Tag archieven: ingenieur

Vage logica onzichtbaar overal aanwezig (1996, nr. 9) FUZZY LOGICS IN CONSUMENTEN-ELEKTRONICA + TOEPASSINGEN IN INDUSTRIËLE PROCESBESTURING + OOK IN: VERKEERSMANAGEMENT, BEVEILIGING STROOMNET, (FINANCIËLE) BESLUITVORMING

22 mei 1996 Erwin Van den Brink

OMSLAGARTIKEL

FUZZY LOGICS IN CONSUMENTEN-ELEKTRONICA + TOEPASSINGEN IN INDUSTRIËLE PROCESBESTURING + OOK IN: VERKEERSMANAGEMENT, BEVEILIGING STROOMNET, (FINANCIËLE) BESLUITVORMING

Nederland dreigt achterop te raken

Vage logica onzichtbaar overal aanwezig

Het deze maand opgerichte DICI (Delft Institute for Computational Intelligence) moet helpen voorkomen dat Nederland achterop raakt in de vage logica, de wiskundige aanpak die tegenwoordig een sterke invloed heeft in de meet- en regeltechniek, maar inmiddels ook zijn invloed doet gelden op veel andere gebieden van wetenschap en technologie, zoals de ontwikkeling van kennissystemen.

– Erwin van den Brink –

De auteur is redacteur van De Ingenieur.

Nederland heeft volgens prof.ir. H.B. Verbruggen van de faculteit Elektrotechniek van de TU Delft ten opzichte van Japan, de VS en Europese landen waaronder vooral Duitsland een achterstand in de toepassing van vage logica of fuzzy logics. In Duitsland zijn grote bedrijven actief op dit gebied zoals Siemens en Klöckner-Müller, maar ook veel kleine bedrijven.

In Nederland valt vooral bij de produktontwikkeling in het midden- en kleinbedrijf nog een hoop zendingswerk te verrichten ondanks inspanningen van instellingen zoals het Centrum voor Micro-Elektronica (CME). DICI beoogt voor bedrijven de weg te effenen naar toepasbare kennis (bij de TU en TNO) over vage logica en meer in het algemeen over computational intelligence.

Wat is vage logica? De wiskundige methode is het eerst toegepast in de regeltechniek. Waarom? Mensen regelen eigenlijk alles vaag, dat wil zeggen niet met exacte waarden. De procesoperator die ’s morgens onder de douche staat regelt volgens de ‘als-dan’-regel die zo kenmerkend is voor vage regeling: ‘Als het water me te heet is, dan meng ik een beetje koud bij’, maar vraag hem niet wat ’te heet’ is en wat ‘een beetje koud’. Als hij om negen uur plaats neemt achter zijn controlepaneel in de zeeppoederfabriek doet hij vaak onbewust iets soortgelijks. Boven in een droogkolom zit een sproeikop die zeepsuspensie in druppels verspreidt die onderin moeten neerdalen als vlokken van ongeveer gelijke grootte; derhalve een proces met vage (namelijk ‘ongeveer’) regelaspecten. Weliswaar is het proces voorzien van een aantal conventionele PID-regelaars (zie Kader), maar een aantal regelkringen wordt door de procesoperator bestuurd.

‘De operators hebben in de loop der jaren zo veel ervaring opgebouwd, dat het proces redelijk in de hand te houden is’, legt Verbruggen uit. ‘Toch gaat het wel eens mis. Er doen zich onvoorziene omstandigheden voor, een operator heeft zijn dag niet, zijn inschatting is onjuist geweest. Als je hem vraagt wat voor regels hij hanteert, dan weet hij dat niet eens precies. Door de operator gade te slaan kunnen we verbanden ontdekken tussen de te regelen grootheden en bepaalde externe omstandigheden zoals temperatuur en vochtigheid. Die verbanden hebben een ‘als-dan’-karakter. Dat is een andere beschrijving dan een fysisch of mathematisch model waaraan technici doorgaans gewend zijn.’

‘Short cut’

De verbanden zijn niet lineair, maar ‘vaag’, rekkelijk, elastisch als het ware, net als in de alledaagse werkelijkheid waar we verbanden aangeven in taal en niet in wiskunde. Verbruggen: ‘Zo’n linguïstisch model kan daarom de werkelijkheid van een proces heel goed beschrijven. Soms is het zelfs de enige mogelijkheid om een systeem te beschrijven. Of het zou volgens de klassieke methode een enorme exercitie zijn. Vertaald in hardware zou dat enorme rekencapaciteit vergen. Vage logica is in die zin een short cut die even goede resultaten oplevert met gebruikmaking van bescheiden modellering en idem dito rekenkracht.’

Voor de moderne industriële procesbesturing is vage logica dan ook bijzonder geschikt. ‘Dank zij toepassing van vage logica kunnen menselijke ervaring en geleidelijkheid van overgangen tussen verschillende regelacties goed in een besturingssysteem worden verwerkt’, aldus Verbruggen.

Elektronische circuits, kleppen, ventielen en motoren kunnen echter niet met deze ‘als-dan’-regels en vage informatie uit de voeten. Zij zijn afhankelijk van harde waarden.

Exacte meetwaarden worden daarom eerst omgezet in vage grootheden zoals ‘heet’, ‘warm’ of ‘koud’. Een besturingssysteem dat werkt met ‘als-dan’-regels gebaseerd op vage logica, neemt dan een ‘vage’ beslissing zoals ‘voeg een beetje koud water toe’. Voor de aansturing van kleppen en ventielen moet die vage beslissing worden vertaald in een hard, crisp, getal: dit heet defuzzificatie, ‘ontvaging’.

Het mooie van vage logica is dat die omzetting van menselijke waarneming en besturing naar kunstmatige besturing veel natuurlijker is, veel meer aansluit bij de wijze waarop wij zelf met kennis omgaan, dan andere vormen van transformatie die voornamelijk zijn gebaseerd op ‘klassieke’ mathematische modellen zoals diffentiaalvergelijkingen .

Soepeler regelgedrag

Fuzzificatie is nodig om de transformatie te verzorgen van het crispe domein (bijvoorbeeld 35 °C) naar het vage domein (warm, heet of aangenaam). Verliezen we dan niet enorm veel informatie? Wel als onze indeling star is, harde grenzen heeft zoals 25…35 °C is aangenaam, 35…50 °C is warm en hoger dan 50 °C is heet. Maar dat is niet zo: vage verzamelingen overlappen elkaar namelijk gedeeltelijk, waardoor een temperatuur zowel aangenaam, warm als heet kan zijn, zij het in verschillende mate. Die mate waarin een temperatuur behoort tot een vage verzameling is een ander kenmerk. In de vage logica heet dat de ‘lidmaatschapsfunctie’ en zij wordt uitgedrukt in een fractioneel getal van 0 tot en met 1. De functie heeft vaak een trapezium- of piramidevorm. Waar de trapezia, dan wel pyramiden, elkaar overlappen, zie je dat oplopende waarden in afnemende mate behoren tot de ene verzameling en in toenemende mate tot de andere: de overgang is geleidelijk, vaag.

Door te rekenen met zulke vage verzamelingen krijg je een over het algemeen soepel regelgedrag. De regeling is rustiger omdat de instelwaarden veel geleidelijker veranderen. Een buschauffeur rijdt ook niet exact midden op de rijbaan, die nooit zuiver kaarsrecht is. Zou hij dat wel doen, dan werden zijn passagiers waarschijnlijk wagenziek van het geslinger. Dergelijk stuurgedrag zien we terug bij handmatige procesbesturing, maar ook in met fuzzy logics geregelde autofocussystemen van (Japanse) video- en fotocamera’s.

Kennissystemen

Japanners waren de eersten die fuzzy logics – ‘foezai’ in Anglojapans – op grote schaal toepasten in (draagbare) consumenten-elektronica. Europeanen pasten eerder al fuzzy logics toe in regelsystemen in de cementindustrie.

Vage logica vergt aanzienlijk minder rekencapaciteit. De benodigde micro-elektronica is daardoor compacter te houden. Verbruggen: ‘Samen met mijnbouwkunde hebben we de slijtage van een trencher, een sleuvengraver, beschreven. Hoe snel de tanden op de graafketting verslijten is afhankelijk van de bodemgesteldheid; die is niet exact te omschrijven, maar duidelijk is wel het causale verband tussen bijvoorbeeld de grootte van de te ontgraven rotsblokken en de slijtagesnelheid: if blocksize is small then bitconsumption is small, waarbij bitconsumption staat voor de slijtage van de graaftanden. Zo hebben we een model gemaakt met zestig regels die heel goed de slijtage beschrijven, zodat je weet hoeveel reserveonderdelen er nodig zijn.’

Ook is vage logica bruikbaar voor expert- en decision support-systemen die redeneren op basis van kennis die gerepresenteerd kan worden in ‘als-dan’-regels. In verzekeringsbedrijven kunnen kennissystemen worden gebruikt voor het berekenen van de risico’s en dus van de premies (zie De Ingenieur, nr. 15 van 27 september 1995, blz. 26-29). Daarnaast is vage logica geschikt voor systemen die vage contouren en patronen moeten herkennen, bijvoorbeeld een systeem dat handgeschreven tekst kan ‘lezen’ of een systeem dat in staat is om op een satellietopname bewolking van een bepaald type te herkennen.

Een dergelijk patroonherkenningssysteem zou weer onderdeel kunnen zijn van een veel groter kennissysteem dat uiteindelijk in staat zal zijn weersverwachtingen te maken, legt dr.ir. J.C.A. van der Lubbe uit. Hij is verbonden aan de vakgroep Informatietheorie van de faculteit Elektrotechniek TU Delft en een van de initiatiefnemers van DICI. Meteorologische kennis, vooral het interpreteren van satellietbeelden, heeft vage aspecten; wanneer is sprake van een wolk, van sluierbewolking en wanneer van heiig weer?

In zo’n kennissysteem wordt, anders dan bij procesbesturing, geen output teruggekoppeld. Het weer valt immers niet te regelen. Er kan wel een terugkoppeling achteraf in worden opgenomen waarbij het systeem kijkt in hoeverre de opgegeven weersverwachting is uitgekomen en waar dat aan ligt. Dit leren kan met bijvoorbeeld neurale netwerken (zie De Ingenieur nr. 20 van 6 december 1994, blz. 6-10), in dit geval fuzzyneurale netwerken (omdat zij niet altijd op vage logica gebaseerd hoeven te zijn).

Achterstand

Van der Lubbe werkt samen met het KNMI (Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut) en het NLR (Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium) aan een systeem voor meteorologen dat automatisch weersatellietbeelden interpreteert.

Van der Lubbe: ‘Om te zeggen dat Nederland hopeloos achterloopt is te sterk uitgedrukt, maar in het buitenland is men veel verder. In Duitsland bijvoorbeeld bestaan al veel grote door de overheid gesteunde samenwerkingsverbanden. Daar wordt alles ingezet op vage logica. Het is verbazingwekkend dat wij in Nederland niet voortvarender zijn.’

‘We zijn in Nederland vrij goed in fundamenteel onderzoek, maar vage logica wordt niet als zodanig gezien; als zuiver wiskundige behoor je je er niet mee bezig te houden’, zo verklaart Verbruggen het gebrek aan belangstelling voor vage logica. ‘In Duitsland is men toch pragmatischer. Dat is een land waar spullen gemaakt moeten worden. Vage logica komt daarbij van pas. Wij zijn geen maakland.’ Van der Lubbe denkt dat de Duitse cultuur, waarin men wat filosofischer is ingesteld, een vruchtbaarder bodem is voor vage logica.

Vage logica betekent niet alleen een fundamenteel andere benadering van het oplossen van meet-, regel- en besturingsproblemen, maar is volgens Van der Lubbe ook een breuk in het Westerse Cartesiaanse denken: de tegenstelling tussen enerzijds de werkelijkheid en anderzijds het beeld dat wij hebben van de werkelijkheid; een typische vorm van bipolair denken: iets is waar of niet waar. In het Oosterse denken heeft nooit zoiets bestaan als de klassieke logica. Mogelijk verklaart dat waarom vage logica daar zo’n hoge vlucht heeft genomen.

De fractionele getallen, waarin vage logica uitdrukt in welke mate iets behoort tot een bepaalde verzameling, interpreteren wij westerlingen al gauw als kansgetallen, statistiek: in ons wiskundig denken is gewoon geen plaats voor nuanceringen in termen van ‘een beetje waar’.

Van der Lubbe: ‘Mensen zijn in het dagelijkse leven meesters in het omgaan met vaagheid, maar we leren het af in de wiskunde.’

Toch werd al in de Europese klassieke oudheid behalve aan klassieke logica ook veel gewerkt aan vage logica, door Plato en Aristoteles; Plato onderscheidde gradaties tussen waar en onwaar. Van der Lubbe: ‘Nu langzamerhand het Cartesiaanse denken op de helling wordt gezet, ontstaat ook hier meer ruimte voor vage logica. Alleen binnen de technische universiteiten hebben we daar nog moeite mee. Buiten de TU’s tref je nauwelijks nog Cartesianen aan. Daar is men al lang af van het bipolaire denken in begrippen zoals waar en onwaar.’

(BIJSCHRIFTEN)

(BIJ OPENINGSBEELD DIA HOLLANDSE HOOGTE + OPENGEWERKTE CAMERA)

Op grote schaal werd fuzzy logics voor het eerst toegepast door de Japanners in consumenten-elektronica.

(Foto’s: Roberto Rizzo/HH, Amsterdam; Canon, Hoofddorp)

(QUOTE BIJ PORTRETFOTO)

‘Mensen zijn in het dagelijkse leven meesters in het omgaan met vaagheid, maar we leren het af in de wiskunde’, prof.ir. H.B. Verbruggen (links) en dr.ir. J.C.A. van der Lubbe

(Foto: Michel Wielick, Amsterdam)

(BIJ FOTO 1 EN 2)

Bij TNO en de TU Delft is een robotarm ontwikkeld die wordt bestuurd met vage logica; de arm is een hulpmiddel voor gehandicapten.

(Foto’s: TNO TPD, Delft)

(BIJ FOTO 3)

Met behulp van fuzzy logics is de slijtage van een sleuvengraver beschreven; aan de hand van een model met zestig regels kan worden bekeken hoeveel reserveonderdelen er nodig zijn.

(Foto: Vermeer International, Goes)

(KADER)

Onderzoek

DICI houdt zich bezig met afstemming van onderzoek en onderwijs op het gebied van vage logica, neurale netwerken, neurofuzzy algoritmen, approximate reasoning, fuzzy expertsystemen, genetische en evolutionaire algoritmen en chaotische systemen. DICI richt zich behalve op meet- en regeltechniek en patroonherkenning ook op nieuwe toepassingsgebieden zoals foutdetectie en -diagnose, maatschappelijke problemen, ondersteuning van besluitvorming, financiële beslisproblemen en planning- en schedulingproblemen.

Informatie: prof.ir. H.B. Verbruggen (E-mail: verbruggen@et.tudelft.nl) of dr.ir. J.C.A. van der Lubbe (E-mail: vdlubbe@et.tudelft.nl), TU Delft, faculteit der Elektrotechniek, postbus 5031, 2600 GA Delft, fax (015) 278 66 79.

(KADER)

Fuzzy regelaar

Bij een PID-regelaar staat ‘P’ voor het stuursignaal dat evenredig, proportioneel, is met het foutsignaal. De ‘I’ staat voor de regelactie ‘integreren’: de regelaar kijkt terug in de tijd naar het verloop in het verschilsignaal door dit te integreren. Op den duur zorgt deze regelactie ervoor dat het foutsignaal nul wordt. De ‘D’-regelactie differentieert het verschilsignaal: het meet de komende verandering en stemt daar de sturing op af.

In een PID-regelaar kunnen echter geen vage causaliteiten tussen subjectieve noties worden opgenomen zoals ‘als water te heet, dan een beetje koud bijmengen’. Daarvoor is vage logica nodig.

Op 19 april 1996 had in Leeuwarden een symposium plaats, georganiseerd door de Noordelijke Hogeschool Leeuwarden, waar prof.ir. H.R. van Nauta Lemke, oud-hoogleraar regeltechniek in Delft en in Nederland sinds begin jaren zeventig pleitbezorger van vage logica, de werking van een (willekeurige) vage regelaar uiteenzette.

Het voorbeeld heeft betrekking op een eenvoudig proces met een enkele in- en uitgang, geregeld door een fuzzy regelaar (afbeelding 1) die gebruik maakt van een proportionele en een differentiërende regelactie. Van belang zijn het verschilsignaal E en de afgeleide dE. E is het verschil tussen de gemeten en gewenste waarde terwijl dE de verandering weergeeft van E. Beide worden gemeten en als ingangssignaal voor de regelaar gebruikt, terwijl de uitgang U van de regelaar de (bij)sturing is van het proces.

Aangezien de meetwaarden E en dE in geval van een technisch proces niet vaag zijn maar hard, of crisp, moeten de grootheden eerst worden geclassificeerd, dat wil zeggen worden ondergebracht in vage verzamelingen. Die verzamelingen komen overeen met subjectieve noties zoals ‘groot’ en ‘klein’. Een meetwaarde is dan zowel groot als klein, maar in een verschillende mate die varieert van 0 tot 1 (of 0 % tot 100 %). De waarde is bijvoorbeeld met een mate van 0,4 ‘groot’ en een mate van 0,8 ‘klein’; de verschillende lidmaatschapsfuncties zijn niet elkaars complement, hun som hoeft niet atijd 1 te zijn.

We gaan er in dit voorbeeld vanuit dat vijf vage verzamelingen worden gedefinieerd voor zowel het signaal E als de afgeleide dE (afbeelding 2). De namen van die verzamelingen zijn negatief groot (NB), negatief klein (NS), ongeveer nul (Z), positief klein (PS) en positief groot (PB).

De sturing U wordt geclassificeerd in zeven vage verzamelingen (afbeelding 3): negatief groot (NB), negatief gewoon (NM), negatief klein (NS), ongeveer nul (Z), positief klein (PS), positief gewoon (PM) en positief groot (PB).

Het kennissysteem bevat de logische kennis over de besturing van het proces, in de vorm van kennisregels die vertellen wat er moet gebeuren in termen van ‘als-dan’-regels: ‘Als A, dan B’ Een voorbeeld van een dergelijke kennisregel is: als de fout E positief klein (PS) is en de verandering van de fout, dE, is ongeveer nul (Z), dan moet de sturing U positief klein (PS) zijn.

Tegelijkertijd kan op de gemeten waarde E echter ook een andere kwalificatie van toepassing zijn, zij het doorgaans in een andere mate of met een andere lidmaatschapsfunctie. Bijvoorbeeld: E is positief groot. Zoiets geldt ook voor dE: die waarde kan tegelijkertijd positief klein zijn. Er zijn derhalve ook gelijktijdig meer kennisregels van kracht, zij het in verschillende mate. De geldigheid van de gelijktijdige regels, in casu de stuurwaarde U die uit elke regel voortvloeit, wordt eveneens gewogen in ‘waarheidsgraden’ van 0 tot 1. Uit die weging wordt uiteindelijk een definitieve ‘harde’ stuurwaarde herleid.

Zowel E als dE behoren elk tot vijf vage verzamelingen en dus zijn 25 kennisregels mogelijk, gerangschikt in een matrix (afbeelding 4). Meer informatie bevat het toestandsvlak (afbeelding 5) waarin E en dE tegen elkaar zijn afgezet. De gearceerde stroken zijn de geleidelijke overgangen tussen de vage verzamelingen. De romeinse en arabische cijfers duiden de vage verzamelingen aan van E respectievelijk dE, de letters die van U.

Het zogenoemde ‘inferentiesysteem’ bepaalt welke van deze 25 regels in een bepaalde situatie van belang zijn. Voor de waarden van E en dE op tijdstip 1, E₁ en dE₁ zijn twee regels relevant waarbij de lidmaatschapsfunctie tussen haakjes staat:

-als E is positief klein (0,75) en dE is positief klein (1), dan is U positief medium;

-als E is positief groot (0,25) en dE is positief klein (1), dan is U positief groot.

De geldigheid van de regel, in casu van de voorgeschreven stuuractie U, is uit oogpunt van voorzichtigheid doorgaans gelijk aan de laagste waarde van de twee lidmaatschapsfuncties die horen bij E en dE. Hoe de waarden van E en dE worden getransponeerd naar U is te lezen in afbeelding 6.

Een tweede taak van het kennissysteem is: uit de geldigheid van de relevante kennisregels de resulterende sturing berekenen. U wordt als het ware bepaald uit een gewogen gemiddelde van de sturing die door de actieve regels wordt voorgeschreven. Een manier is de zwaartepuntmethode. We nemen de omtrekken van de twee grafieken die de verzamelingen U is positief klein en U is positief medium weergeven. Deze grafieken toppen we af op achtereenvolgens 0,75 en 0,25. Van de samengevoegde figuur die zo ontstaat nemen we het zwaartepunt; dát nu komt overeen met een harde, specifieke, stuurwaarde U.

(BIJSCHRIFTEN TEKENINGEN KADER)

Afb. 1

Afb. 2

Afb. 3

Afb. 4

Afb. 5

Afb. 6

Artikelen

Het klimaatdebat bij het KIVI in 1996 (deel 2, de beraadslagingen van de deskundigen)

8 mei 1996 Erwin Van den Brink

klimaatdebatComb3

OOK VÓÓR 1860 VERANDERINGEN IN TEMPERATUUR + SINDSDIEN 0,5 °C WARMER + INFRAROODABSORPTIEBAND CO₂ NOG NIET VERZADIGD + OF TOENAME CO₂ ANTROPOGEEN IS, STAAT ABSOLUUT NIET VAST + SAMENLEVING KWETSBAAR VOOR SNELLE KLIMAATVERANDERINGEN

Groot CO₂-debat aan vooravond verschijning Klimaatnota

Broeikaseffect geen probleem maar uitdaging

Fundamentalisme in de discussie over het broeikaseffect vertroebelt het uitzicht op technologische vernieuwing. Of het nu 1 °C of 2 °C warmer wordt en of de zeespiegel nu 10 cm of 20 cm stijgt, maakt in wezen niet zo veel uit. De Wereld heeft behoefte aan nieuwe duurzame energiebronnen en nieuwe technieken om de energie-efficiëntie te verhogen.

– Ir. Joost van Kasteren –

De auteur is free-lance journalist.

Met de conclusie dat het in wezen gaat om de noodzaak van ‘schone energie’, konden de deelnemers aan het CO₂-debat van De Ingenieur zich in grote lijnen verenigen. Niet eens was men het over de vraag of Nederland vergaande doelen moet nastreven voor het terugdringen van de CO₂-uitstoot. Wel over de aanbeveling dat het kabinet beter in kan zetten op een innovatie-scenario dan op een doem-scenario.

Het was een bijzonder debat op die steenkoude middag van 26 maart 1996 in de Presidentskamer van het KIvI-gebouw in Den Haag. Anders dan bij eerdere gelegenheden kenmerkte dit broeikasdebat zich door een evenwichtige uitwisseling van argumenten, zoals dr. Egbert van Spiegel treffend opmerkte. Van Spiegel, voormalig directeur-generaal van het Wetenschapsbeleid, zat erbij als ‘geïntrigeerd buitenstaander’.

Argumenten gingen over en weer, maar het bleven argumenten en werden zelden of nooit emoties. Alleen in het begin even, toen de geloofwaardigheid van het International Panel on Climate Change (IPCC) ter discussie werd gesteld. Het IPCC heeft in januari 1996 laten weten dat de mens een waarneembare (discernable) invloed uitoefent op de gemiddelde temperatuur op Aarde.

Volgens prof.dr. Frits Böttcher, emeritus hoogleraar theoretische fysica en chemie aan de RU Leiden, geeft het IPCC niet de stand van de wetenschap weer, maar de visie van een besloten club van wetenschappers en ambtenaren, die een open discussie met andersdenkenden vermijdt. Daarbij zwaait hij met een recente uitgave van het European Science and Environment Forum met als titel The Global Warming Debate, waarin het IPCC nogal fel wordt aangevallen.

Prof.dr. Jan Kommandeur, emeritus hoogleraar aan de RU Groningen en auteur van het artikel ‘Over geloof en weten in het CO₂-debat’ in dit nummer van De Ingenieur, erkent dat het IPCC vrij sterk naar één kant leunt bij het interpreteren van gegevens met betrekking tot het broeikaseffect. Voor Van Spiegel is dat aanleiding om te pleiten voor een open wetenschappelijk debat over het broeikaseffect, bijvoorbeeld onder auspiciën van de Koninklijke Academie van Wetenschappen.

Met algemene stemmen wordt voor het moment besloten om niet te gaan discussiëren over de geloofwaardigheid van het IPCC, maar om te proberen zo veel mogelijk uit te gaan van de nu bekende feiten.

Beschaafde schermutselingen

De discussie begint, vanzelfsprekend zouden we bijna zeggen, op het fysisch-chemische vlak. Wat is de temperatuur van de Aarde, wat is daarin de rol van CO₂, in hoeverre is die veranderd en hoe zeker weten we dat. Daarna volgen enkele beschaafde schermutselingen over klimaatmodellen en hun relevantie. Verschillen van inzicht blijven bestaan, maar staan het daaropvolgende debat over de maatschappelijke gevolgen van het broeikaseffect niet in de weg; met de al vermelde conclusie dat Nederland het best kan insteken op verregaande energiebesparing en het ontwikkelen van duurzame energiebronnen.

Het debat begint met de geruststellende mededeling van voorzitter dr. Kees Le Pair, directeur van de Stichting voor de Technische Wetenschappen (STW), dat hij niemand van de aanwezigen zal vragen om op te treden als referee bij het beoordelen van een onderzoekproject over het broeikaseffect. ‘Omdat we geen van allen zelf aan het front van wetenschappelijk onderzoek op dit gebied werken, zijn we allemaal secundaire waarnemers. Dat neemt overigens niet weg dat we er zinvol over kunnen discussiëren.’

Halve graad in 100 jaar

De eerste vraag die aan de orde komt, is of de gemiddelde temperatuur van de Aarde is gestegen. Le Pair en Van Spiegel vragen zich af wat de fysische betekenis is van de luchttemperatuur. Als we de Aarde beschouwen als een goed geleidende bol, zou de gemiddelde temperatuur 5 °C zijn. Geleidt de Aarde helemaal niet, dan krijg je verschillen die uiteenlopen van -273 °C aan de polen tot +120 °C aan de evenaar. Kun je eigenlijk wel iets zinnigs zeggen over de gemiddelde temperatuur van de Aarde en over de verdeling daarvan?

Dr. Aad van Ulden, hoofd Atmosferisch Onderzoek bij het KNMI, zegt dat er sinds 1860 voldoende rechtstreekse temperatuurmetingen beschikbaar zijn om de verandering in de gemiddelde temperatuur van de Aarde nauwkeurig te kunnen bepalen. Daarbij gaat het om de temperatuur op 1,5 m hoogte. Het blijkt dat in die periode de temperatuur ongeveer 0,5 °C (0,3…0,6 °C) is gestegen.

Böttcher stelt dat zich ook vóór 1860 veranderingen hebben voorgedaan in de temperatuur op Aarde, waarschijnlijk nog wel groter dan 0,5 °C (zie kader ‘Waarom Groenland Groenland heet’). Die metingen zijn echter veel minder nauwkeurig, pareert Van Ulden. Bovendien weet je niet, aldus prof.dr.ir. Pier Vellinga, hoogleraar en directeur van het Instituut voor Milieuvraagstukken van de VU Amsterdam, of die veranderingen zich wereldwijd hebben voorgedaan of alleen in bepaalde regio’s. Desondanks kan iedereen zich vinden in de constatering van Böttcher dat de gemiddelde temperatuurstijging met 0,5 °C ook een natuurlijke oorzaak kan hebben.

Wat zich minder makkelijk laat verklaren is, aldus Van Ulden, dat de temperatuur in de troposfeer stijgt en tegelijkertijd daalt in de lage stratosfeer. Dat klopt met de berekeningen die zijn gedaan met klimaatmodellen. Dat is geen bewijs, erkent hij, maar het wijst wel in de richting van atmosferische veranderingen door de uitstoot van broeikasgassen. Want als de troposfeer opwarmt doordat ze meer door de Aarde uitgestraald infrarood absorbeert, dan komt navenant minder infrarode straling terecht in de stratosfeer, die dan dus afkoelt. De afkoeling van de stratosfeer zou een bevestiging kunnen zijn voor de stelling dat de opwarming van de troposfeer een gevolg is van het versterkte broeikaseffect.

Vellinga voegt eraan toe dat het broeikaseffect ook niet strijdig is met fysische principes. Integendeel zelfs; al in de vorige eeuw kon de chemicus Arrhenius aannemelijk maken dat een verhoging van de concentratie koolstofdioxide leidt tot verhoging van de temperatuur. Ook de concentratie CO₂ is toegenomen, daar is aldus Kommandeur geen twijfel over mogelijk. De vraag is alleen of dat door menselijk toedoen is gebeurd.

Verstoring stralingsbalans

De vraag is wat het effect is van de waargenomen toename. Daarbij wordt in eerste instantie gekeken naar de verstoring van de stralingsbalans in de aardatmosfeer. ‘Dat is het best bekende onderdeel van het klimaatsysteem’, stelt Van Ulden. ‘Bovendien is het niet gebaseerd op aannamen, maar op first principles, wetmatigheden die in laboratoriumexperimenten zijn bevestigd.’

Böttcher wijst erop dat volgens de Britse onderzoeker Barrett waterdamp veel belangrijker is als verklarende variabele voor de waargenomen temperatuurstijging. Andere gassen zijn methaan, waarvan de produktie verdubbeld zou zijn als gevolg van een uitbreiding van rijst- en veeteelt, en de inmiddels verboden CFK’s.

Dat waterdamp een dominante factor is, zal niemand ontkennen, aldus Van Ulden. Zonder waterdamp geen broeikas en dus ook geen leven op Aarde. Volgens enkele deelnemers aan de discussie is de invloed van waterdamp autonoom en dus niet door menselijk handelen te beïnvloeden. Een overmaat aan waterdamp zou vanzelf condenseren. Anderen menen dat die veronderstelde autonomie niet geheel bewezen is als gevolg van de onzekerheid in klimaatmodellen.

Barrett blijkt weinig aanhangers te hebben. Daarmee is, volgens voorzitter Le Pair, overigens niet gezegd dat de waterdamphypothese onderuit is gehaald. Ook hier geven de modellen geen uitsluitsel. De conclusie is dat Barrett eerst maar eens een goed wetenschappelijk artikel moet publiceren met zijn theorie en bevindingen, dat dan vervolgens op Popperiaanse wijze op het aambeeld kan worden gelegd.

Verzadiging

Dan is er nog de suggestie dat de CO₂-spectraalband ‘verzadigd’ zou zijn. De aanwezige CO₂ zou reeds het door de Aarde uitgestraald infarood in het gebied tussen 13,7 micrometer en 16 micrometer tegenhouden; nog meer CO₂ zou het broeikaseffect niet verder versterken.

In het artikel van Kommandeur wordt al aangegeven dat die veronderstelling niet juist is. Het verloop van de absorptie over het spectrum heeft de vorm van een klok. Zelfs als een spectraallijn verzadigd zou zijn, blijft er nog een zekere mate van absorptie bestaan aan de flanken van het spectrum (13,7 micrometer en 16 micrometer). In het debat wordt deze stelling niet meer betwist.

Ook over de rol van methaan als broeikasgas is nog even gesproken. Het greenhouse warming potential (GWP) van dit gas, dat vrijkomt uit moerassen, rijstvelden en koeiekonten, is groter dan dat van CO₂. Het GWP wordt echter vastgesteld per eenheid van thans uitgestoten massa broeikasgas. Aangezien de uitgestoten massa CO₂ veel groter is dan die van methaan, draagt de toename van CO₂ ongeveer drie keer zoveel bij aan de huidige stralingsforcering als de toename van methaan, aldus Van Ulden. Bovendien neemt het relatieve belang van CO₂ in de toekomst toe; het verschil in bijdrage aan de broeikas wordt dus alleen maar groter.

Lachgas (N₂O) en CFK’s blijken ‘pro memorie’-posten. In dit debat wordt er in ieder geval niet verder op ingegaan.

De vraag is wat er gebeurt als de stralingsbalans verandert. Om dat in kaart te brengen heeft men zijn toevlucht genomen tot klimaatmodellen; modellen die de aardatmosfeer beschrijven. Als je de hoeveelheid CO₂ verdubbelt in die modellen en je houdt rekening met het effect van waterdamp, dan neemt de temperatuur toe met 2…3 °C. De recht-toe-recht-aan fysica van de stralingsbalans wordt echter danig verstoord door allerlei terugkoppelingen, zoals wolkenvorming, opname van warmte in oceanen en verandering van de albedo van de Aarde, de reflectie.

Böttcher wijst erop dat er bijvoorbeeld ook geen rekening wordt gehouden met aanpassingen in de vegetatie. Een verhoging van het koolstofdioxide-gehalte in de atmosfeer zal ongetwijfeld leiden tot extra opslag in planten en bomen. Daarnaast is er de opslag van CO₂ in oceanen, zowel in oplossing als via plankton en de vorming van kalk. Vaak worden deze als missing sink opgevoerd, maar erg veel bewijs is daar niet voor.

De vraag blijft, aldus voorzitter Le Pair, of we alle sinks wel kennen. ‘De aardatmosfeer bevat 750 gigaton CO₂, waarvan jaarlijks 550 gigaton in- en uitstroomt. Het aandeel van de mens in die instroom is minder dan 2 %. Daarvan levert Nederland dan weer ongeveer 1 %. De sources en sinks van de overige 98 % zijn bij lange na niet nauwkeurig bekend. Of de toename van CO₂ antropogeen is, is dan ook, aldus de voorzitter, absoluut geen vaststaand feit. Verder moet je rekening houden met het feit dat als de partiële druk van CO₂ in de atmosfeer stijgt, de opslag in oceanen en vegetatie waarschijnlijk ook toeneemt.

Missing sink

Vellinga gelooft niet dat de missing sinks een gemakkelijke uitweg vormen. Hij benadert de zaak van de andere kant. In de loop van vele miljoenen jaren is er koolstof opgeslagen in de vorm van olie, gas en steenkool. Op dit moment wordt die koolstof versneld teruggeleverd aan de atmosfeer. Een deel daarvan wordt inderdaad opgeslagen in allerlei sinks, zoals oceanen en vegetatie, maar die opslagcapaciteit is niet onbeperkt. Vellinga: ‘Ik vraag me ook af of die blijvend is. Met meer CO₂ in de atmosfeer groeien bomen weliswaar sneller, maar te zijner tijd neemt ook de decompositie (verrotting) toe en neemt de rol van vegetatie als sink voor koolstof weer af.’

Al met al blijkt de voorspellende waarde van modellen beperkt te zijn. Er zitten vele aannamen in, aldus discussieleider Le Pair, dus over de uitkomsten mag je best discussiëren. Het enige dat je kunt concluderen is dat een verdubbeling van CO₂-gehalte zal leiden tot een extra warmte-absorptie van ongeveer 4 watt per m² aardoppervlak.

Verstoring

Afgezien van de vraag of de verdubbeling van het CO₂-gehalte ook op zal treden, is de vraag of je mag verwachten dat een verandering van de stralingsbalans met een paar watt zal leiden tot een verstoring van het klimaat, preciezer geformuleerd, een significante verstoring.

Het lijkt er wel op. De natuurlijke variaties in de stralingsbalans, bijvoorbeeld als gevolg van vulkaanuitbarstingen, bedragen gemiddeld over een tiental jaren niet meer dan 1 Wm^-2. Een verdubbeling van de CO₂-concentratie leidt tot een extra warmte-absorptie van 4 Wm^-2.

Van Ulden concludeert hieruit dat een verdubbeling van het CO₂-gehalte een significante verstoring van het klimaat met zich meebrengt. ‘Wil het systeem weer in evenwicht komen, dan is een stijging van de temperatuur aan het aardoppervlak nodig van 1,2 °C. Houd je ook nog rekening met de bijbehorende toename van de concentratie waterdamp, dan kom je uit op een temperatuurstijging van 2 °C. Historisch gezien zijn dat geen kleine veranderingen.’

Dijken hoger

Hoe erg is dat? Volgens Kommandeur levert dat een verwachte stijging van de zeespiegel op in de orde van 20 cm. Niet iets om van achterover te vallen, maar Vellinga vindt dat wat te simpel. ‘Op de verwachte stijging van de zeespiegel kunnen we in Nederland wel anticiperen’, zegt hij. ‘Dat gebeurt ook al. Bij de verhoging van de rivierdijken en bij de stormvloedkering in de Waterweg is de verwachte stijging al meegenomen in de kansberekeningen. Het punt is echter dat temperatuurveranderingen ook kunnen leiden tot veranderingen van atmosferische druk, depressiebanen, windrichting en windkracht. Die zijn veel moeilijker te voorspellen, maar ze hebben wel effect op ontstaan en hoogte van stormvloeden. De toenemende verdamping leidt waarschijnlijk tot een intensivering van de hydrologische cyclus. Daardoor zal het ’s winters meer gaan regenen en neemt ook de intensiteit van de neerslag toe. Heviger buien dus en dat betekent hogere rivierafvoeren in de winter.’

Van Ulden wijst op de vermindering van het sneeuwoppervlak in de Alpen. Dat is niet alleen vervelend voor wintersporters, maar houdt ook in dat de waterbuffer in de Alpen kleiner wordt. Dat betekent weer dat de waterafvoer in de zomer kleiner wordt, met alle gevolgen vandien voor de scheepvaart in droge zomers.

In feite komt het erop neer, aldus Vellinga, dat we ons leven en ons land hebben ingericht op bepaalde gemiddelde verwachtingen over regenval, waterstanden en luchtstromingen. De vraag is of we daarop kunnen blijven vertrouwen of dat er veranderingen op zullen treden. Als bijvoorbeeld de Golfstroom zou gaan haperen, kunnen we, met een periodiciteit van enkele decennia, afwisselend een Zuidfrans klimaat en een Scandinavisch klimaat verwachten.

Van Ulden constateert dat we sowieso naar een ander klimaat gaan, al dan niet onder invloed van het broeikaseffect. ‘Of dat een goed of slecht klimaat is, doet niet ter zake; het klimaat laat zich niet vangen in een waarde-oordeel. Waar het om gaat is dat we kwetsbaar zijn voor snelle veranderingen.’

Van Ulden: ‘Daarbij gaat het niet alleen over dijkhoogten en maatgevende waterstanden. Wereldwijd zijn en worden agrarische systemen geoptimaliseerd op gemiddelde klimatologische omstandigheden. Veranderen die snel, dan kunnen mensenmassa’s gaan schuiven. Je krijgt volksverhuizingen waarbij de huidige stromen vluchtelingen nog zullen verbleken.’

Vellinga: ‘Je zou kunnen zeggen dat een eventuele verandering van klimaat leidt tot herverdeling van kosten en baten van het weer; met dien verstande dat een klimaatverandering in eerste instantie leidt tot kostenverhoging, onder meer in de vorm van misoogsten en overstromingen. Eventuele baten kunnen waarschijnlijk pas veel later worden gerealiseerd. Als het klimaat tenminste niet blijft veranderen.’

Maldiven

Voor Nederland is de verwachte stijging van de zeespiegel niet heel dramatisch. Voor een aantal eilandstaten zoals de Maldiven en de Seychellen, maar ook voor een land zoals Bangladesh ligt dat heel anders. Is er iets bekend over de omvang van het probleem; over hoe veel mensen gaat het bijvoorbeeld?

Naar aanleiding van die vraag ontstaat een discussie over morele aspecten. Vellinga vindt verplaatsen een verkeerd uitgangspunt, een vorm van technocratisch denken. ‘Als je alleen al kijkt naar de ellende die de ontruiming van die paar huizen op Schokland teweegbracht, dan kun je dat mensen niet aandoen.’

Böttcher is het daar niet helemaal mee eens. Hij trekt een vergelijking met het sluiten van de kolenmijnen in West-Europa: heel vervelend, zeker voor de betrokkenen, maar het laat zien dat mensen voldoende veerkracht hebben om ergens anders opnieuw te beginnen. Böttcher: ‘Het zou een enorme operatie zijn om 8 miljoen mensen te verhuizen’, zegt hij, ‘maar het is niet onmogelijk.’

Moreel verplicht

Vellinga vindt dat er een essentieel verschil is tussen een aardbeving en het broeikaseffect. Het broeikaseffect wordt namelijk door mensen veroorzaakt en wel in het bijzonder door de landen van de Oeso en Oost-Europa. Vellinga: ‘Omdat wij het systeem verzieken, zouden de mensen in Bangladesh en de Maldiven moeten verhuizen. Alleen dat al zou voldoende reden moeten zijn om de uitstoot van koolstofdioxide in de geïndustrialiseerde landen verregaand te verminderen. We zijn er als het ware moreel toe verplicht.’

Voorzitter Le Pair wil de discussie toch wat pragmatischer houden en vraagt zich af hoe relevant de Nederlandse bijdrage is op wereldschaal. ‘Nederland draagt 1 % bij aan de uitstoot van koolstofdioxide als gevolg van het verstoken van fossiele energie. Stel dat we dat met 10 % verminderen, dan is dat nog niets, vergeleken met de totale uitstoot in de Wereld.’

Vellinga erkent dat de bijdrage van Nederland gering is, zeker vergeleken met de te verwachten bijdrage van bijvoorbeeld China, dat massaal op steenkool overstapt. ‘Waar het om gaat is echter dat wij per hoofd van de bevolking veel meer CO₂ produceren. Op dit moment is dat in Nederland 3,5 ton per jaar, terwijl de uitstoot in China 0,3 ton per hoofd van de bevolking is. Stel dat de uitstoot per hoofd groeit met 7 % per jaar, dan zitten ze over twintig jaar op 1,2 ton per jaar. Als wij de uitstoot gelijk weten te houden, produceren we per hoofd nog bijna drie keer zo veel. Het is dus niet juist om niets te doen en ondertussen naar China te wijzen.’

Böttcher vindt ook dat we verplicht zijn om er iets aan te doen, maar uiteindelijk gaat het volgens hem toch om de totale hoeveelheid CO₂. We moeten ons niet in allerlei bochten gaan wringen om alleen hier de uitstoot met een paar procent omlaag te brengen. Dat levert niets op. We hoeven geen gidsland te zijn op CO₂-gebied.

Dominee of koopman

Het argument van de rechtvaardige verdeling, zeg maar het argument van de dominee, blijkt te mager als basis voor actie. Meer bijval is er voor het ‘argument van de koopman’, zoals verwoord door dr. Gerda Dinkelman, politicologe en werkzaam bij de afdeling Beleidsstudies van het ECN. Ze promoveerde eind 1995 op een beleidsanalyse van de verzuring en van het broeikaseffect.

Volgens Dinkelman is er een essentieel verschil tussen het verzurings- en het broeikasbeleid. Terugdringen van de verzuring, zo zegt ze, kost geld. Rookgassen moeten worden gereinigd, auto’s worden voorzien van een katalysator. Terugdringen van de uitstoot van koolstofdioxide daarentegen levert geld op, namelijk in de vorm van energiebesparing. Opslag van CO₂ daarentegen kost alleen maar geld.

Het stimuleren van energiebesparing kan, zo meent Dinkelman, de aanzet vormen tot de ecologische modernisering van de Nederlandse economie; het opnieuw doordenken van processen en produkten met als leidraad het zo min mogelijk belasten van het milieu. Die ecologische modernisering kan ons op wat langere termijn geld opleveren in de vorm van schone, energiezuinige produkten en processen.

Van Spiegel, als DG Wetenschapsbeleid indertijd verantwoordelijk voor het verschijnen van de Innovatienota, springt er meteen op in. ‘Ik weet nog hoe veel moeite het indertijd kostte om mensen ervan te overtuigen dat je gebruik moest maken van je comparatieve voordelen’, zegt hij. ‘Ik denk dat ecologische modernisering Nederland zo’n comparatief voordeel kan verschaffen.’

Dominee en koopman

De belangen van de koopman en de normen van de dominee blijken dus aardig parallel te lopen; zoals vaker in Nederland overigens. De vraag is hoe je dat zou moeten invullen in een CO₂-beleid. Er moet geïnvesteerd worden, maar waarin. In de ontwikkeling van nieuwe, energiezuinige technologie, of in de modernisering van de kolencentrales in China met bestaande technologie?

Vellinga voelt wel iets voor een benadering over beide sporen. Nederland zou een deel van zijn geld kunnen investeren in het ‘up to date’ maken van de kolencentrales in China. Het merendeel zou gestoken moeten worden in technieken en systemen die de CO₂-uitstoot in Nederland op de lange termijn terug moeten brengen tot 1 ton per hoofd per jaar. Die technieken en systemen zouden we te zijner tijd weer naar Zuidoost-Azië kunnen exporteren.

Van Ulden voelt niet zo voor een tweesporenbeleid. Volgens hem moeten we investeren in maatregelen die op de langere termijn een echte mondiale oplossing bieden. Het lijkt daarom beter om ons geld te zetten op de ontwikkeling van nieuwe technieken en systemen, zodat die over twintig, dertig jaar ingezet kunnen worden. Niet alleen bij ons, maar ook in China.

Regeringsnota

Kommandeur wil het debat naar de actualiteit trekken en vindt Van Spiegel aan zijn zijde. ‘Ik verplaats me even in de regering’, zegt Kommandeur. ‘Dan sta ik voor het probleem dat ik een CO₂-nota moet schrijven. Wat moet daarin?’

Hij geeft zelf het antwoord. ‘Kern van het CO₂-beleid is kalm aan met energie. Het energieverbruik moet omlaag en de efficiëntie moet omhoog, omdat daardoor de brandstofvoorraden langer mee gaan; omdat het technologie oplevert die we kunnen exporteren en – als laatste – omdat daardoor de uitstoot van CO₂ vermindert.’ Zeg maar de no regret-aanpak, ofwel de dingen doen die je toch al wilde doen, met wat meer nadruk op energiebesparing.

Ook Van Spiegel voelt voor een dergelijke instrumentele aanpak; inzetten op technologie voor verbeteren van de energie-efficiëntie. ‘Ik zie meer heil in een innovatiestrategie dan in een ideologisch-ethisch getinte aanpak. Als je mensen voor een uitdaging stelt, maak je een hele hoop creatieve energie los.’

Voor Vellinga maakt het eigenlijk niet zo veel uit of je inzet op een ideologisch-ethische strategie of een innovatiestrategie. ‘Als er eindelijk maar eens iets zou gebeuren. Wat mij hindert is de traagheid van onze maatschappelijke structuren; er kan veel meer dan we nu doen. Dus laten we ophouden met fundamentalistische discussies en een keer echt beginnen.’

(BIJSCHRIFTEN)

(BIJ OPENINGSFOTO VAN RONDE TAFEL; DIA’S BIJ COVER INGELEVERD)

Discussie op 26 maart in het KIvI-gebouw. In tegenstelling tot eerdere openbare bijeenkomsten kregen hier emoties niet de overhand. V.l.n.r.: ………………………….

(Foto’s: Michel Wielick, Amsterdam)

(QUOTES BIJ PORTRETTEN)

‘We gaan hoe dan ook naar een ander klimaat, al dan niet onder invloed van het broeikaseffect’, Van Ulden

‘Omdat wij het systeem verzieken, zouden de mensen in Bangladesh en de Maldiven moeten verhuizen?’, Vellinga

‘Een verhoging van het koolstofdioxide-gehalte in de atmosfeer zal ongetwijfeld leiden tot extra opslag in planten en bomen’, Böttcher

‘Ik zie meer heil in een innovatiestrategie dan in een ideologisch-ethisch getinte aanpak’, Van Spiegel

‘Terugdringen verzuring kost alleen maar geld; terugdringen CO₂ levert daarentegen geld op in de vorm van energiebesparing’, Dinkelman

‘Kern van het CO₂-beleid is: kalm aan met energie. Omdat het exporttechnologie oplevert en – als laatste – omdat zo de uitstoot van CO₂ vermindert’, Kommandeur

‘De mens zorgt voor minder dan 2 % van de CO₂-instroom. De sources en sinks van de overige 98 % zijn bij lange na niet nauwkeurig bekend. Of de toename van CO₂ antropogeen is staat dus absoluut niet vast’, Le Pair

(KADER IN TEKST ONDER TUSSENKOP ‘HALVE GRAAD IN 100 JAAR’)

Waarom Groenland Groenland heet

Ook na de laatste IJstijd hebben zich veranderingen voorgedaan in temperatuur, aldus Böttcher. In de Middeleeuwen heeft Europa een klimaat-optimum gekend, waarbij zelfs in Groot-Brittannië wijngaarden bestonden. In die periode was Groenland groen. Later kregen we te maken met een kleine IJstijd.

Deze natuurlijke temperatuurvariaties zijn een stuk hoger dan 0,5 °C. Bovendien deden ze zich voor in perioden waarin er nog geen CO₂-uitstoot was als gevolg van het verbranden van fossiele brandstoffen.

Böttcher wijst er verder op dat twee Deense meteorologen een correlatie hebben aangetoond tussen temperatuurverloop en variaties in zonnevlekken over de laatste twee eeuwen. Die variaties zijn ruim voldoende om ook de temperatuurstijging van 0,5 °C in de afgelopen honderd jaar te verklaren. Het punt is dat er geen duidelijk fysisch verband bekend is tussen zonnevlekken en temperatuur.

Overigens hebben zich in het grijze verleden perioden voorgedaan waarin de concentratie CO₂ veel hoger was dan nu, zonder dat het klimaat uit de hand liep, althans voor zover valt af te leiden uit fossiele bronnen.

(KADER ONDER TUSSENKOP ‘VERZADIGING’)

Geluk of wijsheid

Hoe betrouwbaar zijn de klimaatmodellen eigenlijk, vraagt Van Spiegel zich af. In hoeverre zitten er allerlei aannamen en kunstgrepen in om te voorkomen dat ze ‘uit de hand’ lopen. En als dat zo is, kun je er dan nog voorspellingen mee doen?

Böttcher vindt van niet, zeker niet over een periode van honderd jaar, zoals het IPCC doet. Zulke voorspellingen zijn veel te voorbarig. Kommandeur valt hem bij. Hij heeft ervaring met eiwitmodellen, die veel nauwkeuriger zijn beschreven dan het klimaat. Zelfs bij die modellen doen zich rare verschijnselen voor. Een klimaatberekening heeft waarschijnlijk een chaotisch karakter, zegt hij, net als weermodellen. Dat betekent dat kleine fouten in de aanvang van een berekening zich exponentieel voortplanten en uiteindelijk onzin genereren. Dat komt door de niet-lineariteit van de berekening en door het voorkomen van tegen- en meekoppelingen. Een eis aan een klimaatmodel moet zijn dat de uitkomsten fysisch inzichtelijk zijn.

Van Ulden ontkent niet dat de huidige klimaatmodellen in een aantal opzichten rammelen. Toch zijn ze inmiddels wel zo ver ontwikkeld dat ze een klimaat genereren dat overeenkomt met het huidige klimaat; niet alleen globaal, maar ook regionaal, bijvoorbeeld met betrekking tot de neerslagverdeling op Aarde. Hebben ze daarmee ook enige voorspellende waarde? Vellinga meent van wel. ‘De modellen voor het wereldklimaat zijn ook gebruikt om te voorspellen wat het effect zou zijn van de uitbarsting van de vulkaan Pinatubo op de Filipijnen. Daaruit bleek dat de temperatuur tijdelijk met 0,5 °C zou dalen. Dat is ook gebeurd. Hetzelfde geldt voor het voorspellen van de effecten van El Niño (de periodiek terugkerende warme golfstroom voor de kust van Peru, JvK). Volgens mij mag je die modellen best gebruiken om voorspellingen te doen.’

Van Ulden relativeert het vertrouwen dat Vellinga in de klimaatmodellen stelt. ‘Gezien de traagheid van klimaatsystemen is het mij een raadsel hoe die 0,5 °C temperatuurdaling heeft kunnen kloppen. Ik denk dat een toevallige natuurlijke klimaatfluctuatie ook tot een ander netto resultaat had kunnen leiden.’ Meer geluk dan wijsheid dus dat de voorspelling uitkwam.

Verder wil Van Ulden erop wijzen dat de voorspellingen van het optreden van El Niño niet gedaan zijn met klimaatmodellen maar met behulp van statistiek. ‘Zo’n voorspelling is echter tot nu toe maar één keer met succes toegepast.’

(KADER ONDER TUSSENKOP ‘DOMINEE EN KOOPMAN’, NB: ‘EN KOOPMAN’)

Streefcijfers

Bedrijven en huishoudens nemen niet vanzelf allerlei ingrijpende maatregelen om het energieverbruik en daarmee de uitstoot van CO₂ te verminderen. Een mogelijke stimulans is het stellen van kwantitatieve doelen. Streefcijfers dus, zoals die ook worden gesteld voor bijvoorbeeld het terugdringen van de werkloosheid.

Op dit moment geldt het streven om de uitstoot in 2000 met 3 % te verminderen ten opzichte van 1990. Na 2000 blijft, althans volgens de laatste Energienota, de uitstoot stabiel. Volgens Vellinga zijn de streefcijfers van Wijers te weinig ambitieus. ‘Duitsland stelt een vermindering voor met 15…20 % in 2010 en zelfs Engeland is bereid om de uitstoot met 5 % te verminderen.’

Van Ulden vindt het noemen van streefcijfers ongerijmd. ‘Ik weet wel een manier om te zorgen dat de uitstoot van CO₂ per hoofd van de bevolking omlaag gaat’, zegt hij. ‘Alle kolencentrales ombouwen op aardgas. Op termijn levert dat natuurlijk nauwelijks een bijdrage aan de oplossing van het probleem.’

Böttcher toont zich niet geïmponeerd door de Duitse ambities op het gebied van CO₂-uitstoot. ‘Ze kunnen zo veel verdienen door centrales en bedrijven in het voormalige Oost-Duitsland te saneren’, zegt hij. ‘Het zou een schande zijn als ze het niet zouden halen.’

Afgezien daarvan is hij niet voor streefcijfers als doel. ‘Dat zegt zo weinig’, vindt hij. ‘Bovendien zou je in je streven om de vastgestelde reductiepercentages te halen ertoe kunnen besluiten om de aluminiumindustrie en andere energie-intensieve bedrijfstakken uit Nederland weg te jagen. Voor de totale uitstoot van koolstofdioxide levert dat natuurlijk niets op. Behalve misschien als ze naar IJsland gaan en op waterkracht gaan draaien.’

Volgens Dinkelman en Vellinga is het hanteren van streefcijfers wel zinvol. Dinkelman: ‘Per sector kun je doelen stellen voor verbetering van de efficiëntie. Het kan echter een stimulans zijn om als land een totaaldoelstelling voor CO₂ te hebben, een soort paraplu-norm.’

Artikelen

Klimaatdebat mmv ministerie VROM bij KIVI, 1996 met prof. dr. Jan Kommandeur, prof. dr. ir. Pier Vellinga, dr. Frits Bottcher e.v.a.

8 mei 1996 Erwin Van den Brink

Hier klikken voor de PDF: klimaatdebatComb

HET WORDT ENKELE GRADEN WARMER + NEDERLAND KAN DE GEVOLGEN AAN + BEDREIGING VOOR KLEINE EILANDSTATEN + MAATREGELEN HEBBEN PAS OVER 10…20 JAAR EFFECT + KLIMAATVERANDERING DUURT 50...200 JAAR + GEEN GROTE STORMEN + GEEN AMERSFOORT AAN ZEE

Broeikastheorie kent veel meer onzekerheden dan zekerheden

Over geloof en weten in het CO₂-debat

De Klimaatnota van de regering, die deze maand verschijnt, en de publikatie van het 1995-rapport van de IPCC (the Intergovernmental Panel on Climate Change) hebben de kwestie van het broeikaseffect weer aan de orde gesteld. Het valt daarbij op dat maar weinig Nederlandstalige literatuur beschikbaar is, waarin duidelijk wordt uiteengezet wat het broeikaseffect nu eigenlijk is. Dat maakt het moeilijk om tot een afweging te komen. Voor een beter geïnformeerde meningvorming moeten we feiten scheiden van aannamen en veronderstellingen.

– Prof. dr. Jan Kommandeur –

De auteur is emeritus hoogleraar fysische scheikunde van de Rijks Universiteit Groningen.

Hoe komt de Aarde aan zijn temperatuur? Onze planeet is een door vacuüm zeer goed geïsoleerde bol die vrijwel alleen door de Zon wordt verwarmd. Hoe groot is het vermogen dat op de Aarde wordt ingestraald? Als eenheid nemen we de hoeveelheid energie die per seconde door een loodrechte denkbeeldige kolom dampkring met een doorsnede van één vierkante meter vloeit: de fluxdichtheid (S). De hoeveelheid zonne-energie die zo de Aarde bereikt, is S = 1368 watt per m².

De blote Aarde

De Aarde presenteert aan het zonlicht een oppervlakte van πR², waarin R de straal van Aarde plus de atmosfeer is. Het door de Aarde ontvangen vermogen van de Zon is dus πR²S. De totale oppervlakte van de Aarde is 4πR². De over tijd en ruimte gemiddelde flux aan de rand van de atmosfeer is dus ¼S = 342 Wm^-2. Van deze inkomende straling wordt 31 %, dat is 106 Wm^-2, door het aardsysteem gereflecteerd en dus wordt er gemiddeld 236 Wm^-2 aan zonnestraling door Aarde en atmosfeer geabsorbeerd.

In de stationaire toestand, als de temperatuur van de Aarde constant blijft, moet ook gemiddeld 236 Wm^-2 aan infrarode (IR) straling (‘warmte’) de Aarde verlaten. Daardoor heeft de Aarde een eindige temperatuur. Die kunnen we berekenen door de Aarde op te vatten als een bron van infrarode straling met een spectrum dat wordt gegeven door de Wet van Planck. Door nu de energieën bij alle golflengten bij elkaar op te tellen, krijgen we de wet van Stefan-Boltzmann: W = σT⁴, waarbij σ de stralingsconstante (5,67032 x 10^-8 Wm^-2) is, T de absolute temperatuur en W het uitgezonden vermogen zijn. Eenvoudig invullen levert voor W = 236 Wm^-2 een temperatuur van 254 K. Van grote afstand ziet de Aarde er dus uit als een bol met een temperatuur van 254 K ofwel -19 °C. Al deze waarden zijn nauwkeurig tot op één of twee eenheden, reden waarom men ook wel -18 °C als ‘stralingstemperatuur’ ziet.

Ruwweg wordt onze berekening bevestigd door metingen van de temperaturen op de Maan, die immers ‘bloot’ is.

De aangeklede Aarde

Gelukkig is -19 °C niet de gemiddelde temperatuur waarbij wij moeten leven. Want er is meer aan de hand dan het stralingsevenwicht. Er is namelijk het broeikaseffect. Dat de gemiddelde temperatuur op Aarde reeds jaren ongeveer 15 °C is, dus 34 graden hoger dan de ‘stralingstemperatuur’, is aan dat effect te danken.

Wat is het nu precies, dat broeikaseffect? Daarvoor moeten wij eerst de samenstelling en de temperatuurverdeling van de atmosfeer bekijken.

De atmosfeer bestaat ruwweg voor 4/5 deel uit stikstof (N₂), 1/5 uit zuurstof (O₂) en 1 % uit het edelgas argon. Daarnaast bevat de dampkring zogenoemde broeikasgassen waaronder water (H₂O), het verbrandingsgas (ook wij ademen het uit) koolstofdioxide (CO₂), methaan (CH₄), lachgas (N₂O) en ozon (O₃). Deze broeikasgassen hebben de eigenschap in hun moleculaire trillingen infrarood licht te absorberen omdat ze asymmetrisch zijn; ze bestaan uit verschillende atomen. Zuurstof (O₂) en stikstof (N₂) bestaan elk uit twee identieke atomen en absorberen geen infrarood vanwege hun symmetrie.

Naast de samenstelling is het verloop van de temperatuur in de atmosfeer over verschillende hoogten belangrijk. Aan het aardoppervlak heeft de atmosfeer een gemiddelde temperatuur van 15 °C. Zij koelt vervolgens 6 °C per km af tot op ongeveer 14 km hoogte een minimum van pakweg -70 °C wordt bereikt. Dit niveau heet de tropopauze. Hieronder spreken we van troposfeer, daarboven van stratosfeer. Als we in de stratosfeer komen en we blijven doorstijgen, dan zal de temperatuur weer toenemen met zo’n 2 °C per km. Dat komt doordat de daar aanwezige ozon inkomend ultraviolet licht absorbeert. Die temperatuurstijging gaat door totdat geen omgevingstemperatuur meer gemeten kan worden omdat de atmosfeer daarvoor dan te ijl is.

De pure stralingsafkoeling van de troposfeer bedraagt ongeveer 1 °C per dag, voor ongeveer 80 % veroorzaakt door straling die afkomstig is van waterdamp. Maar ook de afwezigheid van waterdamp kan een rol spelen. Daardoor kan de Aarde ongehinderd naar het heelal stralen. In een woestijnnacht is dat duidelijk merkbaar; het koelt dan snel af. Wéér moet worden opgemerkt dat de getallen gemiddelden zijn. Zeker het latente verticale transport kan in sommige gebieden oplopen tot meer dan tien maal de gegeven waarden. Het overschot wordt afgevoerd door horizontale luchtcirculatie. Sommigen hebben daarom voorspeld dat een extra broeikaseffect tot grote stormen zou leiden, maar dat is zeer speculatief.

Modellen

Het globale begrip van de atmosfeer is empirisch goed ontwikkeld. Dat wil niet zeggen dat men de gevolgen van veranderingen eenvoudig kan uitrekenen. Daarvoor is het systeem veel te ingewikkeld. Te meer omdat er complexe zogenoemde mee- en tegenkoppelingen in voorkomen. Om tot kwantitatieve uitspraken te komen moet men gebruik maken van (grote) computers.

De oudste modellen waren globaal. Zij hadden een wereldwijd karakter. Alles werd uitgerekend aan de hand van gemiddelden voor de hele Aarde. Dat schept problemen. Het CO₂-gehalte zal wel zo’n beetje overal gelijk zijn, alhoewel de seizoenschommelingen die men overal heeft gemeten wel aangeven dat de menging (wereldwijd) op termijn van één jaar niet volledig is. Maar hoe zit het met de gemiddelde temperatuur? Hoe dicht moet het net zijn waarmee men die meet en hoe moet men de getallen wegen met het oppervlak waarvoor ze kenmerkend worden geacht? Of moet men de meetdichtheid blijven verhogen totdat het niets meer uitmaakt als men meetpunten toevoegt? Het lijkt erop dat men dat punt nu heeft bereikt, maar is dat waar voor alle andere gegevens waarover men dient te beschikken? Natuurlijk heeft men de beschikking over satellietgegevens over de wolkenbedekking, maar kan men altijd nauwkeurig hun reflectiviteit voor kortgolvige straling en absorptievermogen voor langgolvige straling bepalen? En voor globale modellen: welke rol speelt de structuur in de wolkbedekking die op wereldschaal niet kan worden meegenomen? Vragen te over.

Overigens bestaan er ook zekerheden. De albedo (= weerkaatsing) van de Aarde (0,31) is goed bekend, evenals de samenstelling van de dampkring en de optische eigenschappen van de samenstellende delen. Die eigenschappen zijn bijvoorbeeld hun brekingsindex voor kortgolvig licht om de strooiing ervan te berekenen en hun absorptiebanden in het infrarood.

Met deze absorptie is overigens voor de in wat hogere concentratie aanwezige gassen zoals CO₂, CH₄ en N₂O nog iets bijzonders aan de hand. Weliswaar is er tot op een hoogte van 14 km slechts een geringe concentratie van deze gassen, maar er is toch zoveel CO₂ aanwezig dat alle infraroodemissie van de Aarde in het golflengtegebied tussen 13,7 μm en 16 μm al in de eerste 100 meter wordt opgenomen in de atmosfeer. Dat heeft sommigen ertoe verleid te stellen dat deze absorptie al is ‘verzadigd’ en dat verder toevoegen van CO₂ geen effect zou hebben. Dat is niet juist.

Als we de mate waarin infrarood wordt geabsorbeerd, afzetten tegen de golflengten, dan krijgen we een klokkromme: in het midden van het golflengtegebied is zij het hoogst. Naar de flanken (13,7 μm en 16 μm) wordt zij wel minder, maar er blijft een zekere mate van absorptie bestaan. Deze flankabsorptie verzadigt veel minder gauw, omdat zij zo veel zwakker is! Wel wordt het effect van een toename van CO₂ minder naarmate er meer van is. Daarom wordt het stralingseffect ten gevolge van CO₂ als een logaritmische term voor de absorptie aan de flanken meegenomen (zie afbeelding 2a).

Een dergelijk verschijnsel doet zich voor bij methaan. Ook daar treedt een zekere ‘verzadiging’ op, maar veel minder sterk, zodat het stralingseffect met een vierkantswortel afhankelijkheid kan worden beschreven. Tevens moet er rekening gehouden worden met overlappende absorpties zoals van CH₄ en N₂O. Dáárvoor worden dan ook gewogen mengtermen in de berekeningen meegenomen. Alle andere broeikasgassen zijn van een dermate grote verdunning dat ze eenvoudig lineair kunnen worden behandeld: twee keer zoveel gas, twee keer zo groot de absorptie van aardse infraroodstraling.

Tot nu toe bespraken we alleen de zogenoemde directe effecten van infraroodabsorptie door CO₂ en andere BKG’s (broeikasgassen). Er zijn echter veel mee- en tegenkoppelingen denkbaar, zelfs op wereldschaal, die de modellen sterk niet-lineair maken. We noemen er hier een paar: hogere temperaturen betekenen in eerste instantie minder wolkvorming, dus een grotere zoninstraling en dus een meekoppeling, een verergering. Een ander gevolg van temperatuurverandering zou kunnen zijn dat het ijs van gletsjers maar vooral van de poolkappen zou gaan smelten. Daardoor wordt de Aarde minder wit en dus minder weerkaatsend. Zij zal als een zwarte zonnecollector meer zonlicht opnemen. De temperatuur stijgt nog meer, een klassiek geval van meekoppeling, waardoor grote veranderingen zouden kunnen plaatsvinden.

Maar hogere temperatuur betekent ook hogere luchtvochtigheid. Nu is het aan de polen nog erg droog. Als vochtige lucht daar naar toe zou worden getransporteerd, kan men veel meer sneeuw verwachten, waardoor de witheid en dus de weerkaatsing van de Aarde zou toenemen, waardoor de temperatuur zou afnemen. Een klassiek geval van tegenkoppeling dus: alle veranderingen worden min of meer afgeremd.

Wat overheerst? Het zal duidelijk zijn: alleen zeer gedetailleerde beschouwingen, uitgaande van zeer goed gevalideerde gegevens kunnen met zekerheid uitsluitsel over deze dilemma’s geven.

Stralingsforcering

Als de temperatuur van de Aarde gemiddeld constant is, heerst er in de stratosfeer gemiddeld stralingsevenwicht: de inkomende stralingsenergie van de Zon is gelijk aan de uitgaande infrarode stralingsenergie. Wanneer aan de atmosfeer zogenoemde broeikasgassen of aërosolen worden toegevoegd, dan zal de stralingsbalans veranderen. De atmosfeer zal meer infrarode aardstraling tegenhouden. Men noemt dit toeneming van de ‘stralingsforcering'(F).

Als ijkjaar nemen we 1765 toen er nog bijna geen industrie was. Dat was al duizenden jaren zo geweest. De atmosfeer had dus voldoende tijd gehad om in evenwicht te komen. Met behulp van de eerder besproken modellen kan men de fluxverandering aan de tropopauze berekenen. Door dat voor verschillende concentraties te doen krijgt men een serie uitkomsten. Die kunnen dan aan een functioneel verband worden aangepast, waardoor er gemakkelijker mee valt te rekenen. In tabel I is een aantal van die relaties gegeven.

Andere broeikasgassen zoals CFK-11 en CFK-12, enzovoorts, zijn lineair in hun effect, ΔF = kC, waarin de factor k varieert tussen 0,2 en 0,3 als de concentratie C in ppb (delen per miljard) wordt gegeven.

Met deze gegevens konden onderzoekers afbeelding 3 construeren, nadat zij met behulp van massaspectrometrische methoden uit in ijs ingesloten luchtbelletjes hadden gemeten wat de concentraties vóór 1950 waren. Het is duidelijk dat de stralingsforcering sinds 1775 behoorlijk is toegenomen.

Water

Het belangrijkste broeikasgas is ongetwijfeld waterdamp. Toch wordt het die naam meestal niet gegeven. De hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer wordt ‘intern geregeld’; de mens heeft daarop geen directe invloed. We kunnen nog steeds niet op enige schaal regen maken. Veranderingen in de hydrologische cyclus zijn een eventueel indirect gevolg van menselijk handelen, maar kunnen niet antropogeen genoemd worden. Wél moet die cyclus altijd in de modellen meegenomen worden. Ruwweg draagt water voor zo’n 80 % aan het broeikaseffect bij.

Koolstofdioxide (CO₂)

Na water is CO₂ het belangrijkste broeikasgas. Voor zover de mens het broeikaseffect versterkt, komt dit vooral door dit gas (zie afbeelding 4). Vandaar de huidige ongerustheid. Het is daarom de moeite waard om de globale koolstofcyclus te bezien (zie afbeelding 5; de hoeveelheden zijn in gigaton koolstof (GtC); 1 gigaton CO₂ zou 44/12 maal zo veel zijn).

Voor de mens zijn twee fluxen belangrijk, want wellicht benvloedbaar.

Voor de mens zijn twee fluxen belangrijk, want wellicht benvloedbaar: het resultaat van verbranden van fossiele brandstoffen (5 GtC per jaar) en de CO₂ die vrijkomt door het kappen en verbranden of laten verrotten van hout (2 GtC per jaar)

en door sommige industriële activiteiten (cementproduktie) . Die activiteiten over de laatste 200 jaar worden verantwoordelijk gehouden voor de toename van de CO₂-concentratie (afbeelding 4).

Het duurt ongeveer vier jaar voordat een atmosferisch CO₂-molecule tijdelijk wordt vastgelegd in een plant of in de oceaan. Dit is niet de tijd die het CO₂-systeem neemt om na verhoging van de concentratie terug te keren naar het oorspronkelijk gehalte. Deze is iets van 50…200 jaar. Zo lang neemt het voor de extra CO₂ om definitief vastgelegd te worden in gesteente. Deze lange tijden zijn belangrijk wanneer men tot verlaging van het CO₂-gehalte wil komen. Maatregelen daartoe zullen pas merkbaar effect hebben op een termijn van tientallen jaren.

Een redelijke vraag is natuurlijk of al die extra CO₂ sinds 1765 is veroorzaakt door de mens. Schattingen leiden tot een jaarlijkse emissie in 1995 van 5,5 GtC/a. Naast CO₂ van fossiele brandstof en cementproduktie is er ook nog CO₂-toename ten gevolge van ontbossing in de tropen. Deze hoeveelheid wordt geschat op 1,6 GtC/a. Dat is een getal met een grote foutenmarge (± 0,5 GtC/a). Voorlopig lijkt het vrijgekomen land hoofdzakelijk voor landbouw te worden gebruikt en dan is de tijd waarvoor CO₂ wordt vastgelegd (in gewas) te kort om in de CO₂-balans te figureren. Maar herbebossing in subtropische en matige streken legt jaarlijks naar schatting 0,5 GtC vast.

CO₂ is ook een ‘meststof’ voor bomen. Men schat dat zo (met een grote foutenmarge) circa 1,3 GtC per jaar extra wordt vastgelegd.

Over de uitwisseling van het oppervlaktewater van de oceanen met de diepere lagen is heel weinig bekend, maar als we het jaarlijkse budget van de antropogene CO₂ opmaken, dan ziet dat er ongeveer uit zoals weergegeven in tabel II. Het lijkt er een beetje op dat men als een ‘missing sink’ de definitieve opslag in de diepe oceaan heeft genomen. Erg veel ander bewijsmateriaal is er niet. Maar een feit is dat het CO₂-gehalte van de atmosfeer sinds 1960 jaarlijks met zo’n 1,6 ppm is toegenomen tot de huidige waarde van 358 ppm.

Methaan

Methaan (aardgas, CH₄), het na CO₂ meest bijdragende broeikasgas, komt momenteel met een gehalte van 1,72 ppm in onze atmosfeer voor. De concentratie neemt met 0,8 % per jaar toe. Waarom zouden we ons over zo weinig CH₄ druk maken? De Greenhouse Warming Potential (GWP) van methaan, de effectiviteit voor stralingsforcering, is door zijn sterkere infraroodabsorptie ruwweg 60 keer zo groot per gram als die van het broeikasgas CO₂. Daar staat tegenover dat CH₄ door hydroxyl- (OH-)radicalen binnen negen jaar al tot de helft wordt afgebroken tot H₂O en zwak-IR-actieve produkten. Het effect is daardoor kortstondig vergeleken met dat van CO₂, maar als men een systeem beschouwt waar elk jaar een tiental ppt (particles per trillion, 10¹²) bijkomt, dan draagt ondanks zijn lage concentratie methaan dus toch aanzienlijk bij aan de stralingsfocering en dus aan het broeikaseffect.

Wat zijn de bronnen van methaan in de atmosfeer? In eerste instantie moerassen (bij ons heette methaan vroeger niet ‘aardgas’, maar ‘moerasgas’). Ook schijnt er een vergelijkbaar proces op te treden in natte rijstvelden (alhoewel dit door Indiase wetenschappers wordt bestreden). Darmgisting bij dieren, produktie door termieten en verliezen bij winning van olie en aardgas zijn andere bronnen. Dan zijn er nog verscheidene kleinere zoals steenkoolmijnen, aangeplempte gronden (vaak afval) en de oceanen. Ten slotte nog de lekkage van pijplijnen voor aardgas. Met name de Siberische vertonen veel lekken.

Er is nog een verborgen mogelijkheid. Methaan vormt zogenoemde hydraten met water, die bij lagere temperatuur en/of onder hogere druk stabiel zijn. Er is de veronderstelling geuit dat de grond van de toendra veel van deze hydraten bevat. Een temperatuurverhoging van de Aarde zou deze hydraten kunnen doen ontleden, waardoor veel extra methaan in de atmosfeer vrij zou komen. Een dergelijke ‘voorraad’ methaan wordt ook wel verondersteld zich in de diepe oceaan te bevinden. Verhoogde temperaturen zouden ook die hoeveelheid kunnen vrijmaken. Hoeveel dat zou zijn is pure speculatie, we laten het daarom bij deze opmerking.

Andere broeikasgassen

Naast CO₂ en CH₄ zijn er nog enkele andere broeikasgassen, zoals N₂O (lachgas) en CFK en in het algemeen halo-alkanen. N₂O komt vooral vrij uit occanen en (sterk variërend) uit zoet-waterreservoirs. Het is nog niet duidelijk welke processen tot N₂O-vorming leiden. Vooral bodems lijken N₂O vrij te maken, door nitrificatie onder anaërobe condities. Verder geven explosiemotoren en de chemische industrie N₂O af en komt het vrij bij verbranden van biomassa. Het gehalte aan N₂O is nu 0,310 ppm, dat is 8 % hoger dan in het pre-industriële tijdperk; de toename is circa 0,2…0,3 % per jaar, kennelijk een heel geringe antropogene bijdrage.

Daarnaast hebben we nog de CFK’s, de volledig gehalogeneerde koolwaterstoffen. Eenmaal in de stratosfeer dragen ze bij aan het ontstaan van het ozongat. In de troposfeer dragen ze bij aan het broeikaseffect. Ze zijn zeer stabiel en zullen hun bijdrage lang leveren. Hun Global Warming Potential is zéér hoog, tussen 4000 en 8000. Dat wil zeggen bij gelijke hoeveelheid zijn ze 4000 tot 8000 keer zo effectief voor opwarmen als CO₂! Gelukkig zijn de concentraties niet zo hoog, ze liggen rond de 100 ppt en alles te zamen circa 2000 ppt. Zij dragen toch bij tot het (extra) broeikaseffect. Gelukkig zijn hun concentraties in de atmosfeer nu gestabiliseerd of licht aan het dalen. Gevreesd moet echter worden dat de CFK’s door HFK’s (waterstof-fluorkoolwaterstoffen) vervangen zullen worden. Die laten ozon ongemoeid, maar zijn een broeikasgas met een aan CFK’s gelijke GWP. Naast N₂O en de CFK’s heeft men dan nog O₃ (ozon) in de troposfeer. Ongeveer 10 % van het O₃ in de stratosfeer wordt naar de troposfeer gevoerd, maar het komt ook vrij bij de oxidatie van methaan. Ozon in de troposfeer draagt bij aan het broeikaseffect, in de stratosfeer vangt het de directe zonnestraling in. Meer ozon dáár betekent afkoeling. In de laatste jaren is boven Antarctica een vermindering van het ozongehalte geconstateerd, in mindere mate evenzo boven Arctica. Bij de tropen lijkt het onveranderd te zijn. Er is van het O₃ netto een klein verwarmend effect te verwachten.

Aërosolen

Aërosolen worden veroorzaakt door stofstormen, door zeezout, maar ook door het onder invloed van zonlicht en water samenklonteren van zwaveldioxidegas tot kleine druppeltjes zwavelzuur (zure regen). Ongeveer 10 % van het stof en vrijwel alle zure regen is van antropogene oorsprong, en dat geldt waarschijnlijk ook voor het verbranden van biomassa, al is dat niet echt zeker. De verblijftijd van aërosolen in de troposfeer is van de orde van enige dagen tot enige weken. Voor een accumulerend effect behoeft dus niet te worden gevreesd. Het vóórkomen van aërosolen is erg ongelijk, omdat zij vaak van lokale oorsprong zijn en betrekkelijk snel weer neerslaan. Zo wordt bijvoorbeeld 80 % van de massa van natuurlijke en antropogene aërosolen op het noordelijke halfrond gevonden.

Sulfaat-aërosolen vergroten vooral de totale weerkaatsing van de Aarde en leiden tot afkoeling. Roetdeeltjes echter zijn meer als een broeikasgas. Het totale directe gemiddelde effect van aërosolen op de stralingsforcering is niet onbelangrijk en zal onder voorbehoud waarschijnlijk tot enige afkoeling leiden.

De temperatuur van de Aarde

De stralingsforcering is sinds 1765 behoorlijk toegenomen. Maar is het daardoor sindsdien ook warmer op Aarde geworden? Redelijk betrouwbare temperatuurreeksen zijn beschikbaar, maar zij zijn althans voor de vroegste decennia (1860-1890) open voor discussie. Zijn de thermometers goed genoeg geweest, was het meetnet dicht genoeg, enzovoorts.

Het wordt allemaal iets betrouwbaarder wanneer we alleen naar de verschillen tussen de jaren kijken; dan vermijden we wellicht de systematische fouten. Afbeelding 6 laat het verloop van deze verschillen ten opzichte van het gemiddelde van 1920-1940 zien. Over de gehele 134 jaar zou men tot een opwarming van 0,5 °C kunnen besluiten. De afgelopen 130 jaar lag die temperatuurverhoging binnen de natuurlijke schommeling van het klimaatsysteem, maar dat zegt niets over het gedrag in de volgende 100 jaar. De statistiek van het temperatuurverloop is over langere tijd niet goed bekend en zal dat voorlopig ook niet worden.

Maar wellicht bieden recente, heel uitvoerige klimaatsimulatieprogramma’s wél soelaas. Zij nemen vooral ook het gedrag van de oceanen en hun koppeling via het klimaat aan de landmassa’s mee. We kunnen die programma’s bij verschillende beginvoorwaarden laten starten. Elke keer krijgen we een verloop in de tijd te zien van allerlei grootheden, waaronder de temperatuur. Door dat een groot aantal keren voor verschillende beginwaarden te herhalen, krijgen we een soort ruis, een soort statistiek.

Als we voldoende statistiek hebben over de huidige situatie, laten we het programma weer lopen, maar vergroten we heel langzaam bijvoorbeeld de CO₂-concentratie tot men een verdubbeling ten opzichte van de eerdere situatie heeft bereikt. Ook dat herhalen we een aantal keren en we bekijken of de berekende waarden voor de inmiddels verlopen jaren aansluiten bij de gemeten waarden en of latere boven de ‘synthetische’ ruis uitsteken. Het resultaat voor twee computerberekeningen zien we in afbeelding 7. De huidige temperatuur is aangegeven. Men zou kunnen concluderen, dat het opwarmend effect van de broeikasgassen nèt waarneembaar is.

Er zijn ook andere, meer experimentele indicatoren denkbaar: gedesaggregeerde gegevens, vooral in continenten en oceanen gescheiden. Ze zijn samengevat in afbeelding 8. De stratosfeer lijkt tussen 1979 en 1994 zo’n 0,6 °C kouder te zijn geworden. De troposfeer werd tussen 1958 en 1994 zo’n 0,3 °C warmer, maar toont geen verandering over de laatste 15 jaar, terwijl de temperatuur op het aardoppervlak zo’n 0,3…0,6 °C hoger schijnt te zijn geworden.

De gemiddelde sneeuwbedekking op het Noordelijk Halfrond lijkt 10 % te zijn afgenomen over de laatste 21 jaar en de gletsjers geven in het algemeen een teruggang te zien. Het oppervlaktewater in de oceaan volgt de aardtemperatuur: een stijging van 0,3 °C tot 0,6 °C sinds het eind van de vorige eeuw. Opmerkelijk is dat over de laatste 40 jaar de nachttemperaturen sneller zijn gestegen dan die van de dag, iets wat ook uit de computermodellen naar voren komt. Ten slotte is het zeeijs op het Noordelijk Halfrond wat verminderd over de laatste 20 jaar en sinds 1990 óók op het Zuidelijk Halfrond.

Naast de temperatuur zijn er ook hydrologische verschijnselen waarneembaar. Ze zijn in afbeelding 9 aangegeven: de hoge bewolking is sinds 1951 toegenomen, maar blijft sinds 1981 gelijk. De middenniveau-bewolking op het Noordelijk Halfrond is ook toegenomen, evenals de hogere convectieve wolken. De mooi-weercumulus is echter afgenomen. Min of meer hetzelfde geldt voor het Zuidelijk Halfrond. De subtropen zijn droger geworden en de verdamping van water in de VS en in het territorium van de voormalige Sovjetunie is afgenomen. Zo is ook de grond in dat gebied natter geworden. Boven de oceaan vindt men overigens meer waterdamp dan vroeger in de lucht. Al deze verschijnselen kunnen in verband gebracht worden met modelleringen van het broeikaseffect, maar zekerheid geven ze niet.

Als er al een verandering komt is het steeds de vraag of menselijk handelen daarvoor verantwoordelijk is. Van bijzonder belang is het mogelijke stijgen van de zeespiegel. Het bepalen van de hoogte daarvan is aan verschillende moeilijkheden onderhevig. Men meet de zeespiegel ten opzichte van het land, maar wat als de bodem daalt? Meten we de zee- (of ijs-)hoogte met een satelliet, dan moet men de baan van die satelliet tot op de centimeter nauwkeurig kennen. Aan beide technieken is veel aandacht besteed, de consensus lijkt te zijn dat een stijging van 2…7 cm over de laatste honderd jaar heeft plaatsgevonden. Deze wordt vooral veroorzaakt door de warmteuitzetting. Door de langzame uitwisseling van diep en ondiep oceaanwater kan verwacht worden dat de ‘rijzing’ nog vele jaren door zal gaan.

De Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) van de VN bestudeert intensief alle gegevens over het broeikaseffect. Het panel durft in stelligheid niet verder te gaan dan dat ‘The balance of evidence suggests a discernible human influence on global climate‘. Voorzichtiger kun je het niet zeggen: niet evidence, maar the balance of evidence. Niet shows, maar suggests. En: discernible human influence in plaats van perceptable, of zelfs maar gewoon human influence. Nee je moet erg goed kijken voor je het ziet, het gaat niet vanzelf: discernible. En dan influence on global climate: Er wordt niet eens gepoogd aan te geven wàt voor invloed. Wordt ’t kouder, warmer, natter, droger? Het IPCC zegt het niet, maar erkent wel de invloed van de mens. Het is moeilijk om met die uitspraak van mening te verschillen.

Conclusies

Klimatologen adviseren regeringen over de mogelijke gevolgen van het (extra-) broeikaseffect. Moeten zij adviseren alle industriële CO₂-produktie te verbieden, haar te belasten of de zaak op zijn beloop laten? Ik benijd de klimatologen niet. Zij zouden toch eigenlijk een antwoord moeten kunnen verzinnen. Maar dat lijkt niet zo te zijn. Het is eerder: ‘Er moet nog meer onderzoek gebeuren’.

Ik ben zelf geen klimatoloog, ik ben spectroscopist en weet als zodanig iets van licht en materie af. Maar ik heb dit verhaal na enige studie geschreven en voel mij als een onbetrokken intermediair. Dan vind ik het passend als ik voor de lezer opschrijf wat ik er van denk. En wel in drie categorien: wat weten we (vrijwel) zeker, wat vermoeden we en wat kunnen we voorlopig alleen maar geloven?

De toename van de CO₂– en CH₄-concentraties zal voorlopig nog wel doorgaan, zeker wat het effect op de temperatuur betreft. Dat heeft een ‘uitlooptijd’ van ten minste honderd jaar. Dat betekent dat we wel zeker weten dat het warmer wordt in de volgende honderd jaar. Gemiddeld 2…3 °C en méér aan de polen dan aan de evenaar.

Dat betekent ook dat – puur door thermische expansie van het oppervlaktewater – de zeespiegel ongeveer twintig centimeter zal stijgen, misschien iets meer. Ik vermoed dat de ‘verwoestijning’ van het subtropisch gebied verder zal worden bevorderd en dat in het algemeen soorten landbouw die het al moeilijk hebben verder in de verdrukking komen, behalve als ze door de opwarming juist minder marginaal worden. Toch weer wijn uit Nederland? Gegeven onze geografische positie zal de druk op de subtropen wellicht leiden tot een hogere druk van politieke of economische vluchtelingen. Ik vermoed ook dat Nederland de veranderingen bij zal kunnen houden, het is een verstandig land dat, als het getij verloopt, de bakens tijdig verzet.

Ik geloof niet dat we binnen afzienbare tijd ‘Amersfoort aan Zee’ zullen meemaken. Wel geloof ik, gegeven de onzekerheid van de berekeningen, dat de zogenaamde Small Island States zich terecht zorgen maken. Het gaat toch niet aan de bewoners van deze eilanden in grote moeilijkheden te brengen door onze emissies.

Ik geloof niet dat voldoende bewijs beschikbaar is dat grote stormen zullen plaatsvinden. Ik geloof niet dat in Nederland een subtropisch klimaat zal ontstaan.

Wat geloof ik dan wel? Ik vermoed, met aan zekerheid grenzende waarschijnlijkheid, dat het langdurig effect, typerend voor het broeikaseffect van CO₂, juist is. En dát betekent dat regeren in dit geval echt vooruitzien moet zijn. Maatregelen die we nu nemen zullen hun effect over 10…20 jaar hebben, dus is het hoog tijd om ermee te beginnen.

(EINDE TEKST)

(QUOTES IN KADERS)

Als er al een klimaatverandering komt, is het steeds de vraag of menselijk handelen daarvoor verantwoordelijk is

Het gaat toch niet aan de bewoners van eilanden in grote moeilijkheden te brengen door onze emissies

(BIJSCHRIFTEN)

(BIJ TEKSTKADER)

Afb. 1 UV- en IR-stralingsfluxen door de atmosfeer.

(BIJ TEKSTKADER)

Afb. 2 Netto UV-, IR- en convectiefluxen.

(BIJ DE EERSTE TEKSTCURSIVERING)

Afb. 2a Absorptie bij toenemende concentraties. Het gas blijft in de flanken absorberen. Het midden van de absorptieband gaat een steeds kleinere rol spelen.

(BIJ DE TUSSENKOP WATER)

Afb. 3 Stralingsforcering van verscheidene broeikasgassen vanaf 1765.

(BIJ DE TUSSENKOP KOOLSTOFDIOXIDE)

Afb. 4 Toename van de concentratie van atmosferische CO₂ in de laatste 250 jaar afgeleid uit metingen aan in Antarctisch ijs gevangen luchtbelletjes en uit metingen op Hawaii sinds begin jaren vijftig.

(BIJ DE TUSSENKOP KOOLSTOFDIOXIDE)

Afb. 5 De koolstofreservoirs en -stromen in giga-metrieke ton (10⁹). De onderstreepte getallen hebben betrekking op CO₂-accumulatie ten gevolge van menselijke activiteit.

(BIJ DE TUSSENKOP DE TEMPERATUUR VAN DE AARDE)

Afb. 6 De eenjarige voortschrijdende gemiddelde afwijking van de gemiddelde temperatuur in de periode 1925-1935.

(BIJ DE TUSSENKOP DE TEMPERATUUR VAN DE AARDE)

Afb. 7 Huidige afwijking van de gemiddelde temperatuur in de ‘synthetische’ ruis van twee broeikasmodelberekeningen. (TOEVOEGEN) MPI CO2 anom is de verhoging van de gemiddelde wereldwijde temperatuur bij toename van de CO2-concentratie volgens het klimaatmodel van het Duitse Max Planck Instituut. Hadley CO2 anom : hetzelfde, maar dan berekend met het klimaatmodel van het Britse Hadley Institute. MPI aer anom en Hadley aer anom : in beide klimaatmodellen wordt nu ook uitgegaan van hogere concentratie aërosolen. Die zorgen voor afkoeling, c.q. geringere opwarming van CO2 alléén zou doen. De grafiek in het horizontale vlak laat zien hoe het klimaat zich volgens beide modellen zonder toename van CO₂ en aërosolen zou gedragen.

(BIJ DE TUSSENKOP DE TEMPERATUUR VAN DE AARDE)

Afb. 8 Temperatuurindicaties voor het broeikaseffect.

(BIJ DE TUSSENKOP DE TEMPERATUUR VAN DE AARDE)

Afb. 9 Hydrologische indicaties voor het broeikaseffect.

(KADER BIJ FIGUUR 1 EN 2 EN BIJ TUSSENKOP MODELLEN)

De Aarde ontvangt en weerkaatst kortgolvig (UV) licht en zendt licht met een lange golflengte (IR) uit. Aan de hand van afbeelding 1 beschrijven we hier de weg die kortgolvig (ultraviolet en zichtbaar) licht aflegt dat op de Aarde valt. Eerst moet het licht de stratosfeer passeren. De aldaar (nog) aanwezige ozon filtert het UV-deel weg en verder wordt het licht voor- en achterwaarts verstrooid (blauw licht meer dan rood licht, daarom is de lucht hier beneden blauw, boven de atmosfeer is de hemel zwart). Doordat de druk er laag is, neemt de lichtintensiteit naar beneden toe maar langzaam af. Nadat de tropopauze is gepasseerd wordt de dichtheid van de dampkring en daardoor de verstrooiing van het licht groter. Er treedt enige absorptie op door water en troposferisch ozon. Het licht wordt verstrooid, geabsorbeerd en gereflecteerd door allerlei soorten van wolken en het wordt verstrooid en geabsorbeerd door atmosferische stofdeeltjes. Van de 342 Wm^-2 die binnenkwam, bereikt gemiddeld 183 Wm^-2 het aardoppervlak, waarvan 23 Wm^-2 direct weer wordt weerkaatst. Netto ontvangt het aardoppervlak dus 160 Wm^-2. We volgen deze kortgolvige flux vanaf de Aarde terug de ruimte in. Allereerst wordt hij vergroot door het terugverstrooide licht van stofdeeltjes en moleculen in de troposfeer en door het van de wolken de ruimte in weerkaatste licht. Alles te zamen treedt aan de buitenzijde van de atmosfeer 106 Wm^-2 uit. Dat is 31 % van de inkomende 342 Wm^-2 ofwel de ‘albedo’ van de totale Aarde, de weerkaatsing, is 0,31.

Alle objecten van een eindige temperatuur stralen licht uit. Ook de Aarde en de omringende atmosfeer. Bij de temperatuur die beide hebben is dat infrarode straling. Zoals gellustreerd in afbeelding 1 volgen we de infrarode flux, maar nu vanaf het aardoppervlak. Gemiddeld is de IR-flux daar 395 Wm^-2 (naar boven). Door absorptie in waterdamp, wolken, CO₂, CH₄ en andere broeikasgassen neemt deze flux naar boven toe af tot ongeveer 240 Wm^-2 bij de tropopauze en treedt er uiteindelijk 236 Wm^-2 uit. Daarmee is de Aarde in stralingsevenwicht, want deze flux, vermeerderd met de gereflecteerde kortgolvige flux (106 Wm^-2), is exact gelijk aan de 342 Wm^-2 die op het aardsysteem viel.

Het feit van de stralingsbalans zou een mogelijkheid kunnen scheppen het broeikaseffect direct te meten. Als de Aarde opwarmt, of afkoelt, is de balans uit evenwicht. Nauwkeurige infrarood- en ultraviolet-metingen met satellieten zouden deze onbalans moeten kunnen constateren.

Er is ook een benedenwaartse infrarood flux, die echter niet van buiten de dampkring komt maar in de stratosfeer ontstaat, sterk toeneemt in de troposfeer en uiteindelijk 335 Wm^-2 op het aardoppervlak deponeert. Deze is het gevolg van de in alle richtingen uitgezonden straling van eerder met lichtenergie opgeladen broeikasgassen en wolken. Daarnaast, zagen we, valt er 160 Wm^-2 kortgolvige straling op het aardoppervlak. Samen met de langgolvige is dat dus 495 Wm^-2.

Door het aardoppervlak wordt 395 Wm^-2 uitgezonden. Er is dus een overschot van 100 Wm^-2 dat, wil het aardoppervlak gemiddeld een constante temperatuur hebben, op een andere wijze dan door straling moet worden afgevoerd. In tegenstelling tot de buitenzijde van de atmosfeer is de ‘binnenzijde’, het aardoppervlak, niet in stralingsevenwicht. Het ‘overschot’ aan de aardzijde moet naar de atmosfeer worden afgevoerd. Dit transport heeft twee componenten: het latente en het sensibele transport. Het eerste wordt veroorzaakt door het verdampen van water en het weer condenseren in een hogere luchtlaag. Deze flux bedraagt 85 Wm^-2, waarmee per jaar gemiddeld 970 mm water wordt gecirculeerd. De resterende 15 Wm^-2 wordt als sensibele flux door geleiding en turbulente bewegingen in de troposfeer verzorgd.

De verschillende netto fluxen zijn weergegeven in afbeelding 2. Bedacht moet daarbij worden dat over wereldwijde gemiddelden is gesproken.

(TABEL BOVEN TUSSENKOP WATER)

Tabel I

Stralingsforcering (ΔF in Wm^-2) voor gassen

Gas Functie Opmerkingen

CO₂ ΔF = 6,3 ln(C/C₀) met C₀ = 279 ppm

CH₄ ΔF = 0,036 (ÖM – ÖM₀)* met M₀ = 790 ppb

N₂O ΔF = 0,14 (ÖN – ÖN₀)* met N₀ = 0,027 ppb

*met correctie termen voor overlappende absorpties van CH₄ en N₂O (C = koolstof, M = methaan, N = stikstof)

(TABEL BOVEN TUSSENKOP METHAAN)

Tabel II

Jaarlijks Budget

EMISSIES OPSLAG

Brandstof en/of cement 5,5 ± 0,5 Atmosfeer 3,3 ± 0,5 GtC/jr

Hergroei 0,5 ± 0,5

Tropisch Bos 1,6 ± 1,0 Bemesting 1,3 ± 1,5

Oceanen 2,0 ± 0,8

Totaal 7,1 ± 1,1 7,1 ± 1,3

Artikelen

NedCar etaleert zijn kennis met Access (1996 7)

24 april 1996 Erwin Van den Brink

1996 7

TECHNISCH NIEUWS

‘ECO-SPACEWAGON’ VERBRUIKT 1 LITER OP 21 KM + GEWICHTSBESPARING 22 % + TOTALE CO₂-UITSTOOT 40 % OMLAAG + MILIEUBELASTING 25 % MINDER

NedCar etaleert zijn kennis met Access

Auto op zoek naar fabriek

In krap drie jaar heeft NedCar de Access ontwikkeld. De auto is licht, zuinig en gemaakt van veel herbruikbare materialen. Met de Access profileert NedCar zich als ontwerpbureau voor auto’s. Het zoeken is nu nog naar een fabrikant die de Access in produktie wil nemen.

– Erwin van den Brink –

De auteur is redacteur van De Ingenieur.

Hoewel de technologie die Product Development & Engineering (PD&E) van NedCar in de Access heeft gestopt in menig opzicht baanbrekend is, schuilt het werkelijke belang van het project in de strategische positie die NedCar er als ontwerpbureau mee hoopt te veroveren in de auto-industrie. De auto, waarvan een prototype tijdens de Geneefse autosalon werd gepresenteerd, is figuurlijk slechts een vehikel om de technologie van NedCar te marketen binnen de auto-industrie.

NedCar nodigt geïnteresseerden van over de hele Wereld dan ook uit om op 7 en 8 mei 1996 in Eindhoven het pretentieuze European Automotive Technology Congress 1996 bij te wonen, waar Europees commissaris Edith Cresson zal spreken. Wat Cresson ook te melden heeft, hét onderwerp van de vele lezingen en fora is: de Access (Aluminium-based Concept of a CO₂-Emissions Saving Sub-compact Car). In feite is dat congres de etalage waarin de auto, in casu de kennis van NedCar PD&E, moet worden verkocht aan een autobouwer, of aan meerdere als zij delen willen gebruiken van het ontwerp. Dat laatste zou jammer zijn, maar dan nog is het project geslaagd: de bedoeling is over het voetlicht te brengen wat Nedcar allemaal kan: het ontwikkelen van een compleet systeem voor wie dat wil.

Uitbesteding

NedCar is als bouwer van Volvo’s te klein om een full size PD&E in stand te houden. Deze handicap én het nadeel dat Nedcar geen merknaam is, bleken een blessing in disguise.

Autobouwers besteden namelijk steeds meer constructiewerk uit. De ontwikkeling van nieuwe technologie heeft steeds meer plaats op subsysteemniveau (carrosserie, aandrijftrein, elektronica en dergelijke) bij de toeleveranciers die een enorme schaalvergroting beleven. Toeleveranciers opereren steeds meer wereldwijd met hun expertise en verkopen hun spullen tegelijkertijd aan meerdere grote, concurrerende, autobouwers. De autobouwers zelf positioneren hun produkten steeds meer emotioneel, op grond van een gevoelsmatig onderscheid (bij de consument) in plaats van een technisch onderscheid.

De volgende stap is dat automerken hun totale produktontwikkeling gaan uitbesteden aan een externe systeemarchitect zoals NedCar, om zich helemaal te kunnen richten op de emotiemarketing. Voor de grote engineeringafdelingen van de autobouwers is die voorwaartse integratie een bedreiging. Voor NedCar geldt dat niet, omdat het geen merknaam is.

Aan Access werken twintig Europese automotivebedrijven mee uit Duitsland, Frankrijk, Groot-Brittannië, België, Noorwegen, Liechtenstein en Nederland. Een op zichzelf staand ingenieursbureau, wat NedCar PD&E in deze is, kan net zo goed als een constructieafdeling van een automaker subsystemen integreren tot een optimaal systeem. En misschien nog wel beter; het turn key uitbesteden van verwerving van de nodige technologie is voor NedCar PD&E minder bedreigend dan voor de grote opgetuigde constructiebureaus van de autofabrikanten die daardoor hun eigen competentie zien afkalven.

Om het gevestigde belang van deze bureaus te kunnen aanvallen, om daadwerkelijk autobouwers te interesseren voor uitbesteding aan NedCar stelde het Helmonds bedrijf zich twee voorwaarden. NedCar benadrukt dat zijn ontwerp uitontwikkeld is en gereed voor massaproduktie. Het project is dermate gedetailleerd uitgewerkt dat de gebruiker van de auto alleen nog maar een op afstand uitleesbare smartcard bij zich hoeft te dragen. Als je naar de auto toeloopt, ontgrendelt hij zich, schakelt de elektronische systemen in en is startklaar. Bij het verlaten van de auto gebeurt het omgekeerde.

Ten tweede moest de Access ten opzichte van de nieuwste bestaande modellen in zijn klasse (middelgrote gezinsauto) een technologische sprong voorwaarts zijn. Dat kon mede doordat NedCar erin slaagde het project te laten opnemen in het Europese technologieprogramma Eureka.

Licht en zuinig

Het bedrijf definieert het ontwerp vooral in termen van een kleinere ‘milieugebruiksruimte’ gedurende de gehele levenscyclus: de auto is niet alleen lichter en zuiniger maar is ook gemaakt van een groter percentage herbruikbare materialen waarvan de verwerking minder energie vergt. Het bouwen, ‘oprijden’ van een Access en het hergebruiken van zijn sloopmateriaal veroorzaakt 40 % minder CO₂-uitstoot dan het geval is bij een conventionele auto. De totale milieubelasting (energieverbruik en grondstoffenverbruik) vermindert met 25 %.

Het spaceframe van de carrosserie is opgebouwd uit geëxtrudeerde aluminiumprofielen van Reynolds Automotive, een onderdeel van het gelijknamige aluminiumconcern. Veel gewichtsbesparing en torsiestijfheid is te danken aan het bijzondere ingelijmde dakpaneel dat is gemaakt van Hylite, een laminaat van kunststof en alumimium dat is ontwikkeld door Koninklijke Hoogovens. Het frame wordt aan de buitenkant opgetuigd met koetsdelen van kunststof: bumpers, spatborden en deurpanelen. Bumpers en spatborden weerstaan een botsing bij 16 km/h zonder blijvende vervorming, een voordeel boven blikken auto’s in het steeds drukkere stadsverkeer.

De 1,7 viercilinder multipoint injectiemotor (met variabele regelbare keramische kleppen, van Hoechst) die NedCar ontwikkelde, weegt 50 % minder dan zijn conventionele tegenhangers (83 kW bij 5500 toeren). Hij voldoet aan de strengste Europese en Amerikaanse (Californische) emissie-eisen en verbruikt 4,7 liter benzine op 100 km in de Europese Test Cyclus.

Ten slotte is ook het chassis gemaakt van robuuste geëxtrudeerde profielen van alumium (Reynolds). Dat alles maakt de auto ongeveer 250 kg lichter dan gezinsauto’s van vergelijkbare afmeting (4,23 m x 1,68 m x 1,48 m): 850 kg tegen gemiddeld 1100 kg.

Als het ontwerp werkelijk helemaal produktierijp is, zoals NedCar stelt, dan is dat opmerkelijk: het hele project is in krap drie jaar gerealiseerd. Veel autofabrikanten hebben toch gauw vijf jaar nodig hebben om een opvolger van een bestaand model te ontwikkelen, waarbij de technologische verbeteringen dan incrementeel zijn en niet substantieel zoals bij dit model.

‘European Automotive Technology Congress’, 7 en 8 mei 1996, Eindhoven. Inl.: Euroforum, postbus 845, 5600 AV Eindhoven, tel. (040) 29 7 48 90, fax (040) 297 49 76.

(BIJSCHRIFTEN)

(OPENINGSFOTO FOTO 1)

(BIJ FOTO 2 + 4)

Achteras (links) en voorwielophanging van de Access; er is gebruik gemaakt van veel herbruikbare materialen.

(BIJ FOTO 3)

Het spaceframe van de carrosserie is opgebouwd uit geëxtrudeerde aluminiumprofielen van Reynolds Automotive.

(BIJ FOTO 5)

Door gebruik van een op afstand uitleesbare smartcard wordt de auto ontgrendeld en worden de elektronische systemen ingeschakeld, zodat de auto direct startklaar is.

interviews

Hoofdstuk 10 van Das Kapital of: het bouwen van koetsen Marx inspireerde bedrijfskunde, De Sitter (interview)

21 april 1996 Erwin Van den Brink

BEDRIJFSKUNDIGE DE SITTER STAAT CENTRAAL OP KIVI/NIRIA-CONGRES + PROCESSEN NOG STEEDS VAAK NODELOOS INGEWIKKELD

Hoofdstuk 10 van Das Kapital of: het bouwen van koetsen

Marx inspireerde bedrijfskunde

‘Marx was de eerste die neerdaalde uit zijn ivoren toren om heel platvloers op te schrijven wat in fabrieken gebeurde.’ Prof.dr. L.U. de Sitter prijst de bedrijfskundige kennis van Marx. ‘Hij is bij mijn weten de eerste geweest die minutieus heeft beschreven hoe een koets wordt gemaakt, een locomotief of een horloge.’

– Erwin van den Brink –

De auteur is redacteur van De Ingenieur.

Scheepswerktuigkundige ing. De Sitter, vlak na de oorlog opgeleid aan de Rotterdamse Machinistenschool, moest varen om zijn strepen te halen. ‘Ik ben me gaan interesseren voor bedrijfskunde door de manier waarop de rederij KNSM omging met het personeel. Toen ik eens in de machinekamer lampen van 40 Watt verving door lampen van 100 Watt omdat werken in het halfduister levensgevaarlijk is, kreeg ik naderhand op mijn donder van zo’n dorknoper, zo’n boekhoudertje. Dat zette me aan het denken.’

‘Ik wilde iets van werk en van organisatie te weten komen, dus ik ben sociologie gaan studeren. Bedrijfskunde bestond toen nog niet. Wel organisatiesociologie als bijvak, vlak voor je zou afstuderen.’

‘Ik studeerde af net voordat die linkse, marxistische upswing begon. Dat heb ik altijd kritisch bekeken. Niet dat ik niet links was hoor – was niet iedereen links in die tijd? Ik heb nog eens een artikel geschreven – ik denk dat ik de enige technicus ben die dat ooit heeft gedaan – in het literaire tijdschrift De Gids, tegen A. de Swaan, tegenwoordig een bedachtzaam columnist in NRC Handelsblad. Hij was in die periode echt een pure, opgewonden, oproerkraaiende marxist.’

‘De teneur van mijn artikel was dat die neo-marxisten, zoals het woord al zegt, geen marxisten waren. Ze waren neo, meer niet. Ik vond dat ikzelf daarentegen wel bepaalde, echt marxistische, opvattingen huldigde.’

Marx

‘De theoretische concepten van de neo-marxisten ware in feite in-burgerlijk want idealistisch: als ze de mensen nu maar konden verheffen zodat iedereen zou inzien hoe het onrecht in de Wereld in elkaar zat, zou het allemaal vanzelf wel goed komen. Die veronderstelling, dat de manier waarop we leven een rechtstreeks uitvloeisel is van ons denken – verbeter de Wereld, begin bij jezelf – vind ik intens burgerlijk. Dat is eerder Hegel dan Marx, eerder Plato dan Aristoteles. Ik dacht veel technischer, in structuren, zoals Marx zelf ook doet. In arbeidsstructuren, een zeer abstract begrip. Hoe een netwerk van relaties werkt en hoe dat een diepgaande invloed heeft op de keuzemogelijkheden en -onmogelijkheden die mensen hebben, op de ervaringen die ze opdoen, de oplossingen die ze zoeken.’

‘Daarom noemde ik me marxist in die zin dat als je zoekt naar de materiële grondslag, je die moet zoeken in wat de sociologie ‘structuren’ noemt, arbeidsstructuren. Een produktieorganisatie zag ik als socioloog in de context van arbeid. Daarbij is een machine, zoals Marx stelt, ‘gestolde arbeid’; wie of wat de arbeid verricht, doet er niet toe.’

‘Hoe komt het dat wij mensen organisaties het liefst zo ingewikkeld mogelijk maken in plaats van zo eenvoudig mogelijk? De functioneel geconcentreerde organisatiestructuur, waarbij alle min of meer gelijksoortige taken binnen één afdeling zijn gegroepeerd en een bedrijf een groot aantal strikt gescheiden afdelingen heeft, is de ingewikkeldste structuur die denkbaar is, met een enorm aantal relaties.’

‘Marx heeft dat goed verklaard. De klassieke bedrijfsfuncties in de industriële produktie stammen van de oude ambachten. Neem de bouw van koetsen zoals Marx die zo prachtig minutieus heeft beschreven. In het pre-industriële tijdperk had je leerbewerkers, houtbewerkers, metaalbewerkers. In de industriële produktiestructuur werden dat binnen de fabriek de leer-, hout- en metaalbewerkingsafdeling, omdat alleen binnen zulke functionele afdelingen de ambachtelijke, niet-geformaliseerde kennis bewaard kon blijven door ze over te dragen van generatie op generatie. Tegenwoordig is ‘oude’ kennis over materiaalbewerking allemaal vastgelegd en geformaliseerd, maar toch bestaat er binnen functionele afdelingen nog een hoop niet-geformaliseerde ‘nieuwe’ kennis, ongrijpbare collectieve ervaring.’

Ford en Taylor hebben vervolgens de bouw van een auto geanalyseerd en alle benodigde kennis formeel vastgelegd, zodat zij het voortbrengingsproces in heel veel kleine stappen konden verdelen die elk heel weinig kennis en ervaring vereisen: ze waren niet meer afhankelijk van de ervaring van ambachtslieden, ze konden elke arbeider ogenblikkelijk vervangen door een ander.

Arbeidsdeling

De sociotechniek die prof.ir. Jan In ’t Veld en De Sitter hebben beschreven, hekelt dan de vervreemding. Het individu heeft als zodanig part noch deel aan het gemaakte produkt, zijn bijdrage is niet te herleiden. Ook de korte cyclustijden (de dwangmatigheid en eentonigheid van het werk) is in feite een heel marxistisch thema.

De Sitter: ‘Kijk, Marx is zo beladen dat mensen er niet nuchter tegenover kunnen staan. Theoretisch heb ik niets van Marx geleerd, maar wat ik in Marx ontdekte, om precies te zijn in hoofdstuk 10 van Das Kapital, was zijn bedrijfskundige kennis. Hij is bij mijn weten de eerste geweest die minutieus heeft beschreven hoe een koets wordt gemaakt, een locomotief of een horloge. Hij was de eerste die neerdaalde uit zijn ivoren toren om heel platvloers op te schrijven wat in fabrieken gebeurde, door er naar toe te gaan en te kijken, heel goed te kijken, gewoon zijn ogen de kost te geven.’

‘Met die instelling van Marx identificeerde ik mij als arbeidssocioloog. Dat was voor mij ook niet zo moeilijk, want als machinist had ik oog voor machines als ik in fabrieken kwam – ik was daar niet bang voor. Een socioloog-van-huis-uit is wel bang voor machines, hij ziet die al gauw als iets negatiefs dat arbeid elimineert. Ik vind een machine juist een creatief produkt van de menselijke geest, een mooi iets. Ik hou van machines.’

‘Het argument klopt niet dat arbeid voor heel veel mensen niet zo leuk is omdat de arbeidsdeling en de organisatiestructuur efficiënt moeten zijn. Een vergaande arbeidsdeling is namelijk helemaal niet doelmatig. Ze leidt tot vervreemding en dus tot stress, frustratie, demotivatie, ziekteverzuim, lijdelijk verzet uitmondend in produktiefouten, afstemverliezen, wachttijden. Kortom tot grote inefficiëntie.’

Lean production

In de auto-industrie denkt men die manco’s te hebben verholpen met het organisatieconcept lean production. De Sitter: ‘Het blijft een moderne versie van de lopende band, waarbij echter de afstemverliezen en produktfouten worden geëlimineerd door het invoeren van een kadaverachtige arbeidsdiscipline. De meting van de resultaatverbetering van lean production heeft geen wetenschappelijke basis, omdat het niet wordt vergeleken met andere organisatiestructuren maar slechts met de klassieke massaproduktie, waarvan het slechts een variant is.’

Het concept dat Volvo eens toepaste, waarbij een team van technici samen een complete auto bouwt op één plek waar alle onderdelen naartoe worden gebracht, wordt volgens de Sitter door de voorstanders van lean production slechts bekritiseerd en niet geanalyseerd.

De Sitter: ‘De veronderstelling dat je die afstemverliezen en wachttijden langs zoiets als een lopende band kunt uitbannen is de ontkenning van het wezen van arbeid: een arbeidshandeling, hoe precies geregeld ook, is geen tweede keer exact hetzelfde. Mensen zijn geen machines. Lean production gaat er vanuit dat een proces in alle opzichten constant kan zijn. Dat is een illusie. Dat wordt bewezen door het feit dat industriële robots veel minder worden toegepast dan men tien jaar geleden voorzag: er blijven toch allerlei variaties in de omstandigheden die robots niet aankunnen.’

Om het initiatief, de talenten en de creativiteit van het personeel tot bloei te laten komen, moeten produktieprocessen drastisch veranderen. De Sitter noemt dat Human Resources Mobilization, een parafrase op HMR, Humans Resources Management. De sociotechniek beschrijft die benodigde veranderingen. Business Proces Reengineering of Redesign is een Amerikaanse managementhype die vrijwel hetzelfde beoogt als de sociotechniek: het herontwerpen van bedrijfsprocessen.

De sociotechniek heeft volgens De Sitter een praktisch bruikbaar instrumentarium, gereedschap om het in de praktijk toe te passen, terwijl De bijl aan de wortel, Hammer’s en Champy’s boek over BPR, net zoals andere goeroeliteratuur, blijft steken in sweeping statements. Hebben anderzijds de sociotechnici vergeleken bij Michael Hammer niet wat weinig aan de weg getimmerd? De kennis is er kennelijk, maar zij slaat niet neer in de bedrijven.

De Sitter: ‘In ’t Veld en ik dachten dat de logica van ons werk zo evident was, de analyse zo voor de hand liggend dat de stichting NKWO (Nederlandse stichting voor Kwaliteit, Werk en Organisatie) die wij oprichtten ter verbreiding van onze bedrijfskundige kennis zichzelf na uiterlijk tien jaar weer zou kunnen opheffen.’

Dat is tegengevallen. ‘Maar’, aldus De Sitter, ‘sinds wij begin jaren tachtig systematisch die kennis naar bedrijven zijn gaan uitdragen, is er toch veel veranderd. Alle veranderingsprocessen die nu plaatshebben in de industrie en in de kantooromgeving gaan niet langer in de richting van nog verdere arbeidsdeling, niet meer in de richting van verder functionalisering, maar in de richting van minder arbeidsdeling, minder functionalisering.’

De Sitter, prof.dr. L.U. (m.m.v. drs. J.L.G. Naber en ir. F.O. Verschuur), Synergetisch produceren. Human Resources Mobilisation in de produktie: een inleiding in de structuurbouw; Van Gorcum & Comp, Assen 1994; 420 blz., f 79,50; ISBN 90 232 2862 6.

(BIJSCHRIFTEN)

(BIJ OPENINGSFOTO: PORTRET)

Prof.dr. L.U. de Sitter, samen met prof.ir. J. In ’t Veld de naoorlogse grondlegger van de moderne bedrijfskunde in Nederland.

(Foto’s: ’t Sticht, Utrecht

(QUOTE BIJ PORTRET)

‘Ik vind een machine juist een creatief produkt van de menselijke geest, een mooi iets. Ik hou van machines’

(KADER, IN BEGIN VAN ARTIKEL)

De Sitter op symposium

Op 9 mei 1996, van 19.00-22.00 uur, heeft in Den Haag een klein symposium plaats met de titel ‘Organiseren zonder bazen, over structuur, gedrag en prestaties’. Prof.dr. L.U. (Ulbo) de Sitter is daar de voornaamste spreker. De Sitter is samen met prof.ir. J. In ’t Veld de naoorlogse grondlegger van de moderne bedrijfskunde in Nederland. Zijn laatste boek, Synergetisch Produceren, is het afgelopen jaar door de Orde van Organisatie Adviseurs (OOA) uitgeroepen tot Boek van het Jaar op het gebied van de organisatiekunde. Het boek is een standaardwerk op het gebied van de sociotechniek die zich onder meer richt op het vereenvoudigen van bedrijfsprocessen, waardoor de mogelijkheden voor menselijke inbreng worden vergroot.

Het symposium is een initiatief van KIvI Bedrijfskunde West, NIRIA Bedrijfskunde en de Haagse Hogeschool. Wie het symposium wil bijwonen moet zich wenden tot NIRIA Congresbureau, Diana Pronk, tel (070) 352 12 21. Deelname kost f 75 voor leden van KIvI en NIRIA en f 125 voor niet-leden.

Artikelen

Fokker blijft hopen op redding (1996, nr. 2)

23 januari 1996 Erwin Van den Brink

FokkerGeheugenvanNed — De Eindlijn Fokker 100. Constructiehal van Fokker Aircraft B.V., Hal I op Schiphol Oost.Maker: Fotograaf: Luuk Kramer. N.V. Koninklijke Nederlandse Vliegtuigenfabriek 1992. Via Het Geheugen van Nederland.

Fokker_download — Bouw Fokker F-27, jaren 1960.

Lees ook: http://www.vergetenverhalen.nl/2015/09/24/de-ondergang-van-fokker/

BOEDELKREDIET EN UITSTEL VAN BETALINGEN GEVEN RESPIJT + GEGADIGDEN VOOR OVERNAME MELDEN ZICH PER FAX + VERGELIJKING TUSSEN DAIMLER EN SAMSUNG

Samsung geïnteresseerd in kennis gehele luchtvaartcluster

Fokker blijft hopen op redding

Met een boedelkrediet van 225 miljoen gulden overheidsgeld en dank zij surséance van betaling kan vliegtuigbouwer Fokker de komende weken nog het hoofd boven water houden. Het bedrijf is naarstig op zoek om te redden wat er te redden valt van de 7900 banen die nog resteren na vier reorganisaties.

– Erwin van den Brink –

De auteur is redacteur van De Ingenieur.

Controlerend aandeelhouder Daimler Benz besloot op 22 januari 1996 het financile infuus uit Fokker te trekken. Sinds de vliegtuigbouwer vijf maanden geleden ’technisch failliet’ ging (het eigen vermogen was volledig op) hield Daimler Fokker draaiend met 1,4 miljard gulden aan overbruggingskredieten en stelde het zich garant voor 900 miljoen gulden aan leningen. Fokker verliest momenteel 4 miljoen gulden per dag, naar verwachting ongeveer 1,5 miljard gulden in 1995.

Daimler Benz Aerospace kocht begin 1993 voor 600 miljoen gulden 78 % van de aandelen van Fokker Holding, dat op zijn beurt 51 % controleert van de Fokker NV waaronder alle werkmaatschappijen ressorteren waarvan de grootste Fokker Aircraft nu surséance heeft. Daimler Benz zou de resterende 22 % staatsaandelen in de holding binnen drie jaar na sluiting van de overname-overeenkomst van de staat overnemen, maar daarvan zal het niet meer komen. Volgens minister Wijers van Economische Zaken zal Daimler zich waarschijnlijk helemaal uit de luchtvaart terugtrekken. Het belang in Dornier is al teruggebracht en er gaan geruchten dat Motoren und Turbinen Union (MTU) wordt overgedaan aan BMW/Rolls Royce.

Love baby

Wat is Daimler Benz AG, wiens topman Jürgen Schrempp Fokker zijn love baby noemde, voor een bedrijf? Het conglomeraat is net zo monstrueus als deze beeldspraak: een kaartenhuis op lemen voeten, wankel en log. Van de technologische synergie tussen auto’s (Mercedes), elektronica (AEG) en vliegtuigen (Dornier en Fokker) is niets terechtgekomen, zoals overigens in 1991 al werd voorspeld in bijvoorbeeld het Britse tijdschrift The Economist.

Schrempp is nu de bewindvoerder die Daimler in hoog tempo ontdoet van de verliesgevende acquisities van de laatste jaren. De gang van zaken onder de vorige bestuursvoorzitter Edzard Reuter en diens opvolger Jürgen Schrempp, een protégé van Reuter, was en is trouwens tamelijk onduits. En dat had misschien te denken moeten geven. Tot de memorabele incidenten behoren de zelfmoord van de gepasseerde financile topman van Daimler, Gerhard Liener, een aanvaring van Schrempp met de politie in Rome tijdens een wat heftig avondje stappen en nu dan de karaktermoord van Schrempp op zijn mentor Reuter: ‘Strategie kun je niet eten’ is nu zijn oordeel over Reuter, die het woord strategie te pas en te onpas in de mond nam. Reuter zal waarschijnlijk gedwongen moeten aftreden als commissaris (president-commissaris mocht hij al niet meer worden). Hij wordt nu verguisd. Hij immers tuigde het ‘geïntegreerde technologieconcern’ op met verliesgevende miljardenacquisities. Zo diversificeerde hij autobouwer Daimler tot het (gemeten naar omzet) grootste industriële conglomeraat van Europa.

Kannibaliseren

Wat voor soort bedrijf is Samsung, dat Fokker nu op de korrel heeft? Het is het soort conglomeraat dat Daimler had moeten worden – dat namelijk van alles maakt (behalve auto’s), dus waarom niet ook vliegtuigen? Samsung is alleen succesvoller wat de synergie betreft. Het enige minpunt is dat topmensen van het bedrijf momenteel in verband worden gebracht met een corruptieschandaal.

De laatste tijd heeft Samsung samen met de combine Daimler Aerospace/Fokker en het Chinese staatsbedrijf AVIC gestudeerd op een geheel nieuw vliegtuig met 120 stoelen voor de Aziatische markt, de FA-X, waarvan in elk geval een produktielijn in Korea zou moeten komen.

Te vrezen valt dat Samsung, net als Daimler, niet is geïnteresseerd in het voortbestaan van Fokker als zelfscheppende vliegtuigbouwer, maar slechts in het kannibaliseren van een complete voortbrengingsketen inclusief afzetkanalen en klanten (Fokker heeft in het marktsegment voor vliegtuigen tot 100 stoelen een aandeel van 40 %).

Toch zijn er twee pluspunten. Voor Daimler had het begin van de keten, het fundamentele onderzoek, de vliegtuigontwikkeling en de engineering, beduidend minder waarde dan het heeft voor Samsung. Het Koreaanse bedrijf is gezien zijn wel erg korte geschiedenis in de industrie waarschijnlijk juist genteresseerd in toegang tot fundamentele kennis, dus niet alleen de kennis van Fokker maar van het gehele luchtvaartcluster: NLR, TU Delft, de Haarlemse HTS-vliegtuigbouw, het Hoofddorpse luchtvaartcollege (de voormalige MTS ‘Anthony Fokker’), de kennis voor het certificeren van nieuwe vliegtuigen door de RLD en dergelijke.

De Koreanen zijn de afgelopen maanden gepaaid met joint ventures door niet alleen Daimler, maar ook Boeing en McDonnell-Douglas. Met een eventuele verwerving van Fokker zou Samsung op eigen benen kunnen staan in de vliegtuigbouw.

Dat Fokker andermaal is overgeleverd aan een grote partner komt doordat het bedrijf zijn te verouderde, ondoelmatige en dus te dure produktiemethode te laat is gaan rationaliseren: daardoor verdampte Fokker’s onderhandelingspositie met Daimlerdochter Deutsche Aerospace in 1990 zodra de markt begon te kenteren.

Lijken in de kast

Nu is de produktie sterk gerationaliseerd. Het hele voortbrengingsproces is gestroomlijnd. De doorlooptijd is sterk verkort, het onderhanden werk is verminderd, waardoor Fokker een prima uitgangspositie heeft ten opzichte van zijn directe concurrenten, nu de markt zich lijkt te gaan herstellen. Volgens de bedrijfskundige dr. Ard de Man, die dezer dagen aan de Erasmus Universiteit Rotterdam is gepromoveerd op onderzoek naar de doorlooptijdverkorting bij Fokker, gaat de tijd die nodig is om een vliegtuig samen te bouwen van oorspronkelijk 222 dagen naar 56 dagen.

Bovendien hebben de Duitsers ‘lijken in de kast’ opgeruimd die ze bij de overname aantroffen in de vorm van op de balans geactiveerde ontwikkelings- en aanloopkosten uit het verleden. Het merkwaardige is overigens dat, hoewel Daimler het probleem van de vervuilde balans vóór de overname al kende, men het slechts deels heeft opgelost. In de onderhandelingen met de Nederlandse overheid de afgelopen weken werd het probleem van de ten onrechte geactiveerde kosten gepresenteerd als ‘de ijsberg van 1,3 miljard’, alsof er onder de eerder opgeruimde lijken nog andere ten onrechte geactiveerde kosten waren aangetroffen.

Het is denkbaar dat Daimler het probleem met opzet deels ongemoeid heeft gelaten om daarmee geld los te peuteren van de Nederlandse overheid; de ongezonde balans zou het vertrouwen van potentiële klanten ondermijnen. Er moest vers kapitaal in Fokker van Daimler én de staat. De Nederlandse regering was echter niet te vermurwen. Fokker was immers onderdeel van het enorme machtige Daimler Benz, dus was die ongezonde balans geen probleem. Werkkapitaal, daarover viel wel te praten.

Belangstelling

Maar hoe het ook zij, Fokker is mede dank zij Duitse inbreng aantrekkelijker geworden voor overname: weliswaar zwaar ondergekapitaliseerd, maar in elk geval met een redelijk gezonde kostenstructuur en een naar Duitse maatstaven enigszins geschoonde boekhouding.

Er is dan ook belangstelling van meerdere kanten: ook Bombardier toont interesse, een bij Samsung vergeleken klein transportmiddelenconcern (omzet 6 miljard dollar tegen Samsung’s 100 miljard dollar) dat wereldwijd opereert. Bombardier bewijst dat er geen mammoetbedrijven met miljarden cashflow voor nodig zijn om iets te bereiken in de civiele vliegtuigbouw. Het maakte in een paar jaar twee Canadese en een Noordierse vliegtuigbouwer (Canadair, De Havilland en Shorts) weer winstgevend.

Fokker zou goed bij Bombardier passen (Bombardier’s dochter Shorts bouwt de Fokkervleugels), maar Samsung zou een breekijzer kunnen zijn in een lonkende, gigantische afzetmarkt in Zuidoost-Azië, met name in China.

De surséance biedt Daimler nog alle speelruimte om zijn deelneming in Fokker onder redelijke condities van de hand te doen om zo de verliezen te beperken. Komt het echter tot een faillissement, dan bepaalt de curator hoe de schuldeisers, waarvan Daimler de grootste is, wordt tegemoetgekomen. ‘Een surséance kan daarom heilzaam werken. Het is een adempauze voor de debiteur. Elke regeling is denkbaar’, zegt mr.dr. W. Wijting, van de faculteit Wijsbegeerte en Technische Maatschappijwetenschappen van de TU Delft.

In ieder geval heeft Fokker iets dat lijkt op een onderhandelingspositie tijdens de adempauze waarvoor de overheid nu heeft gezorgd met de kasgeldfournering plus plaatsen van enkele orders, samen goed voor 335 miljoen. Volgens de Volkskrant, die doorgaans zuinig oordeelt over de Nederlandse aspiraties in vliegtuigbouw, heeft Fokker de staat sinds 1945 ongeveer 3,2 miljard gulden gekost, waarvan 1,6 miljard gulden is terugbetaald; dat is netto gemiddeld 32 miljoen gulden per jaar, vermoedelijk een prijs waarvoor veel landen graag in de vliegtuigbouw zouden stappen. Volgens Fokker is 80 % van eerdere leningen afbetaald en vloeide de laatste tijd 150 miljoen gulden per jaar terug naar de staat.

Uitdaging

Toch pleiten veel economen op grond van het gegeven dat er (ook in de toekomst) structureel geld bij moet, voor definitieve terugtrekking van de overheid uit de vliegtuigbouw. Prof.dr. A.J.M. Roobeek vindt dat echter een ‘veel te kwantitatieve benadering.’

Roobeek: ‘We kunnen het niet alleen hebben van kaas en bloemen. Aan een hoogwaardig technologisch cluster hangt een prijskaartje. Die prijs moet de Nederlandse samenleving opbrengen.’ Ze vindt daarbij wél dat de Nederlandse kennis op het gebied van vliegtuigbouw nog veel meer dan nu het geval is buiten de bedrijfstak te gelde gemaakt zou kunnen worden.

Volgens prof.dr.ir. Th. de Jong, verbonden aan het laboratorium voor Constructie en Materiaalontwikkeling van de faculteit Lucht- en Ruimtevaart van de TU Delft, heeft uiteindelijk de hele Nederlandse industrie meegeprofiteerd van de technologie voor het verlijmen van metalen delen die in de jaren vijftig bij Fokker werd ontwikkeld ten behoeve van de bouw van de F-27 Friendship.

Composietmaterialen uit de luchtvaart worden nu ook toegepast in tennisrackets en in de auto-industrie. Binnenkort rijdt er een lichtgewicht trailer voor vrachtwagens rond waarvan de constructie afkomstig is uit de Nederlandse vliegtuigindustrie. Ook de vezel Twaron van Akzo is oorspronkelijk mede door Fokker ontwikkeld.

De Jong: ‘De luchtvaart plaatst je steeds voor een uitdaging. Als je een stuk hout in het water gooit, blijft het wel drijven. Gooi je daarentegen een stuk hout in de lucht en wil je het daar houden, dan komt daar veel meer technische kennis voor kijken. In de VS is men begonnen met de ontwikkeling van een imaginair vliegtuig dat vijf keer zo snel als het geluid moet kunnen vliegen. De bedoeling daarvan is de techniek in de VS op een hoger peil te brengen. Of dat vliegtuig er ooit komt, is niet eens zo belangrijk, maar het gaat erom Amerikaanse technici te prikkelen om met oplossingen te komen voor ingewikkelde problemen.’

Dit artikel is tot stand gekomen met medewerking van drs. Angele Steentjes.

(CREDIT OPENINGSFOTO, STAANDE FOTO)

(Foto’s: ANP Foto, Amsterdam)

(BIJSCHRIFT PORTRET VAN SCHAIK)

Fokker in de problemen; op 23 januari maakt Van Schaikt bekend dat uitstel van betaling voor Fokker Aircraft is aangevraagd en verleend.

(BIJSCHRIFT VLIEGTUIGEN)

Het dilemma van Fokker bij een flauwe markt in beeld gebracht: ingepakte vliegtuigen staan op vliegbasis Woensdrecht tijden lang te wachten op kopers.

Artikelen, Uitvinders

MegaPower, grootschalige energiewinning uit de natuur (De Ingenieur, nr. 20, 6 december 1995)

6 december 1995 Erwin Van den Brink

Hier de PDF van het artikel in De Ingenieur: Megapower1995-2016

En hier onder twee websteks waar je er nog wat over vindt:

http://www.solar-tower.org.uk/megapowertower.php?PHPSESSID=5e87907ea6cf285f917966588c1c7c1f

http://www.lgwkater.nl/energie/megapower/megapower.htm

GESLOTEN SYSTEEM VOOR OPWEKKING VAN ENERGIE + BENUTTEN VAN TEMPERATUURVERSCHILLEN IN ATMOSFEER + VOLGENS NLR IS CONSTRUCTIE TECHNISCH MOGELIJK

MegaPower, grootschalige energiewinning uit de natuur

Toren van 5 km in Noordzee voor opwekken energie

Het principe van witte steenkool kan een zeer grootschalige toepassing krijgen. Plaats een gigantische toren in zee, laat gas via een pijp opstijgen tot 5 km hoogte, waar het condenseert en als vloeistof terugloopt tot zeeniveau, waar het door een turbine wordt omgezet in elektrisch vermogen. Onmogelijk? Nee, eerste studies rechtvaardigen nader onderzoek.

– Ing. R.M. van Ginkel –

– Frank Hoos –

– Ir. R.M. Krom –

– Drs.ir. P. van Summeren –

Ing. Van Ginkel en ir. Krom zijn werkzaam bij de Hoogovens Groep BV, Frank Hoos, bedenker van het MegaPower-idee, is werkzaam bij Seatec BV en drs.ir. Van Summeren is free-lance projectleider. Dit haalbaarheidsproject wordt gesteund door Novem. Ook Linde heeft aan het project deelgenomen.

Onder de naam MegaPower wordt sinds een jaar gewerkt aan een haalbaarheidsstudie voor een grootschalig vermogensopwekkings‑ en conversiesysteem. Het voorstellingsvermogen moet hiervoor haast even groot zijn als het installatievermogen: 7000 MW in een installatie van tussen de 4 km en 7,5 km hoogte. Het principe is dat van een gesloten systeem, waarbij een vloeistof verdampt op zeeniveau en op zeer grote hoogte bij de daar heersende lage temperatuur condenseert en teruggeleid wordt naar zeeniveau onder opwekking van vermogen. Het principe is vergelijkbaar met vermogensopwekking uit witte steenkool: water verdampt, stijgt op, beregent de bergen en in de afdaling naar de zee worden waterkrachtcentrales ingezet voor het genereren van vermogen. De eerste studies tonen aan dat het project zowel fysisch als bouwtechnisch haalbaar kan zijn.

In het jaar 2050 naderen de gas‑ en olievoorraden hun einde, terwijl de wereldwijde energiebehoefte blijft stijgen. Er ontstaat dus behoefte aan grootschalig vermogen met andere bronnen dan gas en olie. Steenkool vormt op de lange termijn geen optie, want gezien het laatste rapport van de VN is wel vast komen te staan dat de klimaatverandering daadwerkelijk in gang is gezet en dat CO₂ daarin een voorname rol speelt. Dit noodzaakt te zoeken naar andere en betere oplossingen.

Met MegaPower komt een zeer milieuvriendelijke oplossing in beeld zonder enige CO₂-produktie. Uitganspunt voor MegaPower is dat de temperatuur op grote hoogte (5000…8000 m) aanzienlijk lager is dan op zeeniveau. Om hiervan gebruik te maken in een gesloten systeem zijn zeer grote installaties nodig, waarbij allerlei uitdagingen in de realisatie ervan opdoemen: de constructieve haalbaarheid, de thermodynamische voorwaarden en de uitwerkingen daarvan.

Het fysische principe van een dergelijk gesloten systeem wordt verduidelijkt in afbeelding 1. Het systeem is in de Noordzee gedacht. Het bestaat uit een verdamper op zeeniveau, een stijgpijp voor het gas, een condensor op 5000 m hoogte, een pijp waardoor de vloeistof terugstroomt en een turbine op zeeniveau. De temperatuur op 5000 m hoogte is gebaseerd op de Nasa-standaard die aangeeft hoe de temperatuur met de hoogte varieert voor een standaardatmosfeer. De temperatuur van het zeewater komt overeen met de temperatuur van de Noordzee in juni. De relatief hoge temperatuur is gunstig voor de verdamping van het medium. Het vloeibare medium wordt in de verdamper een gas, stijgt op totdat het in de condensor komt, waar het condenseert. Daarna valt het terug tot op zeeniveau. De potentiële energie van de vloeistof in de condensor wordt in de turbine omgezet in elektrisch vermogen.

Rekenmodel

Om überhaupt berekeningen te kunnen uitvoeren moet het temperatuurverloop op grote hoogte en op zeeniveau bekend zijn. Aan het KNMI zijn derhalve gegevens gevraagd over het weer boven de Noordzee. Omdat het weer boven De Bilt niet significant verschilt van dat boven de Noordzee, zijn de weerdata van het jaar 1986 als uitgangspunt genomen. Deze zijn aangevuld met data van zeewatertemperaturen uit internationale klimaatatlassen. De data van het KNMI geven de hoogte van een drukniveau, de bijbehorende temperatuur en wind (in richting en snelheid).

De zeewatertemperaturen zijn af te lezen uit afbeelding 2. Dit temperatuurverloop is een gemiddelde over tien jaar. Aanvullende gegevens van een bepaald meetpunt, de zeewatertemperatuur bij Noordwijk in 1986, zijn in overeenstemming met die in deze afbeelding.

De temperatuur op 5500 m wordt weergegeven in afbeelding 3. Daarin is duidelijk te zien dat grote dagelijkse afwijkingen van de Nasa-standaard optreden.

In het MegaPower-project wordt uitgegaan van de meest ongunstige situatie. Hoe hoger de temperatuur is op 5500 m, des te slechter dat is voor condensatie. In afbeelding 3 wordt door een getrokken lijn een ongunstig verloop aangegeven.

MegaPower heeft een rekenmodel ontwikkeld waarin het gewenste vermogen, de eigenschappen van de damp, de temperaturen op zeeniveau en op 5000 m hoogte zijn opgenomen. Dit model is gebaseerd op de aanname dat gedurende het transport van beneden naar boven geen warmte met de omgeving wordt uitgewisseld. In het model is het verloop van de druk van een gas met de hoogte in een zwaartekrachtveld in rekening gebracht.

Bij uitwerking van dit model voor butaan, een gas dat verdampt bij ‑0,5 °C en dat een geringe verdampingswarmte heeft, blijkt dat voor een pijp met een doorsnede van ongeveer 50 m (of een bundel pijpen met in totaal een equivalent inwendig oppervlak) en 5000 m lengte, een elektrisch vermogen van 7000 MW beschikbaar kan komen. De butaandamp stijgt op van het zeeniveau met een snelheid van ongeveer 50 m/s en komt op 5000 m hoogte aan met 20 m/s.

Uit de eerste berekingen bleek dat zuiver butaan niet kan voldoen, omdat er geen condensatie optreedt bij gestelde omgevingstemperaturen. Er zijn aan het butaan derhalve additieven toegevoegd. Deze condenseren tijdens het transport en geven hun warmte af aan het butaan. Daardoor komt het butaan met hogere druk dan voorheen aan bij de condensor en is condensatie mogelijk.

Door het geringe temperatuurverschil met de omgeving worden zowel de verdamper als de condensor buitensporig groot. Bovendien betekenden de gegevens van het KNMI voor het MegaPower-project dat een systeem met butaan als medium vele maanden per jaar niet zou kunnen werken. Dit was aanleiding tot het zoeken van andere media en andersoortige systemen.

Medium

Het ontwikkelde rekenmodel biedt de mogelijkheid ook andere media in te voeren. Uit de eerste ervaringen was duidelijk geworden dat de temperatuurniveaus de beperkende factoren waren, en niet zozeer de constructie. Daarom is een aantal stoffen onderzocht op hun mogelijke toepasbaarheid.

De minimaal vereiste temperatuur voor de verdamper moet altijd lager zijn dan de minimum zeewatertemperatuur van 4 °C (in de winter). Deze minimale temperatuur is bovendien afhankelijk van de constructie. In het onderzoek is de minimale temperatuur van de verdamper op 0 °C gelegd. Voor de condensor geldt een soortgelijke beschouwing. Daar is de condensortemperatuur 6 °C hoger genomen dan de omringende lucht.

In de zomer is de temperatuur op 5000 m het hoogst en het temperatuurverschil met het zeewater het kleinst. Derhalve ligt bij die situatie de strengste systeemeis. Daarnaast zijn er uit overwegingen van stabiliteit en sterkte van de constructie nog eisen voor de drukken die mogen optreden in het systeem. Het drukverschil met de omgeving mag niet te groot zijn en zeker niet lager dan de omgevingsdruk.

Een eerste keuze van mogelijke materialen leverde zeventien potentiële kandidaten op. Ook de invloed van additieven op deze materialen is onderzocht. Uit het rekenmodel blijkt dat met voornoemde systeemeisen slechts drie potentiële materialen overblijven. Na invoering van andere voorwaarden zoals vrije convectie van de lucht in de condensor bleef alleen NH₃ als medium over. Alhoewel het systeem binnen de gestelde temperatuurgrenzen functioneert, worden de condensor en verdamper door geringe temperatuurverschillen en grote verdampingswarmte van NH₃ relatief erg groot. Er zijn nog andere voorstellen gedaan, maar die vragen nog nadere uitwerking.

MegaPower-toren

Er is aan het NLR opdracht gegeven na te gaan of een dergelijke constructie technisch gerealiseerd kan worden. De MegaPower-toren wordt getuid vanuit drie punten op zeeniveau. Er zijn twee versies (afbeelding 4, 5 en 6). Beide versies zijn opgebouwd uit modules die een kern van kunststof hebben met aan beide zijden aluminium. Enerzijds wordt de massa van de toren hierdoor beperkt, anderzijds wordt de stijfheid groter. Bovendien is de protectie van belang, inwendig naar de gebruikte media, uitwendig naar meteorologische invloeden. In het MegaPower-project zijn dikten van 250 mm gebruikt.

In versie I zijn er om de 1200 m drijflichamen met waterstof. Er zijn dan vier drijflichamen die een elliptische vorm hebben. De inhoud van deze lichamen varieert met de hoogte. Beneden is de opwaartse kracht groot, dus kan de inhoud relatief klein zijn. Boven is de atmosferische druk klein en moet het drijflichaam relatief een grotere inhoud hebben. Gedacht wordt aan langsdoorsneden van 360 m tot 900 m.

In versie II is het drijfvermogen geïntegreerd in de pijp. Deze wordt daardoor twee keer zo breed op zeeniveau. Ook hier speelt de atmosferische druk op grote hoogten een rol. Daardoor neemt de doorsnede toe tot 165 m op ongeveer 5000 m hoogte.

Het blijkt dat beide versies constructief mogelijk zijn. Bij een flinke storm is de statische deflectie bovenaan de pijp bij versie I (met vier drijflichamen) 344 m, bij de geïntegreerde versie slechts 57 m. Dat is voor beide versies verrassend weinig. Nog meer indruk echter maakte het dynamische gedrag van beide versies. Windstoten van sinusvorm en beperkte duur werden aan de beide versies gegeven. Indien een windstoot op 4500 m wordt gegeven, is de deflectie maximaal 20 m respectievelijk 1 m.

De natrilling van beide versies was verschillend. De dunne mast heeft veel eigenfrequenties voor buigen onder de 0,1 Hz, terwijl de gedistribueerde versie begint bij 10 Hz. De reden voor deze kleine uitwijkingen moet gezocht worden in het enorme gewicht van de condensor. Deze functioneert als stabilisator voor de pijp eronder.

Ook de tuidraden zijn technisch interessant. Zonder de toepassing van nieuwe materialen zal het niet mogelijk zijn de toren te tuien. Nu blijkt dat doorsneden van 0,2 m² van een modern materiaal de spanningen kunnen opvangen, die ontstaan bij stormen en windstoten. De mechanische constructie is derhalve technisch mogelijk.

De manier waarop de pijp opgebouwd moet worden ligt daarmee nog niet vast. Binnen het MegaPower-project is een aantal ideeën bedacht om een pijp van een dergelijke lengte op te bouwen. Uit verder onderzoek van het NLR blijkt dat constructies van nog grotere dimensies technisch mogelijk zijn. Dit opent nieuwe wegen voor andere voorstellen.

Milieutechnische aspecten zijn voor MegaPower van groot belang. Men kan zich voorstellen dat een puntvormige vermogenswinning zich heel anders gedraagt in het milieu dan een vermogenswinning die over een groot oppervlak is verdeeld. Hiervoor zou een model ontwikkeld moeten worden voor zowel de condensor op grote hoogte als de verdamper in de zee. Vanwege de beperkte duur en mogelijkheden van de huidige voorstudie kon alleen de haalbaarheid naar constructie en thermodynamische opzet bekeken worden.

Ten slotte

Door de opmerkelijke resultaten van de voorbereidende haalbaarheidsstudie moet er een uitgebreid voorontwerp komen waarin alle aspecten uitgewerkt, geëvalueerd en afgewogen worden. Er zijn nog veel onuitgewerkte mogelijkheden. De koppeling tussen techniek en technologie moet met grote harmonie tot stand worden gebracht. Voorbeelden daarvan geeft de natuur in grote diversiteiten.

Het idee van MegaPower komt vanuit bewogenheid met de natuur en moet daarom een eerlijke kans krijgen. Zou het niet prachtig zijn als op economische verantwoorde wijze door middel van dit ‘luchtkasteel’ op grote schaal energie uit de natuur gewonnen kan worden?

(BIJSCHRIFTEN)

(CREDIT BIJ DIA)

(Illustratie: Hans Pihl)

Afb. 1 Butaan/NH₃-procescyclus; de vloeistof wordt door het zeewater verdampt en condenseert op grote hoogte; de druk en het debied van de vloeistofkolom worden in energie omgezet.

Afb. 2

Afb. 3

(VOLGENDE DRIE AFBEELDINGEN BIJ ELKAAR PLAATSEN)

Afb. 4

Afb. 5 Separate waterstof drijflichamen.

Afb. 6 Drijfvermogen geïntegreerd in de pijp.

interviews

Erik van de Linde: Zwemmen in een zee van kennis (DI 1995, nr. 19)

30 november 1995 Erwin Van den Brink

1995 19

DRS. ERIK VAN DE LINDE NIEUWE DIRECTEUR VAN STT

Ervaringen van technisch-wetenschappelijk attaché in de VS

Zwemmen in een zee van kennis

De nieuwe directeur van de Stichting Toekomstbeeld der Techniek, drs. Erik van de Linde, is vijf jaar technisch-wetenschappelijk attaché (TWA) in de VS geweest. ‘Een combinatie van kookboek en handigheid’, zegt hij over een deel van het werk. ‘Wie echter trends in technologie-ontwikkeling wil ontdekken, is bij de TWA’s aan het goede adres.’

– Erwin van den Brink –

De auteur is redacteur van De Ingenieur.

In het zojuist verschenen Tussentijds Bericht van de Stichting Toekomstbeeld der Techniek (STT) schrijft dr. J.C.M. Hovers, voorzitter van de Raad van Bestuur van Stork, dat in de toekomst bedrijven zich alleen van concurrenten kunnen blijven onderscheiden door de kennis die zij in hun produkten weten toe te passen. Voorzover het daarbij gaat om technologie, moeten bedrijven zich volgens Hovers de vraag stellen: waar ter Wereld bevindt zich welke technologie, hoe krachtig is zij inhoudelijk, octrooitechnisch, wat levensfase betreft, in hoeverre is zij verkrijgbaar, in licentie of door koop, of juist niet.

De nieuwe directeur van STT, drs. Erik van de Linde, heeft zich de afgelopen vijf jaar beziggehouden met juist deze vraag: hij was technisch-wetenschappelijk attaché (TWA) op de Nederlandse ambassade in Washington.

Nederland is klein maar heeft daardoor een groot buitenland, luidt een gevleugelde uitspraak die ook geldt voor ingenieurs. Daarbij komt dat in dit grote buitenland de waardering voor techniek vaak groter is dan bij ons. De VS besteden per jaar 150 miljard dollar aan onderzoek. Industrie en overheid nemen elk ongeveer de helft van dit bedrag voor hun rekening. Amerikanen kijken daarbij niet alleen naar het commerciële rendement van geïnvesteerde kennis. Er moet ook nog eens iets moois te beleven zijn of iets van een nationale ambitie vorm krijgen. Amerikanen houden daarbij van flink uitpakken zoals met het onderzoekprogramma Biosphere 2 en de Deltaclipper, een raket die verticaal kan landen.

Trends ontdekken

Er valt dus voor ingenieurs over de grens nog heel wat kennis te delven. Met name in de VS, waar Van de Linde de afgelopen vijf jaar TWA was. Toch ziet hij niet veel ingenieurs als technisch ondernemer op eigen houtje poolshoogte gaan nemen in dit eldorado van onderzoek en ontwikkeling.

Van de Linde: ‘Ik denk dat het redelijk is om te zeggen dat ik meer Nederlandse zakenlieden en wetenschappers tegenkwam dan ingenieurs. Maar naar het schijnt gaan er hoe dan ook minder onderzoekers naar de VS toe dan vroeger, om redenen zoals een moeilijk verkoopbaar huis, een werkende partner. Een deel van de bezoeken onttrekt zich aan mijn waarneming: werknemers die voor hun bedrijf worden uitgezonden, congressen bijwonen en dergelijke, hebben daar niet de technisch-wetenschappelijk attaché voor nodig. En alle grote bedrijven hebben een eigen kantoor in de VS.’

De missie van de TWA luidt dat hij voor het Nederlandse bedrijfsleven, maar ook voor overheid en andere instellingen de antenne in het buitenland is voor technische ontwikkelingen. De TWA is direct aanspreekbaar, via telefoon, fax of tijdens het periodieke werkbezoek aan Nederland. De TWA’s in Washington krijgen ongeveer zeshonderd vragen per jaar. Ze moeten zich bevinden in het stadium vóór commercialisering. ‘Als de vragen een marktkarakter hebben, geven wij ze door aan bijvoorbeeld de Nederlandse Kamer van Koophandel in de VS. Als het er echter om gaat trends te ontdekken, dan is een vraag bij ons aan het goede adres.’

Een deel van het werk bestaat uit ‘een combinatie van kookboek en handigheid’. Van de Linde: ‘Bijvoorbeeld: noem een paar adressen van bedrijven die bezig zijn met visionsystemen in plantenkassen. Dat is vrij snel op te zoeken. Veel omvattender is een vraag als: wie zijn de spelers op het gebied van de telecommunicatie, wat gaat de overheid doen, wat wordt de regelgeving, welke fusies verwacht je binnenkort, welke sleuteltechnologieën spelen daarbij een rol.’

Direct contact

Zolang het niet gaat om staatsgeheimen, is het volgens Van de Linde niet moeilijk om aan informatie te komen. ‘Die ligt op straat en voor het opscheppen. Amerikanen praten graag en veel. Het probleem is hoe je het aanbod van informatie selecteert.’

Behalve de financieel-economische computerdatabank Dialog gebruikte Van de Linde vooral de Encyclopaedia of Associations: ‘In de VS is voor alles een vereniging, omdat Amerikanen altijd heel erg ‘netwerkminded’ zijn geweest: je moest elkaar kennen. Dus wemelt het er van de branche- en belangenorganisaties. Die bel je dan op. Dan krijg je iemand aan de lijn die zijn onderwerp propageert. Als hij dan wordt gebeld door iemand die er in is geïnteresseerd: whow! Die kent wel weer drie, vier namen van andere mensen die met die materie bezig zijn. Uit een Dailog-file haalde ik altijd wel een paar namen. Via via kwam ik altijd wel terecht bij een champion, een trekker op het gebied waarover de vraag ging, die mij recente artikelen of papers wilde toefaxen. In mijn ogen was dat betrekkelijk gemakkelijk verkregen informatie. Voor de steller van de vraag was het een enorme uitkomst.’

Maar het bellen van organisaties en van Dialog kan toch ook vanuit Nederland?

Van de Linde: ‘Toch denk ik dat je als je in Washington woont, beter met zo iemand aan de telefoon kunt praten dan wanneer je dat vanuit Nederland doet. Niet alleen vanwege het tijdverschil, maar ook omdat je door onder de Amerikanen te zijn het beste in de gaten krijgt hoe je Amerikanen kunt toespreken. Als je daar woont, zie je meer Amerikaanse televisie, kranten en wat dies meer zij. Ja nu, nu zou ik het ook vanuit Nederland kunnen. Maar naar verloop van tijd zou ik toch de touch verliezen.’

Die vrijgevigheid met informatie is moeilijk te rijmen met het beeld dat Amerikanen harde ondernemers zijn die niet zomaar kennis weggeven. Van de Linde: ‘Maar organisaties bestaan uit veel mensen en in de VS heb je hele grote organisaties, denk maar aan de federal labs. Daarvan zijn er 250, waaronder hele grote, zoals Los Alamos en Sandia van het Department of Energy. Als ik informatie wil halen uit een federal lab, kan ik gaan bellen met een tech-transfer officer. Ik kan ook rechtstreeks bellen met een onderzoeker, want die mensen hebben gewoon een eigen E-mailadres of faxnummer. Onderzoekers praten graag honderduit. En passant schrijf je dat allemaal netjes op. Het is heel lang zo geweest dat men over allerlei soorten van onderzoek geen echte zwijgplicht had. Overigens is die openheid wel een beetje aan het dichtslibben.’

Klopt het beeld dat de VS minder goed dan de Aziatische economieën in staat zijn kennis om te zetten in succesvolle produkten? Van de Linde: ‘Ach, er zijn ook technologieën waar Amerikanen wel degelijk heel veel mee verdienen, zoals de automarkt. De grote drie doen het momenteel weer uitstekend. Op het gebied van chipproduktie zijn de VS nog steeds de grootste. Die positie hebben de Japanners nooit kunnen overnemen.’

Technologiebeleid VS

Ook in de VS woedt nu de discussie over de stagnerende onderzoekinspanningen. De Amerikaanse doctrine luidt dat programmatische sturing van R&D nauwelijks zin heeft. Wie investeert in kennis, krijgt uiteindelijk daarvoor ample reward. Tegenwoordig is dat idee een beetje verlaten.

Van de Linde: ‘President Clinton is begonnen met een technologiebeleid naar Japans en Europees voorbeeld: kennis ontwikkelen met het oog op de toepasbaarheid ervan. Er was natuurlijk technologiebeleid voorzover dat was geïnspireerd door de militaire doctrine, met duidelijk technisch omschreven doelstellingen. Industriebeleid bestaat in de VS helemaal niet, of het moet ad hoc zijn, zoals op het moment dat de laatste fabrikant die speciale gassen fabriceert die nodig zijn bij de superschone chipfabricage, in Japanse handen dreigde te komen.’

‘Er bestaat een groot TNO-achtig instituut van het Department of Commerce: het National Institute of Standards in Technology (NIST). Dat instituut heeft de opdracht gekregen om aan technologiebeleid uitvoering te geven als een soort Senter, de uitvoeringsorganisatie voor het technologiebeleid van het Nederlandse ministerie van EZ.’ Het NIST moet kritische technologieën definiëren, onderzoekvoorstellen selecteren en geld toekennen.

Van de Linde: ‘Die discussie die daaraan vooraf is gegaan, heeft duidelijk gemaakt hoe gevoelig het onderwerp van staatsinmenging in kennisverwerving via programmatische sturing van technologieontwikkeling bij de Amerikanen ligt.’

‘Een van de duurdere programma’s is het Advanced Technology Programm (ATP). Dat moest de civiele tegenhanger worden van Defence Advanced Research Project Agency (DARPA). Men is nu onder druk van de republikeinen de ATP-benadering weer aan het verlaten.’

Men mikt liever op dual use van militaire technologie. Zo is het Global Positioning System (GPS) van satellietnavigatie, waarvan de militaire ontwikkeling begon in de jaren zestig, nu ontdekt door de transportindustrie. Het is een van de eerste projecten waarbij vanaf het begin naar dual use is gekeken: zowel militaire als civiele toepasbaarheid.

Een artikel over GPS in het blad Technieuws, het publikatieforum van de TWA’s, was een van de laatste projecten van Van de Linde. Hoewel het werk van de Stichting Toekomstbeeld der Techniek in essentie wellicht overeenkomsten heeft met dat van de TWA (het opsporen van nieuwe technologietrends) is de aanpak toch anders. Niet langer ad hoc surfen over compernetwerken en het hele land afbellen, maar gedegen vraaggesprekken voeren met de opinieleiders uit de wereld van wetenschap en techniek. ‘Toekomstonderzoek is erg ‘in’ momenteel. De aanpak die STT hanteert sinds de oprichting in 1968, is een heel duurzame gebleken. Studies worden begeleid door iemand van STT die een soort secretaris is, maar ze worden verricht door de mensen die in het dagelijks leven ook daadwerkelijk met de onderzochte materie bezig zijn. Doordat die mensen elkaar ontmoeten via STT, komen ze samen tot een hogere vorm van integratie van kennis, die ze dan hopelijk na die studie weer gebruiken in hun dagelijkse werk. Ik zou geen betere methode weten om aan toepasbare, op de toekomst gerichte kennis te komen.’

Er zijn TWA’s op de ambassades in Washington, Tokio, Bonn, Parijs en Rome. Zij publiceren in ‘Technieuws’. Een gratis abonnement is aan te vragen bij het ministerie van EZ, TWA-systeem (B20/k 400) postbus 20101, 2500 EC Den Haag. Voor informatie over STT: Prinsessegracht 23, postbus 30424, 2500 GK Den Haag, tel. (070) 391 98 56, fax (070) 361 61 85, E-mail: STT@bart.nl.

(QUOTE BIJ PORTRET)

‘Ik zou geen betere methode weten om aan toepasbare, op de toekomst gerichte kennis te komen dan de STT-methode’, drs. Erik van de Linde

(Foto: Benelux Press, Den Haag)

(BIJ DIA)

Nationale ambitie speelt bij sommig onderzoek in de VS een grote rol, zoals bij Biosphere 2, waarbij het gehele ecosysteem op Aarde in een glazen koepel werd nagebouwd.

(Foto: ABC Press, Amsterdam)

(BIJ 2 FOTO’S)

Een van de paradepaardjes van Amerikaanse technologie: de Deltaclipper, een raket die verticaal kan landen.

(Foto’s: McDonnell Douglas)

interviews

Drs. E.J.C. Ottevanger, directeur InnovatieCentrum Uitvindingen (1995 18)

8 november 1995 Erwin Van den Brink

EgbertOttevanger — Drs. E.J.C. Ottevanger: ‘Als je een uitvinding op een bepaalde datum wilt laten registreren, kun je even goed naar de belastingregistratie stappen; dat is een stuk goedkoper.’

OttevangerCombined (klik hier voor de PDF)

1995 18

INTERVIEW

WERKZAAMHEDEN ID-NL, INNOVATIECENTRUM VOOR UITVINDINGEN + MOGELIJKHEDEN VAN NIEUWE OCTROOIWET + PRAKTIJKCASE: POSITIONEREN VAN NIEUWE PAPERCLIP

Drs. E.J.C. Ottevanger, directeur InnovatieCentrum Uitvindingen

‘Octrooiwet maakt je blij met dooie mus’

‘De enige club die structureel voor kleine uitvinders aan het werk is, is ID-NL. En wij zijn de enige instantie die geen inzage heeft gekregen in het wetsontwerp voor de nieuwe Octrooiwet.’ Drs. E.J.C. Ottevanger, directeur van ID-NL, is duidelijk: ‘Een octrooi onder de nieuwe wet is in wezen een wassen neus.’

– Erwin van den Brink –

De auteur is redacteur van De Ingenieur.

‘Het is natuurlijk gemakkelijk om achteraf van de zijlijn een oordeel te geven’, relativeert drs. E.J.C. Ottevanger, directeur van het Specialistisch InnovatieCentrum voor Uitvindingen ID-NL, maar hij kan het toch niet nalaten de Omo Power-affaire aan te halen. Omdat deze zo goed illustreert hoe uitvinders vaak voorbij gaan aan het feit dat de beoogde gebruikers moeten leren omgaan met hun uitvinding.

De concurrentie wist dat de huidige wasgewoonten gelden als maatstaf, ook in tests: heet en intensief wassen. Het was dus eigenlijk een koud kunstje om Omo Power daarmee onderuit te halen als wasmiddel dat gaten veroorzaakt. Het nieuwe revolutionaire wasmiddel veronderstelde immers een totaal andere manier van wassen – vooral veel kouder.

Geen fabrikant van stopcontacten zal zijn produkt voorzien van de waarschuwing dat wie zijn vingers erin steekt een schok kan krijgen. Dat weet immers iedereen. Fabrikanten van magnetronovens voorzien echter hun gebruiksaanwijzing van de mededeling dat je er geen levende have in te drogen moet plaatsen; dit nadat een Amerikaanse dame haar hondje de geest zag geven toen zij het in de magnetron wilde laten drogen.

Alle nieuwe technologie heeft haar eigen acceptatieproces. Het onderkennen van mogelijk verkeerd gebruik van een uitvinding is een van de belangrijkste specialismen van ID-NL. Het centrum bestaat nu vijftien jaar. Ottevanger: ‘We zijn, als je ons beschouwt als patentbroker, kennismakelaar tussen kleine particuliere uitvinders en bedrijven waar we licenties onderbrengen, inmiddels een van de grootste bureaus in de Wereld.’

Octrooiwet

ID-NL brengt niet alleen uitvindingen de markt op, maar doet ook het omgekeerde: voor bedrijven die een bepaald probleem niet krijgen opgelost, zoekt ID-NL de juiste uitvinder. Zo is de zogenoemde ‘gasblaas’ uitgevonden, een opblaasbare zak waarmee bij reparatie aan het aardgasnet een leiding gasdicht kan worden afgesloten. Weliswaar bestond al zo’n blaas of afsluitballon, maar daar lekte altijd gas langs.

De kwestie is of de vervolmaking van zo’n systeem nu een uitvinding is of niet. Wat is uitvinden? Gebeurt uitvinden methodisch of is het een kwestie van ‘plotseling het licht zien’?

Ottevanger: ‘De halve wereld had al geprobeerd om een oplossing te vinden voor dat weglekken van gas, technologische instituten in binnen- en buitenland hebben daar hun tanden op stuk gebeten en het lukte ze dus niet. Wat je dan doet is een stap terugdoen en het probleem eerst in de breedte bekijken. Je selecteert een aantal oplossingsrichtingen en daar kies je de meestbelovende uit. Daarlangs ga je in de diepte. In 90 % van de gevallen lossen we het probleem op. In de helft van de gevallen wordt octrooi aangevraagd. De overigen vragen vaak geen octrooi aan, omdat ze bang zijn daarmee al het geheim van de smid te verklappen.’

Ottevanger: ‘Er zijn ongeveer 100 000 geldige octrooien in Nederland, waarvan 3 % eigendom is van Nederlandse bedrijven. Een octrooi loopt ongeveer tien jaar. Je praat over niet meer dan vierhonderd octrooien op jaarbasis, waarvan de helft van grote bedrijven en de andere helft van kleine particuliere uitvinders. Van die tweehonderd octrooien komen ongeveer twintig via ons tot

stand.’

Wordt dank zij ID-NL meer geoctrooieerd in Nederland dan voorheen?

‘Tegenwoordig vragen veel mensen geen Nederlands octrooi meer aan, maar een Europees octrooi. Voor een paar duizend gulden meer is je octrooi dan in veel meer landen geldig.’

‘De nieuwe Octrooiwet is gekomen omdat steeds minder Nederlandse octrooien werden ingediend. Die wet maakt je blij met een dooie mus als je geen verstand van zaken hebt. Wie onder het regime van de nieuwe wet zijn uitvinding laat registreren heeft daarmee nog geen beschermend octrooi. Pas als iemand anders de uitvinding gaat namaken, gaat de rechter het octrooi toetsen aan de hand van een nieuwheidsonderzoek. In wezen is het dus een wassen neus. De kreet die iedereen slaakt is: het is goedkoper voor de particuliere kleine uitvinder. De enige club die structureel voor kleine uitvinders aan het werk is, is ID-NL. En wij zijn de enige instantie die geen inzage heeft gekregen in het wetsontwerp. Sterker nog: bij het ministerie van Economische Zaken wilden ze dat wij er naar keken, maar dat is ergens van hogerhand verboden.’

‘Een octrooi zegt dus niets. Als je een uitvinding op een bepaalde datum wilt laten registreren, kun je even goed naar de belastingregistratie stappen. Dat is een stuk goedkoper.’

Voorlichting

Hoe had de nieuwe Octrooiwet er volgens ID-NL moeten uitzien?

Ottevanger: ‘Je had kunnen zeggen: vraag je octrooi maar aan in Europa. Als het dan wordt verleend, krijg je het automatisch ook in Nederland. Maar dat kon politiek niet, want elk land wil een duur octrooibureau in stand houden. Vroeger kostte een octrooi 7000…8000 gulden, met nieuwsheidsonderzoek erbij. Nu kost het je 5000 gulden, met nieuwheidsonderzoek misschien 6000 gulden. Ik heb nog nooit meegemaakt dat alleen in Nederland octrooi werd aangevraagd als een bedrijf echt is geïnteresseerd in een uitvinding. Zelfs niet toen het om een bloembollenontsmettingsmachine ging.’

‘Maar enfin, die wet is er nu eenmaal. Waar het nu om gaat is dat de Nederlandse overheid met een heel goed voorlichtingsbeleid zorgt dat mensen begrijpen wat de mogelijkheden zijn (want die zijn er wel degelijk) en wat de onmogelijkheden.’

Wat zijn de mogelijkheden en onmogelijkheden?

‘De onmogelijkheid is dat het gedeponeerde octrooi een niet-getoetst octrooi is. Bij gebrek aan goede voorlichting bestaat het gevaar dat mensen niet datgene hebben wat ze denken te hebben. De mogelijkheid van de wet is dat je bij het doen van een kleine uitvinding, een leuk nieuwigheidje, tóch een aardige stok hebt om de hond te slaan als je octrooi hebt laten deponeren. Je concurrent moet dan allemaal nog maar eens het tegendeel bewijzen. Als je slim werkt met de nieuwe wet, kun je er leuke dingen mee doen.’

‘Voor een nieuw soort paperclip, in het algemeen voor produkten met een korte levenscyclus, is het handig snel een octrooi te kunnen deponeren dat verder nog niet op nieuwheid is getoetst, zodat je snel de markt op kunt. Als het daarentegen gaat om een nieuw molecule waar tien jaar onderzoek in is geïnvesteerd, dan moet een octrooi aan alle kanten zijn getoetst, wil je de kennis goed kunnen beschermen.’

Positioneren

Ottevanger’s kritiek geldt niet alleen de voorlichting over de wet, maar ook de wet zelf: ‘Als je vroeger op een universiteit werkte en je deed een uitvinding, dan was die uitvinding van jou. Onder de nieuwe wet is die uitvinding eigendom van de universiteit, tenzij anders geregeld in de arbeidsovereenkomst. De wetgever wil dat universiteiten meer hun kennis gaan verzilveren. Het probleem is alleen dat universiteiten niet de ervaring hebben om kennis te verkopen, dus die wetsbepaling zal niet het effect hebben dat universiteiten opeens veel meer de kennismarkt opgaan. Het commercialiseren van uitvindingen is werk voor professionals. Anderzijds is de kans groot dat hoogleraren niet meer het vuur uit hun sloffen zullen lopen voor een octrooi als alles wat zij daarvoor als tegenprestatie mogen verwachten een bonus is van een paar duizend gulden.’

Dat is geen prikkel om bijvoorbeeld zoiets vanzelfsprekends als de paperclip te innoveren. De huidige paperclip verbuigt snel, waardoor hij niet meer werkt. Redenerend vanuit die tekortkoming zijn technologen op zoek gegaan naar een duurzamer paperclip. Ottevanger: ‘Het aardige is nu dat de technologen het zagen als handel: het voorziet in een behoefte, terwijl de handelsmensen het vooral zagen als nieuwe technologie, want hij is moeilijker te fabriceren. Het is namelijk een stukje zeer kritisch spuitgietwerk met hoge maattoleranties voor het minuscule klikmechanisme. En er is zoals bij elk nieuw produkt een gebruiksdrempel: je moet even weten hoe je hem om een stapeltje papier klikt.’

‘In het geval van de nieuwe paperclip hebben ze dat heel slim opgelost door hem te presenteren als een produkt dat iets hoogwaardiger is dan een paperclip, namelijk als papierklem in een ordner. Over de werking van een ordner ben je bereid iets meer na te denken als gebruiker. En de paperclip werd gepresenteerd als een hebbedingetje: je kunt er bedrijfslogo’s op drukken bijvoorbeeld. Als hebbedingetje en papierklem in een ordner is hij minder beladen dan als paperclip. Op den duur zullen mensen hem vanzelf als clip accepteren.’

Terug naar Omo Power: ‘Het is gevaarlijk als de producent zo verliefd wordt op zijn nieuwe produkt dat hij vergeet hoe diep gewoonten bij de consument zijn ingesleten. ID-NL positioneert een nieuw produkt vaak eerst heel low profile in een niche. Zo had je Omo Power eerst kunnen positioneren als een heel bijzondere vlekkenverwijderaar, iets wat ik gebruik voor een laatste poging op een overhemd dat eigenlijk al is verknald. Bij gebruik van dat soort middelen lezen mensen namelijk nog de instructie. Als zo’n shirt dan toch kapot gaat, is dat niet erg, want ik had het anders toch weggegooid. Wij hebben dat positioneren al doende geleerd, omdat we uitvindingen onderbrachten bij bedrijven die maar niet echt van de grond wilden komen. Als je gaat kijken waardoor dat nou komt, blijkt het vaak verkeerd gebruik te zijn.’

ID-NL Specialistisch InnovatieCentrum voor Uitvindingen, postbus 21280, 3001 AG Rotterdam, tel. (010) 413 63 33, fax (010) 412 12 82.

interviews

Renaissance van de technologie is aanstaande. Richard Kaehler, 1995, 16

25 oktober 1995 Erwin Van den Brink

1995, 16

TECHNOLOGEN MEER BETREKKEN BIJ MARKTSTRATEGIE + TECHNOLOGIE DRINGT DOOR TOT NIEUWE BEDRIJFSTAKKEN

Professor Richard Kaehler spreekt op KIvI-congres

Renaissance van de technologie

Professor Richard Kaehler, inleider op het KIvI-bedrijfskundecongres ‘Technology meets Business’ op dinsdag 31 oktober 1995 in Zeist, voorziet een renaissance van de technologie. Volgens de dean van TSM Business School zal management de komende jaren veel meer in het teken komen te staan van technologie en kennisverwerving.

– Erwin van den Brink –

De auteur is redacteur van De Ingenieur.

Technici zullen binnen bedrijven invloed heroveren ten koste van marktstrategen, juristen en accountants. Want technologie is niet alleen de belangrijkste produktiefactor, naast kapitaal en arbeid, maar technologie is tevens het produkt van de toekomst. Steeds meer bedrijven zullen zich louter bezighouden met het produceren en verkopen van kennis. Dat is de visie van de Amerikaanse professor Richard Kaehler, dean van TSM Business School in Enschede.

Dat lijkt bijna op vloeken in een tijd waarin iedereen het heeft over de klant en de markt, waarin technology-push is afgezworen ten gunste van market-pull. Er lijkt – in bestaande produktmarkten – juist een algemene notie te zijn dat het belang van technologie afneemt. Commodities zoals auto’s en consumenten-elektronica worden emotioneel gepositioneerd en vermarkt via prijsstelling, maar niet op basis van technische eigenschappen, want die zijn wereldwijd nagenoeg hetzelfde.

Kaehler: ‘Europa en de VS hebben zich de laatste jaren geconcentreerd op produktietechnologie. Dit in navolging van Japanse technologiestrategie om in bestaande markten binnen te dringen met goedkopere produktietechnieken. Het strijdtoneel van de laatste twintig jaar was de produktietechnologie.’

Daarnaast is in de VS, de grootste onderzoeknatie ter Wereld in met name de defensietechnologie, duidelijk geworden dat marktorintatie leidt tot een groter rendement van investeringen in onderzoek en ontwikkeling.

Kaehler: ‘Het is inherent aan de vooruitgang dat wanneer produkttechnologie op een bepaald terrein volwassen wordt, men meer gaat zoeken naar mogelijkheden om de processen waarmee die produkten worden gemaakt, te verbeteren. Investeren in procesverbetering levert dan meer op dan investeren in produktvernieuwing. Alleen bij een technologische doorbraak begint dat proces weer van voren af aan.’

Levenscyclus

Marktonderzoekers zonder technische achtergrond stellen aan klanten vragen die slechts betrekking hebben op de beschikbare technologie en niet op toekomstige technologie. Dat frustreert technologie-ontwikkeling. Zouden technologen niet veel meer dan nu het geval is moeten worden betrokken bij marktonderzoek, bij het bepalen van marktstrategie?

Kaehler: ‘Ja dat is zo. Een van de technieken om die functionele scheiding tussen marketing en R&D in bedrijven op te heffen is concurrent engineering. Het antwoord ligt in de scheidslijn tussen: wat is meer toekomstgericht en wat zijn de targets voor dit jaar. Toch denk ik dat er meer op de lange termijn wordt gedacht dan je vermoedt. En marktonderzoekers die op de lange termijn denken, zijn veel nauwer verbonden met de technologische gremia in een bedrijf. Hoe je toekomstige markten ziet, bepaalt hoe je R&D-geld inzet. Als je alleen een korte-termijnvisie hebt, zul je niet de produkten klaar hebben op het moment dat de markt daar rijp voor is. Maar wat de buitenwereld hoort, zijn de geluiden uit de verkoopfuncties: hoe verkoop ik dit nu.’

‘Bedrijven en organisaties, maar ook bedrijfstakken, hebben een soort levenscyclus. Aan het begin staat steeds een grote technische innovatie: de gloeilamp. Die leidt tot een marketingfase. Er ontstaat allerlei technologische spin off: de radiobuis, de beeldbuis. De markt raakt verzadigd. Het produkt wordt een gemeengoed. In die verdringingsmarkt met veel concurrentie gaat financile controle de boventoon voeren, met financiële instrumenten zoals schaalvergroting, budgettering en acquisities. Uiteindelijk moet dat leiden tot weer een technologische doorbraak.’

‘Het is een grove generalisatie, maar we staan aan de vooravond van zo’n nieuwe technologische fase op macroniveau. Tot en met de jaren veertig, vijftig dicteerde de technologie-ontwikkeling de vooruitgang. Daarna kwam het zwaartepunt te liggen op de marketing (massacommunicatie, massatransportsystemen) en daarna op kostprijsconcurrentie. Maar die cyclus doet zich, maar dan korter, ook voor op meso- en microniveau. Waar het ons om gaat is die fasen allemaal samen te laten vallen.’

Anders investeren

Kaehler: ‘In het proces van strategische planning dat in de jaren tachtig nogal populair werd, ontbrak technische planning. Er was vaak alleen een marketingplan en een financieel plan en soms een human-resourcesplan. Maar geen plan voor technologie-ontwikkeling.’

‘Het is tijd dat technologen technologie gaan pushen zoals marketingmensen marketing hebben gepusht en financiële mensen kostenbeheersing. In de VS doen technologen dat door het vraagstuk van de produktontwikkeling op te lossen met methoden als concurrent engineering. En het vraagstuk van kwaliteits- en kostenbeersing los je op door de voortbrengingsprocessen opnieuw te ontwerpen.’

Maar is vooral dat laatste niet eerder een instrument dat bij de financile fase hoort, omdat het kostenverlaging beoogt, dan bij een technologische renaissance?

Kaehler: ‘Ik denk van niet. Wat je in de VS zag, was dat financiële mensen geen geld investeerden in het moderniseren van fabrieken. Ze gebruikten dat geld bijvoorbeeld voor overnames. Via die schaalvergroting konden ze de winsten verhogen en zo de aandelen opwaarderen. Een ingenieur kijkt anders naar mogelijkheden om kosten te besparen dan een accountant. Hij wil de processen anders organiseren, waarvoor je vaak eerst moet investeren in training en uitrusting. Accountants proberen altijd te snijden in bestaande organisaties – het eerst in R&D en in adverteren – maar zijn huiverig voor investering in verandering. Ik heb veel bedrijven in problemen gezien en dat was bijna altijd in de financiële fase. Ze gingen over de kop omdat ze niet herinvesteerden.’

Dat alles neemt niet weg dat het ingenieurs zijn die zich laten bijscholen tot manager, maar dat er geen MBA’s zijn die na hun studie nog eens technische curricula gaan volgen aan een TU, waarbij komt dat de topmanagers steeds vaker econoom, accountant of jurist zijn en minder vaak ingenieur van huis uit.

Kaehler: ‘Ik geloof dat dit moet veranderen en het zal ook veranderen. Als je het erover eens bent dat zich in zo’n bedrijfscyclus verschillende fasen voordoen waarin mensen met specialisaties de boventoon voeren in het beleid, dan is het nu tijd dat technici meer dan voorheen de strategie mede gaan bepalen. Overigens zie je dat er in Europese bedrijven vaak iemand op directieniveau verantwoordelijk is voor technologie. In de VS is dat doorgaans niet het geval.’

‘Het frappante is dat je technologie ziet binnendringen in bedrijfstakken waar die tot voor kort niet of nauwelijks een rol speelde. Kledingbedrijf Benetton bijvoorbeeld onderkent volledig het belang van technologie, namelijk informatietechnologie voor voorraad- en logistieke beheersing. Hetzelfde geldt voor de zakelijke dienstverlening: banken, verzekeringen en transport, waar voorheen vrijwel geen technici werkten.’

Dat het daarbij niet alleen gaat om nieuwe produktietechnologie, maar uiteindelijk ook om produkttechnologie, bewijst Japan, aldus Kaehler.

‘Japan heeft wereldmarkten veroverd met procesontwikkeling, maar realiseert zich dat het nu ook aan produktontwikkeling moet gaan doen. Ze kennen daar niet het fundamentele onderzoek zoals hier in Europa en in de VS. Dus hebben zij daar nu een omvangrijk nationaal onderzoekprogramma voor opgezet.’

Het congres ‘Technology meets Business’ wordt door de KIvI-afdeling Bedrijfskunde georganiseerd samen met Berenschot, TNO, TSM Business School en Virtual Industry Clusters. Datum: dinsdag 31 oktober 1995, van 9.00-17.00 uur, hotel FIGI, Zeist. Kosten: f 650,- voor KIvI en NIRIA-leden, f 850,- overigen. Aanmelden bij KIvI-Congresbureau, antwoordnummer 483, 2501 VB Den Haag, tel. (070) 391 98 90, fax (070) 391 98 40, E-mail kivibur@technet.iaf.nl.

(QUOTE BIJ PORTRET)

Technologie & Opinie