Quantumlab realiseren binnen netcongestie is geen utopie

• nieuws
• innovatie

Hoe realiseer je een nieuw Quantumlab te midden van netcongestie? De Universiteit van Amsterdam (UvA) opent in 2028 LabQ, mede dankzij innovatieve oplossingen en slim gebruik van bestaande capaciteit. In dit artikel ontdek je hoe een netcongestie-uitdaging wordt omgezet in een innovatiekans.

Foto bovenaan: Universiteit van Amsterdam, Cepezed.

In een tijd waarin de energietransitie in volle gang is, staan gebouweigenaren voor enorme uitdagingen. Netcongestie is een van de grootste obstakels, en daarnaast moeten gebouweigenaren voldoen aan strenge wettelijke eisen om hun energieverbruik te verminderen. Toen de Universiteit van Amsterdam (UvA) een nieuwe netaansluiting nodig had voor hun geplande Quantumlab (LabQ), was dit volgens de netbeheerder onmogelijk. Toch wordt de opening van LabQ in 2028 verwacht.

Met vier campussen beschikt de UvA over een indrukwekkende hoeveelheid onderwijs- en onderzoeksfaciliteiten. Het Amsterdam Science Park is de thuishaven van de Faculteit der Natuurwetenschappen, Wiskunde en Informatica (FNWI), één van de grootste bètafaculteiten van Nederland. Ongeveer 25 procent van de 75.000 vierkante meter bruto vloeroppervlak bestaat uit onderzoekslaboratoria, waar dagelijks talloze wetenschappelijke experimenten worden uitgevoerd. Om al deze activiteiten en gebouwprocessen te ondersteunen, wordt er jaarlijks ruim 50.000 GJ elektriciteit verbruikt, wat te vergelijken is met ongeveer 4.000 aardgasvrije woningen.

Strategische planning voor energievoorziening

Aan deze indrukwekkende campus wil de UvA een quantumlab toevoegen om de ontwikkeling van quantumtoepassingen te bevorderen. Hierin vinden complexe, grootschalige berekeningen en innovatieve onderzoeken plaats. Om LabQ te realiseren op het Amsterdam Science Park was een vermogen nodig van 700kW, die op het overvolle net niet vrijgemaakt kon worden. Daarom werd Haskoning door de UvA ingeschakeld om de mogelijkheden in kaart te brengen.

In de eerdere samenwerking tussen Haskoning en de UvA werd een vastgoedverduurzamingsplan opgesteld voor ruim 40 gebouwen, met gebruik van de FastLane-tooling. Al de verzamelde data en gemaakte plannen kwamen goed van pas. Door enerzijds te kijken naar het gecontracteerd en afgenomen vermogen en anderzijds te kijken naar hoeveel vermogensreductie behaald kon worden, werd een deel van de oplossing gevonden, waardoor UvA voldoet aan wet- en regelgeving en tegelijkertijd elektriciteit vrijspeelt voor het nieuwe Quantumlab.

Foto: Universiteit van Amsterdam, Cepezed. 

Vrijspelen voor het nieuwe lab

Allereerst bracht Haskoning de vermogensopbouw van de diverse gebouwen op de FNWI-faculteit in kaart. Door energiemetingen uit te voeren, werd de totale piekbelasting van de gebouw- en gebruikersinstallaties bepaald en is inzicht verkregen in de relatie tussen het geïnstalleerde vermogen en het daadwerkelijk gelijktijdig afgenomen vermogen. De metingen gaven bovendien inzicht in het daadwerkelijk benodigde vermogen van labruimtes in de onderzochte gebouwen, wat aanzienlijk lager bleek dan oorspronkelijk ontworpen. Met deze kennis kunnen de ontwerpers het benodigde aansluitvermogen voor LabQ heroverwegen.  De grootverbruikers bij gebouwinstallaties zijn onder andere verlichting, ventilatoren, koude/wartme-opwekking, pompen, perslucht en keukenapparatuur. Bij de gebruikersinstallaties gaat het om lab-inventaris, klimaatcellen, perslucht compressoren, turbopompen, autoclaven, (-80) vriezers en computers.

Vervolgens werd, op basis van aannames, het maximaal te verwachten gelijktijdig afgenomen vermogen bepaald. Met deze inzichten werden gerichte maatregelen vastgesteld, waarbij sommige maatregelen overlapten met bestaande verplichtingen vanuit de EML, EED-audit en Onderzoeksplicht. Denk hierbij aan het vervangen van Tl-verlichting in de gebouwen en kassen door Ledverlichting, het vervangen van indirect aangedreven ventilatoren door direct aangedreven ventilatoren.

Voor de gebruikersinstallaties waren de besparingsmaatregelen beperkter, vanwege de geringe gelijktijdigheid en de complexiteit van de processen in het gebouw. Daarom werd vooral de focus gericht op het het vervangen van oude vriezers en het aanpassen van de temperatuur in de vriezers (-70°C i.p.v. -80°C).

Foto: Universiteit van Amsterdam, Cepezed.

Dankzij de voorgestelde maatregelen is een besparing van 300 kW op termijn haalbaar. Ook wordt een deel van het energie intensieve programma wat niet noodzakelijk op de campus hoeft te staan verplaatst naar een andere campus waar meer vermogen beschikbaar is. Niet alles is te realiseren voor de oplevering van LabQ, omdat het gebouw in bedrijf moet blijven. Door de reductie die wel valt te realiseren voor 2028 kan een aanzienlijk kleinere piekvoorziening worden geplaatst. De UvA heeft verschillende opties als piekvoorziening overwogen.

1. Een deel van het vermogen van de eigen energiecentrale verschuiven naar het faculteitsgebouw en tijdens 400 piekuren in het jaar een gasketel aan te zetten in plaats van de warmtepompen. Hier werkt de netbeheerder helaas niet aan mee, omdat dit niet voldoet aan beleid.
2. Een batterij voor dagopslag. Dit is kostbaar en de hoeveel uur in het jaar dat dit nodig is zijn beperkt.
3. Een fossiele piekvoorziening op diesel is voordelig bij beperkte draaiuren, maar sluit niet aan bij de ambities van de UvA. Bovendien moet dit voor de omgevingsdienst goed worden onderbouwd.

Tot slot is met de netbeheerder Liander gekeken naar innovatieve contractvormen die uitkomst kunnen bieden. Een capaciteit beperkt contract (met vaste tijdvensters) voor extra vermogen wordt niet aangeboden vanwege Tennet congestie en andere prioriteiten. Groepscontracten kunnen uitkomst bieden, maar zijn buiten de pilots nog niet beschikbaar in 2026. Liander biedt onder strikte voorwaarden ook een optie aan om aansluitingen te sommeren. Dit houdt in dat twee aansluitingen worden samengevoegd naar één virtueel inkooppunt met bijbehorend contractvermogen. Hierbij bestaat de kans om gebruik te maken van de gelijktijdigheid van energiegebruik met de andere aansluiting. Concreet is het effect dat de piekvoorziening in grootte en vollasturen enorm worden beperkt omdat de energieprofielen niet op hetzelfde moment pieken. Sommeren is voor de UvA dus de meest duurzame en voordelige optie. Meer weten over LabQ en de werkwijze van Haskoning? Bekijk dan deze pagina voor meer informatie.