Toekomstige duurzame huishoudens consumeren én produceren stroom

Woningen worden steeds beter geïsoleerd, waardoor warmteverlies door muren, dak en vloer sterk afnemen. Dat betekent dat mensen en hun apparaten een steeds belangrijker rol gaan spelen in de energiehuishouding van de woning. Om daar mee te kunnen experimenteren, ontwikkelde ECN een Energy Pattern Generator (EPG). “Daarmee kun je een gedetailleerd energieverbruikprofiel opstellen van een viertal typen bewoners, van luxeliefhebber tot soberheidsfreak. Hoef je geen testwoning te bouwen waarin je actieve huishoudens nabootst,” aldus Bart Roossien van ECN Efficiency & Infrastructuur.

De transmissie van warmte uit een bepaalde woning was jarenlang een bepaalde waarde. Die bepaalde het warmteverlies, het gedrag van de bewoners was op deze ‘constante’ waarde een rimpeling. Door beter te bouwen daalt de constante waarde van de warmtetransmissie van de woning en wordt de warmtebijdrage van de bewoners en huishoudelijke apparaten relatief sterker. Dan blijkt ook dat die rimpeling grilliger is dan je vermoedt. Roossien: “Als iedereen na het eten de afwasmachine start en de tv aanzet, heb je bijvoorbeeld een flinke stroompiek.”

Uniek rekenmodel werkt vooral met dynamisch gedrag bewoners

Er bestonden al gebruikersprofielen maar die schieten voor het ECN-doel te kort. “Zij werken met weekcijfers, die zijn prima voor een jaaroverzicht,” legt Roossien uit. “Voor ons onderzoek willen we de dagelijkse grilligheid van het gasgebruik weten en de stroomconsumptie van minuut tot minuut volgen.” Deze nieuwsgierigheid heeft te maken met de ontwikkeling van intelligente netten. Dan wil je op een slimme manier stroomaanbod en stroomvraag op elkaar afstemmen. Niet alleen per huishouden, ook per wijk – en misschien wel tot het hoogste niveau: internationale uitwisseling van elektrische energie. Er is nog een andere verandering die maakt dat de oude profielen niet voldoen: toekomstige huishoudens consumeren niet alleen stroom maar produceren ook. Misschien een zonnepaneel op het dak, of een micro WKK in plaats van een combiketel. Dat is natuurlijk een factor om rekening mee te houden.

Woning van de toekomst

Ideeën over het Nederlandse huis in de toekomst krijgen vorm in het onderzoeksprogramma Building Future, een meerjarenprogramma van TNO en ECN. Zij hebben de krachten gebundeld om de overgang naar een duurzame energiehuishouding een extra impuls te geven. Hun gezamenlijke doel voor de gebouwde omgeving in Nederland is de halvering van de CO2-emissie in 2030 en een volledige energieneutraliteit in 2050. Building Future is verbonden met het EOS-LT programma Systeembenadering in de Gebouwde Omgeving van SenterNovem en het Platform energietransitie in de Gebouwde Omgeving (PeGO). Bij Building Future hanteren de onderzoekers consequent een paar belangrijke uitgangspunten. Ze beschouwen componenten niet afzonderlijk maar alleen ingepast in complete systemen. Het gaat ze om de samenhang tussen energiegerelateerde aspecten met aandacht voor comfort, gezondheid, binnenluchtkwaliteit, integrale milieuprestatie, bouwproces, esthetiek, gedrag en kosten. De gebruiker van de woning staat hierbij centraal: door de integrale aanpak beschikt hij of zij straks over een klimaatneutraal gebouw met hoge woonkwaliteit.

Profielen

De woninggebruiker blijkt flink te variëren in de mate van energieconsumptie. Op basis van welstandsniveau en luxebehoefte bepaalden de onderzoeker vier variabelen (kamertemperatuur bij aanwezigheid, kamertemperatuur bij afwezigheid, ventilatie kamer en gebruik tochtdeur in de hal). De combinaties van deze variabelen leiden tot vijf clusters:
1. Behoudend (lage kamertemperatuur plus geringe ventilatie)
2. Luxe (hoge score op drie van de vier variabelen)
3. Koel (lage kamertemperatuur, gemiddeld tot veel ventilatie)
4. Warm (gemiddeld tot hoge kamertemperatuur en geringe ventilatie)
5. Gemiddeld (gemiddelde score op zowel temperatuur als ventilatie)

De bovengenoemde clusters zijn gerelateerd aan socio-economische parameters. Maar er is ook een psychosociale component. Als je die hanteert, kun je ‘de mens’ verdelen in zijn neiging tot energiebewustzijn. De mate waarin bewoners geneigd zijn energiebesparende maatregelen te accepteren, hangt in sterke mate af van dit bewustzijn. Uit onderzoek blijkt dat je alle huishoudens kunt koppelen aan een van de volgende drijfveren:

• Gemak, zoekt comfort, heeft geen boodschap aan energiegebruik, geldperikelen noch milieubelasting;
• Milieubewust, kiest voor comfort maar is zich bewust van gevolgen daarvan voor het milieu en voor het uitgavenpatroon;
• Kosten, beseft dat energie geld kost en consumeert zo weinig mogelijk gas en stroom als maar mogelijk is;
• Klimaat/Milieu, trekt zich het lot van klimaat en milieu heel sterk aan, alle keuzen staan in het teken van zorg voor de leefomgeving.

Clusters en energieprofiel komen samen in een (energie)gebruikersprofiel. Als je deze profielen toepast op Nederlandse huishoudens en de gemiddelde energieconsumptie op 100 procent stelt, worden de onderlinge verschillen duidelijk. De Gemak-mensen gebruiken twee keer zoveel energie als de gemiddelde. De Milieubewuste comfort-zoeker neemt 85 procent van de gemiddelde energieconsument voor zijn rekening. De Kosten-verlager is goed voor 65 procent van het gemiddelde, de Klimaat/Milieufanaat bereikt een score die tussen de laatste twee in zit: 74 procent.

Geen gemiddelden maar pieken en dalen

Met gebruikersprofielen gaat de dynamische Energy Pattern Generator rekenen. Allerlei variabelen worden door de onderzoekers ingebracht: aantal personen van het huishouden, hun aanwezigheidscyclus in huis, soort verwarming van ruimte en van tapwater, (stadsverwarming, warmtepomp, gasketel). Van al die apparaten is de kenmerkende energieconsumptie in een database opgenomen. En dankzij de antwoorden op een vragenlijst is bekend hoe vaak en wanneer die apparaten worden gebruikt. En logischerwijs heeft een luxe huishouden meer apparaten staan dan een sober levend gezin.

Roossien wijst op het belang van de term ‘dynamisch’. “De EPG kan, net als andere rekenmodellen, allerlei gemiddelden geven. Maar wat hem uniek maakt is dat hij je laat zien waar de pieken en dalen zitten in de energieconsumptie. Desnoods van minuut tot minuut laat EPG zien hoeveel gas of stroom elk apparaat consumeert.”

Leerzaam voor de ontwerper van de infrastructuur, want de elektriciteitskabel voor de wijk moet de maximale piekstroom – hoe zeldzaam die ook is – aan kunnen. Of toch niet? Roossien schudt zijn hoofd: “De toekomst is voor intelligente stroomnetten. Dan verspreid je het stroomgebruik over de tijd en voorkom je die nare pieken. Dat is prettig voor de aanbodzijde en het scheelt bovendien in de hoeveelheid koper voor de infrastructuur.”