De circulaire stad van de toekomst

De verstedelijking over de hele wereld zet door op een schaal die in Nederland tot nu toe ongekend is. Een circulaire stad met een aantrekkelijk leefklimaat zal een pre hebben in deze ontwikkeling. Dat stelt stadsbestuurders voor een zware opgave, omdat deze steden ook nog energieneutraal en klimaatbestendig moeten zijn.

Decennialang onderzoek van Wageningen University & Research (WUR) laat zien dat dit niet anders kan dan door een maximale inzet van groen. Maar de steden van de toekomst moeten naast groen ook circulair zijn.
In een circulaire stad is sprake van een kringloop van grondstoffen en afvalstromen. Dat is een aantrekkelijke gedachte: de afvalstroom wordt kleiner en wellicht verdien je geld met het nuttig gebruiken van reststromen. Daardoor hoeven er minder niet-hernieuwbare grondstoffen gewonnen te worden. Dat kan bijdragen aan de vermindering van verontreiniging en gezondheidsrisico’s. Om een stad circulair te maken, is het nodig om de kwaliteit en kwantiteit van grondstof- en afvalstofstromen te kennen. Hieronder vallen bijvoorbeeld biomassa, afval, nutriënten en chemische verontreinigingen. Vervolgens moet een verbinding in ruimte en tijd ontstaan tussen deze stromen én tussen betrokken partijen, de ‘eigenaren’ van die stromen.

Stedelijk metabolisme

WUR kan de verbinding tussen de grondstofstromen en de ruimtelijke ordening in een stedelijke regio – letterlijk – in kaart brengen. Het geheel van stromen noemen we ook wel ‘stedelijk metabolisme’. Dit betekent dat we de stad beschouwen als een stedelijk ecosysteem: een complex van alle, elkaar beïnvloedende, processen waarmee de bewoners én de stad worden voorzien in hun behoeften. We passen daarbij ecologische kennis toe bij de analyse van de grondstofstromen en de mogelijke toepassingen daarvan. Denk bijvoorbeeld aan het in beeld brengen van de potentie om energie te winnen uit het stedelijk afvalwater. En daarbij de vereiste samenwerking tussen waterbeheerders en energie producenten en wat dit dan oplevert voor burgers, energieleveranciers en waterbeheerders.

WUR-onderzoeker Ilse Voskamp heeft een artikel gepubliceerd over hoe je de analyse van grondstofstromen van een stad kunt verbeteren. Haar methode neemt onder andere de winning van hernieuwbare energie en de winning van grondstoffen uit afvalstromen mee in de vernieuwde analyse. Beide stromen zijn belangrijke indicatoren voor de circulariteit van een stad.

Daarnaast zijn er binnen een stad ook informatiestromen, net zoals er in een ecosysteem signaalstoffen zijn tussen organismen (geur- en lokstoffen). Het goed kennen en bij elkaar brengen van de materiaalstromen en informatiestromen is essentieel om de vraag en het aanbod van grondstoffen te kunnen koppelen aan waardevolle producten. Alleen zo kan een circulaire stad worden gerealiseerd. Dit vereist zowel technische kennis van de materiaalstromen, als sociaal-economische kennis van de informatiestromen en -dragers. Je kunt afval- en reststromen dus ‘verwaarden’ door producten te maken uit de materiaalstromen en de keten om te vormen tot een cyclus. Deze aanpak geeft aanknopingspunten om urbane regio’s groener en duurzamer maken.

Slim omgaan met energie

Zo onderzoekt WUR samen met het Amsterdam Institute for Advanced Metropolitan Solutions (AMS Institute) hoe je op energie kunt bezuinigen in situaties waarin mensen niet betalen voor de energierekening. Bijvoorbeeld op het werk waar de baas betaalt, in hotels waar de energiekosten verwerkt zijn in de kamerprijs of all-inverhuur van kamers of woningen. Voor dit onderzoek is een living lab opgezet in The Student Hotel in Amsterdam, waar elektriciteits- en watermeters zijn geïnstalleerd en de bewoners (studenten en hotelgasten) meedoen aan het onderzoek. Het onderzoek richt zich op sociale drijfveren (lof van anderen, beloningen, wedstrijdelement) en feedback. Ook onderzoekt WUR samen met het AMS Institute en woningbouwcorporaties nieuwe vormen van bewonersparticipatie in energiezuinige renovatie van huurwoningen.

Om op een goede manier het afval te verwerken en zoveel mogelijk in de kringloop te houden, is het belangrijk dat burgers hun afval op de juiste manier aanbieden.

Optimale afvalscheidingsystemen

Een ander onderzoek focust op afvalstromen. In een stad wordt behoorlijk wat afval geproduceerd, onder andere door de stadsbewoners. Om dit op een goede manier te verwerken en het afval zoveel mogelijk in de kringloop te houden, is het belangrijk dat burgers hun afval op de juiste manier aanbieden. Het zal geen verrassing zijn dat afval wegbrengen voor bewoners zo gemakkelijk mogelijk moet zijn. Zo blijkt dat een afvalcontainer liefst op niet al te grote afstand van de voordeur moet staan en op een logische route ligt, bijvoorbeeld naar school of het openbaar vervoer. Daarnaast moet de container schoon zijn en goed functioneren.
Wageningen University & Research werkt samen met het AMS Institute, de gemeente Amsterdam en CREM aan een model om de locaties van de containers te optimaliseren voor zowel het brengen als het inzamelen van verschillende afvalstromen.

Grondstofstromen in de circulaire stad

Eén van de ambities van de Metropoolregio Amsterdam is gericht op een aanzienlijke vermindering van de invoer van grondstoffen. WUR en het AMS Institute maken daarvoor de grondstofketen inzichtelijk en bekijken de mogelijkheden voor ‘industrial symbiosis’. Met dit concept kunnen bedrijventerreinen zodanig worden ingericht dat we (industriële) kringlopen kunnen koppelen en kosten kunnen besparen. In feite precies hetzelfde als in de woongebieden maar dan op grotere schaal. Dit concept is gebaseerd op biologische systemen en wordt gezien als een van de belangrijke middelen voor een circulaire economie.

Een andere belangrijke kringloop om te sluiten is die van fosfaat. Fosfaat is essentieel voor voedselproductie, maar zal over 50 tot 75 jaar op raken. Nu importeren we fosfaat via voedsel de stad in. Vervolgens komt het via het riool in het afvalslib en wordt het daarna verbrand. Zou dat fosfaat terug kunnen naar de landbouw?

Op basis van de voedselinname van Almere (gebaseerd op bevolkingsopbouw en inname van voedsel per groep) heeft WUR berekend hoeveel voedsel er nodig is, hoeveel voedsel in de directe omgeving geteeld kan worden en wat dat betekent voor de fosfaat- en stikstofstromen. Uiteindelijk vloeit daar ook uit voort hoeveel oppervlakte we nodig hebben om de stad van al ons voedsel te voorzien.

Straat van de toekomst

Dankzij integrale proefprojecten en living labs kunnen WUR en het AMS Institute onderzoeken hoe grondstofstromen optimaal gestuurd kunnen worden binnen de stad, zowel in nieuwe als in bestaande wijken en straten. Hoe breng je fosfaat in keukenafval en afvalwater bij de zuivering? Hoe integreer je de opvang van regenwater voor gebruik binnenshuis en hoeveel ruimte heb je daarvoor nodig? Met living labs helpt Wageningen University & Research steden en hun directe omgeving toekomstbestendiger te worden en duurzaam om te gaan met afval- en reststromen, energiestromen, grondstoffen en met de open ruimte.

Jouw mening

Een circulaire economie werkt alleen als jij en ik goed gebruik maken van slimme systemen en nieuwe technologie. Moeten wij ons gedrag aanpassen of moet de techniek beter op ons gedrag afgestemd worden?

Wat vind jij? Moeten we het iedereen gemakkelijk maken of denk je dat een intrinsieke drijfveer beter werkt? Laat onder dit artikel jouw mening hierover achter. Onze wetenschappers gaan hierover graag met je in gesprek. Vragen kun je uiteraard ook stellen.

Metropolitan Solutions

In 2050 zal 70% van de mensheid in steden wonen. Daardoor worden vraagstukken rond duurzaamheid en kwaliteit van leven voor die steden steeds dringender. In sept-okt 2016 verschenen er 8 artikelen van Wageningen University & Research op nrc.nl over verschillende oplossingen voor deze uitdagingen. We werken daarbij o.a. aan hitte-eilanden, wateroverlast, voedselvoorziening, luchtkwaliteit, stadslandbouw, leefbaarheid maar ook beleidsplannen en de inrichting van steden. Kijk voor meer informatie over Wagenings onderzoek hiernaar op de themapagina Metropolitan Solutions.

 

Dit artikel is geschreven door verschillende wetenschappers van Wageningen University & Research, onder eindredactie van NRC.