Deze blog zit al een tijdje in mijn hoofd. Ik ben in mijn werk vooral actief betrokken bij waterprojecten, daarvoor verkeersprojecten en recentelijk ook energieprojecten. Ze hebben betrekking op verschillende werkvelden met verschillende arena’s van mensen en organisaties. Allen streven naar integrale oplossingen. In deze blog toon ik overeenkomsten tussen de drie werkvelden. Ze lijken meer op elkaar dan velen denken. In samenhang kunnen we punten van synergie vinden.

Balansen

Goed waterbeheer begint met het opstellen van waterbalansen. Je hebt de aanvoer van water en de afvoer van water. Is de afvoer groter dan de afvoer, dan kan er sprake zijn van wateroverlast. Is de afvoer groter dan de aanvoer, dan wordt de basis gelegd voor watertekorten. Waterberging is nodig om pieken af te toppen. Daarbij maken we onderscheid tussen piekberging en seizoenberging.

In de verkeerskunde hanteren we de begrippen productie en attractie. De ene plek produceert vooral verkeer, de andere trekt verkeer aan. In de ochtendspits is het patroon anders dan in de middagspits. Als er meer voertuigen de weg oprijden dan de weg kan verwerken – de capaciteit wordt dan overschreden – ontstaan er files. Het verkeer is dan niet in balans. We spreken dan over congestie.

Met windturbines en zonnepanelen wordt elektriciteit opgewekt, in bedrijven, woningen en in de infrastructuur wordt elektriciteit gebruikt. Er is sprake van een gezonde balans als er qua opwek en gebruik sprake is van gelijktijdigheid. Echter, met name zonnepanelen hebben de eigenschap elektriciteit op wekken op momenten dat er weinig vraag naar is. Onbalans resulteert uiteindelijk in netcongestie. In Local4Local Energiehubs wordt gewerkt aan de verbetering van de balans. We kunnen de vraag sturen, gericht extra opwek realiseren en batterijen inzetten om de gelijktijdigheid te vergroten. Ook dan kunnen we spreken over piek- en seizoenberging.

Verschillende netten

Verschillende netten op verschillende schaalniveaus bestaan naast elkaar. In de stad zien we de riolering, het oppervlaktewater en het grondwater. Bij gezond waterbeheer werken deze optimaal samen. We onderscheiden de waterketen – het winnen, transporteren en gebruiken van drinkwater en het inzamelen, transporteren en behandelen van afvalwater – en het watersysteem, het geheel van grondwater en oppervlaktewater. Zowel in het landelijke als het stedelijke gebied zetten we kunstwerken in om waterstanden op peil te houden en de grondwaterstanden zowel niet te hoog te laten komen als niet te diep weg te laten zaken.

Bij verkeer onderscheiden we het autosnelwegennet, het net van secundaire wegen en lokale net van onder andere straten, pleinen, fietspaden en trottoirs. Daarnaast zijn er speciale netten voor het openbaar vervoer. Gebruik van het ene net ontlast het andere. Menselijk gedrag ligt aan de basis van de benutting van de infrastructuur. De behoeftes van mensen zich te verplaatsen en de keuze van vervoersmiddel – de zogenaamde modal split – bepaalt de drukte. Hierbij is de BREVER-wet van toepassing. Mensen wereldwijd en door de geschiedenis heen verplaatsen zich 70 tot 90 minuten per dag. Naast het zich op A bevinden en op B bevinden hebben mensen een intrinsieke drijfveer zich te verplaatsen.

Voor elektriciteit hebben we het netten voor laagspanning (< 1.000 Volt), middenspanning (1.000 – 36.000 Volt) en hoogspanning (> 36.000 Volt). In Nederland draagt TenneT de zorg voor de hoogspanning, beheerders zoals Liander, Stedin en Enexis beheren de netten voor midden- en laagspanning. De analogie met snelwegen, secundaire wegen en het lokale net bij verkeer gaat goed op. Het verminderen van de netcongestie kan door het vergroten van de capaciteiten van de netten, maar ook door het verbeteren van de balansen. In principe wordt een deel van de problematiek ‘achter de meter’ opgelost, onafhankelijk van de netbeheerder. De netten transporten dan vooral de lokaal aanwezige disbalans.

Water- en verkeersstromen

Bij waterstromen is er sprake van een spannende relatie tussen debiet (de hoeveelheid water per tijdseenheid) en stroomsnelheid. Bij ieder debiet zijn er twee toestanden mogelijk: superkritische stroming en subkritische stroming. Bij superkritische stroming zien we een dunne laag schietend water, bij subkritische stroming een diepere laag rustiger stromend water. Superkritische stroming resulteert in veel erosie – deze kan optreden als het water een stuw is gepasseerd – dus leggen waterbeheerders woelbakken aan om de watersprong te forceren waarbij superkritische stroming overgaat in subkritische stroming. Het punt van de watersprong is schematisch weergegeven in figuur 1 met een sterretje.

Voor verkeer op de autosnelweg geldt een soortgelijke relatie. Als auto’s gemiddeld 110 à 120 km/uur rijden, is de intensiteit (het aantal auto’s per uur) beperkt. Op het moment dat er er een auto moet remmen en er een schokgolf optreedt (het sterretje), treedt er filevorming op en neemt de gemiddelde snelheid sterk af. De maximale capaciteit van een weg wordt bereikt als auto’s 60 à 80 km/uur rijden. Als er veel auto’s op weg zijn en de gemiddelde snelheid (superkritische stroming) wordt verhoogd naar 130 km/uur, neemt de kans op schokgolven toe en dus ook de kans op filevorming. Per saldo arriveren automobilisten later op hun werk. We kunnen spreken van “more haste, less speed”.

Integraal werken

Zo zijn er nog meer relaties en overeenkomsten. In verkeersmodellen, bijvoorbeeld, wordt gewerkt met de Wet van Kirchoff die is afgeleid in de elektriciteitsleer. Het doel van deze blog is echter niet om compleet te zijn, maar om te tonen dat ze overeenkomsten hebben dat het loont stromen in ruimte en tijd in samenhang te zien.

Een voorbeeld: de voedselproductie. Op dit moment gebruiken voor iedere 100 kcal aan voeding op ons bord 650 kcal fossiele brandstof. Een groot deel daarvan komt voort uit het gebruik van kunstmest en het transport van ingrediënten over grote afstanden. Op het moment dat we (1) werken aan gezonde bodems en (2) meer lokale producten gebruiken, nemen transportafstanden af, gaan watersystemen beter functioneren en nemen de mogelijkheden toe fossiele brandstof te vervangen door hernieuwbare bronnen, vanwege de energiebesparing. Vraag en aanbod liggen dan dichter bij elkaar, met zowel minder verkeerscongestie als minder netcongestie als gevolg. Kortom, deze maatregelen werken gunstig in op alle drie stromen. Tevens dragen ze op positieve wijze bij aan de volksgezondheid, de waterkwaliteit en de ecologie.

Mijn stelling is: er is sprake van ‘no regret’ als maatregelen positief inwerken op water-, verkeers- én energiestromen.

Neem deze liever gisteren dan vandaag, in een gebiedsgerichte aanpak.