Resultaten MONDAINE TKI project

Over MONDAINE Suite

Maatschappelijke opgave

De energietransitie is een maatschappelijke opgave waarin er een grote vraag is naar consistente inzichten op het gebied van flexibele energie infrastructuur. Overheden, netbeheerders, woningcorporaties en VvE’s staan voor grote beslissingen en gebruiken digitale rekenmodellen om inzicht te krijgen in de mogelijkheden en gevolgen van flexibele energiesystemen. Op de Nederlandse markt zijn tientallen van dit soort energie-rekenmodellen te vinden. Elk van deze modellen, inclusief de uitkomsten ervan, zijn van waarde. Elk energiemodel produceert opzichzelfstaande data die moeilijk te verbinden is aan uitkomsten van andere energiemodellen. Om tot een succesvolle energietransitie te komen is een integraal, transparant en vooral betrouwbaar koppelmechanisme nodig.

Krachten bundelen

Met MONDAINE – een innovatief koppelmechanisme voor energiemodellen – is er een oplossing voor het bundelen van de krachten van verschillende belangrijke energie-rekenmodellen ontwikkeld. Door koppelmechanismen te ontwikkelen die er voor zorgen dat modellen met elkaar kunnen communiceren – en deze als test toe te passen op uitdagingen uit de praktijk van gemeenten Amsterdam en Hengelo, en regio Gooi- en Vechtstreek. Hier is de afgelopen 2 jaar hard aan gewerkt door het consortium van TNO, Balance, Ekwadraat, Quintel, Geodan en Object Vision, met dank aan een subsidieproject van de TKI Urban Energy en RVO.

Betere en integrale oplossingen

Het resultaat van deze samenwerking is de onderlinge koppeling van het Energie Transitie Model (ETM), VESTA, PICO en de ESDL Map Editor, waardoor een integrale set van modellen en data is ontstaan. Doordat energiemodellen op elkaar aansluiten, kan data efficiënter, effectiever en consistenter met elkaar vergeleken en gecombineerd worden. Dit leidt tot betere, integrale oplossingen voor de energietransitie.

Use cases

Bij het MONDAINE project is ervoor gekozen om de modelkoppeling te realiseren met een uit de praktijk gegrepen doel, om te zorgen dat technische innovaties in dit project ook aansluiten bij de behoeftes van mogelijke gebruikers. Zo zijn modelkoppelingen ontwikkeld voor gemeentes en regiobesturen, die ieder onderzoeksvragen inbrachten en feedback gaven over de gerealiseerde koppeling. Met de toegevoegde video’s willen we graag even stilstaan bij wat er is ontwikkeld in de afgelopen 2 jaar in deze use cases!

Amsterdam: de energietransitie voor Havenstad

Voor de gemeente Amsterdam is er specifiek gekeken naar de nieuwe wijk Haven-Stad – een transformatiegebied waar in de periode 2017-2060 tussen de 40.000 en 70.000 woningen en 20% BVO voor werken en voorzieningen moet worden ontwikkeld. Voor deze use case was de focus gelegd op de warmtetransitie, met het inzichtelijke maken van de warmte- en energiemix, in termen van aanbod, vraag, systeemkeuze en veranderingen in vervoerskeuze. 

Hengelo: lokale inpassing van duurzaam opgewekte elektriciteit

Bij de gemeente Hengelo is voor de use case de focus gelegd op de inpassing van duurzame opwek van elektriciteit. Zo zit de gemeente met de opgave van het realiseren van grootschalige opwek via bijvoorbeeld windturbineparken – maar is het natuurlijk essentieel dat dit zo goed mogelijk aansluit bij de behoeftes van bedrijven en bewoners in de regio. Hier is dus – met behulp van koppeling tussen de modellen betrokken bij MONDAINE – naar gekeken. 

Gooi- en Vechtstreek: systeemintegratie tussen schaalniveaus van de energietransitie

De regio Gooi- en Vechtstreek heeft als focus de samenhang tussen keuzes en uitvoeringsmaatregelen van verschillende energieplannen ingebracht. Zo vraagt het Klimaatakkoord om transitievisies warmte (TVW) op gemeentelijk niveau en regionale energiestrategieën (RES) op regionaal niveau. Enerzijds verkent de regio welk aandeel zij kan leveren in de landelijke opgave van 35 TWh grootschalige hernieuwbare opwek op land. Anderzijds wordt er binnen de gemeenten nagedacht over hoe en wanneer de gebouwde omgeving van het gas af kan. Al deze deelplannen moeten uiteindelijk optellen tot één nieuw energiesysteem. Een complex vraagstuk dus! Hier heeft het MONDAINE consortium met nieuwe functionaliteiten door de koppeling van verschillende energiemodellen integrale inzichten in gegeven.

Wat kan MONDAINE?

MONDAINE is gericht op het koppelen van energiemodellen, om complexe vraagstukken te kunnen beantwoorden die misschien niet (gemakkelijk) met één enkel energiemodel te beantwoorden vallen. Zo wordt de kracht van verschillende modellen complementair ingezet om zo goed mogelijk uitdagingen in de energietransitie te kunnen oplossen. De huidige modellensuite van MONDAINE bevat een aantal nieuwe functionaliteiten welke dus alleen mogelijk zijn door het koppelen van de ESDL Map Editor, PICO, ETM en VESTA. Hieronder worden deze functionaliteiten kort geïllustreerd. 

Algemeen

Het optellen van deelplannen tot één, integraal geheel.

Door de koppeling gerealiseerd tussen verschillende modellen, met verschillende focusgebieden wat betreft doelgroep, schaalniveau, tijdschaal en door te rekenen KPI’s, biedt MONDAINE de mogelijkheid deelplannen van bijvoorbeeld meerdere gemeentes in een regio optelbaar te maken.

Duurzaam

De hoeveelheid CO2 besparing berekenen wanneer je kiest voor een duurzaam energiesysteem ten opzichte van het gebruik van aardgas.

Door de koppeling van energieflows tussen de ESDL Map Editor, VESTA en het ETM kunnen inzichten gegeven worden in de CO2 besparing op verschillende schaalniveaus – van verschillende energietransitie scenario’s.

Financieel

Het verschil in betaalbaarheid bepalen voor verschillende varianten. Bijvoorbeeld warmtenet met lage-temperatuur-bron versus all-electric oplossing

Door de koppeling tussen VESTA, ETM en de ESL Map Editor kunnen (op maat gemaakte scenario’s) in kosteneffectiviteit onderling geëvalueerd worden. Zo kan VESTA verregaande kostenoptimalisaties voor nationale kosten doorrekenen voor verschillende strategieën voor verduurzaming van de gebouwde omgeving, maar heeft ook het ETM de functionaliteit om de (jaarlijkse) kosten voor het integrale energiesysteem voor verschillende strategieën te bepalen.

Energetisch

De effecten van een duurzame warmte in een buurt bepalen, in bijvoorbeeld nationale kosten en totale warmtevraag.

De effecten van een duurzame warmte strategie – op basis van de Startanalyse strategieën berekend met VESTA – kunnen per buurt inzichtelijk gemaakt worden. Zo kunnen de VESTA strategieën geformuleerd door PBL worden ingeladen in de ESDL Map Editor, waarna per buurt voor een alternatief scenario gekozen kan worden. De effecten van deze keuzes kunnen dan weer berekend worden en geografisch gevisualiseerd worden in de Map Editor. Dit levert inzichten op met KPI’s zoals totale warmtevraag en nationale meerkosten.

Intekenen van windturbines op een kaart met daarin meegenomen de ruimtelijke restricties in een bepaald gebied. Hiermee kan het effect op de totale energiebalans bepaald worden.

Met het Energietransitiemodel (ETM) van Quintel kan bekeken worden wat het effect is van het plaatsen van (meer) winturbines in een gemeente of regio. Echter, met het ETM kun je (op een kaart) niet zien waar die windturbines geplaatst worden.

Met PICO kun je wel exact zien waar winturbines geplaatst kunnen worden, én je kan daarbij aangeven welke ruimtelijk restricties en preferenties wettelijk gelden, én voor jou belangrijk zijn. Je ziet daarbij echter niet het effect op de totale energiebalans van de gemeente. Met MONDAINE – en de koppeling tussen het ETM en PICO – kun je die twee naadloos combineren.

Het plaatsen van een zonnepark met daarin meegenomen de ruimtelijke restricties in een bepaald gebied. Hiermee kan het effect op de totale energiebalans worden bepaald.

Zonneparken kunnen in de ESDL Map Editor worden ingetekend, hierbij gebruik makend van ruimtelijke restricties uit PICO. Dit kan bijvoorbeeld bovenop een warmtestrategie van VESTA, welke ook kan worden ingeladen in de ESDL Map Editor. Het geconfigureerde energiesysteem kan als ETM scenario daarna worden doorgerekend, om onder andere de energiebalans van het systeem te bepalen.

De effecten van in te tekenen duurzame energiebronnen (op basis van eigen data) op het lokale of regionale energiesysteem.

Hierbij kunnen energiebronnen op basis van eigen data ruimtelijk in de ESDL Map Editor worden ingetekend, waarbij op basis van informatie van PICO de ruimtelijke inpassing kan worden bepaald. Op deze manier kan er aangesloten worden bij lokaal beschikbare, gedetailleerde data. Zo kan bijvoorbeeld worden aangeven hoeveel welk percentage dakoppervlakte gebruikt kan worden voor het plaatsen van PV panelen. Wanneer het energiesysteem is geconfigureerd wordt het naar het ETM gestuurd en doorgekend als energiescenario. Deze inpassing van lokale, duurzame bronnen kan ook worden gedaan op basis van een ingeladen VESTA Startanalysestrategie.

De energievraag van een nieuwbouw gebied bepalen bij de toepassing van verschillende energiesystemen

Binnen MONDAINE zijn de eerste stappen gezet voor het doorrekenen van nieuwbouw door een koppeling tussen de ESDL Map Editor, VESTA en het ETM. Hierbij kan dus in VESTA nieuwbouw meegenomen worden in het opnieuw doorrekenen van scenario’s.

Meer weten?

Ben je – in meer technisch detail – benieuwd hoe MONDAINE functioneert? 

Bekijk dan ook de handleidingen op GitHub!*

*let op: deze zijn nog in ontwikkeling en niet compleet.