geweldig perspectief en technisch appeltje- eitje, zou je denken. Niet dus. Sinds de ‘incubatie’ van het idee eind jaren zestig is de ontwikkeling van de Cyclone Converter Furnace een aantal malen in de mottenballen gelegd. Dat had te maken met fusies en dus veranderend bedrijfs- beleid, met schommelingen in grondstoffenprijzen en economische recessies, waardoor het project economisch perspectief verloor. Maar ook met grilligheid in overheids- en subsidiebeleid. Allerlei externe factoren de- den het project tussentijds ‘struikelen’. Sinds enkele jaren lijken de economische en politieke randvoorwaarden voor Hisarna, zoals het precompetitieve project van meerdere staalbedrijven nu heet, blijvend gunstig.
De Hisarna-staalfabriek die nu proefdraait in IJmuiden, is voorbij het proof of principle, maar in de opschaling zijn nog allerlei problemen te overwinnen. Het is zeker 2030 voordat het nieuwe proces op industriële schaal bruikbaar is. Dat betekent dat de nieuwe technologie zo’n zeventig jaar nodig had om zich te bewijzen.
Daarmee is Hisarna geen uitzondering, maar eerder de regel: grote technologische doorbraken doen er ergens tus- sen de vijftig en honderd jaar over om brede toepassing te vinden. Het eerste idee voor een inwendige verbrandingsmotor- tor met bougie is van de Belg Etienne Lenoir en stamt uit 1860. Pas veertig jaar later was die massaal produceerbaar en pas na de Tweede Wereldoorlog kwam de auto in Noord- Amerika en Europa binnen ieders financieel bereik – dat duurde dus zo’n tachtig jaar. De eerste kunststof, celluloid, werd in 1862 uitgevonden in de Verenigde Staten. Die vond vooral toepassing in de filmindustrie. Pas na de Tweede We- reldoorlog brak kunststof door als een breed toegepaste materiaalsoort in talloze alledaagse voorwerpen.
HORDES
Vooral in retrospectief lijkt zulke nieuwe technologie de wereld stormenderhand te hebben veroverd. Wie zo’n wordingsproces echter meemaakt, ziet vooral de talloze hordes die moeten worden overwonnen. Ga er maar van uit dat je geen enkele technologie die je tijdens jouw tijd van leven ge- boren ziet worden, tot wasdom zult zien komen. Behalve technologische zijn er ook sociologische hordes. Het duurde bijna een eeuw om nuttige toepassingen te vinden voor de stoommachine en in de automatisering en computerisering deed jarenlang de productiviteitsparadox opgeld: het toenemende aantal computers leidde niet tot hogere productiviteit.
Nu gaat het bij de genoemde voorbeelden nog om op zich- zelf staande uitvindingen. Bij wat ook wel te boek staat als ‘de transitie naar een duurzame samenleving’ gaat het om niet minder dan het ‘overdoen’ van de Industriële Revolutie vanaf pakweg 1750, omdat alle sindsdien ontwikkelde technologie is te herleiden tot het verbruik van grondstoffen en het verbruiken van steenkool, olie en gas. Of het nu gaat om materiaal, zoals staal, voedselproductie, geneesmiddelen of ver- voer, elke vorm van technologie is te herleiden tot arbeid of warmte of synthetische stoffen gemaakt uit fossiele koolwaterstofverbindingen met als bijproduct broeikasgassen.
De pleitbezorgers van deze transitie doen het voorkomen alsof het bereiken van een duurzame samenleving een kwestie is van besluitvaardigheid. Het vereist politiek activisme. ‘Ge- vestigde belangen’ die zich hier tegen verzetten, worden dan ontwaard in ‘de industrie’. Hoewel zij tot op zekere hoogte gelijk hebben, zien zij over het hoofd dat de hordes in de juiste volgorde moeten worden genomen: eerste de technologische en dan de sociologische, institutionele belemmeringen.
Wie naar voren vlucht, zoals de Duitse bondskanselier Merkel in 2011 vanwege electorale redenen deed door de Energie- wende te omarmen, loopt vrijwel zeker een doodlopende steeg in en moet op zijn schreden terugkeren, zoals nu ook inderdaad gebeurt. Want in feite ontbreekt de technologie voor een duurzame opwekking van elektriciteit, gegeven het niveau van energieconsumptie waaraan wij zijn gewend. Wind en zon zullen bovendien niet de ruggengraat worden van een betrouwbare stroomvoorziening zolang we deze niet vraaggestuurd, maar alleen aanbodgestuurd kunnen inzetten. Een democratische samenleving is slechts in hoge uitzondering bij machte zoiets enorms als 250 jaar op fossiele energie gebaseerde technologie in enkele decennia te vervangen. Dat vergt een oorlogseconomie. Dat het wetenschappelijk inzicht dat materie is om te zetten in energie door kernsplijting binnen twee jaar tot een bruikbare atoombom leidde, is zonder precedent. Het Manhattanproject kostte 2 miljard toenmalige dollars en er werkten 130 000 mensen aan. Het resultaat was niettemin een tamelijk bot stuk gereedschap. Maar het dwong Japan in elk geval tot capitulatie.
Het stranden van de Energie wende door de laatste Duitse verkiezingen en het eindeloze diplomatieke gepalaver over klimaatverdragen laten zien dat klimaatverandering kennelijk niet urgentie op- roept in die mate zoals werd gevoeld in de geallieerde landen toen zijn werden aangevallen door de totalitaire regimes van Japan en Duitsland – hoewel het geschetste toekomstbeeld niet minder apocalyptisch is. Elke manifestatie van extreem weer wordt ons voorbehoud- den als ‘klimaatverandering’.
Dat leidt tot politiek paniekvoetbal, zoals het Energieakkoord met 4000 MW aan windparken. Die moeten dan wel 40 % goedkoper dan nu, dat dan weer wel – de achilleshiel van het Energieakkoord is er veiligheidshalve ingeschreven, zodat iedereen ook direct weer is gerustgesteld dat die windparken er niet direct komen.
Beleid per decreet werkt niet. Technologiepreferent beleid schiet zijn doel altijd voorbij en ontmoedigt nieuwe experimenten. Beleid moet gunstige voorwaarden scheppen voor verduurzaming, om te beginnen ontfossilisering. Fiscaliseer energieverbruik tegen gelijktijdige belastingverlaging op arbeid en inkomen, geleidelijk en in Euro- pees verband. Dat is nou een van de weinige zinnige ideeën uit de koker van GroenLinks. Vooral omdat het creativiteit, innovatie en ondernemerschap van onderop bevordert en daar heeft de samenleving als totaal veel meer baat bij dan bij het spekken van het grootkapitaal van de windindustrie.
Geen zinnig mens is tegen verduurzaming zolang maar niet specifieke technologie als duurzaam wordt geframed, terwijl die dat niet is, alleen maar omdat die nu eenmaal ideologisch zo is ingekaderd in een bepaald beleidsdenken. Behalve klimaatverandering zijn er nog honderden andere, vaak betere, redenen om niet afhankelijk te willen zijn van fossiele energiedragers. Om te beginnen: ons consumptieniveau is bij de huidige stand der techniek niet vol te hou- den met een miljard Indische en een miljard Chinese middenklasseburgers erbij.
TERRASVERWARMING
Het mooie is: die zijn er morgen en ook overmorgen nog niet. We hebben dus nog even de tijd en de geschiedenis heeft ons geleerd dat er dan ook wel raad komt. Hoe? Dat weten we niet. Resultaten uit het verleden bieden geen garantie voor de toekomst. De essentie van een innovatieve samenleving is dat we de toekomstige oplossingen nog niet kennen. Zou dat wel het geval zijn, dan viel er niets te innoveren. Wie niet met die onzekerheid kan leven, fnuikt innovatie.
Innovatief, dat is die jonge ingenieur Industrieel Ontwerpen die ’s winters langs horecaterrassen fietste die met straalkachels werden verwarmd. Dat kan beter, bedacht hij, door die terrassen uit te rusten met verwarmde stoelen. En dus ontwikkelde hij een verwarmde terrasstoel. Een druppel op een gloeiende plaat? In een samenleving waarin iedereen via bijvoorbeeld fiscale regels wordt geprikkeld om kritisch na te denken over energiegebruik, ontstaan duizenden, tien- duizenden en uiteindelijk talloze van dit soort kleine projecten.
Erwin van den Brink is oud-hoofdredacteur van De Ingenieur.
PROF. IR JAAP VAN DER GRAAF, SPECIALIST IN AFVALWATERBEHANDELING
‘Kleinschaligheid is niet duurzamer’
‘Ons grootschalige rioolstelsel met zijn rwzi’s (rioolwaterzuiveringsinstallaties) dat we in feite doorspoelen met schoon regen- en drinkwater, is nog steeds het meest efficiënte systeem’, stelt professor (em.) ir. Jaap van der Graaf. Kleinschalige systemen lijken misschien wel duurzamer maar ze zijn dat niet.
Een ingenieur moet de verleiding van al te modieus duurzaamheidsdenken weerstaan en zich blijven concentreren op de feiten, vindt hij. Daarmee is de zaak van de verduurzaming namelijk het beste gediend. Van der Graaf was twintig jaar lang hoogleraar Behandeling van Afvalwater aan de TU-Delft en werkte zijn hele carrière voor ingenieursbureau Witteveen+Bos.
De vraag hoe duurzaam of on-duurzaam de stedelijke waterkringloop is, stond in 1993-1994 centraal in een studie binnen het interdepartementale onderzoeksprogramma Duurzame Technologische Ontwikkeling (DTO). ‘De conclusie was toen dat het energieverbruik minimaal is, de systemen en installaties worden vervaardigd uit eenvoudige grondstoffen zoals beton en staal, dat ze zeer betrouwbaar zijn en een lange levensduur hebben.’
Van der Graaf rekende die bevindingen uit de jaren negentig recentelijk nog eens door voor de huidige stand der techniek en komt tot de conclusie dat ze nog niets aan geldigheid hebben ingeboet. ‘Kleinschalige oplossingen, hoe sympathiek ze ook ogen, scoren minder vanwege hogere onderhoudskosten en duurdere procesvoering. CO2-reductie, het gescheiden opvangen en afvoeren van hemelwater, decentrale, kleinschalige zuivering, beperking van het waterverbruik bieden alleen schijnbare duurzaamheid. De on-duurzaamheid zit namelijk vooral in de restvervuiling die overblijft wanneer de rwzi het afvalwater heeft gereinigd, en daarnaast in de overstort vanuit het riool als dat bij hevige regen het water niet kan opnemen.’ Hiervoor worden in steeds meer gemeenten grote kelders gebouwd waarin het regenwater van stortbuien tijdelijk opgeslagen kan worden.
De waterkringloop wordt steeds meer gesloten wat betekent dat het afvalwater na zuivering zonder problemen op het oppervlaktewater kan worden geloosd en dat in de toekomst waarschijnlijk ook direct uit gereinigd afvalwater drinkwater kan worden bereid.
‘Dit gebeurt al in Singapore omdat de watervoorraad daar eindig is terwijl we in Nederland natuurlijk overvloedige regenval en constante rivieraanvoer kennen.’ In Singapore is de duurzaamheidsstrategie van DTO volgens Vander Graaf integraal toegepast: ‘Dertig jaar geleden was de situatie daar niet rooskleurig. Het drinkwater werd aangevoerd uit Maleisië, de rivieren waren sterk vervuild, bij regenval liepen grote delen van de stad onder water. De nachtschade, de behoefte die mensen ’s nachts doen, werd in tonnetjes afgevoerd. Het was milieuhygiënisch en gezondheidstechnisch een chaos. Nu wordt water nog slechts deels geïmporteerd en grotendeels wordt drinkwater bereid uit lokaal ingezameld water, afvalwater en zeewater.’ In Singapore wordt regenwater wèl via een apart systeem ingezameld. Dat is een kwestie van schaarste.
‘Als we ons blijven blindstaren op niet-relevante bijkomstigheden – zoals CO2-emissie in de waterkringloop reduceren – dan raken we voor de echt noodzakelijke technieken afhankelijk van landen zoals Singapore en dat lijkt me economisch een weinig aantrekkelijk perspectief. ’
Hoewel het huidige rioolstelsel en de rwzi’s nog lange tijd zullen meegaan, is er de afgelopen decennia natuurlijk veel veranderd. De grootste technologische ontwikkeling is de membraanfiltratie waardoor in sommige situaties al vanuit rioolwater in een enkele stap drinkwater kan worden bereid. Membranen zijn gemaakt van kunststof met hele fijne poriën waar watermoleculen doorheen kunnen maar moleculen van grotere (organische) verbindingen zoals polysachariden en eiwitten niet. Er zijn ook membranen die ionen tegenhouden. ‘Daardoor is het nu mogelijk om zeewater op grote schaal om te zetten in drinkwater tegen redelijke kosten – een euro per kubieke meter – en tegen een beperkt energieverbruik.’
Toen Van der Graaf veertig jaar geleden afstudeerde, stond afvalwaterreiniging in Nederland nog in de kinderschoenen. Een gemeente zoals Rotterdam loosde zijn riool rechtstreeks op de rivier. Den Haag had een persleiding naar zee, de ’smeerpijp’. De grote boosdoeners waren organische stoffen, fosfaten en nitraten in uitwerpselen maar in de loop van de jaren zestig ook het fosfaat in wasmiddelen. Deze nutriënten leidden tot overbemesting, en dientengevolge zuurstofgebrek en verstikkende algengroei die al het leven deed verdwijnen uit sloten en vaarten. Bekend zijn de beelden van massale vissterfte.
Eigenlijk leek de jonge chemisch technoloog Van der Graaf voorbestemd voor een baan in de chemische industrie, ‘directeur van Shell ofzo’, lacht hij nu. Hij studeerde in 1971 cum laude af aan de TU Eindhoven. ‘Maar niemand van mijn lichting vond een baan, heel merkwaardig.’ Er bleek opeens een economische recessie te heersen na bijna een kwart eeuw van ongekende economische groei. Nederland moest na de Tweede Wereldoorlog opnieuw worden opgebouwd en daarom werden de lonen kunstmatig laag gehouden. Zeker nadat de regering in 1964 de loonontwikkeling de vrije hand liet, explodeerden de salarissen met zo’n zestien procent. In 1971 kwam opeens een einde aan deze onstuimige groei.
Daar kwam in 1973 de eerste oliecrisis overheen. Omdat Nederland Israël steunde in de Yom Kippoeroorlog, kondigden de (Arabische) olieproducerende landen een boycot tegen Nederland (en de Verenigde Staten) af. Benzine ging (tijdelijk) op de bon. Van minister-president Joop den Uyl (PvdA) moesten Nederlanders de gordijnen ’s avonds dichttrekken om zo op de stookkosten te besparen. Van der Graaf: ‘Bedrijven stopten abrupt met personeel aannemen. Bij veel bedrijven zat er jaren nadien nog een gat in de personeelsopbouw. Er ontbrak gewoon een cohort.’
Maar er was ook een lichtpuntje. Nederlanders hadden oog gekregen voor de schaduwzijden van al die nieuwe welvaart. Dankzij die welvaart hadden ze meer vrije tijd, kochten fietsen, brommers en auto’s en trokken er op uit om er achter te komen dat veel natuur teloor ging door bergen afval en lozingen. In 1973 verscheen ook het geruchtmakende rapport van de Club van Rome, ‘Grenzen aan de groei’ dat waarschuwde voor het uitputten van natuurlijke hulpbronnen, zoals energie en…drinkwater.
Onder maatschappelijke druk werden de eerste milieuwetten ingevoerd waaronder de Wet Verontreiniging Oppervlaktewater (WVO). Van der Graaf: ‘Dat is een hele slimme wet omdat die voor het eerst een nieuw principe in de praktijk bracht, namelijk dat de vervuiler betaalt.’ De afvalproblematiek was niet langer iets dat we gratis bij de overheid konden parkeren; de overheid ging op zoek naar de bron, de vervuiler, en presenteerde die de rekening. Van der Graaf: ‘De opbrengsten van milieuheffingen vloeiden niet in de algemene middelen maar kwamen in een apart potje waaruit milieumaatregelen zoals rwzi’s konden worden bekostigd.’
’Men was in het buitenland duidelijk verder. Eigenlijk moest het vak afvalwaterbehandeling in Nederland nog helemaal worden ontwikkeld. Er was daar dus opeens heel veel werk aan de winkel voor ingenieurs.’ De jonge ingenieur Van der Graaf stapte dus in wat je de tweede sanitatierevolutie in Nederland zou kunnen noemen. De eerste sanitatierevolutie had plaats tussen grofweg 1850 en 1970. Door aanleg van een modern rioolstelsel in de steden en ontwikkeling van drinkwaterbedrijven die schoon water uit de duinen of uit diepe zandlagen betrokken, ging de volksgezondheid enorm vooruit. Voor die tijd dronken stadsbewoners veelal water uit putten die door de toenemende uitspoeling van fecaliën in het grondwater verontreinigd raakten. Uitbraken van cholera kwamen daardoor regelmatig voor tot het begin van de twintigste eeuw.
Het lozen vanuit het riool op open water ver buiten de stad had de stedelijke bevolking nadien gaandeweg gevrijwaard van ziekten maar naarmate de mensen meer vrije tijd en transportmiddelen tot hun beschikking kregen, gingen ze vaker buiten de stad bij open water recreëren en doemde het gevaar van ziekten weer op. Alleen in de grote steden zoals Amsterdam, Utrecht en Enschede had men voor de Tweede Wereldoorlog al rwzi’s gebouwd.
Maar afvalwaterzuivering kreeg pas in de jaren zeventig echt de wind in de zeilen. Van der Graaf: ‘Het was een fantastische tijd. De eerste opdracht waaraan ik meewerkte betrof de bouw van een rwzi in Nieuwveer bij Breda die gebruik maakte van het Amerikaanse Zimpro-proces waarbij het slib uiteindelijk wordt gekookt en vergaand ontwaterd. Toevallig is die installatie vorig jaar ontmanteld, na 41 jaar!’
Witteveen + Bos is op dit moment vooral gespecialiseerd in het adviseren over installaties die water volledig demineraliseren zodat het kan worden gebruikt voor het maken van stoom die bijvoorbeeld nodig is om olie te winnen met behulp van stoominjectie in oliehoudende bodemlagen. Op die plekken is water hoe dan ook al heel schaars waardoor het steeds opnieuw moet worden gebruikt en dus gereinigd dient te worden. Mineralen, die thuishoren in drinkwater, zijn taboe omdat ze bij het maken van stoom de installatie kapot maken.
De kennis en ervaring die Witteveen + Bos heeft over het bereiden van dit ‘ultrapuurwater’ (chemisch gezien zuiver H20) komt steeds meer van pas in de drinkwaterwereld omdat nu men het opruimen van bacteriële verontreiniging onder de knie heeft, chemische verontreiniging steeds meer een vraagstuk wordt dat om oplossingen vraagt. De moderne mens slikt steeds meer medicijnen, ‘die voor 99 procent via urine het lichaam verlaten.’
De eerste generaties anticonceptiepil dreigden mannetjesvissen van geslacht te veranderde doordat vrouwen die de pil slikten de hormonale stoffen in de pil uitplassen. Hoge concentraties hormonale stoffen die uiteindelijk in het drinkwater terechtkomen, bewerkstelligen op den duur verandering in geslachtskenmerken. Tegenwoordig is de hormoonspiegel in de pil daarom heel laag maar doordat de bevolking vergrijst worden steeds meer andere medicijnen geslikt, tegen allerlei ouderdomskwalen. Nazuivering met membranen biedt hier soelaas.
Het terugwinnen van medicijnen acht Van der Graaf echter weinig zinvol omdat de concentraties daarvoor te laag zijn en de verschillende oorspronkelijke stoffen niet goed afzonderlijk van elkaar uit het water te halen zijn. ‘Terugwinning van specifieke stoffen uit afvalwater kun je het beste doen waar die in hele hoge concentraties voorkomen. Denk aan bijvoorbeeld een patatfabriek of een papierfabriek.’
Ingenieurs die zuiveringsprocessen ontwerpen weten dat je bacteriën kunt ‘oefenen’ in het uitvoeren van specifieke taken zoals stikstof en fosfaat verwijderen. ‘Je kunt bacteriën ‘leren’ iets anders te doen omdat zij zich instellen op veranderende condities.’ De moderne biotechnologie, waarbij we direct aan de erfelijke eigenschappen sleutelen van bacteriën of zelfs een geheel nieuwe bacterie ontwerpen, zal volgens Van der Graaf geen hoge vlucht nemen in de afvalwaterzuivering. ‘Wel in de farmaceutische industrie. Genetisch gemodificeerde bacteriën genereren in de farmacie veel meer toegevoegde waarde dan in de afvalwaterzuivering. ’
‘In feite’, besluit hij, ‘is het werk grotendeels wel geklaard. We kunnen de waterkringloop sluiten. We kunnen nog doorwerken aan betere membranen maar een grote technologische doorbraak die de sector op zijn kop zet voorzie ik niet.’
Jaap van der Graaf-prijs
Op 10 januari 2014 wordt voor de vijfde keer de Jaap van der Graaf-prijs uitgereikt. De prijs wordt toegekend aan een student of onderzoeker, die in 2013 het beste Engelstalige artikel over de behandeling van afvalwater heeft geschreven en tijdens het onderzoek verbonden was aan een universiteit, onderzoeksinstituut, waterschap of adviesbureau in Nederland. De onderscheiding bestaat uit een geldbedrag van 5.000 euro en een glasobject en wordt jaarlijks toegekend.
Voor de voorwaarden voor deelname of het indienen van artikelen kan contact worden opgenomen met de jurysecretaris dr.ir. M.K. de Kreuk (TU Delft, m.k.dekreuk@tudelft.nl). De uiterste inzenddatum is 18 november 2013.
KENGEGEVENS
NAAM
Jaap van der Graaf
LEEFTIJD
65
TITEL
Professor ir.
OPLEIDING
Chemische Technologie, TU-Eindhoven 1971 (cum laude)
FUNCTIES
Directeur Witteveen+Bos (1988-2003
Adviseur Witteveen+Bos (2003-heden)
Hoogleraar Afvalwater TU-Delft (1989-2008)
(BEELDMATERIAAL)
(naam staande openingsfoto)
(naam portretfoto)
(QUOTES)
‘Kleinschalige oplossingen, hoe sympathiek ze ook ogen, scoren minder vanwege hogere onderhoudskosten en duurdere procesvoering.’
‘Blindstaren op bijkomstigheden – zoals CO2-reductie – maakt ons voor de echt noodzakelijke technieken afhankelijk van andere landen.’
‘Stoffen terugwinnen moet je doen waar die in hele hoge concentraties voorkomen, bijvoorbeeld in een patatfabriek of een papierfabriek.’
Als je zoals publicist en consultant Jak Boumans zo’n veertig jaar om je heen hebt gekeken in de wereld van de digitale informatievoorziening, dan moet de neiging om het allemaal eens goed te boekstaven onbedwingbaar zijn. En dus heeft Boumans, die ook jarenlang over digitale media publiceerde in De Ingenieur, het allemaal opgeschreven in het boek Toen digitale media nog nieuw waren – pre-internet in de polder (1967-1997)
Boumans is een feitenjunkie en een techie en dus krijgen we een minutieuze beschrijving van alle ontwikkelingen gedurende deze periode. Het is een wat opsommerig boek dus je moet wel van de thematiek houden. Maar als dat het geval is, dan is het boek een feest der herkenning, een nostalgische reünie met al die ontwikkelingen en gebeurtenissen die allang weer vergeten zijn: videotex, de cd-i (interactief), bulletin board systemen, akoestische modems. Het beeld dat er uit opstijgt is dat van vallen en opstaan maar vooral heel veel vallen in een aaneenschakeling van miskleunen: zeer vermakelijk in retrospectief.
Boumans laat zijn pre-internetgeschiedenis van de digitale media eindigen op 1 januari 1997. Waarom is niet helemaal duidelijk. In 1997 verdwenen de informatiedienst Videotex Nederland en Memocom om op te gaan in World Acces/Planet Internet, maar zo wereldschokkend was die gebeurtenis niet. Het World Wide Web, de toepassing die internet echt deed inburgeren bij brede lagen van de bevolking, werd al uitgevonden in 1991.
De rode draad voor zover die valt te ontdekken in het chronologische relaas, is dat allerlei bedrijven commerciële kansen roken en dachten dat de consument daar op zat te wachten. Dat viel tegen, vooral omdat veel van die technologie allerminst uitblonk door gebruiksgemak.
Een sleutelrol in Boumans’ boek is weggelegd voor de markante Pierre Vinken, de bestuursvoorzitter van uitgeefconcern VNU. Want al snel probeerde de klassieke uitgevers een voet tussen de deur te krijgen in een wereld die (nog) werd gedomineerd door staatsbemoeienis. De televisiewereld, waarin de Mediawet de overheid een allesoverheersende rol gunt, en de oude telefoniewereld van het staatsbedrijf der PTT wisten de anarchistische internet- annex computerwereld een tijdlang buiten de deur te houden: de uitgevers van gedrukte media moesten het doen met ASCII-databanken (die hoekige lettertjes op een monochroom scherm) zoals de Nederlandse Pers Databank, met alle berichten en artikelen van het ANP en de landelijke dagbladen, was voor professioneel journalistiek gebruik en niet openbaar.
Er was een tweestromenland, volgens Boumans: aan de ene kant de bestanduitwisselende computerwereld met ASCII (American Standard Code for Information Interchange)en aan de andere kant de (Europese) telefonie en televisiewereld die met Videotex (in Nederland Teletekst) aan de slag wilde. Via de druktoetsen van het telefoontoestel moest de gebruiker tekstpagina’s kiezen op het televisiescherm: niet echt handig.
De (commerciële) krantenuitgevers zagen Teletekst als een ‘grafisch’ (tekstberichten) communicatiemedium, maar de toenmalige (linkse, PPR-) minister Van Doorn van Cultuur Recreatie en Maatschappelijk Werk (CRM) beslist dat de publieke omroep Teletekst zou vullen. Hoewel Teletekst en in Frankrijk Minitel een succes werd, zijn het toch zeer geïsoleerde toepassingen in een wereld die stormenderhand werd verover met behulp van techniek zoals ASCII, het FTP/IP-protocol,het World Wide Web, browser, zoekmachines , platformen als Youtube, Facebook, draadloos internet, smartphones en tablets.
Er is kortom nogal wat gebeurd na 1997. ‘Toch meen ik dat er sinds de doorbraak van internet als digitaal platform een betrekkelijke rust heerst, de Internetbubble van 2000 daargelaten.’ Of de digital natives van begin twintig dat met deze oude rot eens zijn, valt te betwijfelen, maar het boek is ook voor hen verplichte historische kost.(EvdB)
Jak Boumans: Toen digitale media nog nieuw waren• Media Update Vakpublicaties • 320 blz. • € 37,50 • ISBN 978 90 07877300 5 7.
