Last week, I spoke to a number of colleagues at MIT about ways of preserving the American energy supply. As previously mentioned, the Americans are well aware of the benefits of a more efficient approach to energy. In fact, the largest contribution to reducing CO2 here can probably be made by saving energy on current activities, without adding a single MW of renewable, CO2-neutral, energy to the portfolio. This, however, would require a change in consumer behaviour. Let me tell you about two areas that are currently the focus of research, both at MIT and in Delft.

The first is the use of so-called ‘smart meters’: electricity meters that do not only register energy use, but which also have other functions ranging from selling back individually generated electricity to the national grid, to optimising energy consumption by automatically switching domestic appliances on and off. For example, the washing machine or dryer will not be switched on if the electricity price is too high. The meter would wait until the price drops, assuming the user/householder agrees of course. The discussion I had with colleagues from the MIT Energy Initiative was about balancing the level of intelligence and behaviour between the user and the ‘smart meter’. Until real-time electricity prices can be passed on to consumers, a hyper-intelligent optimising system seems a little over-the-top. However, assuming the real-time version will at some point be introduced, would it not be sensible to invest in the “smartest” meters now, even though they cannot yet fulfil their full potential? Some scientists do not think that now is the time (or that there will ever be a time) to switch to the smartest version, but argue instead that we should trust consumers to behave intelligently: they will switch off the lights if their energy bills start to rise. Other scientists have no faith in the good intentions of consumers: if every consumer forgets to switch off a light or the air-conditioning one in five times, a considerable amount of energy is being wasted. This second group of scientists supports the introduction of a ‘smart meter’ in combination with other sensors in the house, which would link activity (or a lack of activity) to switching on and off domestic appliances, lights and climate control; a ‘smart home’.

The second area where the US stands to gain by influencing consumer behaviour is the transport sector. The much-praised American freedom and space also has a down-side: living in the US without a car is nigh on impossible (although it can be done in a city like Boston, which has good public transport providing frequent connections to the neighbouring villages, including the one where I live with my family). As in the rest of the world, the first alternative being considered in America is hybrid and electric cars. Many projects and initiatives have been set up to explore the possibilities of electric driving, from fundamental battery research, development and design for electric vehicles (motorised bicycles, tuk-tuks, cars …), to research into their impact on the present electricity infrastructure. Here too, the conclusion is the same as in the Netherlands; in the short term, placing charging points should not be a problem. However, the underlying infrastructure will need careful consideration if people start driving electric cars on a large scale. One of the main concerns in the US is the so-called hotspots: points in the national grid where no maintenance has been carried out for a long time and/or where bottlenecks in capacity occur. An interesting idea is to take care of these hotspots (temporarily) using vehicle-to-grid solutions: in places where a plant is no longer able to supply consumers with electricity via the national grid, cars could perhaps supply energy on small-scale, local and flexible basis.

The first targets for this idea are places where cars are parked for longer periods of time and where a lot of energy is used: the typical American shopping malls (large, indoor, climate-controlled shopping centres). A shortage of malls in the Netherlands means that we should be considering alternatives such as large-scale office complexes, park&ride facilities, etc.

Delft is also putting a great deal of effort into the introduction of electric cars in the Netherlands. The D-Incert is an initiative in which a large number of interested parties are working together to accomplish this transition, by means of a combination of fundamental and applied research into batteries, vehicles and infrastructure. The fact that research organisations and industry are working together makes this a very powerful consortium. I would expect the Delft Energy Initiative to be hearing a lot more from D-Incert, and trust that this will give us yet another opportunity to leave our mark in the sustainable energy stakes.

Door Paulien Herder, 4 augustus 2009

Vorige week sprak ik met een aantal collega’s op MIT over het verduurzamen van de Amerikaanse energievoorziening. Zoals eerder gemeld realiseren de Amerikanen dat er nog veel te winnen valt door de energie efficiënter te gebruiken. Sterker nog, de grootste klap in CO2-reductie kan hier waarschijnlijk worden gemaakt door energiebesparing op de huidige activiteiten, zonder ook maar 1 MW duurzame, CO2-neutrale, energie toe te voegen aan het portfolio.
Dit vereist echter wel verandering in gedrag van de consumenten. Laat ik twee voorbeelden noemen van gebieden waar op dit moment veel onderzoek plaats vindt, op MIT maar ook in Delft.
Het eerste gebied is de inzet van zogeheten ‘smart meters’: elektriciteitsmeters die niet alleen het verbruik registeren maar ook andere functies kunnen uitvoeren, zoals het terugverkopen van individueel opgewekte elektriciteit aan het net, tot en met het optimaliseren van het energiegebruik in huis door het automatisch aan- en uitschakelen van apparaten in huis. Zo zal bijvoorbeeld de wasmachine of de droger niet worden aangeschakeld als de elektriciteitsprijs hoog is. Beter is het om dan te wachten, als de gebruiker/bewoner dit toestaat natuurlijk, tot de prijs weer wat is gezakt. De discussie die ik voerde met de collega’s van het MIT Energy Initiative was over de gewenste verdeling van intelligentie en gedrag tussen de gebruiker en de ‘smart meter’. Zo lang de elektriciteitsprijs nog niet real-time aan de gebruiker wordt doorgegeven lijkt een hyper-intelligent optimaliserend systeem een tikje overdreven. Maar, als die real-time variant er wel komt, is het dan niet verstandig om nu al te investeren in die “slimste” meters, ook al kunnen ze hun taak nu nog niet volledig uitvoeren?  Sommige wetenschappers pleiten ervoor om nu nog niet, of zelfs nooit, volledig te gaan voor de slimste variant, maar (ook) te vertrouwen op het intelligente gedrag van de consument: deze zal de lichten in huis uitdoen als hij/zij dit terugziet in de energierekening. Andere wetenschappers vertrouwen niet helemaal op de goede bedoelingen van de consument: als elke consument 1 op de 5 keer vergeet om het licht uit te doen of om de airco uit te zetten, dan is dat nog altijd een aanzienlijke hoeveelheid energie die wordt verkwist. Deze laatste groep wetenschappers pleit voor een ‘smart meter’ in combinatie met andere sensoren in huis, die (gebrek aan) activiteit in het huis koppelen aan het aan- of uitzetten van de apparatuur, lichten en klimaatbeheersing; een ‘smart home’.
Het tweede gebied waar in de VS nog veel winst kan worden behaald door het gedrag van consumenten te veranderen is in de transportsector. De veelgeprezen Amerikaanse vrijheid en ruimte, heeft ook zijn negatieve kanten: leven zonder auto in de VS is schier onmogelijk (al is het in een stad als Boston met goed openbaar vervoer, ook naar de omliggende dorpen waar ik met mijn gezin nu woon, uitstekend te doen).  Men kijkt in eerste instantie naar hybride auto’s en elektrische auto’s, net zoals de rest van de wereld. Een groot aantal projecten en initiatieven wordt ontplooid om elektrisch rijden mogelijk te maken, van fundamenteel batterij-onderzoek, ontwikkeling en ontwerp van elektrische voertuigen (motorfietsen, tuktuks, auto’s, …) tot onderzoeken naar de inpassing in de huidige elektricitieitsinfrastructuur. Ook hier is de conclusie, net als in Nederland, dat op korte termijn de inpassing van de oplaadpunten geen acuut probleem is. Pas als er op grote schaal elektrisch gereden gaat worden wordt het belangrijk om goed naar de onderliggende infrastructuur te kijken. In de VS is men met name bezorgd over de zogenoemde hotspots: punten in het net waar lange tijd geen onderhoud aan is gepleegd en/of waar knelpunten optreden in capaciteit. Een interessant idee is om deze hotspots (tijdelijk) op te vangen met vehicle-to-grid oplossingen: daar waar een centrale de elektriciteit niet meer via het net bij de consument kan krijgen is een lokale, kleinschalige en flexibele levering door auto’s misschien een oplossing.

Eerste doelwitten voor dit idee zijn plekken waar langere tijd veel auto’s stilstaan en waar veel energie wordt gebruikt: de typische Amerikaanse “Malls” (grote, overdekte, klimaatbeheerste winkelcentra). Bij gebrek aan dit soort grootschilge “malls” in Nederland, zouden bij ons eventueel grote kantooromgevingen, park&ride faciliteiten e.d. tot de mogelijkheden behoren.

Ook in Delft werken we hard aan de invoering van elektrisch rijden in Nederland. Binnen het D-Incert initiatief werkt een groot aantal verschillende belanghebbenden samen aan deze overgang, door een combinatie van fundamenteel en toegepast onderzoek naar batterijen, voertuigen, en infrastructuur. De samenwerking van onderzoeksinstellingen en industrie maakt dit consortium zo krachtig. Ik verwacht dat we binnen het Delft Energy Initiative nog veel van D-Incert zullen gaan horen en daarmee weer een mooi duurzaam energie-visitekaartje kunnen afgeven.

 

In my previous blog I wrote about the case study MIT is carrying out in the Azores together with the Portuguese government: the Azores as a big, but at the same time relatively small laboratory for renewable energy and energy transition.

After having lived in and experienced the United States for a few weeks, however, I once again (as was the case during many of my previous visits to the States) got that feeling that it’s sometimes better to start at home, before deciding to work on a better world far away from home. Especially when there’s still so much room for improvement right here.

Fortunately, MIT feels the same way. In a recent energy consumption benchmark held among American universities, MIT just barely got by with a mere passing grade. Something needed to be done! Under the label of the MIT Energy Initiative, MIT has started a project called Energy on the Campus. This task force’s principal objective is to reduce the energy consumption on the campus and in the student dorms.
Since there was much progress to be made at a campus (and perhaps in a culture) that doesn’t exactly prioritise things like reducing energy consumption, the project started small: installing double glazing and insulation, turning off lights, closing fume hood sashes at night and turning them off (as it turns out, this led to a 20% reduction in the Chemistry Department electric bill!), etc.
The special thing about this task force is that it consists of students, faculty and facility management (building maintenance) staff. The students themselves are even organising competitions to see which dorm uses the least electricity during a particular weekend.
All these initiatives are a continual reminder that small adjustments in the behaviour of a large group of people can ultimately lead to large system changes. By starting small on campus, MIT intends to make a positive effort in instilling conscious energy-saving behaviour in students at an early stage.

At TU Delft we are probably a little further along in our energy-saving consciousness, but that doesn’t mean there isn’t still plenty of room for improvement. If we want to be taken seriously as a university with an Energy Initiative, we will also have to start practicing what we preach on a small and local scale: saving energy and seriously looking for alternative, renewable forms of energy for the energy needs of our own campus. Our own Energy on the campus work group is working hard on identifying and dealing with our own energy-saving potential.
In addition, we at TU Delft will also have to show the world that we are capable of developing excellent, innovative products, facilities and technologies by making them a priority on the campus. The first project is already in the making: the Energy Plant, a project by a group of ambitious students that demonstrates how you can combine innovative technology with aesthetics, serving as an excellent showpiece for energy-consciousness at TU Delft. Everyone visiting the TU Delft campus should be able to see and experience directly what we are capable of in the area of renewable and innovative energy technology and energy systems.

8 juli 2009
In mijn vorige bijdrage schreef ik over de studie die MIT samen met de Portugese overheid op de Azoren aan het uitvoeren is. De Azoren als groot, maar toch ook weer relatief klein laboratorium voor duurzame energie en energietransitie.

Na een paar weken in de Verenigde Staten te hebben gewoond en geleefd, bekroop me echter weer het gevoel (zoals tijdens veel van mijn bezoeken aan de VS) dat het soms beter is om in eigen huis te beginnen, alvorens de wereld te gaan verbeteren ver weg van je eigen bed. Vooral als er in eigen huis nog zoveel vooruitgang te boeken is.

Gelukkig ziet MIT dat ook zo. In een recente energie-verbruiks-benchmark onder Amerikaanse universiteiten kreeg MIT slechts een magere voldoende toegekend. Reden genoeg om in actie te komen! MIT heeft onder de vlag van het MIT Energy Initiative een Energy on the Campus project gestart. Deze taskforce heeft als voornaamste doel om het energieverbruik op de campus en in de studentenhuizen (dorms) terug te dringen.
Aangezien er veel terrein te winnen was op een campus (en een cultuur wellicht) waarin energiebesparing niet hoog op de agenda stond, is begonnen met het plukken van het laaghangende fruit: dubbele beglazing, isoleren, lichten uit, zuurkasten ‘s nachts dicht en uit (dit bleek 20% van de energierekening van de scheikundefaculteit uit te maken!), etc.
Het bijzondere van deze taskforce is dat het bestaat uit studenten, wetenschappers en medewerkers van faciliteitmanagement (gebouwbeheer). De studenten houden zelfs wedstrijden welke dorm het minste elektriciteit verbruikt gedurende een afgesproken weekend.
Uit al deze initiatieven blijkt telkens weer dat kleine aanpassingen in het gedrag van een grote groep mensen, uiteindelijk grote systeemveranderingen teweeg kan brengen. Door het kleinschalig op de campus aan te pakken hoopt MIT energiezuinig gedrag al vroeg bij hun studenten op een positieve manier in te prenten.

In Delft hangt het fruit waarschijnlijk wat minder laag, maar ook bij ons valt nog veel te winnen. Als we als universiteit en als Energy Initative serieus genomen willen worden, zullen we ook lokaal en op kleine schaal zelf moeten gaan doen wat we prediken: energie besparen en alternatieve, duurzame vormen van energie serieus nemen voor de energiebehoefte van onze eigen campus. Ons eigen Energy on the campus-werkgroep is hard bezig om de energiebesparingsvruchten te identificeren en aan te pakken.
Daarnaast zullen we in Delft ook moeten laten zien dat we prachtige innovatieve producten, diensten en technologieën kunnen ontwikkelen door deze een prominente plaats op de campus te gaan geven. Het eerste object is al in de maak: de Energy Plant  van een groep ambitieuze studenten laat zien hoe innovatieve technologie gecombineerd kan worden met esthetiek tot een uitmuntend visitekaartje voor Delft. Iedereen die de Delftse campus bezoekt zal direct kunnen en moeten gaan zien en beleven wat wij in onze mars hebben aan duurzame en innovatieve energietechnologie en -systemen.

Associate professor Energy & Industry will spend her sabbatical leave this summer at the Massachusetts Institute of Technology in Boston.

Last week I attended a symposium at the Massachusetts Institute of Technology (MIT) about Engineering Systems. This young discipline studies technological and organizational systems and the way they are interrelated. Highly useful. Whether an electricity grid functions well or an industrial production line is efficient depends as much on laws, management decisions and human behaviour as on the screws and cables of the technical hardware. The dominant message of the conference: technical sciences alone won’t solve the problems the world faces today. Integration of engineering and social sciences is essential to face the challenges in areas such as energy, environment and health.

MIT takes the bull by its horns. In collaboration with a number of Portugese universities they will use one of the islands of the Azores as a real-life lab to study various technological, societal and economic options for implementing a green energy system. In this project the use of local resources will play an important part. The Green Islands project will eventually lead to a sustainable energy supply entirely tailored to the island’s situation and both technologically and economically robust.
 
Personally, I think that MIT has chosen a rather easy candidate for this research. Undoubtedly the island offers an interesting energy infrastructure, but as a result of its isolated position, the energy system is little complex. In addition, the Azores can count on a very stable climate all year round, making it easy to harvest non-continuous energy sources, such as solar and wind.
I think TU Delft should also start a case study. And I think we should select a more realistic and challenging location. A country where the energy system is complex enough to really chart the intricate relationships between technical and engineering challenges, institutional and economic challenges, and social issues. I know the ideal location: let’s use the Netherlands as a living lab for sustainable energy and systems engineering. An excellent chance to put the Netherlands firmly back on the map as a knowledge driven economy and an excellent chance to cross over to a sustainable energy supply.