Copernicus Institute of
Sustainable Development

Inbreng rondetafelgesprek over de Klimaattafel ‘Gebouwde omgeving’
Blok ‘Wetenschap’
Wilfried van Sark, Hoogleraar Integratie ZonPV,
Universiteit Utrecht, Copernicus Instituut voor Duurzame Ontwikkeling
Verbeeldingskracht
De gebouwde omgeving krijgt een upgrade. Dat ademt het ontwerp Klimaatakkoord.
Elektrificatie van warmte en mobiliteit leidt tot een hogere vraag naar elektriciteit, maar door
massale inpassing van zonnepaneel systemen (ZonPV) kan aan deze vraag met duurzame
elektriciteit worden voldaan. Een gemeente is zelfvoorzienend geworden, op jaarbasis, dat
lukt op dit moment niet (zie bijlage 1).
In 2050 weten we niet beter: elk gebouwoppervlak, zowel dak als gevel, zal duurzame
energie opwekken. Architecten samen met ontwikkelaars maken gebruik van de nieuwste
technieken om de gebouwde omgeving te transformeren naar een esthetisch mooie en
duurzame leefomgeving. Integratie van ZonPV in de gebouwschil (Building Integrated PV,
BIPV) is hierin een essentieel onderdeel (zie de inspiratievoorbeelden in de bijlage 2). De
recent opgerichte stichting BIPV Nederland maakt zich sterk om de Nederlandse
innovatiekracht hierin te bundelen.
Naast benutting van daken voor het opwekken van zonnestroom in de gebouwde omgeving is
het noodzakelijk ook façades mee te nemen in het potentieel, zoals door BIPV kan worden
benut. Dit is niet aanwezig in het ontwerp Klimaatakkoord.

Verbouwen en innovatiekracht
We gaan verbouwen is de strekking van het ontwerp Klimaatakkoord met betrekking tot de
tafel Gebouwde Omgeving. Een grondige verbouwing kost geld maar verdient zich terug
bijvoorbeeld in lagere energiekosten of waardevermeerdering van het vastgoed. En men doet
dat meestal op een natuurlijk moment zoals wanneer een nieuwe eigenaar zich aandient. Het
is nu de taak 7 miljoen huizen en 1 miljoen gebouwen te gaan aanpakken in zo’n 30 jaar, dat
is ruim 230.000 per jaar, elk jaar weer. De voorgestelde aanpak is gefaseerd en start met
50.000 per jaar en loopt op tot 200.000 per jaar in 2030. Zo’n aanpak houdt rekening met
ontwikkeling van benodigde technieken en specifieke bedrijvigheid in Nederland, mits een
doordacht innovatieprogramma daaraan ten grondslag ligt. Dat laatste verdient veel meer
aandacht, en daar ligt een uitgelezen kans voor samenwerking met de wetenschap.

1

Copernicus Institute of
Sustainable Development
Warmte en elektra
De focus van de verbouwing is warmte. Hoe gaan we de gebouwde omgeving transformeren
zo dat de warmtevraag zo laag mogelijk wordt, daarmee rekening houdend met type, staat,
locatie, en leeftijd van een gebouw. Dit zal via een wijkaanpak worden uitgevoerd, waarbij
gemeentes een belangrijke rol hebben. Daarnaast zal gas worden uitgefaseerd, en
warmtenetten of elektrificatie van verwarming worden als optie aangemerkt. Per wijk zullen
opties worden overwogen, maar dat neemt niet weg dat bijvoorbeeld bij een stedelijk
warmtenet wijkoverstijgende zaken richting gevend zullen zijn. Dat is aan de gemeentes.
Bij het elektrificeren van de warmtevraag zal de vraag naar elektriciteit stijgen, met name in
de winter. Dit vereist een gedegen analyse van ruimtelijk en tijdsopgeloste
elektriciteitsvraag in de gebouwde omgeving, die ook aan de orde is bij de tafel Elektriciteit.

BENG
Gelet op de “European Directive on the Performance of Buildings” zullen gebouwen bijna
energie neutraal moeten zijn in de hele EU. In Nederland wordt dit uitgewerkt in de regeling
BENG (Bijna Energieneutrale Gebouwen), als opvolger van de energieprestatie (EPC). Deze
stelt eisen aan gebouwgebonden energieverbruik en (duurzame) opwek. De sector heeft
onlangs scherpe kritiek geuit om de energieverbruiksstandaarden ondermeer in de
internetconsultatie. U als Tweede Kamer bent nu aan zet om te waarborgen dat de
voorgestelde standaarden werkelijk leiden tot Bijna energieneutrale gebouwen. Een goede en
breed gedragen standaard is essentieel in het bereiken van de doelstellingen uit het
ontwerp Klimaatakkoord.

BENG en ZonPV
Om aan de BENG-eisen te voldoen heeft men de keuze in de mate van toepassen van ZonPV.
Dat heeft in het verleden (EPC eis) geleid tot de zogenaamde “schaampanelen”: een
minimaal aantal van 1-6 panelen op een groot dakoppervlak is net voldoende om een vereiste
EPC te halen. Regelgeving zou zodanig moeten worden aangepast zodanig dat elk dak
volledig benut wordt om zonne-energie op te wekken. Het begrip bruikbaar dakoppervlak
is niet meer van deze tijd. Elk oppervlak is bruikbaar, maar natuurlijk heeft niet elk
dakoppervlak de maximale energieopbrengst. Diverse Nederlandse innovaties zijn nu in
ontwikkeling om het maximaal mogelijke te halen uit elk dakoppervlak.

Participatie
In het ontwerp Klimaatakkoord wordt participatie van burgers veel genoemd. Zij, met name
woningeigenaren, zijn immers diegenen die investeringsbeslissingen nemen bij
verbouwingen. Echter, de standaarden zoals BENG zijn gebouwgebonden, en niet afhankelijk
van het gedrag van de bewoners of gebruikers van gebouwen. Effecten van gedrag, en

2

Copernicus Institute of
Sustainable Development
daarmee gedragsbeïnvloeding van gedrag om bijvoorbeeld energiezuiniger te leven, zullen
opgenomen moeten worden in de standaarden. De wetenschap kan daarbij helpen.

Mobiliteit
Hoewel niet strikt onderdeel van de tafel gebouwde omgeving lijkt er kennelijk vanuit gegaan
te worden dat auto’s gebaseerd op fossiele brandstoffen één op één vervangen zullen gaan
worden door elektrisch aangedreven auto’s. Dit is maar zeer de vraag. Met name in
stedelijk gebied worden de parkeernormen aangescherpt ondermeer om leefbaarheid te
vergroten. Dit heeft met nadruk implicaties voor de laadinfrastructuur en elektriciteitsvraag,
zeker in de gebouwde omgeving. Daarnaast zal de vehicle-to-grid mogelijkheid leiden tot een
andere rol van de auto. Hij zal onderdeel uit gaan maken van het lokale elektriciteitsnetwerk,
het smart grid.

Wetenschapsagenda
De Nationale Wetenschapsagenda (NWA) kent diverse routes waarin de wetenschap
uitgedaagd wordt antwoorden te geven op grote vragen. Eén daarvan is de route
energietransitie, met daarin een aantal uitdagingen waarvan met name de volgende relevant
zijn voor de gebouwde omgeving: ‘elk oppervlak wekt duurzame energie op’, ‘gebouwen als
energiecentrale en vervoermiddelen als energiebuffer’, ‘omgaan met variaties’ en
‘intelligente energiesystemen’. Het ontwerp Klimaatakkoord bespreekt deze onderwerpen op
diverse plaatsen in min of meerdere mate, maar een nadrukkelijker relatie met de NWA is
wenselijk.

3

Copernicus Institute of
Sustainable Development
Bijlage 1: Studie naar zelfvoorzienendheid in Utrecht
Persbericht: Zonnepanelen in de stad: bedenk goed in welke wijk je ze neerlegt
Het merendeel van de wereldbevolking woont in steden, en die zijn weer
verantwoordelijk voor 70% van alle broeikasgassen. Zonnepanelen kunnen een flinke
bijdrage leveren aan het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen. De
energieproductie van zonnepanelen fluctueert echter nogal. Bovendien kun je ze niet
zomaar overal installeren. Hoe weet je nu in welke wijken je het beste kunt inzetten op
zonne-energie, en waarmee je dan rekening moet houden?
Energiewetenschappers van de UU onderzochten als eersten alle factoren die van invloed zijn
bij de installatie van zonnepanelen op daken in een stad, voor een langere periode. Ze
concluderen dat het nogal wat uitmaakt in welke wijk je inzet op zonne-energie. In de ene
wijk zijn bijvoorbeeld de ‘dakvoorwaarden’ minder gunstig, een andere wijk zou in theorie
een elektriciteitsoverschot kunnen produceren. De productie van zonne-energie stelt
bovendien eisen aan het elektriciteitsnetwerk. Ook daar verschilt de situatie per wijk, zo blijkt
uit dit onderzoek.
De Utrechtse onderzoekers namen de stad Utrecht als uitgangspunt, maar hun
onderzoeksresultaten zijn ook toepasbaar op andere steden. Voor beleidsmakers is dit
onderzoek nuttig bij het realiseren van de energietransitie. Netwerkbeheerders zijn ermee
gebaat wanneer ze willen weten wat de gevolgen zijn voor de elektriciteitsnetwerken.
Verschillen tussen wijken
Niet alleen het aantal vierkante meters dakoppervlak, maar ook de helling van de daken, de
oriëntatie (noord-zuid, oost-west of daar ergens tussen in) en de aanwezigheid van hoge
gebouwen in de omgeving heeft invloed op de hoeveelheid zonne-energie die een wijk kan
produceren. Deze factoren maken dat het historische centrum minder elektriciteit produceert
dan de buitenwijken. Het is daarom minder zinnig om in het centrum te investeren in
systemen voor de opslag van elektriciteit. Centrumbewoners kunnen een eventueel overschot
beter leveren aan de buurman met een ‘ongunstiger’ dak, aldus de onderzoekers.
Opslagsystemen zijn weer wel zinvol in de buitenwijken, waar de productie hoger ligt. Beleid
moet zich voor een maximaal effect bovendien concentreren op wijken waar zonnepanelen
ook daadwerkelijk bijdragen aan de vermindering van de broeikasgasuitstoot. Een stedelijke
bungalowwijk is bijvoorbeeld een duidelijk grotere leverancier van zonnestroom dan een
wijk met kleine huisjes in de binnenstad.
Netwerk
In buitenwijken is het dakoppervlak groter dan in het centrum, en kan er dus meer energie
opgewekt worden. De vraag is echter grosso modo dezelfde als die in het centrum: mensen
moeten nu eenmaal toch koken, hun huizen verlichten etc. Per saldo betekent dat een
elektriciteitsoverschot in buitenwijken, dat aan andere wijken geleverd kan worden. Een
lokaal overschot heeft wel consequenties voor het netwerk. Vraag en aanbod van elektriciteit
moeten namelijk in balans zijn, anders kunnen bijvoorbeeld transformatoren uitvallen of
apparaten kapotgaan. Netwerkbeheerders kunnen daarop inspelen door de capaciteit van het
netwerk te vergroten. De netwerkbeheerders kunnen met de resultaten uit het onderzoek beter

4

Copernicus Institute of
Sustainable Development
inschatten in welke wijken het huidige netwerk aanpassingen nodig heeft bij het volledige
gebruik van het potentieel aan zonnepanelen.
Digitale kaart
De onderzoekers keken voor elk van de 88 Utrechtse wijken naar bouwkundige aspecten
zoals de hoogte van gebouwen, hellingen en oriëntatie van de daken, maar ook naar sociaaleconomische factoren zoals gezinssamenstelling per woning of het aantal auto’s per wijk.
Met behulp van de bouwkundige gegevens berekenden ze het potentiële overschot aan zonneenergie dat een wijk zou kunnen produceren, of juist een beperking in de opbrengst. Ook
keken ze naar de mogelijkheden voor opslag. Al deze meetgegevens resulteerden in een
digitale stadskaart (zie figuur) die per wijk de (on)mogelijkheden en de consequenties laat
zien van de aanleg van zonnepanelen.

Figuur: Het eigenverbruik (a) en de zelfvoorzieningsgraad (b) per wijk wanneer
50% van de daken van woningen bedekt is met zonnepanelen. Het eigenverbruik is
het percentage van zonne-energie dat direct in de woning verbruikt wordt. De
zelfvoorzieningsgraad is het percentage elektriciteitsverbruik dat opgewekt wordt
uit zonne-energie.
De cijfers laten bijvoorbeeld voor de binnenstad van Utrecht zien dat daar het
dakoppervlak te klein is om met zonne-energie te voldoen aan de elektriciteitsvraag.
Deze wijk heeft een hoog eigenverbruik, maar een lage zelfvoorzieningsgraad. Er
is dus weinig overschot van zonne-energie.
Daarentegen is er in een wijk als Leidsche Rijn in het Westen van de stad relatief
veel dakoppervlak beschikbaar voor zonnepanelen. In deze wijk kan bijna 40% van
het elektriciteitsverbruik direct uit zonnepanelen gehaald worden. Het aandeel
eigenverbruik is ook 40%, dus de overige 60% van de opgewekte elektriciteit wordt
geëxporteerd naar het netwerk. Dit overschot van zonne-energie kan in de wijk
worden opgeslagen om het eigenverbruik en de zelfvoorzieningsgraad te verhogen.
NB: de bijdrage van industriele gebieden en kantoorparken zijn niet meegenomen
in de analyse.

5

Copernicus Institute of
Sustainable Development
Aanvullende energiebronnen
In onze steden, met name de oudere steden en steden met veel hoogbouw, is mogelijk niet
genoeg dakoppervlak om aan de particuliere energiebehoefte te voldoen, laat staan voor
industrie en transport. Aanvullende bronnen, zoals windparken op zee en zonneparken buiten
de stad, zijn daarom onontbeerlijk bij de energietransitie. Een ‘klimaatneutrale’ stad is zo een
lastige opgave. Maar, zo benadrukken de onderzoekers, we moeten vooral de inzet van
zonnepanelen blijven stimuleren. Bovendien: alle kleine beetjes helpen, ook zonnepanelen op
minder gunstig georiënteerde daken, waar de opbrengst 15% lager kan zijn dan op een
‘ideaal’ dak. De onderzoekers hebben overigens niet gekeken naar de mogelijkheden van
elektriciteitsopwekking op gevels, die een aanzienlijke hoeveelheid extra zonne-energie
zouden kunnen leveren, waardoor mogelijk een stad wel zelfvoorzienend zou kunnen zijn.
Meer informatie: G.B.M.A. Litjens, B.B. Kausika, E. Worrell, W.G.J.H.M. van Sark, ‘A
spatio-temporal city-scale assessment of residential photovoltaic power integration
scenarios’, Solar Energy 174 (2018), pp. 1185 - 1197.
Zie https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038092X18309496 (open access)

6

Copernicus Institute of
Sustainable Development
Bijlage 2: Inspiratie integratie van ZonPV met voorbeelden van Nederlandse innovators
Solinso, ZigZagSolar, Kameleon Solar, en ECN part of TNO, en landmarks in Lausanne en
Manchester.

ZonPV nu (Houten)

Gevel ZonPV (ZigZagSolar)

Geïntegreerde ZonPV (Solinso dakpan)

Gekleurde Gevel ZonPV onderdelen
(Kameleon Solar)

7

Copernicus Institute of
Sustainable Development

Dutch Solar Design PV: modules deels bedekt met full-color print (ECN part of TNO),
de baksteen van de toekomst?

CIS tower, Manchester, de linker toren bevat transparente ZonPV
8

Copernicus Institute of
Sustainable Development

Kleurrijke en transparente ZonPV in Lausanne

9