Digital twin
Een programma om verduurzamingsmaatregelen in de wijk te onderzoeken
Gemeenten werken op dit moment aan verduurzamingsplannen voor de gebouwde omgeving. Het is een complexe en vooral ook veelomvattende opgave (zie ook dit blog). Dan klinkt het bijna als een droom: een computerprogramma dat helpt bij het opzetten en verbeteren van een duurzaam energiesysteem. Toch is die realiteit dichterbij dan je denkt. Provincie Noord-Brabant gaf samen met Enexis opdracht aan de TU Eindhoven om een computerprogramma te ontwikkelen dat gemeenten helpt om keuzes te maken voor een duurzaam energiesysteem op buurt-/wijkniveau.
Wat is digital twin?
Digital twin is een computerprogramma waarmee je een digitale kopie van de werkelijkheid én een model van de toekomst maakt. Je kunt vervolgens testen wat het effect is van verduurzamingsmaatregelen op buurt- en/of wijkniveau. Zo krijg je inzicht in de mogelijkheden en kun je als gemeente makkelijker keuzes maken.
Voor wie is digital twin?
Digital twin is een hulpmiddel voor beleidsmakers en bestuurders. Zij krijgen door het gebruik van de digital twin inzicht in de complexiteit en keuzes voor een toekomstig energiesysteem in een buurt, wijk of zelfs op een bedrijventerrein. Digital twin is daarbij een van de vele hulpmiddelen om inzicht te krijgen. Op Smart Energie Cities zijn veel andere hulpmiddelen en ervaringen te vinden.
Hoe werkt digital twin?
Eerst verzamel en orden je alle informatie van de bestaande omgeving én van de toekomstige situatie. Hiermee vul je het computermodel. Daarbij gaat het om de eigenschappen van gebouwen, het gebruik van apparaten door bewoners, de gas- en elektriciteitsinfrastructuur in de straten, wel of geen zonnepanelen en elektrische auto etc. Elke woning wordt getypeerd door specifieke kenmerken.
Daarna kun je verschillende scenario’s bepalen en doorrekenen. De effecten per scenario komen daarmee goed in beeld. Het gaat om scenario’s die variëren van meer isoleren naar 100% elektrificeren, of een mengvorm met elektriciteit en warmtenet, wellicht groen gas, etc.
Landelijk is er via de Topsector Energy veel aandacht voor kennisontwikkeling en innovatie
Stappenplan om digital twin te gebruiken
Digital twin is op verschillende manieren in te zetten. Hieronder omschrijven we een mogelijk stappenplan voor het gebruik. Daarbij merken we op dat het gebruik van digital twin een zorgvuldige voorbereiding vergt.
1. Globale verkenning
Het begint met een keuze voor een wijk. Welke afbakening is de meest geschikte? Kies je een postcodegebied, een CBS-wijkindeling, een bestaand verzorgingsgebied van een netbeheerder of toch meer de fysieke kenmerken van gebouwen? Weet dat de keuze voor een afbakening altijd discussies zal geven over de grens. Moeten we wel of niet een straat of buurt extra meenemen in de berekening?
- Inzicht in de wijk en gebouwen: ga na wat een logische begrenzing is en bekijk welke gebouwen bijeen horen, kijk ook naar het verzorgingsgebied van de netbeheerder.
- Data verzamelen: verzamel de fysieke en energetische kenmerken van gebouwen en toekomstige maatregelen.
- Data laden in digital twin en modelleer specifieke situatie: alle verzamelde data kan nu worden ingeladen in het model en zo ontstaat er een energiebeeld van de huidige situatie.
- Stel scenario’s op incl. een stresstest voor elk scenario: Kies voor eenvoudige scenario's, bijvoorbeeld alle woningen naar label B, of alle woningen zon op dak en kijk wat wat het effect is op het beschikbare elektriciteitsnet.
- Beoordeel of een collectieve warmtevoorziening reëel is: door voor een collectieve warmteoplossing te kiezen verandert ook het elektriciteitsgebruik. Maak een afweging op basis van de totale kosten van de wijk.
Een paar afbeeldingen van het digital twin programma
Meer informatie over digital twin?
Neem contact op met Marc van de Ven van provincie Noord-Brabant via mpjvdven@brabant.nl óf TU Eindhoven (ZenMo) via www.zenmo.com
2. Voorkeursscenario
Uit de globale verkenning blijkt welke keuzes relevant zijn en of er nog aanpassingen nodig zijn, bijvoorbeeld voor de afbakening. Spreek met het wijkteam over wat er speelt in de wijk en bepaal wat relevant is voor participatie en lokaal eigendom. Bepaal (samen) een voorkeursscenario voor het energiesysteem en laat een ontwerp maken voor het betreffende gebied. Onderzoek daarvoor meer in detail het huidige ruimtegebruik, de haalbaarheid en het draagvlak voor de mogelijke oplossing. Onderzoek of het zinvol en mogelijk is om een energiecollectief voor de wijkoplossing, op basis van lokaal eigendom/eigenaarschap op te richten.
3. Keuzemoment
Tot zover is het onderzoek nog verkennend geweest. Alles wat hierna komt, leidt tot verplichtingen. Daarom is dit een cruciaal moment dat de nodige zorgvuldigheid vraagt. Iets waar niet alleen de gemeente, de netbeheerder of de inwoners over gaan. Het is een moment waar je samen op zoek moet naar de beste/meest optimale oplossing.
Een afbeelding van het digital twin programma
4. Planfase
In deze fase wordt een bedrijf gevraagd een concreet plan te maken voor de realisatie van het energiesysteem van de wijk. Het vraagt een hele goede samenwerking tussen netbeheerder, inwoners en private ontwikkelaar om tegen de laagste maatschappelijke kosten, met de minste ruimtelijk impact (in de straat en in de woning) het hoogst mogelijke rendement te halen. In de consultatie zoek je de grenzen op van wat er in de samenwerking haalbaar en mogelijk is. Daarmee zet je een belangrijke stap voor een maatschappelijke tender waarbij je marktpartijen uitnodigt om met oplossingen te komen.
Meer ervaringen uit de praktijk
In het programma Sociale Innovatie Energie (SIE) van provincie Noord-Brabant zijn veel ervaringen op het gebied van verduurzaming opgedaan. Een deel daarvan is vastgelegd in de publicatie 'Waar een wil is, is een (om)weg'.
Daarnaast is er veel informatie te vinden op Energiewerkplaats Brabant.