Categorie archief: Artikelen

Opstopping dreigt in het Internet of Things (IoT)

fd-outlook_2016_iot

Van die dingen dus

Als u online iets zoekt, dan voert u met uw toetsenbord een zoekterm in via een webbrowser zoals Google en dan krijgt u verbinding met een webpagina met daarop hopelijk datgene wat u zoekt. Als u hartpatiënt bent met een pacemaker en u krijgt een hartstilstand, dan kan die pacemaker een alarmsignaal sturen naar de dichtstbijzijnde defibrillator, EHBO’er en ambulance. Het vergroot wellicht uw overlevingskans.

Dit is het Internet of Things (IoT) waar apparaten zonder menselijke tussenkomst met elkaar communiceren.

Het is een belofte maar wel eentje waarboven zich donkere wolken samenpakken. Want het IoT heeft de neiging te ontaarden in een data-explosie. In 2011 was de prognose volgens onderzoekers van de universiteit van Melbourne dat het IoT in 2020 evenveel apparaten zou verbinden als er aardbewoners zouden zijn, zo’n zeven miljard. Harmke de Groot, onderzoeker bij het IMEC en het Holstcentrum opperde in het blad Bits&Chips onlangs dat er in 2020 eerder zo’n vijftig tot vijfenzeventig miljard apparaten via het internet met elkaar verbonden zullen zijn. Maar een schatting van honderd miljard doet ook de ronde. En dan is het nog maar 2020. Niemand weet het eigenlijk, maar wat er aankomt is groot, ontzagwekkend groot. Het lijkt er op dat het Internet van Mensen tot nu toe een slechts prelude, een ouverture, een voorproefje is geweest van de informaticarevolutie.

Nu wauwelen die spullen wel niet zo oeverloos met elkaar als wij mensen geneigd zijn te doen via onze gadgets, maar ze genereren toch veel data. Waarschijnlijk in 2020 zo’n 44ZB (zettabyte, dat is 10 tot de macht 21, een 1 met 21 nullen.) Alle de serverparken van de wereld kunnen nu niet meer dan 6,5 ZB verstouwen.

In de opslagtechnologie stokt de vooruitgang even. Fotonica, spintronica, dataopslag in DNA, het zingt allemaal rond maar het is nog niet productierijp. De enige remedie is daarom veel data waarvoor dat niet per se nodig is, niet te bewaren maar direct te gebruiken en weg te gooien. De ‘cloud’ dat zijn al die datacenters waarin we onze data parkeren, want je weet maar nooit. We zijn er nu mee in de wolken, maar het is dus iets dat ook grotendeels overwaait. In het Internet der Dingen.

Technologietrend 2017: CRISPR-Cas9, laagdrempelige genoom editing

Creatief met CRISPR

De ontdekking van CRISPR-Cas9 is volgens menigeen net zo belangrijk als die van de kernsplijting. CRISP is een afkorting van Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Het is het betere knip- en plakwerk in die lange wenteltrap van baseparen die wij genoom noemen. Bij mensen heeft die trap drie miljard treden die samen 20.000 genen vormen. Cas9 is de naam van het enzym dat fungeert als het gereedschap, dat genen er uit knipt of – moeilijker- er in plakt. Het is afgekeken van een bacterie die zich verdedigt tegen virusinfecties. De kansen maar ook de risico’s zijn groot: We kunnen er mogelijk de malariaparasiet mee uitroeien, bepaalde malariamuggensoorten maar wie weet ook de mens.

Ook kunnen, veronderstellen deskundigen, genetisch bepaalde (dodelijke) ziekten zoals taaislijmziekte, ALS, en wie weet kanker, straks tot het verleden behoren. In elk geval zijn de verwachtingen torenhoog en dat komt doordat de technologie eenvoudig is. Andere genome editing methoden zijn ‘vergeleken met CRISPR ingewikkeld, tijdrovend en beperkte toepasbaar’, aldus de Commissie voor Genetische Modificatie (COGEM) in het rapport Trendanalyse Biotechnologie 2016 – Regelgeving ontregeld. Delftse onderzoekers verkortten het genetisch modificeren van bakkersgist, zodat het ethanol gaat produceren uit maisafval, van drie jaar tot zes dagen.

In de wereld van de biotechnologie, ook wel synthetische biologie genoemd, zindert CRISPR als de ultieme gereedschapskist waarmee naar believen elke erfelijke eigenschap, elk bekend gen, in elk levend organisme valt te activeren of deactiveren. Glutenvrij tarwe zou er al binnen vijf jaar mee gemaakt kunnen worden, maar waarom niet in de patiënt het gen of de genen ‘uitzetten’ die glutenallergie veroorzaken? Sleutelen aan de mens zelf, laat nog een jaar of twintig op zich wachten, denken deskundigen. Maar in laboratoria wordt al druk geëxperimenteerd. Zo is het onderzoekers van Duke University in de V.S. gelukt om huidcellen van een muis te herprogrammeren tot zenuwcellen. De mens kent zo’n vierduizend aandoeningen waarvan bekend is welk gemuteerd gen de oorzaak is. Een andere onderzoeksrichting ligt in de xenotransplantatie: Als het lukt bepaalde organen van dieren zo te veranderen dat ze genetisch identiek zijn aan die van de menselijke donorpatiënt, dan hoeft die niet meer te wachten op een menselijk donororgaan waar een groot tekort aan is.

Maar er wordt nu ook al onderzoek gedaan, in Zweden, naar het genetisch veranderen van menselijke embryo’s, weliswaar met het oog op het voorkomen van miskramen en weliswaar met embryo’s niet ouder dan twee weken, maar wie zijn fantasie de vrije loop laat ziet hier ‘the boys of Brazil’, een thriller van de Amerikaanse schrijver Ira Levin. De voormalig nazi-kamparts Joseph Mengele, is het in dat verhaal gelukt 94 klonen van Hitler op de wereld te zetten.

Technologie is amoreel, ze is niet inherent goed of slecht. Dat hangt af van hoe wij mensen die technologie gebruiken. Van de CRISPR-technologie zijn nu al op het internet ‘setjes’ te koop voor zo’n honderd dollar waarmee je kunt sleutelen aan het DNA van een e-colibacterie. Iets om scherp in de gaten te houden dus.

fd-outlook-2016_crispr

Waarom chips voorlopig niet veel sneller worden, en waarom dat een zegen is

 

chip

Nóg krachtiger chips die nóg sneller rekenen: het zit er de komende jaren niet meer in. Erwin van den Brink legt uit dat we juist hierdoor veel nieuwe, nuttige apparaten en diensten krijgen.

Hier het artikel in het FD: Waarom chips voorlopig niet veel sneller worden, en waarom dat een zegen is: FD-20160109-06006001

Schermafbeelding 2016-01-09 om 16.48.51

(En, oh ja, lees dan ook dit verhaal in De Ingenieur uit 2001 over de Google Glasse en de Apple Watch – avant la date – : 2001-16_circus-elektronica What’s new!)

1: Einde van een tijdperk

Heeft u ze al, de Google Glass en de Apple Watch? De Google Glass is commercieel een mislukking en met de Apple Watch gaat het dezelfde kant op. De technology push uit de informatie- en communicatiesector heeft ons leven een kwarteeuw volgepropt met steeds snellere apparaten en software, maar steeds meer mensen ontdekken dat de gadgets weinig toevoegen aan hun leven, en dat ze zeker niet al hun problemen oplossen.

De Google Glass en Apple Watch zijn symptoom van een onderliggende malaise. De echte innovatie is doodgebloed, door de drang vanuit de ict-wereld om voor elke snellere chip een nieuwe gadget te bedenken, of er nu behoefte aan is of niet. De techsector hield de afgelopen decennia met de tong op de schoenen de Wet van Moore bij: elke twee jaar verdubbelde de rekenkracht van de chips, doordat het telkens lukte om de componenten weer wat kleiner te maken.

De Wet van Moore is een voorspelling van Gordon Moore, oprichter van chipfabrikant Intel, uit 1965. Dat was het begin van het tijdperk waarin chips worden gemaakt van silicium. Nu, vijftig jaar later, lijkt toch het stadium aangebroken waarin het technisch bijna onmogelijk is – en vooral ook heel duur – om de elektronica in silicium nog kleiner te maken. En dus worden chips voorlopig niet meer veel sneller.

Is dat een ramp voor de techsector? Integendeel, het is een zegen. Voor de consument, en voor het midden- en kleinbedrijf.

 

2: Wet van de remmende voorsprong

De beste technische uitvindingen zijn aanvankelijk totaal nutteloos maar vooral ongezocht. Juist daardoor ontketenen ze creativiteit. Toen Theodore Maiman in 1960 de laser uitvond, zat niemand op zijn gebundelde lichtstraal te wachten. Of zoals Maimans assistent, Irnee D’Haenens, droog opmerkte: ‘We hebben een mooie oplossing ontdekt, nu zoeken we nog een probleem.’ Tegenwoordig kent de laser talloze toepassingen.

Wat moet je er eigenlijk mee: die vraag kon ooit worden gesteld voor silicium, het materiaal waarin de elektronische schakelingen van een microchip worden geëtst. Toen eenmaal duidelijk was dat silicium uitermate geschikt is voor micro-elektronica (tegenwoordig nano-elektronica) zorgde het voor een explosieve groei in rekenkracht van computers. De vuistgrote radiobuis, die elektronische signalen versterkt, kromp al in de jaren veertig van de vorige eeuw tot een transistor ter grootte van een vingerkootje. Tegenwoordig zitten er twintig miljard van zulke ‘transistors’ in een chip zo groot als je pinknagel. Maar de schijnbaar eindeloze mogelijkheden van silicium maakte de industrie blind voor betere materialen.

Een van de broedplaatsen voor een volgende revolutie in chipmaterialen is het Else Kooi Laboratorium van de TU Delft (Else Kooi bedacht in 1966 een sleuteltechnologie voor het bouwen van siliciumchips). Directeur Casper Juffermans vindt dat de computerindustrie als geheel te lang op het succes van silicium heeft willen teren. ‘Dat maakte de industrie zeer conservatief in het absorberen van innovaties’, zegt hij. ‘Bestaande technologie werd zo lang mogelijk uitgemolken.’ Maar door de zoektocht die nu op gang is gekomen naar alternatieven, is de chipwereld volgens Juffermans op dit moment een stuk interessanter dan vijf, tien jaar geleden toen de siliciumhorizon nog ver weg leek.

Er zijn genoeg kandidaten om silicium (halfgeleider) en koper (geleider) op te volgen. De stofjes met de gezochte eigenschappen dragen exotische namen als grafeen, molybdeniet, siliceen, carbon nanobuisjes. In het verschiet liggen exotische toepassingen zoals tunneleffect transistoren (waarin wordt geschakeld met afzonderlijke electronen) en nanofotonica (waarbij de rol van elektriciteit in de chip wordt overgenomen door licht). Wat ze gemeen hebben is: in principe werkt het. Maar de opschaling van één enkele grafeentransistor tot de miljarden exemplaren die nodig zijn op één chip, gaat volgens Juffermans zeker nog tien tot vijftien jaar duren.

 

  1. Fysieke grenzen

De elektronische schakelingen op een siliciumchip kunnen we nog verder verkleinen. De nieuwste lithografiemachines die nu worden getest, maken elektronische componenten op een chip die zo klein zijn dat je hun afmetingen meet in atomen. Dat creëert weer een nieuw soort probleem. ‘Met de huidige lithografietechniek is het onmogelijk om stabiele structuren te maken met een nauwkeurigheid van een enkel atoom’, stelt prof. dr. Bert Koopmans, hoofd van de vakgroep Fysica van Nanostructuren aan de Technische Universiteit Eindhoven. Onder zijn leiding wordt gekeken naar de alternatieven voor elektronica. De kandidaten zijn fotonica (lichtsignalen) en spintronica. Dat laatste is de technologie die data magnetisch maakte. Behalve elektrisch geladen deeltjes zijn elektronen ook te beschouwen als een soort magneetjes die linksom of rechtsom rondtollen; die tolrichting of spin wordt geregistreerd als een 0 of een 1, dus als informatie.

De klassieke siliciumtransistor kan volgens Koopmans nog met hele kleine stapjes worden verbeterd. Die techniek kan hooguit nog 20 jaar vooruit, maar dan is de rek er echt uit. De toename van de kloksnelheid (het aantal keren per seconde dat een processor een rekenstap kan uitvoeren) staat al tien jaar stil rond de 4 GHz. Dat zijn vier miljard rekenstappen per seconde. Op zichzelf indrukwekkend, maar de opmars naar 10 GHz die tien jaar geleden werd beloofd is er niet gekomen.

Koopmans: ‘Ongemerkt zullen we het niet meer hebben over de Wet van Moore. Die lost langzaam op. We hebben kloksnelheid als prestatiecriterium stilletjes ingeruild voor het aantal transistors op een chip.’

Een andere fysieke grens is de lengte van de minuscule bedrading die de componenten verbindt. In een chip ter grootte van een vingernagel zit nu zo’n tien kilometer koperdraad. Nog meer bedrading, waar nog meer stroom doorheen gaat, maakt de chips te warm. Als dat koperdraad kan worden vervangen door koolstof nanobuisjes, met een veel lagere elektrische weerstand en daardoor minder warmteontwikkeling, kan de rekensnelheid weer toenemen. In theorie. Want in praktijk zal het nog tien tot vijftien jaar duren, schat Casper Juffermans van het Else Kooi Laboratorium, voordat die productietechnologie onder de knie is.

Op de bijna-atomaire schaal waarop schakelingen ‘in silicium’ uiteindelijk kunnen worden gemaakt, worden de transistors allemaal een beetje verschillend. Daardoor kunnen fouten ontstaan in de rekenstappen, en moet de processor zichzelf voortdurend checken op fouten. Dat gaat weer ten koste van de rekensnelheid.

Het komt er op neer dat de prijs van een afzonderlijke transistor niet meer daalt, aldus Juffermans. Nieuwe generaties transistors zullen gewoon duurder zijn, zeker als het productieproces nog moet worden geleerd. De vraag is of de kosten omlaag gaan met het doorlopen van de leercurve: er lijkt een vicieuze cirkel te ontstaan, waarbij de winst van verdere miniaturisatie teniet wordt gedaan door de negatieve bijverschijnselen.

Nieuwe materialen zullen daarin ook niet snel verandering brengen. Op de chips van de komende jaren zal silicium worden gecombineerd met verschillende materialen, die elk een bepaald aspect van de werking van een chip beïnvloeden. Zoals minder warmteontwikkeling of hogere schakelsnelheid. Dit is al enige tijd gaande, volgens Koopmans: ‘Chips hebben al de helft van alle elementen uit het Periodiek Systeem in een of andere vorm aan boord.’

 

  1. Reële vooruitgang

Betekent dit dat we tien onvruchtbare jaren tegemoet gaan, zonder innovaties die snellere, krachtiger chips nodig hebben? Integendeel. De industrie zal de handen vol hebben aan twee trends die de mensheid daadwerkelijk vooruit kunnen helpen.

 

Allereerst de verdere ontwikkeling van zogenoemde embedded systemen. Dat is elektronica die is voorzien van sensoren die iets signaleren en meten. Denk aan brandmelders, de bloeddrukmeter voor thuisgebruik, de botsingsensor in de airbag, touchscreens, de pixels op de beeldsensor in een camera, de sensor die het beeld van je tablet en smartphone laat meekantelen als je hem op zijn kant zet. Nog een stap verder is het zogenoemde ‘lab-on-a-chip’, letterlijk een chemisch laboratorium op de schaalgrootte van enkele duizendsten van een millimeter, gekoppeld aan een chip. Zo’n methode, die door het VU Medisch Centrum is ontwikkeld om in een druppel bloed vast te stellen of iemand kanker heeft, zal waarschijnlijk worden ondergebracht in zo’n chip. En daar hebben we met zijn allen meer aan dan aan een Google Glass of Apple Watch.

Hoe meer signalen zulke chips gaan doorgeven, hoe groter de datastromen worden die van mensen en van apparaten naar rekencentra gaan. Daarvoor zijn snelle glasvezelverbindingen nodig. Connectiviteit van apparaten wordt belangrijker dan hun eigen rekensnelheid.

 

Een tweede trend is dat elektronica wordt verdrongen door fotonica. De ‘verglazing’ van het internet (koperdraad wordt glasvezel) is een eerste stap. De snelheid en de bandbreedte van licht is groter dan die van elektrische signalen, en het heen en weer sturen van fotonen kost veel minder energie dan van elektronen.

Voor de chips is er nog wel een stevig praktisch probleem op te lossen, als ze met licht gaan werken. Want licht wil graag rechtdoor, en op een kleine chip moet het juist vaak de bocht om. Elektronen hebben daar minder moeite mee.

 

Al die communicerende sensors en apparaten willen net als wij hun data in de cloud bewaren. Fysiek gezien zijn dat grote datacentra die een daverende hoeveelheid elektriciteit verbruiken. Het datacentrum van Google in de Eemshaven verrijst vlakbij een bestaande energiecentrale omdat het een vermogen vergt van 120 megawatt. Dat is 960 gigawattuur aan stroomverbruik per jaar, vergelijkbaar met dat van 400.000 huishoudens, ongeveer de stad Amsterdam.

Hier moet de eerder genoemde spintronica uitkomst bieden, zegt Koopmans: ‘We werken aan nieuwe geheugenchips die ultrasnel en uiterst energiezuinig data opslaan.’ Daarnaast werkt de TU-Eindhoven aan een manier om de datastroom die door glasvezel binnenkomt direct magnetisch op te slaan, zonder tussenkomst van elektronica. ‘Dat gaat sneller en scheelt veel energie’, zegt Koopmans. Zijn optimisme is gebaseerd op een recente doorbraak in de techniek van het magnetiseren, namelijk met een hele korte laserpuls. Koopmans: Als de “spin” van een binnenkomend foton is bepaald, dan kun je een elektron in het magnetische geheugen dezelfde spin geven met zo’n laserpuls.’

De fotonica- en spintronicarevolutie zal niet al morgen uitbreken. De elektronische chip van silicium blijft nog wel even. Denk aan de stoomlocomotief. De laatste werd pas in 1958 buiten dienst gesteld, terwijl de eerste elektrische locomotief al reed in 1879. Maar er zitten veel spannende zaken in de pijplijn.

 

Auteursomschrijving

Erwin van den Brink is oud-hoofdredacteur van De Ingenieur, Natuurwetenschap en Techniek en Technology Review Nederland. Hij schrijft over industriële trends en innovatie.

Kader 1

De tijdelijke vertraging aan het chipsfront kan ook voordelig uitpakken voor kleinere bedrijven. Andrew ‘Bunnie’ Huang, een Amerikaan die in 2002 naam maakte door de Xbox te hacken, gaf in het gezaghebbende vakblad IEEE Spectrum een verrassende draai aan het toekomstbeeld. Door de stagnatie in rekensnelheid, aldus Huang, verdwijnt de noodzaak om onze apparaten elke paar jaar te vervangen door snellere versies. Dat stelt het midden- en kleinbedrijf beter in staat om voor die apparaten allerlei nieuwe producten en diensten te ontwikkelen. Dat geeft innovatie een sterke impuls.

Oude tijden keren terug. Vóór het digitale tijdperk kon een technicus elk apparaat namaken omdat het in feite ‘open source’ was. Hij schroefde het open en kon de componenten en hun functie met het blote oog identificeren: een weerstand, een diode, een transistor. De fabrikant leverde in de handleiding van een nieuwe radio ook trouw een diagram mee van de elektrische circuits. Kom daar maar eens om bij een processor met ‘Intel Inside’: letterlijk een black box.

Huang: ‘Er komt nu een tijd aan waarin het innovatietempo in ICT weer is bij te benen voor technici in kleine bedrijven. Het zal de open hardwarebeweging in staat stellen heel diep door te dringen in het elektronisch ontwerp van componenten.’ De black box gaat weer open.

 

Kader 2

De spin in het web

Casper Juffermans noemt het Belgische Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum (IMEC) in Leuven als de plek waar de hele wereld samenkomt voor onderzoek naar nano-elektronica en -fotonica. De grote chipproducenten en technologiebedrijven zitten er als sponsoren op de voorste rij. Maar ook de internationale researchwereld, de engineeringwereld en de grote apparatenbouwers als ASML en Applied Materials zijn nauw betrokken bij IMECs onderzoek naar nieuwe materialen en ontwikkeling van nieuwe apparaten. Er werken zo’n 2.200 mensen.

 

Energieakkoord (DI 22 maart 2013, nummer 4)

 

Der schwedische Offshore-Windpark Lillgrund im Öresund zwischen Malmö und Kopenhagen. Siemens hat im Projekt Lillgrund 48 Windenergieanlagen des Typs SWT-2.3-93 mit einer Leistung von jeweils 2,3 Megawatt (MW) installiert. Der Windpark mit einer installierten Gesamtleistung von 110 Megawatt (MW) wird vom schwedischen Energieversorger Vattenfall betrieben und wurde im Juni 2008 offiziell in Betrieb genommen. Der Offshore-Windpark Lillgrund produziert genug Strom, um 60.000 schwedische Haushalte zu versorgen. The Swedish offshore wind farm Lillgrund in the Øresund between Malmö and Copenhagen. For the Lillgrund project Siemens installed 48 SWT-2.3-93 wind power systems each rated at 2.3 megawatts (MW). The wind farm with a total installed capacity of 110 MW is operated by the Swedish utility Vattenfall and officially came on line in June 2008. The Lillgrund offshore wind farm produces enough electrcity to supply 60,000 Swedish households.
The Swedish offshore wind farm Lillgrund in the Øresund between Malmö and Copenhagen. For the Lillgrund project Siemens installed 48 SWT-2.3-93 wind power systems each rated at 2.3 megawatts (MW). The wind farm with a total installed capacity of 110 MW is operated by the Swedish utility Vattenfall and officially came on line in June 2008. The Lillgrund offshore wind farm produces enough electrcity to supply 60,000 Swedish households.

 

energieakkoord

 

 

tekst erwin van den brink

 

SOCIAAL ECONOMISCHE RAAD WERKT AAN ENERGIEAKKOORD VOOR DUURZAME GROEI

 

DUIDELIJKHEID OVER ENERGIE

 

De Sociaal Economische Raad (SER) werkt met een groot aantal belanghebbenden aan een Energieakkoord voor duurzame groei dat voor de zomer gereed moet zijn. Tegelijk laat Shell in een scenariostudie zien welke kant het in de grote boze buitenwereld op kan gaan. Daar verandert zo’n akkoord niet zo heel veel aan, tenzij het ons minder afhankelijk maakt van energie-import.

 

Het gaat bij de SER om bindende afspraken over energiebesparing, schone energietechnologieën en klimaatbeleid en ook om duurzame groei en groene werkgelegenheid. Aan het akkoord werken de partijen in de SER – werknemers, ondernemers en onafhankelijke deskundigen – mee evenals natuur- en milieuorganisaties, overheden, energieproducenten, netbeheerders, de bouwsector, woningcorporaties, de chemiesector, de cleantechsector en de metaalsector.

Op dit moment is het Nederlandse energiebeleid een onsamenhangende lappendeken. Terwijl voor het bedrijfsleven een consistent en coherent beleid juist van groot belang is in verband met grote bedrijfsinvesteringen met lange afschrijvingstermijnen. Maar ook steeds meer burgers willen weten of hun investeringen in energiebesparing, zonnepanelen en dergelijke rendabel zijn. Al begin 2011 riep de regering de Tweede Kamer op om te komen tot een langjarig energietransitieakkoord.

Het wordt echter steeds duidelijker dat een land dat niet in zijn eentje kan bepalen. Als gevolg van de Energiewende dumpt Duitsland veel overtollige windstroom in Nederland. Schaliegaswinning in de V.S. leidt ertoe dat overbodige Amerikaanse steenkool goedkoop naar Europa wordt geëxporteerd. Door deze ontwikkelingen liggen gloednieuwe gascentrales in Nederland stil.

Ons land is een speelbal van internationale krachten, waardoor nationaal beleid steeds minder in staat is de zekerheden te bieden die het akkoord nastreeft. Dat wordt buiten Nederland en zelfs buiten Europa bepaald. De enige ontsnappingsroute is te zorgen dat we nationaal minder afhankelijk worden van energie(-import).

De SER stelt daarom iedereen in staat om mee te denken over het Energieakkoord via de website van de stichting Nederland Krijgt Nieuwe Energie. Heel aardig is de module die je via een aantal vragen uitdaagt na te denken over onze energievoorziening. Daarin wordt zichtbaar wat het effect is van de aannames die je hanteert op energieprijzen en technologieontwikkeling.

 

SHELL-SCENARIO’S

Wie zich hierop eerst wil voorbereiden kan de nodige kennis opdoen uit de twee nieuwe scenario’s van Shell voor de ontwikkelingen in de 21e eeuw. De ‘New Lens’-scenario’s, die trends in de economie, politiek en energie doortrekken tot maar liefst het jaar 2100, benadrukken de belangrijke rol die internationale afspraken spelen. De scenario’s, die ‘Mountains’ en ‘Oceans’ heten, voorspellen dat de wereldwijde energievraag de komende vijftig jaar verdubbelt.

Het Mountains-scenario voorspelt een meer gematigde ontwikkeling van de wereldeconomie waarbij de politiek een belangrijke rol speelt in het vormen van het wereldwijde energiesysteem en de richting voor milieubeleid. Een schonere verbranding van aardgas zal de ruggengraat vormen van het wereldwijde energiesysteem. Gas gaat in veel gebieden kolen vervangen als brandstof voor energieopwekking en zal breder worden toegepast voor transport.

In dit scenario zal de olieconsumptie pieken rond 2035. Tegen het einde van de eeuw rijden de meeste auto’s op elektriciteit en waterstof. Kooldioxide uit elektriciteitscentrales, raffinaderijen en andere industriële installaties wordt tegen 2060 compleet afgevangen zodat de uitstoot nihil is. Kernenergie voor elektriciteitsopwekking neemt tot 2060 toe met ongeveer 25 %. De uitstoot van broeikasgassen begint na 2030 af te nemen, maar volgens klimaatmodellen onvoldoende om de opwarming te beperken tot 2 °C.

Het Oceans-scenario voorziet in een meer welvarende, dynamische wereld met marktwerking en een kleine rol voor de overheid. Door publieke weerstand worden kernenergie en het gebruik van aardgas buiten Noord-Amerika beperkt. De afvang en opslag van kooldioxide vindt slechts langzaam navolging. De elektriciteitsopwekking wordt zo’n dertig jaar later CO2-neutraal dan in het Mountains-scenario.

www.energieakkoordser.nl

www.NederlandKrijgtNieuweEnergie.nl

www.shell.com/scenarios

 

(bijschrift; 77_httpwww.energyss.nl.jpg )

Burgers willen weten of hun investeringen in zonnepanelen rendabel zijn.

FOTO WWW.ENERGYSS.NL

 

 

Het Spoor bijster (Witboek Spoor, 2012)

20_29_ING20_21_Dossier

Onderhoudsmedewerkers zijn in opdracht van ProRail bezig een wissel in het spooremplacement van Amsterdam Centraal vrij te maken van sneeuw en ijs.

Een uniforme Europese richtlijn voor marktwerking op het spoor werkt niet. De zuivere toepassing van die richtlijn veronderstelt splitsing van het (nationale) spoorbedrijf in een aparte railinfrabeheerder en een treinenbedrijf. Maar het is ook zonder plitsing mogelijk ruimte op het spoor te scheppen voor (buitenlandse) concurrenten. Volledige scheiding leidt er toe dat railinfrabeheerder en vervoerder elkaar kunnen tegenwerken waardoor de kosten van het vervoer als geheel stijgen. Het opsporen en elimineren van zulke foute prikkels is beter dan de splitsing weer helemaal terug te draaien.

Zie hier in kort bestek de bevindingen van de eerste grote internationale studie naar marktwerking op het spoor: EVES (Economic Effects of Vertical Separation in the railway sector) in opdracht van de Community of European Railway and Infrastructure Companies (CER) door adviesbureau inno-V (Amsterdam), de universiteit van Leeds (UK), Kobe (Japan) Vrije Universiteit (Amsterdam) en Civity Management Consultants (Duitsland). Volgens een van de auteurs, drs. Didier van de Velde (econoom, directeur van adviesbureau ‘inno-V’ en als onderzoeker werkzaam aan faculteit Techniek, Bestuur en Management van de TU-Delft) is het onderzoek de aanzet tot het ontwikkelen van een methodologie om foute prikkels (in het rapport incentive misalignments genoemd) op te sporen.

Lovers_Nico_Spilt
Lovers Rail ging van 1996 tot 1999 tevergeefs de concurrentie aan met NS. Het werkt niet om meerdere vervoerders te laten concurreren op hetzelfde railnet, zeker als dat druk is bereden, aldus de EVES-studie.

Minder wissels, digitale seinen, een nationaal metronet…Er is van alles te bedenken om het Nederlandse spoor beter, moderner en efficiënter te maken en minder gevoelig voor storingen, dus beter voorbereid op de winter. Dat was het idee achter onze oproep in het nummer van 31 augustus 2012 om ideeën aan te dragen voor een Witboek Spoor: een handleiding voor de nieuwe Tweede Kamer en regering om toekomstgericht met het spoor aan de slag te gaan. Maar dat alles werkt alleen als de ‘governance’ (de juridisch-economische vormgeving van de sector) klopt, blijkt uit de studie.‘NS op dood spoor’, opende De Telegraaf op 29 september in de bekende chocoladeletters. De krant had de hand weten te leggen op een ‘uiterst geheime’ winteranalyse van Prorail en de NS. De conclusie: het is niet zozeer de techniek die faalt als het een dag flink sneeuwt in de Randstad als wel de communicatie en vooral de organisatie. Er is dan volgens de Telegraaf ‘Een totaal gebrek aan overzicht’. Het klassieke apocriefe voorbeeld is dat van de machinist die vroeger met een gasbrandertje uitstapte om een vastgevroren wissel te ontdooien en die nu Prorail belt om een storingsmonteur te laten komen, wat uren duurt waardoor de hele dienstregeling instort.

De spoorsector was tot 1995 een geïntegreerd bedrijf en heet nu NS reizigers, Prorail, Movares, Strukton. ‘Met deze splitsingen is een zeer complexe situatie ontstaan met grote onderlinge belangentegenstellingen’, schrijft de commissie onder leiding van Tweede Kamerlid Attje Kuiken in het rapport Parlementair onderzoek onderhoud en innovatie spoor. ‘Hierdoor werd de kennis over de infrastructuur versnipperd’ ‘Het gebrek aan kwaliteit en kennis vormt een chronisch probleem binnen Prorail.’

Als splitsing kennelijk zo rampzalig uitpakt, dan ligt het voor de hand van Prorail en NS weer een bedrijf te maken. Dat gaat echter voorbij aan het feit dat de splitsing bedoeld is om met name de NS in staat te stellen om commerciëler te gaan werken. Daarvoor moest het een puur treinenbedrijf worden dat zich zou concentreren op reizigersvervoer. De exploitatie daarvan zou voor de staat als enige aandeelhouder en concessieverlener in elk geval transparanter worden.

Met meer grip op de zaak zou het rijk de subsidie kunnen gaan afbouwen. In 1990 ontving NS 1,4 miljard gulden subsidie. Tegenwoordig krijgt NS geen subsidie meer. Er was nog een tweede aanleiding voor de ‘verzelfstandiging’: de Europese richtlijn 91/440/EG beoogde elke nationale spoorwegmaatschappij te splitsen in een infrabedrijf en een treinenbedrijf. Dat luidde de ‘liberalisatie’ in naar een grenzeloze Europese markt met concurrentie. Die is maar zeer ten dele van de grond gekomen.

De Europese Commissie is volgens Van de Velde verblind geweest door het succes van de liberalisatie in de luchtvaart. ‘Luchtvaart is veel minder complex. Als een vliegtuig niet kan vertrekken hebben andere vliegtuigen daar geen last van. Een kapotte trein blokkeert direct het baanvak. Dat betekent nog al wat als je concurrerende bedrijven met treinen op hetzelfde netwerk wilt laten rijden. Vliegtuigen pendelen op en neer, treinen doen meerdere stations aan. Als je concurrentie tussen treinen op hetzelfde traject hebt, een kaartje koopt bij vervoerder A en je mist diens trein en de eerstvolgende trein is van vervoerder B, dan kun je daar niet zomaar in stappen. Gegeven het feit dat de trein in veel gevallen met de auto moet concurreren, is dat niet per se handig. Het vliegtuig heeft niet zo’n concurrent van een andere vervoersmodaliteit, tenzij tussen Europese steden de TGV.’

Dat de Europese Commissie voor alle lidstaten dezelfde standaardoplossing in petto had, is vanuit het idee van een open markt wel begrijpelijk, alleen pakt die oplossing in verschillende landen met zeer verschillende spoorregimes telkens anders uit. Er is volgens Van de Velde niet een oplossing die goed werkt voor de zo verschillende nationale situaties. ‘En dat hoeft ook helemaal niet.’ Dat marktwerking alleen kan ontstaan door het opsplitsen van nationale geïntegreerde spoorbedrijven noemt hij ‘dogmatisch en kortzichtig’. In Duitsland maken DB Netz en DB Bahn deel uit van DB Holding en toch werkt de regelgeving zodanig dat ‘Netz’ andere vervoerders dan ‘Bahn’ ruimte geeft op het spoor. Van de Velde: ‘De Duitsers hebben zogenaamde ‘Chinese Walls’ geplaatst tussen de dienst van DB Netz die spoorcapaciteit toewijst en de rest van DB. Maar het mooiste voorbeeld van onafhankelijke capaciteitstoewijzing vind je in Zwitserland, waar een geïntegreerd spoorbedrijf blijft bestaan (SBB), maar waar een relatief kleine onafhankelijke dienst ‘Trasse Schweiz’ de capaciteit verdeelt tussen SBB en concurrerende vervoerbedrijven.’

De richtlijn was ook zo open geformuleerd dat die in elk land anders kon worden toegepast. In feite stelt zij alleen een boekhoudkundige splitsing tussen treinexploitatie en infrastructuurmanagement verplicht en geen organisatorische of juridische afsplitsing van bedrijfsonderdelen. Volgens de commissie Kuiken is het binnen de Europese regelgeving toegestaan Prorail en NS onder één houdstermaatschappij te brengen.

In het Verenigd Koninkrijk en in Nederland is de verzelfstandiging het verst doorgevoerd. Niet alleen in Duitsland maar ook in Frankrijk is men minder ver gegaan. In Frankrijk is het railnet eveneens van de nationale spoorwegmaatschappij SNCF afgesplitst, in RFF (Reseau Ferré de France) maar daar werken slechts 1.200 mensen: SNCF beheert en onderhoudt de facto het hele Franse spoorwegnet terwijl RFF slechts optreedt als ‘manager’ die gebruikers (waarvan SNCF de grootste is) baancapaciteit toewijst. Overigens heeft de Franse regering recent aangekondigd dat RFF en SNCF zullen worden samengebracht onder één structuur, omdat men de afgelopen jaren tot de conclusie gekomen is dat de gesplitste structuur tot veel inefficiëntie en complexiteit had geleid.

De marktwerking komt er in heel Europa grosso modo op neer dat de railinfrabeheerder een prijs vraagt aan de vervoerders voor het gebruikmaken van rails terwijl in sommige landen de overheid vervoersconcessie verleent in de vorm van een prestatiecontract zoals NS met de overheid heeft. SNCF (Frankrijk), DB (Duitsland) en SJ (Zweden) werken zonder zo’n contract . Maar daar waar contractuele verhoudingen ontstaan, gaan partijen hun eigen belang nastreven en doen ook foute prikkels hun intrede die de kosten van het spoorvervoer verhogen in plaats van verlagen.

Het opleggen van verdere verticale splitsing verhoogt volgens het rapport de kosten met zes miljard euro per jaar en zelfs met 15 miljard als het spoorvervoer de groeidoelstelling van de Europese Commissie wil halen. Daarentegen lijkt ‘horizontale’ afsplitsing van het goederenvervoer de kosten juist te hebben verlaagd. Zulke structuurveranderingen hebben dus kosteneffecten maar de uiteindelijke concurrentie zélf lijkt geen enkel effecten te hebben op de kosten en dat noemt de studie ‘een verrassende bevinding.’

Voor al die verschillende situaties in diverse landen (wel of geen splitsing, horizontaal of verticaal, en de mate van splitsing) geldt dat het voor nieuwe toetreders even gemakkelijk (of zo men wil moeilijk) is om marktaandeel te veroveren op het van oudsher aanwezige staatsbedrijf. Een belangrijke voorwaarde is wel dat er een onafhankelijke ‘regulator’ bestaat en dat capaciteitstoewijzing op neutrale wijze plaatsvindt. Econometrisch onderzoek biedt verder aanwijzingen dat op zeer druk bereden netten verticale splitsing de kosten verhoogt terwijl op netwerken met een lage verkeersintensiteit de kosten juist lijken te dalen.

Splitsing is wel een potentiële bron van ‘afstemmingsschade’: als de ene partij zijn eigen belang nastreeft kan dat bij de andere partij tot schade leiden. Zo liet NS haar nieuwe treinstellen door Siemens uitrusten met minder, maar krachtiger motoren omdat dit goedkoper is. De grotere krachten tussen wiel en baan leiden echter tot meer schade aan de rails, waar Prorail voor opdraait. Het juridisch wegregelen van dit soort vaak onvoorziene verschijnselen is, zo blijkt uit de ervaringen in Groot Brittannië waar het meeste ervaring is met marktwerking (railnetwerkbeprijzing), een ‘gebed zonder end’. De marktwerking dreigt vast te lopen in juridisering. De contracten worden alsmaar dikker. Er is in Europa dan ook een tendens om dikke dichtgetimmerde contracten tussen materieelexploitanten en railinfrabeheerders te vervangen door overlegsituaties.

Dat is zelfs het geval in Groot Brittannië dat de privatisering van het spoor het eerst en het verst doorvoerde. Het leidde onder meer tot een enorm complexe tariefregeling van de infrabeheerder Network Rail richting treinbedrijven. Omdat die niet bleek te werken zijn er nu spoorvervoerders die voorstellen om ‘hun’ netwerk maar te leasen van Network Rail zodat ze het zelf kunnen beheren of anders een joint venture aangaan met de netwerkeigenaar om het beheer en onderhoud samen te doen. In elk geval is er al een gezamenlijk managementteam van South West Trains en de Wessex Route van Network Rail. In mei van dit jaar verscheen het rapport van een onderzoekscommissie onder leiding van sir Roy McNulty in opdracht van het Britse ministerie van Transport en the Office of Rail Regulation dat harde noten kraakt over het geprivatiseerde Britse spoor. De kosten liggen 30% boven het Europese gemiddelde.

Japan besloot in 1987 zijn nationale spoorwegmaatschappij te privatiseren maar deed dat door ze niet verticaal maar horizontaal te splitsen in zes regionale bedrijven die elk zowel spoor als rollend materieel bezitten. Daarnaast zijn er nog vijftien grote private vervoerders, die altijd al bestonden, en een honderdtal exploitanten van kleinere nevenlijnen. Japan wordt in de EVES-studie beschouwd als het Walhalla van doelmatigheid als het om spoorvervoer gaat. Het ‘integraal ’ denken gaat bij de Japanse spoorbedrijven zelfs zo ver dat zij al decennialang een lange termijnvisie hebben op de stedenbouwkundige ontwikkeling van stationslocaties. Deze strategie om woningen en winkels te ontwikkelen rond hun netwerk versterkt hun klantenbasis. Deze filosofie ‘breng de stad en daarmee de mensen naar het spoor toe’, zit sterk in de publicaties van de spoorplanoloog ir. Luca Bertolini (UvA) (zie kader)

In schril contrast daarmee staat de situatie in Zweden dat net als Nederland een infrabeheerder heeft en een treinenbedrijf. In Zweden wil de regering het nieuwe Europees gestandaardiseerde verkeersleidingssysteem en beveiligingssysteem ERTMS in voeren. (Zie onder meer De Ingenieur van….pagina….) De apparatuur van dit systeem bevindt zich niet meer zozeer langs de baan maar grotendeels in de trein. Uiteindelijk zal verkeersleiding en –beveiliging op het spoor zich ontwikkelen tot een Tom Tom-achtig concept: alle treinen weten draadloos waar zij zich ten opzichte van elkaar bevinden en herberekenen zelf voortdurend hun veiligheidsmarges, separatie, remweg en snelheid en dergelijke. Dit betekent echter hoge investeringen voor de vervoerders in boordapparatuur en lage investeringen (uiteindelijk: geen) voor de infrabeheerder in seinen langs en detectie in de baan. De vervoerders hebben daar geen zin in en dus verzandt de invoering van ERTMS in een patstelling. De splitsing van nationale spoorbedrijven in materieel en rail is het verst doorgevoerd in Groot Brittannië, Nederland, Spanje en Zweden.

In Zwitserland, dat geen lid is van de Europese Unie, is het grootste spoorbedrijf SBB niet gesplitst. Het is wel zo dat concurrenten op het netwerk van de SBB rijden en een volledig onafhankelijke instantie, Trasse Schweiz, bewaakt de landelijke dienstregeling en verdeelt de capaciteit van het railnet. Omdat het Zwitserse spoor net als het Nederlandse een extreem hoge benuttinggraad kent is in geval van een storing snel reageren geboden,‘zonder eerst met beschuldigende vingers te gaan wijzen’. De EVES-studie roemt de Zwitserse bereidheid tot overleg en samenwerking. De Zwitsers hanteren, wat Van de Velde noemt ‘een holistische benadering’. De ‘Zwitsers uurwerk’-benadering stelt keihard dat alle grote steden met een exacte uurdienst bediend moeten worden op exact het heel en het half uur. Vanuit die opdracht wordt op systeemniveau de techniek geoptimaliseerd: bochten rechttrekken om treinen zo nodig harder te kunnen laten rijden, maar ook kantelbakken om bochten sneller te kunnen nemen. Dat zijn variabelen waarmee ingenieurs kunnen spelen om het optimum te bereiken.

In Nederland is in 2010 het Operationele Controle Centrum Rail (OCCR) opgezet dat 24/7 bemand is en waarin naast Prorail, NS en Nedtrain – het onderhoudsbedrijf van NS – ook de overige railvervoerders en infra-aannemers deelnemen. Het doel is vooral te zorgen dat verstoringen in de dienstregeling zo snel mogelijk geïsoleerd worden om te voorkomen dat zij zich door het hele netwerk gaan voortplanten. Het is een eerste stap naar weer meer samenwerking maar het leidt nog niet tot de aanpak van de onderliggende problemen. Zo zou Prorail het aantal wissels willen verminderen omdat wissels dure, kwetsbare plekken in het spoor zijn. Maar dat benadeelt de kwaliteit van de huidige treindienstregeling: passagiers zullen vaker moeten overstappen. Het elimineren van wissels is de rode draad in veel conceptuele vernieuwing van het netwerk (zie kader). Die concepten gaan niet werken zolang systeemdenken niet wordt geïnstitutionaliseerd, zoals de Zwitsers doen.

Het weer op een lijn brengen van uiteenlopende deelbelangen is geen sinecure maar een werkbezoek aan om te beginnen Zwitserland en Japan kan nieuwe inzichten verschaffen. Tenslotte hoeft ook op het spoor het wiel niet opnieuw te worden uitgevonden.

[KADER ERTMS]

[FOTOBIJSCHRIFTEN]

SBB-ETCS_StW_EWIV
In de stuurcabine van de Zwitserse treinstellen van het type EW-iV van de SBB is ETCS level 2 geinstalleerd. (Foto: SBB)
B-broshure-forside
Bij ERTMS/ETCS level 2 staan de treinen draadloos met elkaar in verbinding en weten zij elkaars posities en ‘ziet’ de bestuurder de seinen op een beeldscherm in de cabine. Hij ziet daar ook het traject dat hij rijdt met alle benodigde informatie. (Bron: www.railway pro.com)
Met ERTMS meer vervoerscapaciteit

Zwitserland, Denemarken en België zijn volgens Bernhard Stamm, spoorveiligheidsdeskundige van Siemens, de enige drie landen waar is besloten het oude nationale beveiligingssysteem voor treinverkeer niet te laten voortbestaan naast de nieuwe Europese ERTMS-standaard. Dit European Rail Traffic Management Systeem behelst uniforme Europese afspraken over veiligheid op het spoor waarbij de technische definities vervat zijn in ETCS (European Train Control Systeem) dat vooral steunt op het draadloos uitwisselen van berichten via het mobiele telefoonnetwerk GSM-R (Rail) Elke trein staat via een ‘radio bloc centre’ (RBC) in verbinding met zijn voorligger, weet diens positie en stemt daar zijn rijgedrag op af.

Onder het ERTMS/ETCS-regime duiken Zwitserse treinen inmiddels met een snelheid van 200 km/h bij Frutigen de 35,5 kilometer lange en deels enkelsporige Lötschberg Basistunnel in waar zij halverwege een wissel passeren naar het dubbelsporige gedeelte. Vanwege het enkelsporige deel wordt treinverkeer beurtelings in beide richtingen ‘pakketsgewijs’ afgewikkeld waarbij meerdere treinen ‘vlak achter elkaar’ rijden, op een afstand van zes kilometer ofwel 1:48 min. Zoiets kan alleen met ERTMS/ETCS.

Hoewel de minister van Verkeer, Melanie Schultz, recent heeft besloten dat ERTMS ‘in principe’ ook in Nederland zal worden ingevoerd, is de wijze van invoering hier nog onduidelijk en een heet hangijzer. Zo is de Hanzelijn (zie De Ingenieur nr. 19) ook voorzien van het Nederlandse ATB omdat de treinen van NS alleen over ATB (Automatische Trein Beïnvloeding) beschikken.

De overgang van het deels nog analoge op relaistechniek gebaseerde ATB(-NG) naar het draadloze digitale ERTMS/ETCS is een beetje een ‘catch 22’-situatie waarbij baanbeheerder en vervoerder stoelendans spelen en de kat uit de boom kijken. Als de een niet meedoet heeft het voor de ander geen zin. Ook is investeren in ERTMS/ETCS onaantrekkelijk omdat je in de overgangssituatie met dubbele systemen (ATB en ERTMS) zit. Tenslotte zijn de investeringen voor de vervoerder veel hoger dan voor de baanbeheerder omdat het baansysteem verandert in een boordsysteem.

Uiteindelijk zal zich langs en in de baan niet of nauwelijks nog hardware bevinden in de vorm van seinen en balises, die het passeren van een trein signaleren. Er valt dan voor koperdieven niets meer te halen langs het spoor. Prorail heeft daar veel baat bij.

De kosten (voor NS) van de apparatuur aan boord daarentegen nemen juist toe. Bernhard Stamm, vergelijkt het nieuwe systeem met dat aan boord van vliegtuigen dat vliegers in staat stelt meesttijds‘blind’ te vliegen, op hun cockpitinstrumenten. Dat gaan treinbestuurders ook doen. Als een trein harder gaat dan 160 kilometer kunnen optische seinen langs de baan niet meer worden gelezen, zeker niet in het donker. Alle seinen, borden en ‘weginformatie’ (bochten, tunnels, overwegen e.d.) wordt daarom gepresenteerd op beeldscherm in de cabine. In ETCS zit een ‘supervisor’ die ingrijpt als de treinbestuurder zich niet aan de veilige snelheid houdt.

Daarmee dient zich het grote operationele voordeel aan van ERTMS/ETCS naast veiligheid: treinen kunnen harder en (veilig) dicht op elkaar rijden. Twee Nederlandse ERTMS-deskundigen, Jaap Van den Top en Arco Sierts vinden dan ook dat spoorbedrijven teveel kijken naar de lasten en te weinig naar de lusten. Nu moeten treinbestuurders eerst ‘wegbekendheid’ opdoen voordat zij een bepaald traject mogen rijden: waar zitten de bochten, wissels en dus snelheidsbeperkingen en dergelijke. Onder ERTMS/ETCS kan elke bestuurder direct elk traject rijden omdat alle relevante informatie ruim vooraf op een beeldscherm wordt gepresenteerd terwijl de European Vital Computer (EVC) ingrijpt indien de bestuurder veiligheidsmarges overschrijdt.

Maar daarnaast maakt ERTMS/ETCS treinspecifieke remcurvebewaking mogelijk en zeer korte blokken – afstanden tussen treinen – terwijl continue informatie-uitwisseling tussen verkeersleiding en trein het mogelijk maakt verkeersprocessen te optimaliseren. Te denken valt dan aan snelheidoptimalisering, het weergeven van de energieprestatie van de trein, het vanaf de verkeersleiding kunnen omroepen van berichten in de trein. Uit oogpunt van veiligheid doet ATB-NG (Nieuwe Generatie) niet onder voor ERTMS/ETCS maar uit oogpunt van optimalisatie van de totale treinvoering is het nieuwe systeem beter. Uiteindelijk kost ERTMS/ETCS de NS dus niet alleen geld maar valt er ook veel geld mee te verdienen.

De enige manier om zwartenpieten over ERTMS/ETCS tussen infrabeheerder en vervoerders te voorkomen is een analyse die op systeemniveau de voordelen duidelijk maakt en aan de hand waarvan de lasten en de lusten eerlijk kunnen worden verdeeld.

[KADER 3000V]

Sneller, zuiniger met 3000 volt

mg_7675
Met 3000 V gelijkstroom kunnen Nederlandse treinen met een snelheid van 200 km/h gaan rijden.
KADER3000kV
[KADER3000kV.jpg] De verschillende voltages in de Europese spoorwegnetten. 15 kilovolt wisselstroom in Duitsland,Zwitserland, Oostenrijk, Zweden en Noorwegen heeft van 16,7 herz zijn eigen opwekking en wordt apart van het normale stroomnet opgewekt.

Een aantal spoortechnici bij Movares, Arcadis, Strukton, Imtech, Kema, Nedtrain en Lloyd’s Register Rail heeft elkaar op informele basis gevonden om een voorstel voor de migratie naar een 3.000 volt gelijkstroom bovenleidingspanning uit te werken. Volgens hen kan dit zowel financieel als functioneel grote voordelen opleveren: Het levert 20% energiebesparing op. NS Reizigers verbruikt jaarlijks 1,2 miljard kilowattuur aan stroom en zou dus 240 miljoen kWh besparen. Dat komt overeen met het elektriciteitsverbruik van 500.000 huishoudens. Daarnaast stijgt de vervoerscapaciteit stijgt met 8-25% en treinen kunnen 160-200 km/h rijden. Met 3.000 volt kunnen de voordelen van ETCS, dichter op elkaar rijden, ten volle worden benut omdat treinen sneller kunnen optrekken.

Bij de herbouw na de Tweede Wereldoorlog is het Nederlandse spoorwegnet geëlektrificeerd met 1.500 volt gelijkspanning. Vanwege het maximaal beschikbare vermogen van circa 6MW, kost het veel tijd voordat een trein zijn maximumsnelheid bereikt. Het snelheidsverschil tussen stoptreinen en intercity’s is daardoor onnodig groot wat de benutting van de capaciteit van de infrastructuur beperkt.

Tegenwoordig remmen treinen elektromagnetisch: de remenergie wordt als stroom aan de bovenleiding teruggevoerd. Bij 1.500 volt kan de teruggeleverde elektriciteit slechts over en kleine afstand efficiënt worden getransporteerd. Wordt binnen die afstand geen afnemer gevonden, dan moet de teruggewonnen energie alsnog in weerstanden worden gedissipeerd. Zo gaat het grootste deel van deze potentiële energiebesparing verloren.

In de jaren ’90 is onderzocht of een omschakeling naar 25.000 volt wisselspanningtractie (25kVac) haalbaar zou zijn. Die spanning zou de nieuwe Europese standaard worden. Dat klopte voor hoge snelheidslijnen. Die hoge spanning is bij uitstek geschikt voor treinen met een hoog vermogen (tot 25MW) met grote afstanden tussen treinen.

25.000 volt wisselspanning is duur en ondoelmatig voor een spoorwegnet met hoge treindichtheden en lagere vermogens per trein (tot ca. 12MW). Maar de eerder genoemde beperkingen van 1.500 volt komen echter steeds duidelijker naar voren. In het kader van het Programma Hoogfrequent Spoor (PHS) is het de bedoeling op veel trajecten zes intercity’s plus zes stoptreinen per uur te gaan rijden. Met de invoering van ETCS worden hogere snelheden mogelijk. De energie om die snelheden met standaard intercity van 300m lengte binnen een redelijke tijd te bereiken is echter niet beschikbaar bij 1.500 volt.

Veel andere Europese landen met een druk bereden spoorwegnet gebruiken daarom een 3.000 volt gelijkstroomtractie. Dat systeem is op de hoogte van de spanning na identiek aan het Nederlandse. De verschillen beperken zich vrijwel uitsluitend tot apparatuur binnen de onderstations. De Nederlandse onderstations zijn in de meeste gevallen opgebouwd met een aantal parallelle gelijkrichters. In serie schakelen van deze gelijkrichters volstaat om de spanning naar 3.000V te verhogen. Of de bestaande schakelaars kunnen worden gehandhaafd moet nog worden onderzocht, verder zijn slechts kleine aanpassingen in de infrastructuur nodig.

Aanpassing van de treinen is complexer, maar met moderne vermogenselektronica goed realiseerbaar. Binnen de ruimte die ooit voor inbouw van 25kVac apparatuur was voorzien, kan een ‘voorschakel unit’ worden geplaatst die de hogere bovenleidingspanning omzet naar 1.800-1.950V. De rest van de materieelsystemen kan op die wijze onveranderd in gebruik blijven.

De ombouw naar 3.000V tractie-energievoorziening kost naar schatting 500 miljoen euro, veel minder dan de invoering van 25.000 volt wisselstroom. Door over te gaan op 3.000 volt gelijkstroom wordt een aanzienlijke energiebesparing bereikt en daarmee reductie van C02-emissie tot het equivalent van een flink windturbinepark. Gebruik die investering die bestemd is voor windmolens om de treinen op 3.000 volt te laten rijden. Die maatregel bespaart eveneens CO2, neutraliseert de horizonvervuiling van windmolens en zorgt tegelijkertijd voor een betere benutting van de infrastructuur en de mogelijkheid om harder te rijden.

[KADER MetroNL]

[FOTOBIJSCHRIFT]

[14_HSL BundelHSL.jpg] Ongelijkvloers kruisingen moeten de plaats innemen van wissels zodat spoorcorridors gescheiden zijn.(Foto: Prorail)

Geen wissels, geen dienstregeling

 

KADER_METRONL
[KADER_METRONL.jpg] Schematische weergave van het netwerkconcept van Eric Winter.(Ill. Ir. Eric Winter)

Bij referendum stelden de Zwitsers in 1987 de spoorvisie ‘Bahn 2000’ vast die zij sindsdien consequent hebben uitgerold en dat landelijk werkt als een Zwitsers uurwerk. Ir. Twan Laan, voormalig hoofd Economisch Bureau bij NS Reizigers en nu werkzaam bij de Zwitserse spoorwegen (SBB) vergelijkt Nederland en Zwitserland op zijn blog en bijdragen op webfora: ‘Als medewerker van de SBB – de Zwitserse evenknie van NS en ProRail – en als ex-medewerker van NS en ProRail denk ik dat wel weet waar ik over praat. Van de 1771 ritjes die ik de afgelopen drie jaar met de SBB maakte, hadden er precies 7 (0.4%) een kwartier vertraging of meer. In diezelfde periode maakte ik 323 ritjes met NS. Daarvan hadden er 21 (6,5%) een vertraging van 15 minuten of meer.’

De rode draad in de reacties die binnenkwamen na de oproep in nummer 13 om mee te denken over een beter spoor, is de complexiteit van het netwerk en de overmaat aan wissels die de storingsgevoelige plekken zijn. Om te beginnen moet dus eens kritisch worden gekeken naar het aantal wissels. Volgens ir. Eelke de Vries, die zijn hele werkzaam leven bij het spoor betrokken is geweest, ‘worden wissels willekeurig uitgedeeld terwijl niemand zich afvraagt of het wissel van de juiste hoekverhouding is voorzien en op de juiste plaats ligt.’ Wissels die de aankomende trein van het hoofd- naar het perronspoor brengen kunnen vaak met slechts 40 km/h worden bereden waardoor de trein ver voor het station moet afremmen en het hoofdspoor lang bezet houdt. De Vries heeft het emplacement van Utrecht CS zo herontworpen dat de aankomende treinen met 80 km/h van hun vrije baanspoor naar minstens drie perronsporen kunnen rijden waarbij het aantal wissels met driekwart is verminderd. Dit zou volgens De Vries op alle grote stations moeten gebeuren. Daarmee voorkom je dat treinen op wissels remmen of aanzetten, iets waar wissels slecht tegen kunnen.

Als het gaat om een fundamentele herziening van de Nederlandse spoorplanologie dan springen twee visies duidelijk in het oog. De ene visie is uitgewerkt door ir. Eric Winter in een lijvig rapport waarover hij publiceerde samen met ing. Martin van Pernis (president KIVI NIRIA) die voorheen als bestuursvoorzitter van Siemens Nederland was: Siemens is een van de grootste leveranciers van spoorbaanuitrusting en rollend materieel.

Het concept Metro NL van Winter voorziet in grote lijnen een netwerk van drie op zichzelf staande ringlijnen waarvan er twee een aftakking hebben naar respectievelijk Zeeland en Zuid-Limburg. Om het landelijke spoornet echt als een stedelijk metronet te kunnen gebruiken moet volgens Winter de frequentie en snelheid aanzienlijk omhoog en dat kan alleen met de zweeftreintechnologie van Transrapid, die door Siemens grotendeels is ontwikkeld. Deze maglev kan veel sneller optrekken dan een conventionele hoge snelheidstrein en kan dus ook op korte trajecten een snelheid van 300 km/h (of meer) halen. Winter en Van Pernis beschouwen Nederland in termen van openbaar vervoer niet als een land maar als een stad, met 16,5 miljoen inwoners even groot als de agglomeratie Parijs of Londen. Alleen: een zeer uitgestrekt en relatief dunbevolkte stad. Vandaar: snel vervoer. Zij situeren de stations als transferia met veel parkeergelegenheid vooral aan de rand van de stad waar autosnelwegen en spoorlijnen elkaar kruisen. Het ververvoer tussen station en stad gebeurt met snelle lightrail.

Een concept dat onlangs door Strukton en Movares is gepresenteerd, wil het spaghetti-achtige Nederlandse spoornet vereenvoudigen tot een aantal ‘corridors’, spoorlijnen die twee eindbestemmingen verbinden waarover treinen alleen maar heen en weer rijden. Waar deze corridors elkaar kruisen zijn geen ingewikkelde emplacementen met wissels maar slechts ongelijkvloerse kruisingen zodat de sporen van twee verschillende corridors altijd gescheiden zijn. De grote intercity-stations, op plekken waar corridors elkaar kruisen, zijn tevens de ’as’ of ‘naaf’ in een regionetwerk van waaruit spoorlijnen als ‘spaken’ in een denkbeeldig wiel uitwaaieren.

[Kader: HSL –Oost]

HSL-Oost is wél rendabel

HSLOost_HarjinderSingh027-c-amsterdamcs-02072012
Een mededelingenbord op Amsterdam Centraal kondigt het vertrek aan van de hogesnelheidstrein ICE naar Frankfurt.

Met de HSL-Zuid is Amsterdam een eindstation in het Europese hoge snelheidsnet terwijl het ooit de bedoeling was dat de hoofdstad aan een doorgaande verbinding tussen Parijs en Frankfurt zou komen te liggen. Maar het Centraal Planbureau (CPB) kwam in 2000 in een maatschappelijke Kosten-baten-analyse (mkba) tot de slotsom dat de aanleg van een hoge snelheidslijn Oost (HSL-Oost) niet rendabel is te krijgen: kosten € 2,4 miljard, baten nog geen € 500 miljoen. Ing. Henk Doeke van Waveren (werkzaam bij ingenieursadviesbureau Goudappel en Coffeng) studeerde in 2010 aan de Universiteit van Amsterdam als planoloog af op een integrale ontwerpmethode waarbij de HSL-Oost rendabel is aan te leggen wanneer je ook de verbinding vanuit het noorden van het land en vanuit Twente naar Arnhem verbetert. Dat genereert extra vervoer op de HSL-Oost naar de Randstad. Indicatie van de kosten: € 600 miljoen, en van de opbrengsten € 900 miljoen.

Het gaat om de verbinding Amsterdam-Utrecht-Arnhem via het Roergebied naar Frankfurt. Utrecht-Arnhem moet ingrijpend op de schop hoewel een volledige verdubbeling van twee naar vier sporen niet nodig is. Door de baanvaksnelheid geen 300 km/h maar 200 km/h te maken duurt de reis Amsterdam-Arnhem drie minuten (!) langer maar daardoor kan wel ander treinverkeer tussen de snelle treinen door worden geweven hetgeen de rentabiliteit van de spoorlijn behoorlijk verhoogd.

Doeke van Waveren bekeek ook de lange reistijd vanuit de Randstad naar Twente, vanuit Arnhem naar Twente en vanuit de Randstad via Ede en Arnhem naar Nijmegen. Het aanleggen van een verbindingsboog vanaf Zutphen, buiten Deventer om in de richting naar Almelo zorgt in combinatie met een baanvaksnelheid van 200 km/h voor een snelle verbinding tussen de Randstad en Twente (Enschede heeft een technische universiteit en veel hightech bedrijvigheid) Op het baanvak Utrecht-Arnhem dient dan wel het nieuwe beveiligingssysteem ERTMS ingevoerd te worden

(Synergie in railcorridors. Een onderzoek naar het integraal ontwerpen van railnetwerken. Drs. Ing. Henk Doeke van Waveren, 2010)

[KADER STATIONS]

De stationsstad

620734
[620734.jpg ] Onder de kap van het Madrileense Atocha Station is tegenwoordig een botanische tuin met kunstexpositie gehuisvest. Pal naast het station is een nieuw, groter, station gebouwd. (Foto: Kamil Macniak)

Stations worden steeds meer de brandpunten in de innovatieve en creatieve economie, betoogt de bouwkundige en planoloog ir. Luca Bertolini, hoogleraar aan de Universiteit van Amsterdam op het gebied van verkeer, vervoer en infrastructuur. Informatietechnologie verkleint niet de behoefte aan mobiliteit maar vergroot die juist. Mensen leggen steeds meer en steeds gemakkelijker contacten via nieuwe media en daaruit ontstaan ideeën en initiatieven die alleen vorm kunnen krijgen als mensen elkaar lijfelijk ontmoeten. In de nieuwe creatieve economie verdwijnen de vaste werkplekken en kantoren uit de negen-tot-vijf-economie en worden deze verruild voor ontmoetingsplekken. Het station is de ontmoetingsplek bij uitstek.

Er zijn een aantal trends die deze transitie, die al decennia aan de gang is, aandrijven. Vooral de jonge creatieve klasse wil in de compacte stad wonen. Ze vormen een ‘volatiele’ economie: werk en privé vloeien in elkaar over. Werken doe je niet per se op een vaste plek, doordeweeks van negen tot vijf bij een vaste werkgever maar nomadisch in voortdurend wisselende coalities. Planning maakt plaats voor impulsiviteit: Je gaat uit, je ontmoet mensen, je raakt aan de praat, er is een click en er komt een follow-up. Dus eigenlijk werd dat avondje stappen een vergadering, een brain storm. Werk of leisure? Het maakt twintigers en dertigers niet zoveel uit. Werken doe je onderweg. De trein is een uitgelezen plek om dat te doen. Maar een ding maakt ze wel uit: ze willen midden in het centrum wonen van de cultureel meest interessante stad.

050423 Kulturbahnhof Fieseler Storch
[FOTOBIJSCHRIFT] [050423 Kulturbahnhof Fieseler Storch.jpg] Het Station van Kassel (Duitsland) herbergt tal van culturele instellingen.(Foto: Hans-Joachim Wirth – www.abnachkassel.de)

De populariteit van de auto (als privébezit en statussymbool) en het suburbane ideaal van een huis met veel buitenruimte is bij deze generatie op zijn retour mede dankzij de mobiliteitsextensies van de trein zoals OV-Fiets (en inmiddels scooters!) en Greencars. Wonen vlakbij een groot station, zoals in Amsterdam op het Stationseiland of in de buurt (IJburg, Houthavens) wint aan populariteit. In grote oude stationsgebouwen zelf en op en rond spoorcomplexen ontstaat ruimte doordat oude kantoorfuncties en post- en goederenstations verdwijnen. Bertolini haalt het voorbeeld aan van het Madrileens Atocha Station, een kopstation waar een nieuw HSL-station is aangebouwd waarna onder de oude kap de sporen en perrons plaats maakten voor een overdekt stadsplein. Het voormalige centraal station van de Duitse stad Kassel is in 1995 verbouwd tot een station voor alleen nog regiotreinen, waarna er ruimte in het gebouw kwam voor een theater, bioscoop, expositiehal en dergelijke. (Kassel Kulturbahnhof). Het station als uitgaans- en ontmoetingsplek.

Een belangrijke katalysator in deze culturele renaissance van Europese stationssteden is de komst van de snelle railverbindingen tussen Europese stadsharten. Dit pleit eens te meer voor een volwaardige HSL-Oost (zie kader). Volgens Bertolini moeten we het station dan ook niet langer zien als louter een plek waar reizigers een reis beginnen of eindigen maar veel meer als een centrale ontmoetingsplek in de stad omdat daar nu eenmaal allemaal verkeersstromen elkaar kruisen.

(Luca Bertolini, Carey Curtis and John Renne: Station Area project in Europe and Beyond: Towards a Transit Oriented Development? In Built Environment vol 38, no 1. Luca Bertolini en Tejo Spit. Cities on rails – the redevelopment of railway station areas. E&FN SPON/Routledge, London, 1998, ISBN 0-203-98043-3 e-book en 0 419 22760 1 print)

[KADER Groene trein]

[FOTOBIJSCHRIFT] [intercity-in-onweersbui.jpg] Treinen groener maken is niet gemakkelijk; ze zijn al behoorlijk groen. (Foto: NS)

De Groene Trein
intercity-in-onweersbui
Het groener maken van treinen valt niet mee, omdat ze al behoorlijk milieuvriendelijk zijn.

Het lijkt niet waarschijnlijk dat treinen snel zullen ‘vergroenen’. Er is eerder veel meer milieuwinst te halen met invoering van ERTMS/ETCS en 3000 volt gelijkstroom voor de tractie. (zie kaders). Railforum, een vereniging van bedrijven en organisaties uit de railsector, publiceerde begin dit jaar een rapport over het terugdringen van het energieverbruik van treinen. Er kan wel iets, maar niet heel veel.

Om te beginnen gaan treinen dertig tot veertig jaar mee. Als ze in vijftien jaar konden worden afgeschreven, dan is het mogelijk eerder volgens de nieuwste inzichten ontworpen en gebouwde treinen te kopen. Zo’n nieuwe trein is ongeveer 5% zuiniger maar die winst wordt teniet gedaan door het sneller slopen en reclycen van het materiaal, wat immers ook energie kost.

Gewicht en aerodynamische vorm zijn de voornaamste factoren die het energieverbruik bepalen. Bij modernisering van bestaand materiaal valt via gewichtvermindering maximaal 0,5% energiebesparing te realiseren (Nieuwe treinstellen zijn vaak zelfs zwaarder door hogere veiligheid- en comforteisen.) Een gewichtvermindering van 100 kg levert slecht 0,07 % energiebesparing op. Een stalen casco bij nieuwbouw vervangen door aluminium levert 5% energiebesparing op, maar de reparatiekosten na een botsing zijn veel hoger en in menig geval is verwrongen aluminium niet te herstellen en moet de trein of tram worden afgeschreven: kost heel veel energie.

Beter stroomlijnen van treinen levert iets meer op: zo’n 2% als je bestaand materieel tijdens groot onderhoud flink onder handen neemt en zo’n 4% als je een trein nieuw kunt ontwerpen. Echter, met een slimme bedrijfsvoering valt wel 17% te besparen. Dan zorgt een trein er bijvoorbeeld voor dat hij een kwartier nadat hij niet meer wordt gebruikt automatisch in een ‘sluimertoestand’ schiet. Wat ook zoden aan de dijk zet is als de inbouw van systemen gebeurt met modules in een standaardafmeting. Technologie die bij de aanschaf van de trein nog niet betrouwbaar zijn maar wel veelbelovend, kan dan in een later stadium alsnog worden ingebouwd. Denk aan de IGBT-technologie (transistoren die hoge vermogens kunnen schakelen met zeer kleine microprocessorspanningen) of nieuwe LED-lichtarmaturen en accutechnologie.

(Railforum, februari 2012: Energieverbruik Treinen, inzicht en maatregelen).

1 April-actie: Dobbereiland tegen plasticsoep in oceanen (nummer 5, 2012, 23 maart )

 

PlasticBeach-04

tekst erwin van den brink

09_ING05_NieuwsB

 

MODULAIR BOUWSYSTEEM GEMAAKT VAN KUNSTSTOF AFVAL UIT ZEE

 

PLASTIC EILAND BIJ ZANDVOORT

 

Voor de kust bij Zandvoort komt deze zomer een drijvend plastic eiland te liggen. Het Dobber Island, dat een onderzoeksfaciliteit en een zeilschool zal huisvesten, is een initiatief van de Haarlemse ondernemer Merijn Everaarts. Olympisch zeilster Lobke Berkhout heeft zich als ambassadeur aan het project verbonden.

 

Bijzonder is dat de benodigde kunststof wordt gewonnen uit in zee drijvend plastic afval. Van de ruim tachtig miljoen ton plastics die jaarlijks wordt geproduceerd, komt uiteindelijk een significant gedeelte in de zeeën en oceanen terecht. Het vormt daar een soort soep van PET-flessen, pvc-zakken en nylon netten, die heel langzaam afbreekt tot minieme stukjes die de marine voedselketen vergiftigen. Voor de kust van het Amerikaanse Californië ligt bijvoorbeeld een plasticsoepconcentratie ter grootte van Spanje en Frankrijk samen. Maar ook de Noordzee is volgens onderzoeker dr. Carel Cronenberg een vergaarbak van plastic, omdat daar veel zeestromingen samenkomen.

Cronenberg, als leading professional van ingenieursbureau DHV betrokken bij de duurzame ontwikkeling van de Noordzee, houdt zich al jaren bezig met het probleem van plastics in de wereldzeeën. ‘Zoals grind kan dienen als vulmiddel in beton, zo is plastic afval te gebruiken als vulmiddel in een biokunsthars gemaakt uit algen. Met die hars als bindmiddel gaan we een soort legoblokken produceren die aan elkaar zijn vast te maken. Zo kunnen ze samen een drijvend eiland vormen.’ De apparatuur om het afval uit het zeewater te zuiveren en om de blokken te maken bevindt zich aan boord van een voormalig vissersschip.

 

STARTKAPITAAL

Tot dusver is het benodigde startkapitaal van enkele miljoenen bijeengebracht door een kleine investeringsmaatschappij, die daarvoor een aantal vermogende particulieren uit Zandvoort, Bentveld en Bloemendaal benaderde. Voor de tweede investeringsronde is nu zo’n tien miljoen euro nodig. Everaarts: ‘We gaan honderdduizend aandelen uitgeven van elk honderd euro. Voor dat bedrag kunnen we ons demonstratieproject in Zandvoort uitbouwen tot een eiland van ruim 15 000 m².’ Wie nu al wil intekenen op de aandelenemissie, kan zich aanmelden op de website van Dobber Island en krijgt dan het prospectus opgestuurd. ‘Een belangrijke reden om aandelen uit te geven is ook om maatschappelijke betrokkenheid te creëren voor dit initiatief.’ Bij elk aandeel wordt een eigendomscertificaat uitgegeven van een honderdduizendste deel van het eiland, ofwel 1500 cm².

Cronenberg: ‘Als het eiland groot genoeg wordt, kunnen we de blokken ook op het eiland zelf produceren, deels met behulp van zonne-energie.’ Dat zal midden op zee moeten gebeuren, op die plekken buiten de scheepvaartroutes waar voldoende plastic soep is. Het energieverbruik wordt dan neutraal en de productiekosten dalen sterk. Voorbij dit kantelpunt wint het eiland zijn eigen grondstof en energie, en groeit het door de productie van schakelblokken bijna als vanzelf. Dat is ook het punt waarop de exploitatie niet langer verliesgevend is. Everaarts: ‘We mikken op een omvang van ongeveer Terschelling. Als het eiland te groot is geworden, dan koppelen we een hoeveelheid blokken af. Daarvan kunnen we ergens weer een klein recreatie-eiland vlak voor het strand maken. De blokken hebben een geschatte levensduur van vijftig jaar.’

De drijvende plastic eilanden voor de kust kunnen volgens Everaarts en Cronenberg behalve een recreatieve functie ook een taak vervullen in de kustbescherming doordat ze de golfslag dempen. In een verdere toekomst zien ze ook andere toepassingen van het modulaire bouwsysteem van plastic blokken, zoals drijvende kraamkamers voor vispopulaties. Zulke kraamkamers ontstaan nu ook al rond constructies in de zee, zoals olieplatforms.

www.dobberisland.nl

info@dobberisland.nl

Zie ook het artikel ‘Drijvende plasticberg’ op pagina 52.

 

 

(BEELDMATERIAAL)

 

(PlasticBeach-04.jpg)

Een impressie van het drijvende eiland van plastic voor de kust bij Zandvoort.

 

ILLUSTRATIE JEROEN MURRE

De Metamorfose van Nederland (2011) Geschiedenis van een totaal en extreem ingenieursproject

20_31_ING18_19_Metamorfose

GraanelevatorRotterdam_img062
Graanelevatoren aan het werk in de Maashaven te Rotterdam, in 1912 geschilderd door Bernardus Bueninck. De komst van goedkoop Amerikaans graan in combinatie met broodfabrieken deed de levensverwachting van de Nederlander na 1850 snel stijgen.

tekst erwin van den brink, prof.dr.ir. harry lintsen, prof.dr. maarten van rossem

Eeuwenlang leefde de gemiddelde Nederlander te midden van het vuil en had hij amper te eten. En als hij pech had, raakte hij zijn huis kwijt bij een overstroming. Maar vanaf 1800 hebben ingenieurs het land volledig op de schop genomen. Het zompige veen is veranderd in een Gouden Delta, waar het goed toeven is. Verslag van een spectaculaire verandering.

De televisiezender Discovery Channel wijdde enige jaren geleden in de serie Extreme Engineering een hele aflevering aan Nederland. Niet aan de Oosterscheldedam of de Zuiderzeewerken, maar aan Nederland als een totaal en extreem ingenieursproject. En daar zit wat in. Wie, zelfs in een hoogontwikkeld land als de Verenigde Staten, met de trein naar een stad als New York reist, passeert eerst eindeloze grauwe voorsteden afgewisseld met vaak vervallen industrie- en bedrijfsterreinen. In een stad als Detroit raken hele wijken ontvolkt en niemand die er nog naar omkijkt. Ruimte is er niet schaars.

En dat is in ons land wel het geval. Wie per vliegtuig vanuit het buitenland in Nederland arriveert en het geluk heeft bij helder weer op Schiphol te landen, krijgt eerst een rondvlucht over het meest strakgetrokken, aangeharkte, stadspark ter wereld. Hier wordt alles beheerd en is alles beheersbaar. Eerst naderen we vanuit het zuidwesten de Zeeuwse delta met imposante dammen en dijken, dan kruisen we een gigantische in zee opgespoten zandvlakte bij Rotterdam, de Maasvlakte, waar olietankers en containerschepen afmeren. Even verderop staan de pijpen en installaties van ‘Pernis’ de grootste olieraffinaderij van Europa en een van de grootste ter wereld. Vervolgens dalen we boven Den Haag en Scheveningen.

Rotterdam_img058
Bij uitgeverij Wolters-Noordhoff (tegenwoordig Noordhoff Uitgevers) verschenen vanaf eind negentiende eeuw tot halverwege de twintigste eeuw de bekende schoolwandplaten, die de wording van het moderne Nederland laten zien. Hier: Scheepswerf aan de Nieuwe Maas bij Rotterdam, in 1926 geschilderd door Johan Dijkstra in opdracht van de toen nog aparte uitgeverij J.B. Wolters uit Groningen. De schoolplaat is deel van de serie ‘Nederland in woord en beeld’.

Even later passeren we de hoogovens bij IJmuiden en het Noordzeekanaal. Het vliegtuig begint nu langzaam een bocht van 180 graden te maken: over de middeleeuwse veenverkaveling rond Assendelft met zijn ellenlange smalle percelen, gescheiden door sloten die glinsteren in de namiddagzon. Zover het oog reikt zien we een in kaarsrechte stukken gesneden biljartlaken waar plassen als kwikzilver bovenop lijken te liggen: Waterland en de Zaanstreek. Het is een geometrische compositie van rechtlijnige percelen, een Mondriaan in groenschakeringen die wordt doorkruist door spoorlijnen, snelwegen en hoogspanningslijnen: een twintigste-eeuwse infrastructuur ge-superponeerd op het Nederland van voor 1800. In de verte een glimp van de zeventiende-eeuwse droogmakerijen Wormer, Purmer en Schermer die tot het Werelderfgoed behoren.

Het vliegtuig daalt nu snel. We wijzen onze buitenlandse medepassagier op de Ringvaart van de Haarlemmermeer en leggen uit dat het vliegveld waarop wij landen 6 m onder de zeespiegel ligt, op de bodem van een meer dat in de negentiende eeuw is drooggepompt. Hij staart ons niet-begrijpend aan. Dit is Nederland: extreme engineering.

Maar zo is Nederland niet altijd geweest. Toen dit tijdschrift in 1886 voor het eerst verscheen, was de modernisering van Nederland volop aan de gang. Ons glas was al half vol. Binnen drie jaar zou het vijftigjarig jubileum van de spoorwegen worden gevierd. Houten zeilschepen (schoeners, barken en klippers of tall ships, zoals we ze nu noemen) waren al grotendeels vervangen door stalen stoomschepen. De eerste auto reed in 1886, de telefoon bestond al, zij het voor een kleine elite. Nederland raakte vol rokende schoorstenen van fabrieken die bijvoorbeeld de Twentse stoomspinnerijen en –weverijen huisvestten. Philips bestond nog niet, maar de gloeilamp al wel. De hoogovens bij IJmuiden waren er evenmin, maar het Noordzeekanaal was al gegraven. Het was in 1878 gereedgekomen mede dankzij Engelse stoomgraafmachines. Er werden wel kolen gewonnen in Zuid-Limburg, maar de Staats Mijnen die Nederland decennialang van energie zouden voorzien, waren er nog niet.

Rond 1886, en zeker rond de eeuwwisseling, ontstond het Nederland dat de ouderen nog kennen van de nostalgische schoolwandplaten van uitgeverij Wolters-Noordhoff, allemaal gemaakt tussen 1886 en 1954. Zij laten de genormaliseerde rivieren zien met hun zomer- en winterdijken en de baksteenfabrieken op de uiterwaarden, de kribben en de pontveren en ook de kanalen met hun sluizencomplexen. In de verte een spoorbrug en op het water stoomsleepvaart. Behalve het grote aantal riviergezichten valt in deze collectie ook het grote aantal platen op dat de vervening, de veenkoloniën en het turfsteken en de ontginning van de woeste zandgronden tot onderwerp heeft.

Rembrandtplein_img044
Het Amsterdamse Rembrandtplein in 1911, door Bernardus Bueninck.

Het aantal stadsgezichten in de collectie schoolwandplaten is beperkt. De steden groeiden enorm sinds 1850 en dat leidde tot allerlei problemen op het vlak van volksgezondheid. Wat dat betreft gaven schilderijen zoals die van Breitner een realistisch beeld van steden als Amsterdam.

In 1864 verhuisde Jacob van Niftrik van Nijmegen naar Amsterdam om er te werken als ingenieur bij de gemeentelijke dienst Publieke Werken. Het viel hem op hoe smerig de stad was. Amsterdam was in meest letterlijke zin een open riool en vuilnisbelt. Tijdens een inspectie benam de walm afkomstig uit ‘Het Hol’, een steeg tussen de Nieuwe Zijds Voorburgwal en de Kalverstraat, hem letterlijk het bewustzijn. De kersverse stadsingenieur ging van de graat door de adembenemende zurige stank van bederf die uit de woningen naar buiten dreef en moest door collega’s op de brede gracht erachter weer bij bewustzijn worden gebracht.

Spoelrioolstelsel

Al in 1797 publiceerde een door het Amsterdamse stadsbestuur benoemde commissie een dik rapport over de onhygiënische situatie. Uitwerpselen werden van oudsher opgevangen in tonnen en beerputten die regelmatig moesten worden geleegd, waarna de feces per wagen of per schip de stad werden uitgebracht. Vanaf 1850 kwamen de onvolkomenheden van dit systeem steeds meer aan het licht naarmate de steden groeiden. Vanaf 1832 deden zich periodiek uitbraken van cholera voor doordat uitwerpselen in de bodem uitspoelden en met grondwater in contact kwamen dat als drinkwater werd opgepompt.

De beroemde Amsterdamse huisarts Samuel Sarphati probeerde met zijn Maatschappij ter bevordering van Landbouw en Landontginning in Nederland de straten beter te reinigen door verzamelde mest aan boeren in de omgeving te verkopen. Verschillende steden trachtten een gemeentelijk tonnenstelsel op te zetten. In Amsterdam, en ook in Leiden en Dordrecht, functioneerde een liernurstelsel, uitgevonden door de Haarlemse genieofficier Charles Liernur. Dat bestond uit ijzeren vacuümbuizen die de stront met onderdruk van het huistoilet naar een verzamelpunt zogen, van daaruit werd het met bootjes naar boeren en tuinders vervoerd. Op een gegeven moment werd de poep van 120 000 Amsterdammers ‘afgezogen’, maar belandde wegens gebrek aan afzet alsnog in de wateren direct buiten de stad, totdat in 1889 een ammoniakfabriek werd geopend die de uitwerpselen een winstgevende bestemming gaf.

IJmuidenHoogovens_img162
De hoogovens in Velsen, door Riekele Prins, 1951

De bekende schrijver Jacob van Lennep was een drijvende kracht achter het eerste drinkwaternet in Amsterdam. Het drinkwater werd met een stoommachine uit de duinen bij Bloemendaal en Vogelenzang opgepompt en onder natuurlijk verval naar Amsterdam getransporteerd – dit gebied heet tegenwoordig Amsterdamse Waterleiding Duinen. Vanaf het moment dat grote hoeveelheden drinkwater beschikbaar waren, kwam het spoeltoilet in zwang en daarmee ook het spoelriool. In de periode van 1890 tot 1940 werd heel Nederland van een spoelrioolstelsel voorzien. De gemeente Utrecht begon in 1939 met de bouw van een afvalwaterzuiveringsinstallatie (awzi). Tegenwoordig wordt al het riool- en afvalwater gezuiverd: alle Nederlanders betalen een reinigingsheffing.

Behalve slechte hygiëne, maakten slechte huisvesting en slechte voeding het leven van de meeste Nederlanders in de steden tot ver in de negentiende eeuw ‘kort, ongewis en ellendig’. In feite was dat eeuwenlang een soort ‘natuurconstante’ geweest, zelfs in de Gouden Eeuw. Een lang, doorvoed en behaaglijk leven was slechts weggelegd voor een kleine bovenlaag van handelslieden, patriciërs, bestuurders en ambachtslieden. Maar ook voor hen gold dat er geen epidemie moest uitbreken. Het ongeschoolde werkvolk leefde eigenlijk voortdurend op de rand van het bestaan, onder omstandigheden zoals die nu nog zijn aan te treffen in een land als Bangladesh, in de slums van de hoofdstad Dhaka. In fysisch geografisch opzicht lijkt Bangladesh op het Nederland van 1800: een dichtbevolkte delta, een archipel van talloze kleine veenachtige eilandjes die om de haverklap overstromen.

De gemiddelde levensverwachting schommelde tussen de 35 en 40 jaar. Een Amsterdammer had rond 1800 zelfs een levensverwachting van slechts 26 jaar, wat vooral kwam door de hoge kindersterfte. Wie de eerste vijf jaar van zijn leven had doorstaan, had kans een jaar of 50, 60 te worden. Na 1870 begon de levensverwachting snel en onomkeerbaar te stijgen. Daarvoor deden zich sterke schommelingen voor in de gemiddelde levensverwachting, zoals nog tussen 1868 en 1871. Toen daalde de levensverwachting van 40 naar 33 jaar: een indicatie dat er maar even iets hoefde mis te gaan en mensen massaal door het bestaansminimum zakten.

IJsselbijKampen_img041
Nijmegen aan de Waal. (B. Bueninck, 1916)

Een Nederlander wordt tegenwoordig gemiddeld 78 jaar. Binnen enkele generaties is het gelukt bijna twee keer zo oud te worden als vroeger. Deze ontwikkeling in Europa en Noord-Amerika is uniek in de geschiedenis van de mensheid. Hoe kwam dat? Vermoedelijk hebben technische ingrepen, zoals het droogleggen van de Haarlemmermeer en andere meren en moerassen, na 1850 geholpen malaria in te dammen. Maar verondersteld wordt dat dit effect beperkt was. Dankzij vaccinatie dan? Antibiotica werden pas vanaf de jaren 1940 op grote schaal gebruikt. Grofweg wordt de bijdrage van de geneeskunde aan de stijging van de gemiddelde leeftijd over de gehele wereld geschat op 15 %.

Een ruwe schatting leert dat ongeveer 10 % van de sterftedaling in de periode tussen 1870 en 1900 kan worden toegeschreven aan betere hygiëne. Vooral de levenskansen van zuigelingen hangen af van hygiënische leefomstandigheden.

Uiteindelijk werden Nederlanders vooral gezonder en ouder door de verbeterde voedselvoorziening. Dat was het resultaat van een complex aan innovaties. Het Amerikaanse middenwesten raakte ontgonnen en ontsloten. De opbrengst van de enorme Amerikaanse graanvelden bereikte dankzij de moderne stoomscheepvaart ook Europa. Daar was inmiddels een machinale broodproductie mogelijk.

In 1857 ging dankzij de inspanning van Samuel Sarphati in Amsterdam de eerste meel- broodfabriek in bedrijf. Daarvoor moest eerst een bijna middeleeuws kartel van ambachtelijke molenaars worden gebroken, die werden beschermd door de Wet op het Gemaal. Die wet was zo lang blijven bestaan omdat de belasting op gemalen meel een belangrijke inkomstenbron van de overheid was en omdat de overheid zwaar in de schuld zat sinds koning Willem I. Dankzij de politieke inspanningen van Sarphati werd brood in Amsterdam opeens 30 % minder duur.

Een belangrijke verbetering was ook de verwetenschappelijking van de landbouw. Die begon in Nederland in 1876 toen het rijk de gemeentelijke landbouwschool in Wageningen overnam. Vanaf 1918 werden aan deze Landbouwhogeschool landbouwingenieurs opgeleid. Maar al vanaf 1850 herstelde de aardappelteelt zich door moderne inzichten in rasveredeling, keuze van grondsoorten en variatie in teeltperioden.

Moeizame verbindingen

Deze resultaten waren niet bereikt als in de eerste helft van de negentiende eeuw niet het nodige voorwerk was gedaan. De fysische geografie van Nederland was verbeterd, waardoor de bestaansveiligheid en de bereikbaarheid vooruitgingen.

Staatsmijnen_img068
De mijn Maurits bij Sittard, 1931, door Johan Gabrielse.

Reizen door Nederland was destijds als reizen door de Derde Wereld nu. In de winter van 1808-1809 bijvoorbeeld verwoestte kruiend ijs, na het invallen van de dooi op 10 januari, op tal van plaatsen de rivierdijken waardoor het land tussen Maas en Waal maandenlang veranderde in een groot woelig binnenmeer. Schoolmeester Pieter Boekel was op 29 november 1836 getuige van een storm op het Haarlemmermeer waardoor 4000 hectare land overstroomde. Nederland telde honderden van zulke meren en plassen (zoals de nog bestaande Vinkeveense en de Nieuwkoopse plassen). Zij waren ontstaan door de turfwinning: Nederland had zichzelf sinds de Gouden Eeuw letterlijk grotendeels opgestookt. In augustus 1837 stelde Koning Willem I een commissie in om het droogmalen van het Haarlemmermeer voor te bereiden.

Ook ingenieur Jacob van Niftrik werd geconfronteerd met de moeilijke begaanbaarheid van het land. Voordat hij in 1864 bij Publieke Werken in Amsterdam ging werken, was hij in dienst van de waterstaat op Zuid-Beveland. Op 10 januari 1857 bereikte hem daar het bericht dat zijn moeder in Nijmegen was overleden. Hij hoorde het nieuws nog dezelfde dag dankzij het Rijks Telegraafnet, dat pas enkele jaren bestond. Goes en Nijmegen behoorden tot de ongeveer zestig plaatsen met een telegraafkantoor. Een ijlbode bracht Van Niftrik vanuit Goes het telegram. De ingenieur pakte snel een valies en reisde met de veerboot naar Terneuzen in Zeeuws-Vlaanderen.

Sinds 1828 onderhield een raderstoomboot een dienst over de Westerschelde, ook in de winter. Van Terneuzen ging het met de postkoets naar Sint-Niklaas. Van daaruit vertrok namelijk een trein: België was al heel wat verder dan Nederland met de aanleg van spoorlijnen. Een Belgische maatschappij onderhield een dienst via Roosendaal naar Moerdijk. Uit deze plaats wilde Van Niftrik met de stoomboot naar Rotterdam: helaas verhinderde ijsgang op het Hollands Diep dit. Hij bemachtigde voor veel geld een plekje op een roeiboot en moest mee roeien. Op een toevallig passerende open boerenwagen ging het daarna via het eiland van Dordrecht en het eiland van IJsselmonde naar Rotterdam, waar hij nog net op tijd was voor de laatste dagtrein naar Arnhem. Deze spoorverbinding via Gouda en Utrecht bestond pas twee jaar.

In de treincoupé kon Van Niftrik op krachten komen voor de laatste etappe: de voetreis van Arnhem naar Nijmegen. Hij hoefde daarna slechts drie uur te lopen in het pikkedonker en de Waal over te steken die vol lag met kruiend ijs. Een onbeheerde roeiboot bood uitkomst, want ook hier was het veer uit de vaart. Twee dagen na zijn vertrek bereikte Van Niftrik om vier uur in de ochtend zijn ouderlijk huis.

VliegveldSchiphol_img049
Het vliegveld Schiphol, 1952, door Riekele Prins.

Sinds de zeventiende eeuw had Holland, het kernterritorium van de Republiek, een systeem van openbaar vervoer: de trekschuit die ook voor de lagere klasse betaalbaar was. Trekvaarten, zoals die tussen Amsterdam en Haarlem, Haarlem en Leiden, vormden de hoofdaders van de infrastructuur. Holland bestond eeuwenlang uit een smalle zanderige kuststrook met daarachter een laag gebied van kleiafzettingen en verveningen onderbroken door allerlei waterpartijen die al het verkeer accommodeerden. Bij Amsterdam ging de Zuiderzee over in het IJ dat zich westwaarts uitstrekte tot het huidige IJmuiden: daar heette het Wijkermeer vanwege de nabijheid van Beverwijk. Holland was meer water dan land.

Op de hoge gronden, ten oosten van pakweg Utrecht, waren niet of nauwelijks waterwegen en bestonden de gewone wegen meestal uit half verharde karrensporen. Voordat de straatweg van Amsterdam naar Utrecht werd aangelegd, was het jaagpad langs de Vecht de rijweg tussen beide steden. In 1830 waren alle verharde wegen bij elkaar ongeveer 2500 km lang. Tegenwoordig ligt er circa 60 000 km weg buiten de bebouwde kom. Verhard wilde in 1830 doorgaans zeggen: aangestampt met puin of steenslag, vaak afkomstig van de sloop van stadsmuren en -poorten. Macadamwegen werden verhard met een mengsel van fijn puin, vermengd met vette klei of leem als bindmiddel. De straatwegen of, zoals zij later bekend werden, rijksstraatwegen, hadden een verharding van klinkers, hard gebakken stenen. Of er werden basaltkeien geïmporteerd uit stoomDuitsland. Het waren de ‘snelwegen’ van voor onze tijd. Het was zeer arbeidsintensief om ze aan te leggen en het bestratingsmateriaal was duur.

Veendam_img034
Veendam, 1904, door Bernardus Bueninck.

Voor de economie was het goederenvervoer via de grote rivieren naar het Duitse en Belgische achterland veel belangrijker en die rivieren vormden een groot probleem. Ze waren in de loop van de achttiende eeuw verzand en te ondiep geworden voor de groter wordende schepen. De rivier van 1800 was een wijd stelsel van geulen en zandbanken. De afvoer was een probleem dat zich vooral openbaarde als de rivier ’s winters bevroren was geweest en bij het invallen van de dooi verstopt raakte door kruiend ijs dat bij gebrek aan diepgang enorme ijsbergen opstuwde. Die ijsbergen drukten de dijken kapot, waarna het complete ommeland overstroomd raakte. Aan het begin van de negentiende eeuw stond het rivierengebied in het voorjaar vaak maandenlang blank: watervlaktes van honderden kilometers met hier en daar nog een dijkkruin die boven water uitstak en die diende als vluchtheuvel.

Duitse deskundigen die in 1849 de Waal en de Merwede inspecteerden, concludeerden dat de Nederlandse regering sinds lange tijd niets deed om de toestand van de rivier te verbeteren. In 1851 sloot Nederland met tegenzin een verdrag met Duitsland om de vaar- en handelsroutes tussen het Ruhrgebied en de Noordzee te verbeteren. Er moest een eind komen aan de lange reeks nationale rampen en bijna-rampen.

Baanbrekend voor de rivierenkwestie was het rapport dat ir. J.H. Ferrand en ir. L.J.A. van der Kun in 1850 publiceerden. Zij meenden dat een rivier in een hoofdgeul moest worden gedwongen. Daar waar de rivier een zandbank aan twee kanten omstroomde, werd een dam gebouwd tussen de zandbank en de oever waardoor een dode geul ontstond en een geul met een veel grotere stroomsnelheid die zichzelf uitschuurde. Ook zagen zij in dat zij dit zoveel mogelijk stroomafwaarts moesten doen, bij de monding. Als de uitstroming naar zee werd verbeterd dan nam ook de stroomsnelheid bovenstrooms toe en daarmee de verplaatsing van sediment richting riviermonding.

Ingenieur Pieter Caland van Rijkswaterstaat maakte in opdracht van de regering studiereizen naar Engelse en Franse riviermondingen en ontdekte in 1860 het systeem van de zeearmen. Uit een Waterstaatkaart uit 1759 leidde Caland af dat de afwatering naar zee aan de noordkant van de delta vroeger veel beter was geweest. Het spuivermogen van de Nieuwe Maas was achteruitgegaan door het ontstaan van eilanden in de rivier. Door het graven van een kanaal door Hoek van Holland, de Nieuwe Waterweg, zouden de Nieuwe Maas en de Lek ongehinderd in de Noordzee uitmonden.

Het graven van de Nieuwe Waterweg begon in 1863 en was in 1872 voltooid. Enkele jaren later (1878) kreeg Amsterdam zijn Noordzeekanaal met de doorgraving van de duinen tussen Velsen en Beverwijk waar ‘Holland op zijn smalst’ was. Dat was de ultieme poging van Amsterdam weer de internationale stapelplaats voor goederen te maken. De Nieuwe Waterweg maakte echter van Rotterdam, dat eeuwenlang in de schaduw van Amsterdam had gestaan, de nieuwe wereldhaven omdat de verbinding van daaruit met het Duitse achterland opeens superieur was. Daar deden de aanleg van het Merwedekanaal (1892) en het Amsterdam-Rijnkanaal (1952), pogingen om Amsterdam een concurrerende verbinding te geven met de Rijn, niets aan af. Het Amsterdam-Rijnkanaal is nog altijd het drukst bevaren kanaal van Nederland, een van de drukste in Europa, en de Rijn de drukst bevaren rivier van Europa.

Waarschijnlijk is de negentiende eeuw dus veel bepalender geweest voor het ontstaan van het moderne Nederland dan de twintigste eeuw. Nederland was van 1588 tot 1795 een republiek geweest, waar rivaliserende steden en rivaliserende waterschappen de boventoon voerden. De stedelijke rivaliteit was lang een prikkel tot innovatie geweest. De rivaliteit tussen de waterschappen was aan het einde van de achttiende eeuw rampzalig voor de nationale waterstaat. Sabotageacties over en weer tussen waterschappen waren niet ongewoon.

IndustriestadEnschede_img038
Industriestad Enschede, 1922, door Johan Dijkstra.

De Franse bezetting betekende een belangrijke verbetering. In 1795 viel Frankrijk ons land binnen en riep de Bataafse Republiek uit. De Fransen maakten een begin met de nationale eenheidsstaat en richtten in 1798 Rijkswaterstaat op, gemodelleerd naar de Franse staatsdienst Administration des Ponts et des Chaussees. Rijkswaterstaat is dus ouder dan het Koninkrijk der Nederlanden (1813), dat ontstond na de bevrijding van ons land.

Gouden Delta

De energievoorziening van de Republiek was vooral gebaseerd op hout, water, wind en organische grondstoffen. De technologische innovatie zat op een dood spoor. In de negentiende eeuw profiteerde Nederland ook mee van de grote revolutie in de westerse wereld om de barrières van spierkracht, water- en windkracht te doorbreken en gebruik te maken van fossiele energie: steenkool. Dankzij de stoommachine konden steeds diepere mijnen in rijkere steenkoollagen worden ontgonnen: ze dreven de liften aan, zodat mijnwerkers honderden meters diep konden worden neergelaten, en ze dreven de drilboren aan en de pompen die de mijnen droog hielden. Steenkool was de stuwende kracht achter een enorme metallurgische en machine-industrie, die machines produceerde waarmee nog meer steenkool en later olie en gas konden worden gewonnen.

PolderZuidHolland_img053
Polderlandschap in Zuid-Holland, 1917, door Bernardus Bueninck.

De negentien molens bij Kinderdijk zijn iconen van het pittoreske Nederland. Maar in periodes dat veel regen samenviel met weinig wind stond het land blank, leden de koeien honger en bedierf het gewas en dat was schering en inslag. Het is goed te bedenken dat de molengang in de loop der eeuwen moest worden uitgebreid, omdat de veenpolders die ze bemaalden steeds verder wegzakten (ongeveer een halve meter per eeuw) en windmolens het water niet meer dan ongeveer 1,5 m omhoog kunnen brengen. Bij Kinderdijk werden daarom molens in serie geschakeld om een groter hoogteverschil dan 1,5 m te overbruggen. De Purmer, de Schemer en Wormer liggen ongeveer 4 m onder de zeespiegel. De Haarlemmermeer ligt meer dan 6 m onder NAP. Droogmalen met windmolens (800 miljoen m3 water moest worden weggepompt) was daarom geen optie en dus installeerden Engelse ingenieurs in 1849 de toen grootste stoomzuiger ter wereld in het gemaal Cruquius. Nadat het in 1933 buiten gebruik werd gesteld, heeft het Koninklijk Instituut van Ingenieurs ervoor gezorgd dat het niet werd gesloopt. Tegenwoordig is het gemaal een museum.

Het laatste stoomgemaal in Nederland dat nog in bedrijf is, is het Ir. D.F. Woudagemaal bij Lemmer in Friesland. In tijden van lang aanhoudende regen wordt het nog wel eens wordt opgestookt om bij te springen in het uitslaan van water uit de polder naar de hogere boezem. De meeste gemalen werken tegenwoordig elektrisch. Het grootste gemaal van Europa, dat in het Noordzeekanaal bij IJmuiden, pompt per jaar twee miljard m3 polderwater naar zee. Dat is meer dan twee Haarlemmermeren per jaar. Het heeft een maximumvermogen van 260 m3 per seconde bij een elektrisch vermogen van 1 MW.

Zonder ingrijpen is het huidige Nederland ondenkbaar. Het is een kunstmatig land dat voortdurend in stand wordt gehouden en in die zin niet ‘duurzaam’ is. In 1869-1871 werd het laatste stukje oerbos ontgonnen, het Beekbergerwoud aan de oostflank van het Veluwemassief. In het jaar 1000 lagen de westelijke veenpakketten 4 m boven de zeespiegel. Door bedijking en bemaling is het veen ingeklonken tot meer dan 4 m onder de zeespiegel. Voortschrijdend inzicht laat de schaduwkanten zien van onze beheerszucht. Onze prachtig afstromende, gekanaliseerde rivieren met hun dijken kunnen hun sediment niet meer afzetten in het omringende land, zoals vroeger gebeurde als kruiend ijs in het voorjaar dijkdoorbraken veroorzaakte waardoor slib de polders instroomde. Door dit wegvallen van de jaarlijkse natuurlijke ophoging komen de rivieren steeds hoger te liggen ten opzichte van de inklinkende polders achter de rivierdijk die steeds meer verstedelijkt zijn.

Zo problematisch als onze fysische geografie is, zo kansrijk is onze sociale geografie. Een land aan de monding van de belangrijkste Europese rivier, de ideale uitvalsbasis voor zowel de handel op de Oostzee en Scandinavië, als de handel op Groot Brittannië en via het Kanaal de rest van de wereld. Een ideaal kruispunt van Europese culturen.

Nederland is na Luxemburg het land met het hoogste inkomen per hoofd van de bevolking van de Europese Unie. Terwijl rond 1800 70 à 80 % van de bevolking op het fysieke bestaansminimum leefde, geniet nu vrijwel iedereen mee van verworvenheden van de verzorgingsstaat. Nederlanders zijn gevrijwaard van honger en dakloosheid.

De roem van de Gouden Eeuw, waarin het volk niet meedeelde in de geneugten, is verruild voor het riante leven in de Gouden Delta. Maar deze ongekende spreiding van welvaart leunt op een economie die niet duurzaam is en op de tocht kan komen te staan als de onderklasse in Bangladesh, Azië, Zuid-Amerika en Afrika opklimt naar de middenklasse en hetzelfde beroep gaat doen op voedsel- en energiebronnen. Hoe wij het huidige niveau van bestaansveiligheid achter de dijken handhaven en onze welvaart houdbaar maken, dat is de grote technologische uitdaging van deze eeuw.

Bronnen

Harry Lintsen e.a.: Made in Holland. Een techniekgeschiedenis van Nederland (1800-2000). Walburg Pers, 384 p. ISBN 90 5730 349 3

Auke van der Woud: Een nieuwe wereld. Het ontstaan van het moderne Nederland. Uitgeverij Bert Bakker, 463 p. ISBN 9035129830.

Auke van der Woud: Het Lege land. De ruimtelijke orde van Nederland 1798-1848. Uitgeverij Bert Bakker, 688 p. ISBN 9789035135970

Jan Luiten van Zanden: Een klein land in de 20e eeuw. Economische geschiedenis van Nederland 1914-1995. Het Spectrum, 269 p. 9789027461667

Johan Schot, Harry Lintsen, Arie Rip en Albert de la Bruheze: Techniek in Nederland in de twintigste eeuw. Walburg Pers, zeven delen.

Harry Lintsen: Op zoek naar de oorsprong van de Nederlandse Kenniseconomie. Een Essay geschreven in opdracht van TNO. Stichting Historie der Techniek

Harry Lintsen e.a. : Kwetsbaar Nederland. Het problematische socio-ecosysteem aan de vooravond van de Industriële Revolutie. Concepttekst van hoofdstuk uit te verschijnen boek De tweede transitie: de moeizame weg naar duurzaamheid in Nederland.

Streamers

Dit is Nederland: extreme engineering

Ons land bestond uit een archipel van veenachtige eilandjes die om de haverklap overstroomden

Van Niftrik deed twee dagen over een reis van Zeeland naar Nijmegen

Slechte hygiëne, slechte huisvesting en slechte voeding maakten het leven ‘kort, ongewis en ellendig’

Zo problematisch als onze fysische geografie is, zo kansrijk is onze sociale geografie

De roem van de Gouden Eeuw is verruild voor het riante leven in de Gouden Delta

[bijschriften bij de illustraties]

[Openingsplaat]

[Rotterdam_img058.jpg]

Bij uitgeverij Wolters-Noordhoff (tegenwoordig Noordhoff Uitgevers) verschenen vanaf eind negentiende eeuw tot halverwege de twintigste eeuw de bekende schoolwandplaten die de wording van het moderne Nederland laten zien. Hier: Scheepswerf aan de Nieuwe Maas bij Rotterdam, in 1926 geschilderd door Johan Dijkstra in opdracht van de toen nog aparte uitgeverij J.B. Wolters uit Groningen. De schoolplaat is deel van de serie ‘Nederland in woord en beeld’.

[GraanelevatorRotterdam_img062.jpg]

Graanelevatoren aan het werk in de Maashaven te Rotterdam, in 1912 geschilderd door Bernardus Bueninck. De komst van goedkoop Amerikaans graan in combinatie met broodfabrieken deed de levensverwachting van de Nederlander na 1850 snel stijgen. (Met dank aan Noordhoff Uitgevers)

[Veendam_img034.jpg]

Veendam, 1904, door Bernardus Bueninck. (Met dank aan Noordhoff Uitgevers)

[IndustriestadEnschede_img038.jpg]

Industriestad Enschede, 1922, door Johan Dijkstra. (Met dank aan Noordhoff Uitgevers)

[IJsselbijKampen_img041.jpg]

De IJsseldelta bij Kampen, 1917, door Bernardus Bueninck. (Met dank aan Noordhoff Uitgevers)

[Rembrandtplein_img044.jpg]

Het Rembrandtplein 1911, door Bernardus Bueninck. (Met dank aan Noordhoff Uitgevers)

{VliegveldSchiphol_img049.jpg]

Het vliegveld Schiphol, 1952, door Riekele Prins. (Met dank aan Noordhoff Uitgevers)

[PolderZuidHolland_img053.jpg]

Polderlandschap in Zuid-Holland, 1917, door Bernardus Bueninck. (Met dank aan Noordhoff Uitgevers)

[IJmuidenHoogovens_img162.jpg]

De hoogovens in Velsen, door Riekele Prins, 1951. (Met dank aan Noordhoff Uitgevers)

[Staatsmijnen_img068.jpg]

De mijn Maurits bij Sittard, 1931, door Johan Gabrielse. (Met dank aan Noordhoff Uitgevers)

 

Techniekhistoricus prof.dr.ir. Harry Lintsen. ‘Duurzaamheid is hét vraagstuk van deze eeuw.’

Dit artikel verscheen op 14 januari 2011 in De Ingenieur. Klik hier voorde PDF van het origineel: 26_29_INGR01_Lintsen_D

 

Schermafbeelding 2016-01-18 om 13.51.38

 

tekst erwin van den brink

26_29_INGR01_Lintsen_D

 

INGENIEURS MOETEN SYMPATHIE PUBLIEK HEROVEREN

 

Uit de coulissen

 

Ingenieurs legden vanaf 1850 de basis voor de verzorgingsstaat en creëerden de welvaartsstaat. Toen deze ‘klus’ rond 1970 was geklaard, wachtte hen geen eer en lof, maar smaad en hoon. Die antitechnische houding duurde kort, maar maakte ingenieurs onzichtbaar. ‘Het wordt tijd dat ze weer uit de coulissen komen’, vindt techniekhistoricus prof.dr.ir. Harry Lintsen. ‘Duurzaamheid is hét vraagstuk van deze eeuw.’

 

De ingenieur, zo meent techniekhistoricus prof.dr.ir Harry Lintsen, was op een gegeven moment zo succesvol dat hij (want ingenieurs waren toen echt vrijwel allemaal mannen) zichzelf als het ware overbodig maakte. Technici legden immers de basis voor de verzorgingsstaat en creëerden de welvaartstaat. Vanaf 1850 tot pakweg 1970 groeiden ingenieurs voortdurend in aanzien. Daarna verdwenen ze, in de woorden van Lintsen, ‘in de coulissen’. Van daaruit soufleren ingenieurs nog wel steeds de besluitvormers, zoals hoge ambtenaren binnen Rijkswaterstaat, provincie of gemeente, maar zijn ze niet meer de toppolitici in het parlement of de regering, zoals Cornelis Lely was. Die stond als kamerlid en minister voor veel meer dan de Zuiderzeewerken. Hij was vooral de drijvende kracht achter veel sociale wetgeving. ‘En dus een volksheld’, aldus Lintsen. ‘Bij de begrafenis van Lely, en ook bij die van Lorentz, liep het volk letterlijk massaal uit. Het zag zwart van de mensen – in die tijd ongekend. Het was ongeveer zoals in onze tijd de fans afscheid namen van André Hazes.’

Lintsen noemt Lely omdat zijn naam ook zo is verbonden met dit tijdschrift. Lely kwam veel in De Ingenieur voor, niet alleen als ingenieur, maar vooral ook als politicus. Lely en De Ingenieur waren onderdeel van een progressieve, sociaal-liberale beweging. Het tijdschrift is in 1886 in het leven geroepen door de in 1853 opgerichte Vereniging van Burgelijk Ingenieurs (VBI), ook wel bekend als de Vereniging van Delftse Ingenieurs. Volgens Lintsen bestond de VBI uit activistische, maar niet-radicale ingenieurs in de veertig. Ter linkerzijde bevond zich een jeugdigere ingenieurspopulatie die meer neigde naar het radicalere socialisme, de toenmalige SDAP. Ter rechterzijde waren de meer technocratische en conservatieve ingenieurs, verenigd in het Koninklijk Instituut van Ingenieurs (KIVI), waarin de VBI in 1961 definitief zou opgaan. (Al vanaf 1901 was De Ingenieur de gezamenlijke publicatie van het KIVI en de VBI.)

Amsterdam 1952, bouw van de energiecentrale Hemweg. Foto: Ad Windig, MAI, HH
Amsterdam 1952, bouw van de energiecentrale Hemweg. Foto: Ad Windig/Geheugen van Nederland

 

‘Lely gebruikte zowel de Tweede Kamer als De Ingenieur als podium om zijn ideeën te etaleren’, vertelt Lintsen. ‘Hij was niet alleen waterbouwkundige. Eigenlijk kwam dat bij hem niet eens op de eerste plaats. Hij was als VBI-man een progressief ingenieur en deze ingenieursstroming schoof haar mensen in de politiek naar voren.’ Toen Lely in 1891 voor de eerste maal als minister van Waterstaat, Handel en Nijverheid werd benoemd (in totaal zou hij drie keer minister worden), was hij de jongste minister van Nederland ooit. Via Lely kreeg de progressieve ingenieursbeweging direct politieke invloed. Alle debatten binnen de VBI en in De Ingenieur kregen een vervolg in de Tweede Kamer. ‘De discussie die de VBI aanzwengelde, ging vooral over hoe ingenieurs de samenleving moesten helpen om de ergste schokken van het kapitalisme op te vangen. De ingenieurs bogen zich over de lange arbeidstijden, de slechte arbeidsomstandigheden, de slechte volkshuisvesting en de erbarmelijke volksgezondheid. Zij pleitten voor de aanleg van riolering en veilige productiemachines, maar waren zich er ook van bewust dat het niet alleen om een technologisch vraagstuk ging. Het was volgens hen in belangrijke mate een sociaal en politiek probleem.’ Lely trof de voorbereidingen voor een Veiligheidswet, een herziening van de Arbeidswet en een herziening van de Hinderwet. Een voorstel voor een ouderdomswet haalde het niet, maar die voor een Arbeidsongevallenwet in 1901 (de voorloper van de WAO) wel. ‘Lely heeft andermaal getoond op sociaal gebied met zijn tijd mede te gaan…’, zo schreef De Ingenieur in 1901, ‘…dwars door stormen en zeeën, niet van zijn post wijkende en daarbij den tegenstand van groot-industrieëlen trotseerende…’. Zo staat Lely aan de basis van de verzorgingsstaat, aldus Lintsen. Hij probeerde vooral via wetgeving de zogenoemde Sociale Kwestie op te lossen.

 

VRAAGSTUKKEN

Wat die Sociale Kwestie behelste, behoeft enige uitleg. Vanaf ongeveer 1850 industrialiseerde en verstedelijkte Nederland in rap tempo. De rol van de overheid karakteriseert Lintsen in deze periode als die van een ‘nachtwakerstaat’ of ‘Thorbeckestaat’, naar de liberale voorman die in 1848 met een nieuwe grondwet de macht van de koning grotendeels ontmantelde door middel van de ministeriële verantwoordelijkheid –vanaf dat moment waren ministers verantwoordelijk voor wat de koning zei. De Thorbeckestaat was een voorwaardenscheppende overheid.

‘Er speelden in de tweede helft van de negentiende eeuw twee grote vraagstukken’, geeft Lintsen aan. ‘Allereerst een godsdienststrijd tussen protestanten en katholieken, die oplaaide met het herstel van de bisschoppelijke hiërarchie in 1853.’ Rome ging zich weer officieel bemoeien met Nederland. De protestanten wantrouwden dat zeer. ‘De angst voor de manier waarop de paus zich rechtstreeks bemoeide met de Nederlandse katholieken, is een beetje te vergelijken met de huidige angst voor de inmenging van de Marokkaanse koning via Nederlanders van Marokkaanse afkomst.’ Deze godsdienststrijd werd uiteindelijk ‘gepacificeerd’ via de verzuiling. De katholieken, protestanten, socialisten en liberalen hadden elk hun eigen politieke partij. Daarnaast kregen de katholieken en protestanten hun eigen onderwijs, gezondheidszorg en – later – omroepen. De verschillende levensovertuigingen konden zo naast elkaar, maar strikt gescheiden leven.

Het tweede grote vraagstuk, de Sociale Kwestie, had betrekking op de situatie in de fabrieken en de gigantische armoede in de steden. Door de industrialisatie die op gang was gekomen rond 1850, trokken meer mensen naar de steden dan die konden huisvesten. Ze leefden in krotten, temidden van veel afval en in de stank. ‘Overigens was de armoede niet veel erger dan voorheen in de steden of op het platteland. Het werk in de fabrieken was ook niet zwaarder en gevaarlijker dan voorheen in de ambachtelijke werkplaatsen. Maar in de fabriek, met zo’n concentratie aan arbeiders, en in de stad, met zo veel mensen opeengepakt, werden de slechte leefomstandigheden en de slechte volksgezondheid opeens wel veel zichtbaarder, vooral toen er uitbraken kwamen van cholera. De situatie drong opeens veel meer door tot het collectieve bewustzijn.’

‘Het net niet creperen was eigenlijk eeuwenlang de normale levensomstandigheid was voor wat ik ‘het volk’ noem, de grote massa arme en niet ontwikkelde mensen, 80 % van de totale bevolking’, vervolgt Lintsen. ‘Zo was het lot van de mensheid altijd geweest. Die welvaart in de gouden eeuw was er voor de burgerij, een stedelijke bovenlaag. Nu, voor het eerst in het bestaan van de mensheid, diende zich mogelijkheden aan om het kruis van de armoede aan te pakken dankzij de enorme vlucht die technologie en wetenschap hadden genomen in de achttiende en negentiende eeuw.’ Stoomkracht en mechanisatie speelden daarin een belangrijke rol. Er verschenen mensen die de problemen konden aanpakken, de ingenieurs. Ze ontwierpen drinkwatervoorzieningen en rioleringstelsels, bouwden volkswoningen, en mechaniseerden de voedselproductie. De eerste broodfabriek in Amsterdam kwam er in 1855. Dat had een geweldige verlaging van de voedselprijzen tot gevolg: in 1850 ging 70 % van het huishoudbudget van een arbeidersgezin op aan voeding, in 1970 was dat nog maar 15 %. Onder de handen van ingenieurs onderging Nederland een metamorfose: de rivieren werden bedijkt en gekanaliseerd, het Noordzeekanaal en de Nieuwe Waterweg werden gegraven, en er kwamen spoorwegen. ‘Nederland kreeg het aanzien van een Gouden Delta.’

Het was overigens niet zo dat als die ingenieurs maar al die fantastische techniek zouden bouwen, alles op zijn pootjes terecht zou komen. De industriële, technologische revolutie kon alleen beklijven als die gepaard zou gaan met een ‘beschavingsoffensief’. ‘Techniek en beschaving (weten hoe ermee om te gaan) zijn als twee zijden van een medaille.’ Het gewone volk vertoonde in hoge mate dierlijk gedrag, boerde en spuwde, was vuil en ruw, ongedisciplineerd en onbeheerst. In het begin sloopten de arbeiders de douches uit hun huizen. Naast de bouw van betere volkswoningen was daarom eveneens een grondige inspectie van het gezinsleven van de arbeider nodig: naast de introductie van bad en douche ook de oefening van de lichaamshygiëne in het badhuis en naast de verbetering van voedingsmiddelen tevens het onderwijs in een gezond eetpatroon. Kortom, de gehele levenswijze van de mensen moest anders. De Gouden Delta vereiste naast een nieuwe techniek, ook een nieuwe maatschappij met een ‘beschaafd’ volk. Daaraan hebben ingenieurs samen met andere professionele groepen meer dan honderd jaar gewerkt.

 

WEERSTAND

Dezelfde weerstand tegen nieuwe technologie is er nu, meent Lintsen, ten aanzien van duurzaamheid. Er is technisch al veel mogelijk – vleesvervangers, hybrideauto’s, zonnecellen – maar het vergt acceptatie en gedragsverandering. Lintsen ziet de noodzaak om te komen tot een duurzame samenleving als het hedendaagse pendant van de toenmalige Sociale Kwestie, een soortgelijke grote maatschappelijke opgave. Zoals destijds de Sociale Kwestie eigenlijk veel belangrijker was dan de godsdienststrijd, zo is nu het vraagstuk van de duurzaamheid veel gewichtiger dan het vraagstuk van de immigratie. ‘Wie beseft hoeveel water, energie en grondstoffen er nodig zijn voor het produceren van een kilo vlees, snapt dat het niet is vol te houden als een miljard Indiërs en een miljard Chinezen evenveel vlees zouden gaan consumeren als wij nu doen. Ik probeer vegetarisch te koken, maar het lukt mij niet echt. Eten heeft te maken met conventies, tradities, smaak.’ Vleesconsumptie, zegt hij, is ook heel erg de verzinnebeelding geworden van de moderne welvaart die eeuwen van honger en armoede heeft verdrongen. Het is een verworven recht. ‘In de negentiende eeuw stond vlees voor de meeste mensen helemaal niet op het menu. Tot in de jaren zestig van de twintigste eeuw nog was vlees in de heel veel gezinnen iets voor de zondag met doordeweeks vleesloze dagen, behalve op woensdag een balletje gehakt.’

We moeten begrijpen, aldus Lintsen, dat we in Europa en Noord-Amerika tussen 1850 en 1970 een ontwikkeling van welvaart en welzijn hebben doorgemaakt zonder historisch precedent, uniek in de geschiedenis van de mensheid. ‘Maar we hebben ons bestaan niet zeker gesteld. Daarom komt het er nu op aan die welvaart duurzaam te maken. Tot nu toe maken we alles wat we gebruiken op en putten we de voorraden die we hebben op de lange duur uit. We zijn hier nu zo’n veertig jaar bezig om te trachten de keerzijde van onze consumptie uit te bannen en de resultaten van al die inspanning zijn nog steeds marginaal: veertig jaar alternatieve energie heeft nog niet tot een doorbraak geleid, veertig jaar natuurbeleid nog niet tot een verbetering van de zorgwekkende biodiversiteit, en veertig jaar biologische landbouw nog niet tot milieuvriendelijke voedselproductie.’ Maar de acceptatie en ontplooiing van duurzaamheid nadert een kantelpunt, meent hij. Unilver en Albert Heijn maken er inmiddels serieus werk van. Het lijkt erop dat milieubewustzijn langzamerhand verschuift van de alternatieve marge naar de hoofdstroom van de samenleving.

Het oplossen van de Sociale Kwestie vergde meer dan een eeuw, van ongeveer 1850 tot 1970. De stoommachine had in Nederland de periode van 1780 tot 1890 nodig om tot volle wasdom te komen, de elektriciteit (de elektromotor en de verlichting) de periode van 1850 tot 1960, pas toen was elk huishouden geëlektrificeerd. ‘Zulke innovatieprocessen kosten doorgaans meer dan honderd jaar. Zo zullen we er ook de hele 21e eeuw voor nodig hebben om te verduurzamen.’

 

ANTIHELD

De geschiedenis kent bizarre wendingen, meent Lintsen. ‘Toen de ingenieur zijn historische ‘klus’ geklaard had rond 1970, wachtte hem geen eer en lof, maar smaad en hoon. De ingenieur viel van zijn troon door een culturele revolutie, aangevoerd door een jonge generatie burgers. De helden van de Deltawerken degradeerden in hoog tempo tot kortzichtige technocraten, autoritaire specialisten, asfaltboeren, milieuvervuilers en landschapsvernietigers. Deze antitechnische houding duurde kort, maar de antiheld zou geen held meer worden. De ingenieur werd onzichtbaar. De opkomst van het neoliberalisme plaatste de economen, juristen, managers en bankiers op de voorgrond. Het wordt tijd dat ingenieurs weer uit de coulissen komen.’

De hedendaagse ingenieurspopulatie is volgens Lintsen niet te vergelijken met die van veertig jaar geleden. ‘Natuurlijk zijn er nog genoeg ‘klassieke’ ingenieurs, die in staat zijn tot ingenieuze ontwerpen, maar er zijn nu veel ingenieurs die de taal van andere disciplines verstaan, weten om te gaan met maatschappelijk debat, en in staat zijn belangengroepen bij ontwerpprocessen te betrekken. Dit type ingenieur is hard nodig. Eeuwenlang was alleen de elite mondig. Door de massa-emancipatie is iedereen nu mondig en permitteert zich over van alles en nog wat een mening. Mensen zijn beter opgeleid en beter geïnformeerd. Deskundigen worden scherp beoordeeld. Protesten tegen technische projecten zijn van alle tijden. Ook Lely kreeg er mee te maken met zijn Afsluitdijk. Hij en zijn collega-ingenieurs dwongen echter uiteindelijk respect af met hun publieke optreden. De hedendaagse ingenieurs moeten ook in staat worden geacht om de sympathie van het publiek en de harten van de jeugd te veroveren.’

‘Ik hoop dat het venijn tegenover de allochtonen zal verdwijnen, want er zijn veel belangrijkere zaken om ons druk over te maken’, zegt Lintsen. ‘Het neoliberalisme is in diskrediet geraakt. Wij hebben daarom nieuwe uitdagingen en rolmodellen nodig. Duurzaamheid is hét vraagstuk van deze eeuw. Het gaat erom de komende decennia doorbraken te forceren en duurzame technologieën te commercialiseren. De uitdaging is om duurzame technologie te verenigen met de kenniseconomie en de consumptiecultuur. Daarom wil ik een beeld neerzetten van nieuwe bloei, een nieuw, door technologie geïnspireerd beschavingsoffensief. Maar ga ervan uit dat die ontwikkeling pas halverwege deze eeuw flink op stoom komt.’

 

 

 

‘Cornelis Lely was een volksheld’

 

‘De helden van de Deltawerken degradeerden in hoog tempo tot kortzichtige technocraten’

 

‘Veertig jaar alternatieve energie heeft nog niet tot een doorbraak geleid’

 

‘We zullen er de hele 21e eeuw voor nodig hebben om te verduurzamen’

Ingenieur, boek met de platen van illustrator-uitlegger Eric Verdult (recensie, 12 november 2010)

48_53_INGR18_Verdult_C 48_53_INGR18_Verdult_C

 

Tekst Erwin van den Brink

 

KENGEGEVENS

NAAM

Eric Verdult

LEEFTIJD

40

TITEL

Dr. ir.

OPLEIDING

Werktuigbouwkunde

TU-Delft

FUNCTIE

Visualisator van informatie

 

 

Precies willen weten hoe het zit

 

Deze week verschijnt het boek Ingenieus met daarin een groot aantal technische tekeningen die Eric Verdult de afgelopen tien jaar maakte voor met name de Ingenieur. ‘Ik werk vanuit de inhoud en niet vanuit de vorm.’

.

Je moet lol in je werk hebben, vindt illustrator Eric Verdult. Lol is je nieuwsgierigheid bevredigen naar hoe iets is gemaakt en hoe het werkt. Verdult wil weten hoe het zit en niet ongeveer maar exact. Hij tekent niet de buitenkant maar de binnenkant. In feite tekent hij ook niet, hij bouwt het na. Geef hem een project, de Noord-Zuidlijn of de kernfusiereactor ITER, en hij begint met het hele ontwerp te demonteren. Niet letterlijk, maar mentaal. Door de ontwerpers of technici die er mee bezig zijn het hemd van het lijf te vragen, door hun eigen bouwtekeningen met hen door te nemen. Als Verdult klaar is met de demontage spreidt hij als het ware alle onderdelen en hoe die in elkaar grijpen overzichtelijk voor zich uit zodat hij kan beginnen met het nabouwen van het ding. Dat nabouwen doet hij in drie dimensies met grafische programma’s die daarvoor bestaan zoals 3D studio max.

Dit nu is de methode Verdult. Het heeft de Ingenieur de afgelopen tien jaar tal van verbazingwekkende platen opgeleverd, een soort beeldverhalen waarin de lezer zonder voorkennis aan de hand wordt genomen om stap voor stap te leren begrijpen hoe ‘het’ zit. Het tijdschrift de Ingenieur en dr. ir. Eric Verdult hadden elkaar in het leven ook kunnen mislopen als Eric geen dr. ir. was geworden. Waarom is hij dat eigenlijk wel?

Verdult: ‘Ik wilde geschiedenis doen of iets met techniek. Maar geschiedenis, daar vind je nooit een baan in. En voor de klas staan zie ik niet zitten. Dan maar techniek, dacht ik, en dan maar het meest algemene, brede dat je kunt verzinnen. Dat is dan toch snel werktuigbouwkunde.’ Zijn afstudeerrichting was baggertechniek. Mooie zichtbare techniek, Hollands glorie, maar geen wereld waarin hij zichzelf al zag werken. Hij was 22 jaar oud en cum laude afgestudeerd. ‘Ik wist nog niet wat ik wilde en vanwege dat cum laude, dacht ik: dan blijf ik hier en ga ik onderzoek doen.’ De promotiebaan bij de TU-Delft waar hij op solliciteerde behelsde onderzoek naar ontwerpen van een bestuurbare botboor. ‘Bij mensen met bijvoorbeeld scoliosis wordt de wervelkolom extern gefixeerd met een stalen skelet om de scheefgroei te corrigeren. Dat skelet wordt vastgezet met schroeven. Als dat kan met een krom bandje dat past door een gat in een wervelschijf dat in een bocht is geboord, dan steunt het stalen skelet op de hele gekromde gatwand in plaats dat het in het bot aan een paar schroefwindingen hangt die kunnen afbreken.’

Dan spreekt de ingenieur: ‘Op zich ik was afgestudeerd op het boren in rots voor Shell. Bij het boren naar olie en gas stuur je de boorkop ook in bochten. Tijdens mijn promotie-onderzoek heb ik me vier jaar bezig gehouden met de vraag: waarom gaat iets nou de bocht om.’ Alleen had hij hier niet te maken met rotsbodem maar met menselijke kadavers. ‘De eerste keer dat ik uit een stoffelijk overschot een wervelkolom moest vrij prepareren was dat toch wel schrikken, ja’ Hij deed het onderzoek samen met een chirurg die heel enthousiast was. ‘Er had na ons onderzoek nog wat moeten gebeuren: mijn protoype had doorontwikkeld moeten worden tot een produceerbaar chrirugisch instrument. Da’s helaas niet gebeurd. Mijn promoter ging met pensioen. Dan blijft het liggen. Het was op de top van de economie dus er waren geen promovendi die het na mijn promotie van me konden overnemen. Dan bloedt dat dood en is het klaar.’

Hij laat zijn proefschrift zien, dat veel meer bestaat uit tekeningen dan uit tekst. ‘Een ontwerp moet je laten zien, en in niet in woorden beschrijven. Dus mijn proefschrift moest een soort stripboek worden’. Verdult: ‘Ik tekende tenslotte van kindsbeen af.’ Eric gaat na zijn (eveneens cum laude) promotie werken bij een ingenieurs- adviesbureau dat bedrijven helpt bij het ontwikkelen van nieuwe producten op basis van nieuwe technologie. ‘Na vier jaar onderzoek wilde ik eens iets van de echte wereld zien’.

‘Het was heel leerzaam, maar aan het eind van de week dacht ik: wat heb ik nou gedaan de hele week. Veel rapporten en weinig concreet resultaat. Toen dacht ik: ik wil wat anders.’

Eric zegde zijn baan op en tuigde een website op met wat dingen die hij in 3D had gemaakt en daar kreeg hij ergens in 2001 bezoek van Marcel Crok, redacteur van de Ingenieur die bezig was met een verhaal over brugconstructies. De click was er snel en een van de eerste platen die Verdult maakte was voor een omslagverhaal over bionica, ‘De bionische Vrouw’.

‘Ik had geen ervaring met grafische pakketten, geen klantenkring, geen opdrachtgevers. Mijn promotie had ik in 2D gedaan. Grafische 3D-paketten zoals auto-CAD, kwamen net op in de ingenieurswereld waar men altijd op platvlak had getekend maar waar men altijd dacht in drie dimensies. Grafici kwamen en komen nog steeds heel moeilijk van dat platte vlak af. De meeste illustratoren komen uit de grafische wereld, van de kunstacademies. Ik kom als illustrator van de inhoudkant en de kunstzinnige kant is van mezelf. Ik werk vanuit de inhoud en niet vanuit de vorm, niet vanuit de esthetiek of het design. En die 3d-pakketten komen ook veel meer vanuit de inhoud.’

‘Ik werk niet snel, ga nooit even snel een plaatje maken. Ik wil het helemaal snappen, ga met de inhoudsdeskundigen praten, schrijf het uit in tekst en pas als ik denk dat ik het helemaal snap ga ik tekenen. Art directors en illustratoren maken een toevoeging bij een reeds geschreven artikel en ik werk precies andersom, maak eerst de tekeningen en daar verklarende tekst bij.’

‘Ik ga met mensen praten die weten hoe het zit, bijvoorbeeld met projectplanners en ontwerpers van Strukton/Van Oord ACZ die gaan over de verbouwing van Amsterdam CS ten behoeve van de Noord-Zuidlijn. Ze geven me inzage in alle ontwerptekeningen. Het is grappig hoe weinig gedoe over confidentialiteit we dan als ingenieurs onder elkaar hebben. Technici zijn heel gemakkelijk. We spreken dezelfde taal, delen hetzelfde begrippenapparaat en ik probeer gericht de goede vragen te stellen. Zolang er geen jurist, bedrijfskundige of, erger nog, communicatieadviseur bij zit, botert het wel tussen mij en de technici: dan spreiden we al die bouwtekeningen uit, dan ga ik een heleboel dingen die ik niet snap vragen en dan leggen zij het allemaal uit. Uiteindelijk heb ik dan een goed beeld van hoe het helemaal in elkaar zit.’

‘Ik verzamel en orden alle informatie die ik kan vinden – ook via internet. Vervolgens leg ik het helemaal in tekst en plaatjes en foto’s aan mezelf uit. Ik werk de gespreksaantekeningen uit. Dat alles brei ik tot een verhaal.’ De dienstdoende deskundige ervaart de ondervraging door Eric vaak als een behoorlijk pittig gesprek. ’Ik krijg nog al eens te horen dat ik veel dieper doorvraag dan de tekstredacteur die ze vaak eerder over de vloer hebben gehad voor hetzelfde onderwerp. Ik denk dat dit komt doordat ik alles moet kunnen laten zien. In tekst kun je iets vaag omschrijven. Je kunt iets niet vaag tekenen. Beeld vraagt genadeloos inzicht. Beeld kan niet iets globaal omschrijven: het is zo, of niet. Komt het van links of van rechts, hoe groot is die buis en wat zit er achter? Wil je visueel iets toevoegen aan tekst, dan moet je veel meer weten.’

‘Met behulp van een beschrijving een ruimtelijke voorstelling maken, letterlijk inzicht – verschaffen, is heel moeilijk. Beeld maakt mogelijk dat je het in een oogopslag ziet en begrijpt.’

Beeldend schrijven is moeilijker dan uitbeelden. Door zulke teksten moet de lezer zich al gauw heenworstelen en dan is de kans dat hij afhaakt heel groot. Over een tekening kun je je blik laten glijden en je ziet het. Belangrijk is dan dat de lezer overzicht kan houden. Verdult: ‘Ik moet dus ook heel veel reeds gevisualiseerde objecten maar weer weglaten uit de eindversie van de illustratie.’

Mist hij geen eindredacteur? Redacteur ir. Frank Biesboer werkt nauw met Verdult samen, maar ‘een aangeleverde plaat gaat nooit meer helemaal op zijn kop, het gaat dan nog over kleine dingetjes. Behalve als het een onderwerp is waar Frank veel beter in thuis is dan ik, zoals de Atlasdetector, dan is het wel handig om al eerder even met hem te praten. Het is dan heel plezierig dat ik tegen hem aan kan praten en hij mij dingen kan uitleggen. Maar meestal is het maken van een plaat een solitair proces.’

Inmiddels is Verdults talent opgemerkt buiten de mediawereld. Voor het Ministerie van Binnenlandse Zaken maakt hij in 2008 een interactieve dvd met leermomenten naar aanleiding van de grote landelijke crisisoefening Voyager.

Een paar jaar eerder kwamen tijdens een brand in Haarlem drie brandweermannen om het leven toen een muur van een kerk instortte. De ervaring leerde dat brandweermannen een rapport over het onderzoek naar dit soort tragische ongevallen niet lezen. Rapporten worden doorgaans überhaupt slecht gelezen, zeker door praktisch ingestelde mensen zoals hulpverleners.’ Voor de Inspectie Openbarwe Orde en Veiligheid maakte Verdult er een leer-dvd over, die een groot succes werd, omdat de doelgroep nu immers heel concreet met situaties en cases kon oefenen. Nu kwam de kennis wel bij de brandweermannen aan.

Volker Wessel Stevin wilde meelopen bij minister Eurlings’ spoedaanbesteding voor alle wegverbredingsprojecten. ‘Ze wilden dat ik hun planning zou visualiseren in een plaat op A3-formaat. Dan probeer ik de abstracte weergave van informatie te vertalen in iets behapbaars, zodat iemand die het voor het eerst ziet het ook snapt.’

En zo is hij ongemerkt toch een soort leraar voor de klas geworden al ziet hij zijn leerlingen niet als zij door zijn interactieve dvd’s heen klikken of zijn platen in dit tijdschrift bestuderen.

 

(illustraties)

 

(VROUW.jpg)

De bionische vrouw was de eerste illustratie van Eric Verdult op de cover van De Ingenieur, in 2001.

 

(DETECTOR1.jpg)

De tekening van de Atlas-detector is een kernmerkend voorbeeld van het ontrafelen van een complex apparaat.

 

(stationsplein CS)

Tekeningen worden eerst opgezet in een 3D-draadmodel, hier van de nieuwe metrohal van de NoordZuidlijn onder het voorplein van het Centraal Station van Amsterdam.

 

(Zonnetrog.pdf) (graag iets verkleinen en 2 ° draaien, met een schaduw eronder, zodat het lijtk of we een pagina uit het boek op de Ingenieur hebben gelegd)

 

(verdult4.jpg) (met de getallenbox)

 

 

Hisarna, staalproces met IJmuidense roots

VERVOER CYCLOON CORUS

(Voor de PDF van het artikel klik hier: 50_51_INGR13_Staalproductie)

ccf-ontwerp

 

 

tekst erwin van den brink

 

 

PROCEDÉ REDUCEERT CO2-UITSTOOT STAALPRODUCTIE

 

Nieuwe ijzertijd

 

Hoogovens maken ijzer volgens een procedé dat eigenlijk in wezen nooit is veranderd en dat energie vreet. In IJmuiden bouwt Corus nu een proeffabriek, de Cyclone Converter Furnace, die vloeibaar ruwijzer maakt uit onbewerkte grondstoffen en daarbij 20 % minder CO2 uitstoot.

 

Ingewikkeld is het maken van ijzer niet: een brandende stapel van lagen ijzererts en houtskool is voldoende om het metaal te verkrijgen. Het moet dan alleen nog uit de slak worden gebikt. Lastiger is de grootschalige industriële productie, waarbij het metaal als hete vloeistof in een hoogoven wordt gevormd en kan worden afgetapt. Om zo’n hoogoven te laten werken zijn namelijk twee andere installaties nodig, die duur zijn en veel energie vergen: een cokesoven en een ertspelletfabriek. De cokesoven verdampt en verbrandt met een ondermaat aan zuurstof de lichte, olieachtige fracties in steenkool, die daardoor harder wordt. In de ertspelletfabriek wordt fijn, rood ijzerertspoeder gebakken tot een soort knikkers, pellets. Als de steenkool niet eerst via pyrolyse in cokes wordt omgezet, dan zou deze brandstof vloeibaar, papachtig worden. Er is dan geen poreuze structuur waar de gassen die het ijzererts moeten reduceren (ontdoen van zuurstof), doorheen kunnen stromen. Zonder pellets zouden de poederlagen de hoogoven verstikken.

Staalbedrijf Corus in IJmuiden werkt al vanaf 1986 met tussenpozen aan een proces waarbij geen cokes en pellets meer nodig zijn. Inmiddels is Corus begonnen met de bouw van een proeffabriek, de Cyclone Converter Furnace (CCF), die een capaciteit krijgt van 60 000 ton per jaar. Deze reactoroven doet enigszins denken aan een enorme fles. In de hals wervelt een cycloon van zeer hete gassen rond, waarin tangentieel ijzerertspoeder met zuurstof wordt geblazen. Het deels gereduceerde erts wordt tegen de wand geslingerd, smelt en druipt langs de wand naar beneden. Waar de hals zich verwijdt, laat de vloeistof van de wand los en druipt in het ruwijzerbad onderin de fles. In dat bad worden poederkool en zuurstof geïnjecteerd. Er ontstaat zuiver vloeibaar ruwijzer, waarop een laag slak drijft. Het ijzer en de slak zijn beide apart af te tappen.

‘Dat het basismateriaal poederachtig is, werkt in tegenstelling tot bij een hoogoven in ons voordeel’, zegt ir. Koen Meijer, projectcoördinator van de proeffabriek. ‘De installatie heeft een groot reactieoppervlak en een snelle reactie, waardoor de hoeveelheid warmte-energie per eenheid product klein is en de emissie navenant lager. De reactor is in feite een lege ruimte waarin de componenten met elkaar reageren terwijl ze door de gascycloon zweven.’

 

COKESTEKORT

De CCF is een initiatief van ULCOS (Ultra-Low CO2 Steelmaking), een samenwerkingsverband van 48 Europese staalbedrijven en onderzoeksinstellingen dat de CO2-uitstoot bij het maken van staal wil reduceren. Maar dat was niet de reden waarom het project ooit is opgestart. ‘Zo’n tien jaar terug dreigde een tekort aan cokescapaciteit. Bestaande fabrieken raakten aan het eind van hun levensduur en nieuwe installaties kosten veel geld, vooral door de milieueisen. Iedereen probeerde te vermijden een nieuwe cokesfabriek te moeten bouwen en daardoor ontstond krapte op de cokesmarkt.’

Eind jaren negentig ontpopte het opkomende China zich echter als grote cokesleverancier. Bovendien ging de staalindustrie over tot het injecteren van poederkool in de hoogovens, waardoor minder cokes nodig is. De cokes brandt eenvoudig veel minder snel op door de poederkoolinjectie, terwijl de poreusheid van de lading wel in stand blijft. Corus IJmuiden loopt hierin voorop: uiteindelijk is de helft van de hoeveelheid cokes die oorspronkelijk nodig was, vervangen. ‘Daardoor kon de CCF niet meer concurreren. De hoogoven hadden we al, terwijl we de cycloon nog helemaal moesten ontwikkelen.’

Het historische dieptepunt voor de prijzen van grondstoffen eind jaren negentig deed de rest: de CCF belandde op de plank. Tot de Europese Unie er in 2004 nieuw leven in blies met ULCOS. ‘De Europese staalindustrie had uit eigen beweging al de technologie geïnventariseerd die leidt tot minder CO2-uitstoot, vanaf het delven van grondstoffen tot warmgewalst rol staal voor autodeuren en koelkasten.’ In de periode 2005-2007 zijn vier technologieën geselecteerd. Twee daarvan, advanced direct reduction en elektrolyse, wijken sterk af van het bestaande hoogovenproces en vergen nog veel ontwikkeltijd. De andere zijn topgasrecycling, waarbij in een conventionele hoogoven de bruikbare componenten als koolmonoxide en waterstof uit het afgas worden gefilterd en teruggeleid in het proces, en de CCF.

Het principe om chemische processen in wervelende gasstromen te laten plaatsvinden, wordt in de industrie wel vaker toegepast. Het is dus een beetje verbazingwekkend dat dit idee van een cycloon in de staalindustrie nergens elders is opgepakt. In de jaren zestig was Jan van Lange bij Hoogovens in IJmuiden betrokken bij een project om een smeltcycloon toe te passen. Dat werd geen succes, maar toen de jonge Meijer in de jaren tachtig bij Hoogovens betrokken raakte bij de zoektocht naar een cokesloze productietechniek, kruiste zijn pad dat van Van Lange, die toen vlak voor zijn pensioen zat. Meijer: ‘Dat smelten van erts ging eigenlijk wel goed, maar het proces daarna niet. Vandaar dat we toen hebben besloten het nogmaals te proberen met die cycloon.’ De proefinstallatie, die in de jaren negentig bewees twintig ton ruwijzer per uur te kunnen maken, bestond eigenlijk alleen uit de cycloon, het bovenste gedeelte. Voor het procesgedeelte van de converter, het ijzerbad onderin de oven, werd toen gebruikgemaakt van een van de bestaande converters van Oxystaalfabriek 1.

Daarom komt het goed van pas dat het ULCOS-consortium in 2008 besloot te gaan samenwerken met het Brits-Australische Rio Tinto, dat de zogenoemde HIsmelt-technologie heeft ontwikkeld: ertsdeeltjes worden in een ijzerbad gereduceerd met kolen en zuurstofrijke lucht. Dit lijkt sterk op het onderste gedeelte van de CCF. Dit vloeibare bad is essentieel, maar Corus heeft dit nooit op industriële schaal toegepast. Door samen te werken met Rio Tinto hoeft Corus de technologie niet zelf te ontwikkelen. De combinatie van de twee technologieën is HIsarna gedoopt, een samensmelting van het HI van HIsmelt en van Isarna, een oud Keltisch woord voor ijzer.

www.corus.nl

www.ulcos.org

 

 

(BEELDMATERIAAL)

 

(ccf-ontwerp.jpg samen met CCF-doorsnede-teskt.ai)

Impressie van de Cycloon Convertor Furnace, die in IJmuiden in aanbouw is, met een schematische weergave van de werking.

 

ILLUSTRATIES CORUS

 

(Tekening multi-oven.jpg)

Ontwerptekening van een smeltcycloon van Hoogovens, eind jaren zestig.

 

 

(QUOTES)

 

‘Dat het basismateriaal poederachtig is, werkt in ons voordeel’

 

‘De componenten reageren met elkaar terwijl ze door de gascycloon zweven’