TU Delft kroont beste klimaat- en energiepublicatie

Nieuws - 15 maart 2023 - Webredactie Communication

Een algoritme dat voor een hogere energieopbrengst van windparken zorgt én een onderzoek waaruit blijkt dat niet alleen brandstofverbruik maar ook seizoenseffecten een belangrijke rol spelen bij het optimaliseren van vliegroutes en vlieghoogtes. Dit zijn – in één zin samengevat – de twee grote winnende publicaties van de Beste Climate & Energy Paper Award. De awardceremonie, die woensdag 15 maart plaatsvond op de TU Delft, stond volledig in het teken van grote en kleine innovaties die een bijdrage leveren aan het versnellen van de energietransitie en het beteugelen van klimaatverandering.

Met zo’n duizend klimaat- en energiewetenschappers is TU Delft een van de grootste onderzoeksinstituten in Europa op dit gebied. Dit geeft de TU Delft de slagkracht om met oplossingen te komen voor complexe en urgente klimaatuitdagingen. In 2021 is besloten om hier optimaal gebruik van te maken door de toewijzing van €22 miljoen voor het Climate Action Programma. Daarnaast investeert TU Delft nog eens €100 miljoen in het verduurzamen van de campus. En dan zijn er nog duizenden studenten, promovendi en postdocs dankzij wie slimme ideeën nog slimmer worden, en daarna slimme oplossingen. Twee van hen zijn PhD’ers Jin Maruhashi en Maarten van den Broek, de winnaars van de Beste Climate & Energy Paper Award.

Neurologisch machine learning model

Volgens Herman Russchenberg – klimaatonderzoeker én jurylid tijdens de Beste Climate & Energy Paper Award – waren de klimaat- en energieoplossingen van de acht finalisten net zo creatief en veelzijdig als dat het klimaatprobleem veelkoppig is. Het klimaatverhaal van Jin Maruhashi stak er echter bovenuit. ‘Zoals het ingenieurs betaamt, willen we het klimaatprobleem eerst goed begrijpen. Een mooi voorbeeld daarvan is het neurologisch machine learning model van Jin waarmee je – op uitstekende wijze – het klimaateffect van de luchtvaart in kaart kunt brengen. Met de kennis die Jins model ons oplevert, hopen we bijvoorbeeld meer grip te krijgen op de rol van stikstofoxiden (NOx) op de opwarming van de aarde.’

Energie-efficiëntie

Kornelis Blok – hoogleraar Energiesysteemanalyse, coauteur van het meest recente IPCC-rapport én eveneens jurylid – over het winnende energieonderzoek van Maarten van den Broek: ‘Laten we voorop stellen dat er drie woorden héél erg belangrijk zijn: versnellen, versnellen, versnellen. De wereld heeft slechts 20 – hooguit 30 jaar – om de energietransitie te versnellen en daarmee voor elkaar te boksen. Dat is een erg korte tijd om het hele energiesysteem opnieuw te ontwikkelen. Daarom moeten we uit alle windturbines die we installeren zoveel mogelijk energie halen. En precies dááraan draagt het onderzoek van Maarten bij. Door windturbines, ten opzichte van elkaar, “anders” te positioneren kun je de efficiënte van de turbines aanzienlijk verhogen.’

Haast

Haast is geboden om de voor 2050 gestelde klimaatdoelen te halen, en het gaat nog lang niet snel genoeg, vinden zowel Russchenberg als Blok. Russchenberg: ‘Het is dan ook heel erg belangrijk om steeds vaker de schijnwerpers te richten op de kleinere en grotere oplossingen die klimaatactie en de energietransitie aanwakkeren. Het uiteindelijke doel? Een schone en veilige toekomst voor iedereen.’

De twee winnaars:


Beste Climate Paper – Klimaatneurowetenschappen voor de luchtvaart (Jin Maruhashi)

Er  is een kenniskloof als het gaat om klimaateffecten van de niet-CO2 uitstoot van de luchtvaart. Jin Maruhashi onderzocht het effect van stikstofoxiden (NOx) op de opwarming van de aarde, dat allesbehalve verwaarloosbaar is en vooralsnog grote onzekerheden kent. Zijn gedetailleerde simulaties op wereldschaal creëerden terabytes aan data. Om hier patronen in te vinden, voegde hij een klimaat-opwarmende component toe aan een tot dan toe puur geometrisch machine learning algoritme dat door neurowetenschappers wordt gebruikt om zenuwbanen in de hersenen bloot te leggen. Zijn analyse toonde bijvoorbeeld aan dat seizoenseffecten een belangrijke rol spelen en dat vliegroutes bij neerwaartse atmosferische luchtstromen een kleinere bijdrage leveren aan het opwarmen van de aarde. Dit onderzoek kan er uiteindelijk toe leiden dat niet alleen brandstofverbruik maar ook het klimaateffect wordt meegenomen bij het optimaliseren van vliegroutes en vlieghoogtes. Zijn volgende stap is om dezelfde methodologie toe te passen op de nog-minder-begrepen klimaatimpact van aerosolen.

Lees hier de Story of Science over de publicatie van Jin. 


Beste Energy Paper – Een optimaal kluitje van windturbines (Maarten van den Broek)

De  wind verandert voortdurend van kracht en richting. Daardoor komen windturbines in elkaars “windschaduw” te staan, wat hun energieopbrengst beperkt. Er is dus een grote behoefte aan het tegelijk en in real-time optimaliseren van de stand van alle turbines in een windpark als geheel. Maarten van den Broek ontwikkelde een algoritme dat dicht bij de fysica van windwervelingen blijft en toch heel snel is. Het is zowel geschikt om de rotor te sturen, zodat de schaduw zich verplaatst, als om de stand van individuele rotorbladen bij te stellen. Onder ideale statische omstandigheden kan dit een paar tot tientallen procenten hogere energieopbrengst opleveren. Over een heel jaar, waarin de wind continu fluctueert, is het misschien evenveel als een extra windmolen op een park. Groot voordeel is dat het (uiteindelijke) algoritme, omdat het van de fysica uitgaat, direct op alle windparken toegepast kan worden. Genoeg interesse dus van grote energiebedrijven.

Lees hier de Story of Science over de publicatie van Maarten.