Skip to content


Project Juul: van godshuis naar starterswoning

Een bouwkundestudent kocht een leegstaande kerk om er met vrienden te wonen. Toen sloeg het noodlot toe. Nu, vier jaar later, creëert hij vier starterswoningen uit de ruïne.

Zo moet de afgebrande Julianakerk op Heijplaat er volgend jaar uitzien. (Beeld: Nima Morkoç)

Lees het artikel op Delta-site

Verspil nooit een goede crisis, wordt gezegd. Architect en TU-alumnus Nima Morkoç bracht dat motto in praktijk toen zijn monumentale onderkomen in vlammen opging. Alles wijst erop dat de afgebrande Julianakerk op Heijplaat volgende jaar zal herrijzen in de vorm van vier gastvrije en betaalbare starterswoningen. “Dat is de grootste opgave voor onze generatie architecten: betaalbare woonruimte maken.”

Architect Nima Morkoç ziet het al helemaal voor zich. (Foto: Jos Wassink)

Tuindorp Heijplaat
Vanaf de A15 overspant de afrit een groot spoorwegemplacement: tientallen sporen met wissels ertussen. In de verte torenen havenkranen boven uitgestrekte loodsen uit, en stapels zeecontainers. Hier verwacht je geen woonwijk meer. Toch wijzen de bordjes Heijplaat deze kant op. Na een groot douanegebouw duiken er dan opeens villa’s op tussen onverwachte groen. De Courzandseweg, in de volksmond ‘de biefstuklaan’ genoemd, werd opgezet voor de directeur van de RDM en zijn staf. Met daarachter ‘de gehaktbalbuurt’ voor de arbeiders. Op het hoogtepunt woonden hier 3.000 mensen, nu is dat ongeveer de helft. Het geïsoleerde dorp werd aangelegd als tuindorp voor het personeel van de Rotterdamse Droogdok Maatschappij RDM. Alles was er: huisvesting, scholen, winkels, een muziekkoepel en drie kerken op een rij: katholiek, gereformeerd en hervormd. Voor ieder wat wils.

Hier werden vanaf 1902 trotse zeeschepen gebouwd zoals de marine kruiser ‘De Zeven Provinciën’ (1953) het enorme passagiersschip de ‘S.S. Rotterdam’ (1955) en tal van onderzeeërs. De vraag was in de naoorlogse jaren zo groot dat het tuindorp Heijplaat in de jaren ‘50-‘60 nog werd uitgebreid met het Nieuwe Dorp.

Kort daarna echter keert het tij voor RDM, dat in z’n glorietijd als van de grootste scheepswerven van Europa gold. De concurrentie vanuit Japan en Korea, waar de lonen een stuk lager waren, nam sterk toe, en RDM zocht z’n toekomst in defensie en offshore. Uiteindelijk werd in 1983 een faillissement onafwendbaar, en ruim een derde van de meer dan 3.000 werknemers raakte z’n baan kwijt.

Voor de gemeenschap op Heijplaat betekende dat werkeloosheid, armoede en verlies van de sociale cohesie. Daar kwam later de ontkerkelijking nog overheen, zodat de drie kerken op Heijplaat de een na de ander de poorten moesten sluiten. Zo ook de Nederlands Hervormde Julianakerk. Vanaf 1930 hadden hier tal bruiloften, dopen en begrafenissen plaatsgevonden. De ijkpunten in het leven werden hier beleefd. Maar wat zo lang een centraal punt voor de geloofsgemeenschap was geweest, had z’n functie verloren en stond nu leeg.

Buitenkans
“Nima, de kerk staat te koop. Je moet echt komen kijken.” Oud-Bouwkundestudent Nima Morkoç (nu 29) werd in het voorjaar van 2017 gebeld door zijn vader die op Heijplaat woont. Woningcorporatie Woonbron had de Julianakerk aan de Zaandijkstraat na tien jaar leegstand in de verkoop gedaan. Eerst trok het hem niet erg, vertelt hij vier jaar later als we elkaar treffen in de verkoolde ruïne.

Morkoç senior, Nima’s vader, woont nog steeds achter de kerk in de pastorie. Hij overtuigde zijn zoon ervan dat het een buitenkans was om samen de kerk en de pastorie te kopen. Nima de kerk, zijn vader de pastorie. Ze tekenden het contract in maart 2017.

Vier Delftse bouwkundevrienden voelden er wel voor om erin te trekken: Dominik Lukkes, Matthijs van Mulligen, Stijn van den Berg en Kenzo van Egeraat. De masterstudenten zouden binnen de kerk vijf tiny houses construeren als woonverblijf. De kerkzaal zou zo beschikbaar blijven voor feesten, filmvoorstellingen of diners. Op de galerij was er ook plek voor een schilderatelier voor Nima’s zus Mina (“best verwarrend soms die namen, ja”), die toen rechten studeerde aan de Erasmusuniversiteit.

Kort voor de zomer zei iedereen zijn kamer op, en bracht de spullen naar Heijplaat. Vijf studenteninboedels en de inhoud van een schildersatelier. Er was toch ruimte zat in de kerk. Na de zomer zouden ze aan de slag gaan met de inrichting, maar nu eerst vakantie.

NL-alert
Op zondag 6 augustus 2017 kwam Nima Morkoç terug van een wandelvakantie en ging bij z’n moeder langs in Blijdorp om een wasje te draaien. Het blijft altijd fijn om goed verzorgd te worden. Even na 11 uur ’s avonds belde zijn vader op: “Nima, je moet komen. Er is brand in de kerk!” “Dan moet je mij niet bellen, maar de brandweer”, grapte hij nog. Maar eenmaal in de auto was er niet veel meer te lachen. Z’n mobieltje bleef tingelen van de berichten en rond half twaalf kwam daar een NL-alert overheen. Rijdend over de Erasmusbrug zag hij rechts al de vuurzee en de rookwolken die vanaf Heijplaat over het centrum van Rotterdam trokken. Het Erasmus-MC had de toevoer van de ventilatie alvast afgesloten.

Zijn vader die in de kerk aan het blussen was, werd er snel door de brandweer uitgehaald. Het vuur breidde zich in razend tempo uit en versterking kwam van alle kanten. Uiteindelijk waren er twintig brandweerwagens bij betrokken, veertig mensen moesten hun huis uit, en pas tegen drie uur in de ochtend had de brandweer het vuur onder controle.

Rijnmond berichtte de volgende dag: ‘Rotterdam, 7 augustus 2017 – De Julianakerk aan de Zaandijkstraat op Heijplaat is zondagavond laat grotendeels in de as gelegd. Het vuur greep razendsnel om zich heen en verspreidde veel rook, die ook over de rivier trok richting het centrum van de stad. Er zijn geen slachtoffers gevallen. De torenspits -die van hout was- het dak en de ruimte daaronder zijn afgebrand. Alleen de stenen muren en de kerktoren staan nog overeind. Het gebouw moet als verloren worden beschouwd.’

“Wat was de oorzaak?”, is de op één na meest gestelde vraag. Alleen “Was het een verzekeringstruc?” werd hem alleen nog vaker gevraagd. Volgens Morkoç hebben experts geconcludeerd dat een defecte ventilator de meest waarschijnlijke verklaring is. Die stond parallel geschakeld met een lamp, en heeft na verloop van dagen of weken vlamgevat. De brandende lamp was vergeten in de vakantie, maar niemand kon weten dat er ook nog een vastgelopen ventilator onder spanning stond.

De vrienden waren allemaal nog op vakantie: Kenzo in Nederland, Stijn in Columbia, Matthijs in India en Dominik in Detroit. Maar uiteindelijk bevonden ze zich allemaal in dezelfde situatie: al hun spullen verloren en dakloos.

“Ik verzamelde vroeger best veel”, kijkt Nima Morkoç terug. “Ik had al m’n schriften bewaard vanaf de basisschool. Ik verzamelde postzegels, munten en schelpen. Bij de laatste verhuizing had ik 17 dozen met boeken en daarnaast nog m’n kleding.”

“Na de brand was ik een tijd best verdrietig om alles wat ik kwijt was. Nu leef ik minimaler. Bij een verhuizing heb ik nog maar drie dozen.”

‘Erotisch en intens’
Een afstudeerproject was hem in de schoot geworpen: een nieuwe functie vinden voor de afgebrande kerk. Maar de oefening was verre van academisch. Nima kreeg echt te maken had met verzekeraars, advocaten en de gemeente. Van de studiefinanciering kon hij niet leven, dus verdiende hij ernaast nog bij met het geven van rondleidingen.

Het was een tijd van spullen kwijt, puinruimen, ondertussen afstuderen en in een keuken slapen. Tussen de muren van de afgebrande ruïne organiseerden Morkoç en zijn vrienden een openluchtbioscoop, een fototentoonstelling, een tostitreffen en andere vormen van culturele gezelligheid.

Wat bepaalt eigenlijk de monumentaliteit van de kerk voor z’n omgeving? Dat is de drijvende vraag in de afstudeerscriptie Social Monumentality van Nima Morkoç (2018). De monumentaliteit lag niet in het gebouw zelf, wat Morkoç omschrijft als een schuur met een klokkentoren (‘a barn with the addition of a bell-tower’). En vreemd genoeg ook niet in de functie: ‘the church was empty for 10 years and nobody seemed to care.’

Hij kwam erachter dat er in Nederland momenteel zo’n 600 kerken leeg staan, en dat daar wekelijks gemiddeld twee bij komen. De leegstand van religieus erfgoed is zo’n omvangrijke en ingewikkelde kwestie dat er een speciaal platform voor is opgericht om kennis, netwerken en ervaringen te koppelen.

Wat voor de Julianakerk geldt, inmiddels Project Juul genoemd, gaat voor meer kerken op: de sociale verbanden zijn verdwenen, bewoners kijken niet meer naar elkaar om, de samenhang verdwijnt en eenzaamheid neemt toe. De vraag, en ook de opdracht die Morkoç zich stelt, is: hoe kan de sociale monumentaliteit van de Julianakerk hersteld worden op een manier dat Heijplaat er baat bij heeft?

Het gaat om een herstel van sociale verbanden die al lang voor de brand uitbrak verdwenen waren.

Paradoxaal genoeg heeft de brand de toekomst van de Julianakerk weer op de kaart gezet. De uitgebrande ruïne trekt de aandacht. “De kerk verkeert in de meest kwetsbare naakte fase van z’n bestaan”, schrijft Morkoç. “Daarom zal alles wat erna komt erotisch en intens zijn in zowel ruimtelijk als sociaal opzicht en daarom interessant om naar te kijken.”

Na 120 varianten kwam Morkoç met een ontwerp voor woonruimten voor studenten en werknemers van startups op het terrein van RDM Rotterdam. De woonruimten zijn om de leegte van de kerk heen gebouwd. Twee blokken aan weerszijden van de klokkentoren, en één woonblok op de plek van de pastorie. Het is alsof de jonge architect de voormalige kerkruimte toen nog niet durfde aan te pakken. Die ruimte, tussen de oude raamloze kerkmuren, bleef beschikbaar als ontmoetingsplaats voor omwonenden.

Zijn afstudeerwerk werd een 7 beloond.

Betaalbare woningen
Na zijn afstuderen ging Morkoç aan de slag als assistant designer bij West 8 ontwerpbureau voor stedenbouw en landschapsarchitectuur, waar hij eerder stageliep. Vorig jaar maakte hij de overstap naar Mei architects and planners, een bureau dat bekend werd met het 50-meter hoge volledig houten wooncomplex SAWA. Daarnaast heeft hij steeds een dag in de week vrijgehouden voor de herontwikkeling van de Julianakerk als project van zijn bedrijf HUM Design & Development.

“Het is een soort traineeship geworden in stedenbouw, architectuur, landschapsarchitectuur, juridische zaken, commerciële haalbaarheid en bestemmingsplannen”, zegt hij terugkijkend. Voordat er überhaupt plannen uitgewerkt konden moesten het bestemmingsplan en de erfpacht veranderd worden, en de welstandscommissie moest ermee akkoord gaan.  Een nieuwe bestemming moest aan al die voorwaarden voldoen en bovendien moest het eindproduct een aanwinst zijn voor Heijplaat. Herbestemmingen als zwembad, bioscoop, hotel en winkelcentrum vielen af vanwege te weinig verwachte bezoekers, en dus economisch niet levensvatbaar.

Na 23 afwijzingen sprongen eind 2019 voor Project Juul eindelijk één voor één alle lichten op groen. In november 2019 ging de welstandscommissie akkoord met het plan, een jaar later tekende aannemer BIK Bouw de bouwteamovereenkomst. De aannemer was vorig jaar tweede geworden in de Rotterdamse Architectuurprijs met z’n verbouwing van de Noordsingelgevangenis in appartementen. “Als de gevangenis zo mooi wordt, wil ik er ook wel zitten”, reageerde een stemmer.

Afgelopen zomer volgde de aanvraag van de bouwvergunning. ‘Dit is heel spannend want het betekent dat we eindelijk de volgende stappen kunnen zetten in de verkoop samen met Ooms makelaars. De voorbereiding daarvoor is nu in volle gang’, aldus Morkoç op zijn website.

Morkoç had inmiddels een sterke voorkeur ontwikkeld voor de herbestemming als woningen. “Het is de grootste opgave voor onze generatie architecten: betaalbare woningen maken. Iedereen die ik ken loopt er tegenaan.”

Natuurlijk strookte dat niet met het bestemmingsplan van de kerk, maar daar viel over te praten. “In gesprek met de gemeente moet je niet confronterend optreden”, heeft Morkoç geleerd. “Je moet ze mee zien mee te krijgen in je plan, waarbij het hun rol is om de algemene kwaliteit te handhaven.”

De gemeente had een voorkeur voor ruimere en duurdere huizen voor welgestelde gezinnen, maar Morkoç maakte een andere keuze: hij duwde het ontwerp in de richting van vier compacte (110 m2) en betaalbare woningen (rond de 4 ton) binnen de contouren van de kerk. De pastorie, waar zijn vader woont, maakt geen deel meer uit van het plan.

De woningen zijn ingericht op het moderne leven en werken: op de begane grond speelt zich het actieve leven af met koken, eten, sociale interactie en gemeenschappelijke open tuin. De eerste verdieping is ingericht als slaapverblijf met op de tweede verdieping een hoge en ruime thuiswerkplek. De vensters aan de buitenkant zijn rechthoekig en strak, in hervormde stijl. Aan de binnenplaats zijn de glaspartijen ruimer en ronder. Heggen ontbreken en de ruimte tussen de huizen is bedoeld als ontmoetingsplaats in de beschutting van de oude kerkmuren.

Via de website hebben zich zo’n 180 belangstellenden gemeld voor de vier woningen, zodat Morkoç verwacht dat de verkoop ondanks de beperkende zelfbewoningsplicht vlot zal verlopen. De bouw zou dan eind dit jaar beginnen met een geplande de oplevering eind 2022.

Rode torenspits
Wie straks door z’n oogharen kijkt ziet de toren en het hoge dak van de Julianakerk weer terug, met een open sleuf in het midden. Wit gestucte muren contrasteren met de bakstenen resten, maar ’s avonds staan juist de bakstenen muren in het ledlicht, en keert het vertrouwde beeld van de Julianankerk in het straatbeeld terug. De gereconstrueerde open torenspits zal dichtgroeien met een bijzondere klimopsoort die de torenspits groen kleurt. Maar eens per jaar, in de herfst, verkleuren de bladeren en zetten de torenspits in een rode gloed. Als herinnering aan de brand die alles in gang heeft gezet.

Wanneer eind volgend jaar de nieuwe bewoners de woningen betrekken heeft de jonge architect een oplossing aangereikt voor twee dringende kwesties in de woningbouw en stedenbouw: leegstand van religieus erfgoed én behoefte aan betaalbare starterswoningen. “In de architectuur werkt men graag met referenties, met iets wat eerder is gedaan”, weet Morkoç. “Ik hoop dat project Juul een inspiratiebron wordt voor die honderden leegstaande kerkgebouwen waarmee men zich nu geen raad weet.”

Meer informatie:

• Project Juul of HUM design & development: www.wonenbijjuul.nl
• De kerkvernieuwers: www.kerkvernieuwers.nl
• Het nieuwe RDM-terrein: www.rdmrotterdam.nl

Posted in Artikelen, Delta, Nakijken.

Tagged with , , , , .


Emma zat in Delft terwijl haar ouderlijk huis overstroomde

De zomervloed in Venlo. (Foto: Jenske via Flickr)

Na een paar dagen regen schoot het waterpeil in Limburg plotseling omhoog. Wat was er aan de hand? Waren we goed voorbereid? En kwam het door klimaatverandering?

Read in English on TU Delta

IO-studente Emma Dijkstra kreeg deze zomer verontrustend berichtjes op haar Whatsapp. Haar familie (vader, moeder en broer) in Maastricht hadden de opdracht gekregen hun huis te verlaten. Ze wonen daar prachtig in de wijk Heugem, met zicht op de Maas. Maar dat was nu net het probleem. Het was donderdag 15 juli 2021, en er werd een stijging van de rivier verwacht van tussen de 0,8 en 5 meter. Omliggende woningen werden uit voorzorg ontruimd. “U moet hier echt weg”, had een handhaver tegen haar vader gezegd. Ze hebben nog spullen uit de kelder op tafels gelegd en zijn later die avond naar vrienden vertrokken om daar te slapen. “Ik wilde dat ik wat kon doen”, zegt Emma achteraf. Maar ze zat te ver weg in Delft. “Ik voelde me nutteloos. En we wisten niet hoe hoog het water zou komen.”

“Het was een extreme gebeurtenis”, kijkt prof.dr. Pier Siebesma terug. Hij is als hoogleraar atmosferische wetenschappen verbonden aan de faculteit Civiele techniek en Geowetenschappen en werkt daarnaast als onderzoeker bij het KNMI. “Een lagedrukgebied bleef dagenlang hangen boven het grensgebied tussen België en Duitsland. Zo’n lagedrukgebied zuigt lucht uit de omgeving aan. Die lucht was extra vochtig omdat het warm was en omdat het veel geregend had in de weken daarvoor. Die lucht komt in het lagedrukgebied bij elkaar en wordt als een spons uitgeknepen. Normaal gesproken beweegt zo’n gebied mee met de stroming in hogere luchtlagen – de straalstroom. Nu bleef het op z’n plaats en viel er op dinsdag en woensdag plaatselijk tot wel 150 mm regen. Normaal valt er in Nederland 800 mm in een heel jaar. De weersverwachtingen hadden dat overigens wel correct voorspeld.”

“Ik ben er vrijdag gelijk naartoe gegaan”, vertelt Emma. De trein reed niet verder dan Sittard, maar haar moeder kon haar afhalen met de auto. Eenmaal thuis zag ze het water in de Maas hoger dan ze ooit had gezien. Op de ondergelopen camping aan de overkant van de weg zag ze caravandaken uit het water steken.  De woonkamer stond nog vol met spullen uit de kelder. In de kelder was het water niet hoger gekomen dan je enkels.

Vlotte afvoer

“De dijken langs de Maas hebben het goed gehouden”, stelt prof.dr.ir. Bas Jonkman vast. Het probleem zat volgens de hoogleraar waterbouw (faculteit CiTG) dit keer vooral bij de zijrivieren. Zo trad het riviertje de Geul buiten z’n oevers, wat veel overlast veroorzaakte in Valkenburg. Ook de autosnelwegen A2 en A79 raakten tijdelijk onbegaanbaar. “Er is een probleem bij de entree van zijrivieren als de hoofdrivier ook hoogwater heeft. De zijrivier kan z’n water dan niet kwijt en het water stuwt op. Dat kwam door de regenval in het hele stroomgebied. Dat effect moeten we nader belijken.”

Een tweede aandachtspunt is voor Jonkman de rol van waterbuffers. Waterberging De Dem bij Hoensbroek liep over, en het leger moest eraan te pas komen om met zandzakken de wanden van de berging te versterken. Bewoners van een lager gelegen woonwijk hielden hun hart vast. “Misschien was de buffer niet stevig genoeg, of was er onvoldoende rekening gehouden met het risico van overstroming”, zegt Jonkman.

Na de overstromingen van de Maas in 1993 en 1995 zijn veel maatregelen genomen om de afvoer van het rivierwater te verbeteren. Onder het programma ‘ruimte voor de rivieren’ heeft Rijkswaterstaat overstromingsgebieden ingericht en nevengeulen gegraven. Heeft dat geholpen? “Elk project scheelt een paar centimeter waterhoogte”, zegt Jonkman. “Maar als geheel heeft het goed gewerkt want de hoeveelheid water die door de Maas stroomde was meer dan toen, maar de waterstand was lager.”

Zaterdag was het water al flink gezakt, ook rond de caravans. Vegen bruine laag modder bedekten het gras. De zon was doorgebroken en de terrassen in de binnenstad waren weer open. Op haar weg daar naartoe zag Emma het water onder de brug kolken: woest, bruin en smerig. Maar wel een stuk lager dan eerst. “Heel gek dat het water zo snel weer weggaat”, zegt ze.

Net als bij eerdere overstromingen in New Orleans, Thailand en Houston heeft Jonkman ook nu weer fact finding missie opgezet, dit keer in samenwerking met Deltares en het KNMI. Verzamelde gegevens over regenval, rivieren, crisisrespons, schade en volksgezondheid vormen de basis voor een rapport en een al dan niet fysieke bijeenkomst eind september. Voorlopig denkt Jonkman dat er meer aandacht zal moeten komen voor een betere afvoer van kleine rivieren, bijvoorbeeld door de aanleg van nevengeulen, en voor een veiligere constructie van afvoerbekkens.


Stationair onheil

Veel mensen zien deze overstroming als gevolg van klimaatverandering. Hoe kijkt Siebesma daar tegenaan? “Voor een gedeelte is dat zo. In Europa is het door klimaatverandering gemiddeld twee graden warmer geworden, en voor elke graad warmer bevat lucht 7% meer water. Dus klimaatverandering brengt meer vocht in de atmosfeer. Maar of het stilstaan van een lagedrukgebied ook een gevolg is van klimaatverandering, daar zijn we nog niet uit. Een collega van me, Geert Jan Oldenburg op het KNMI, gaat daar onderzoek naar doen.”

Er is wel wat voor te zeggen. De straalstroom, die hoge- en lagedrukgebieden meesleept, wordt aangedreven door het temperatuurverschil tussen pool en evenaar. Doordat de temperatuur vooral in het noordpoolgebied stijgt, verzwakt de aandrijving van de straalstroom die meanderend van west naar oost beweegt. Toevallig verscheen begin juni een studie naar ‘quasi-stationaire lagedruksystemen’ waarin de onderzoekers schrijven: ‘Onze simulaties laten zien dat in Europa systemen met extreme regenval zich langzamer verplaatsen als gevolg van klimaatverandering, waardoor de lokale blootstelling aan extreme neerslag verder toeneemt.” Intense regenval kan aan het eind van de eeuw veertien keer sterker zijn, hebben ze berekend.

 “Dat klinkt wel aannemelijk”, zegt Piersma. ”Maar of de snelheid van straalstroom echt minder is geworden, of de slingeringen groter, dat weten we niet”, Hij zou graag samen met het KNMI een analyse doen van weergegevens van de afgelopen veertig jaar om te zien of daar veranderingen in de straalstroom uit naar voren komen.

“We hebben veel geluk gehad” zegt Emma achteraf. “Ik heb vriendinnen bij wie het hele huis was ondergelopen.” Hoe kijken haar ouders erop terug? “Ze gaan zich beter voorbereiden. Ze gaan zandzakken klaarleggen voor het geval dat, en ze gaan kostbare zaken en belangrijke documenten naar zolder brengen. Maar verhuizen, nee, dat echt niet.”

Lees op TU Delta

Posted in Delta, Nakijken.

Tagged with , .


Wie bezit er nu een paal in zee?

Jan van der Tempel: “Bij metershoge golven kun je niet overstappen op een windturbine. Met een Ampelmann kan dat wel.” 

Voor de ontwikkeling van de Ampelmann loopbrug is Jan van der Tempel genomineerd voor de uitvindersprijs van het Europees patentbureau. Maar in zijn hoofd bruist zoveel meer.

De Horizon City heeft twee Ampelmannen op het achterdek. 

IJmuiden, half acht in de ochtend. Tegenover een vervallen kroeg verzamelen zo’n twintig mensen zich op de kade. Een compact gebouwde man met bruine krullen begroet iedereen met een eigentijdse elleboogboks. Welkom, zegt dr.ir. Jan van der Tempel (47), ceo van het bedrijf Ampelmann en de organisator van de offshore excursie. Als iedereen voorzien is van veiligheidsschoenen, helm, bril en bedekkende kleding stapt het gezelschap aan boord van de Horizon Star – een honderd meter lang bevoorradingsschip voor de offshore. De brug met helikopterdek vormt de voorzijde van het schip. Het achterschip is een enorm open dek. Er staan twee hydraulische loopbruggen van het fabricaat Ampelmann opgesteld waar tussendoor mannen (en één vrouw) in oranje overalls lopen. Hoe die loopbruggen werken en wat het verschil tussen beiden is, dat gaan we vandaag zien. “Dat is typisch, Jan”, zegt een van de ingenieurs in oranje overall. “Gewoon aan het einde van een week dat we een loopbrug afregelen een dagje organiseren voor relaties en pers. Dat doet verder niemand.” Net als niemand anders een paal in de Noordzee bezit, maar daarover later meer.

“Dat overstappen lossen we later wel op – dat was de mentaliteit toen.”

Biergarten

Het idee voor de Ampelmann ontstond in 2002 op een terras in Berlijn, waar een groot offshore windsymposium plaatsvond. Van der Tempel was na een jaar met Boskalis bij het Deense offshore windpark Horns Rev teruggekeerd naar de TU Delft. Hij was bij prof.dr.ir. Jan Vugts (faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen) en prof.dr. Gijs van Kuik (Luchtvaart & Ruimtevaarttechniek)  promotieonderzoek gaan doen naar de draagstructuren van windturbines.. Het groeiperspectief van offshore wind was  al duidelijk, men dacht aan 10 duizend windturbines op de Noordzee. Hoe die allemaal gebouwd en onderhouden moesten worden, dat was een probleem voor later.
“Dat overstappen lossen we wel op, was de heersende mentaliteit”, herinnert Van der Tempel zich. Hij  had al vaker moeten overstappen van een schommelend schip naar een vaste stalen paal. Dat moest anders, vonden de twee Nederlandse ingenieurs in de Biergarten: Jan van der Tempel en David Molenaar. Het moest veiliger, beheerster en beter. Overstappen op zee moest net zo veilig worden als de straat oversteken.
Met de iconische Berlijnse Ampelmann op ieder voetgangerslicht in de Duitse hoofdstad was de bedrijfsnaam gauw gevonden. En de oplossing voor het overstappen hadden ze ook al bedacht: met een hexapod die ze kenden van de vluchtsimulator. Daar wordt elke translatie en rotatie opgewekt door drie paar hydraulische cilinders op drie hoekpunten van een rond frame. De Ampelmann zou omgekeerd moeten werken: de cilinders compenseren de bewegingen van het schip zodat het frame met de uitschuifbare loopbrug stilstaat, terwijl het schip eronder dobbert op de golven.

De technische ontwikkeling deed Van der Tempel naast zijn promotieonderzoek met hulp van bachelor- en masterstudenten die hij als promovendus begeleidde. “In 2005 was het machientje klaar”, vertelt hij. Op een amateurvideo schudt hij een kastje op en neer terwijl naast hem een platform ter grootte van een salontafel de bewegingen met enige vertraging volgt. Het prototype werkte. Van der Tempel volgde ondertussen ondernemerscolleges en schreef een businessplan dat meteen een prijs won.
Dankzij een subsidieaanvraag met Shell, “veel koffiedrinken en enthousiast praten” kon Van der Tempel zijn eerste levensgrote Ampelmann laten construeren. Het apparaat werd in 2007 getest bij het Noordzee windpark, waar ook Shell in deelnam.  Later volgde een demonstratie met 25 genodigden aan boord van een schip bij een boorplatform voor Scheveningen dat door Smit verwijderd werd. “Er stond storm op zee met twee-en-halve meter golfhoogte. Dan kun je niet meer overstappen – het werk heeft daar een week stilgelegen – maar met de Ampelmann kon dat wel.” Een betere demonstratie had hij niet kunnen wensen.

Na die eerste demonstratie groeide Ampelmann uit tot een bedrijf met 350 werknemers. Het bedrijf onderhoudt een vloot van 65 hydraulische loopbruggen in een leaseconstructie waarmee wereldwijd zes miljoen mensen en 17 duizend ton aan vracht zijn overgezet. Je zou denken dat Van der Tempel er de handen vol aan heeft, maar hij blijkt er tal van nevenactiviteiten op na te houden. In Delft is hij medeoprichter van de offshore academie De Oude Bibliotheek. Gevestigd in het oude gebouw van de UB (Raam 180) organiseert DOB-academy cursussen in offshore energie, houdt bijeenkomsten en congressen, en produceert educatieve video’s in een eigen studio.

Het Prinses Amalia windpark telt 60 turbines van 2 MW.

Zeehondje

Terug naar nu. Na twee uur varen komt de Horizon Star tot stilstand naast het Prinses Amalia windpark, 23 kilometer uit de kust van IJmuiden. Het is een zonnige dag met een kalme zee door de matige aflandige wind. Met de boeg tegen de richting van de stroming vaart het schip zijdelings het windpark binnen, op weg naar een stilstaande turbine. Daar heeft Eneco, de eigenaar van het park, toestemming gegeven om de loopbruggen te demonstreren. De tocht door het windpark verloopt stapvoets en stopt tenslotte op enkele meters van de paal. Het schip wordt door de dynamic positioning op de plek gehouden, ongeacht wat wind en stroming doen. Een zeehond zwemt om de paal van de turbine heen, laat zich meevoeren door de wervelende stroom, duikt onder en komt dan bovenstrooms weer naar boven. Het lijkt wel een pretpark voor zeehondjes hier.

Een primeur voor de A43e, met ‘e’ voor elektrisch. 

Drie seconden groen

Wanneer de cilinders zich zoemend uitstrekken komt het platform van de Ampelmann omhoog als een kermisattractie. Eenmaal op hoogte stabiliseert het platform zich, en vanaf het platform zien mensen het schip onder zich bewegen. De operateur richt de loopbrug naar de omloop van de windturbine en strekt de brug uit totdat die met een brede rubber bumper contact maakt. Aan de voet van de loopbrug, op het platform, floept het stoplicht drie seconden op groen: er mag iemand oversteken. Een Ampelmann medewerker loopt de brug over naar de windturbine en kan zonder het minste risico overstappen. Het zebrapad op zee werkt volgens specificatie tot 2,5 meter significante golfhoogte.

Ampelmann: oversteken bij groen licht.

De Ampelmann A-type die we vandaag zien is de eerste elektrische versie – en de voorloper van alle volgende. De hydraulische druk wordt opgewekt door twee elektrische pompen voor iedere cilinder (bij een Ampelmann is alles dubbel uitgevoerd met het oog op veiligheid en bedrijfszekerheid). Doordat bovendien elektriciteit wordt opgewekt als olie van hoge naar lage druk stroomt is het energieverbruik met 75 tot 90% verminderd ten opzichte van de standaardmachine (nu 45 kilowatt). Ook is het gewicht teruggebracht van 45 naar 25 ton.

“Vanaf nu worden alle nieuwe A-type machines elektrisch”, vertelt Van der Tempel. “Daarna gaan we ook bestaande machines elektrificeren, en ook het E-type dat een langere slag heeft.”

Koffiebekerprincipe

Van der Tempel heeft grote plannen met z’n proefpaal in de Noordzee.

‘De paal van Jan’ wordt het genoemd – de kale stalen pijp net buiten het Amalia windpark. Er zijn niet veel mensen met een eigen paal in de Noordzee, maar Van der Tempel heeft de extra paal laten slaan om zelfstandig offshore experimenten te kunnen doen. Werknemers kunnen er Ampelmanns testen en afregelen. In oktober wil Van der Tempel hier een nieuwe manier van offshore constructie testen. Hij weet wat een gedoe het is om een met een kraan een paal precies op de goede plek te krijgen en er dan ook nog bouten doorheen te bevestigen. Zijn alternatief beschrijft Van der Tempel als de omgekeerde koffiebekertjesmethode: alle delen zijn conisch van vorm (ze lopen enigszins taps toe) en zakken vanzelf goed over elkaar. Als de demonstratie in oktober goed verloopt kan dat de constructie van duizenden nieuwe windturbines in de Noordzee aanzienlijk vereenvoudigen.

Zwierende zeecontainers zijn een nachtmerrie in de offshore.

Dan komt het grotere werk. Het E-type is de grotere en zwaardere Ampelmann die geschikt is tot een significante golfhoogte van 4 meter. Voordat die in beweging komt starten twee diesel-aangedreven hydraulische pompen op. Het E-type is een zware jongen die tot 500 kW nodig heeft. Nu pas valt op hoe stil het kleinere elektrische A-type was. De zware kraan strekt de loopbrug steil de lucht in, en laat een haak vieren waar een kleine container aangehaakt wordt. Met zijn stalen loopbrug kan de E-type als kraan worden ingezet om onderdelen over te zetten zonder dat de tonnen-zware container gevaarlijk door de lucht begint te zwieren.

De Ampelmann-ingenieurs stralen trots en kameraadschap uit. 

Hoge druk

Van der Tempel leidt het bedrijf, maar is daarnaast volop bezig met andere vernieuwingen voor de offshore sector. Wie een tijdje met hem staat te praten hoort hem naast Ampelmann ook over De Oude Bibliotheek, over trillen van palen in plaats van heien, en de Delft Offshore Turbine. Dat is een project (DOT BV) in samenwerking met de TU Delft waarbij boven in een windturbine geen generator zit, maar een hydraulische pomp die zeewater op hoge druk brengt (honderden bars). Het zeewater onder druk kan elders een turbine aandrijven. Volgens het DOT-concept drijven meerdere windmolens een gezamenlijke grote turbine aan. Voordelen van het gepatenteerde idee zijn: eenvoudiger constructie van de windmolens, minder gewicht boven in de toren, minder componenten, waardoor minder storing en onderhoud.

Fotosessie op het helikopterdek.

Na de geslaagde demonstratie heerst op de terugreis een ontspannen sfeer onder de Ampelmann-ingenieurs. Ze zijn zonder uitzondering afkomstig uit Delft met veelal een achtergrond in offshore en werktuigbouw. Met zijn twaalven hebben ze de hele week aan de nieuwe elektrische Ampelmann gewerkt, en nu op de terugweg laten ze zich vereeuwigen op de loopbrug en op het helikopterdek. Ze stralen iets uit van trots en kameraadschap.

“Bij een ander bedrijf van deze grootte heb je een vertegenwoordiger die met de klant praat, een ontwerpafdeling die achter de computer zit, de constructieafdeling, testers enzovoorts”, vertelt een van de ingenieurs als ik hem vraag hoe het is om hier te werken. “Maar hier doen we dat allemaal zelf. Tot en met de oplevering om te horen wat er nog anders of beter moet.”

Het hoofd van Van der Tempel bruist van de ideeën. “Weet je wat het mooie is van zeewater onder hoge druk”, vraagt hij. Ja, je kunt er stroom mee opwekken, maar je kunt er via omgekeerde osmose ook zoet water van maken. En uit zoet water maak je met elektrische stroom waterstof. Van der Tempel ziet het al voor zich: onbemande fabrieken op zee die via een pijpleiding groene waterstof leveren.

De Horizon Star ligt weer langs de Loggerkade in IJmuiden. Relaties, pers en Ampelmanners hangen over de reling en praten met elkaar in de avondzon. Na een trip van tien uur wil iedereen van boord, maar om een of andere reden kan dat niet. Dan start de bemanning een kraan op om de loopplank uit de stelling te hijsen en neer te laten op de kade. Dat duurt eindeloos. “Waarom gebruiken we eigenlijk geen Ampelmann?”, stelt iemand vrolijk voor

OCTROOIBUREAU

In de database van het Europese Octrooibureau (EPO) staat een reeks van patenten op naam van Jan van der Tempel, vaak in combinatie met andere:

Schip met platform op bovendek dat zijn positie kan regelen, TU Delft, 2006

Uitschuifbare loopbrug, TU Delft, 2008

Onkruidverdelgingsapparaat, TU Delft, 2008

Hydraulische windmolen, TU Delft, 2009

Aanhaakmechanisme voor loopbrug, Ampelmann, 2015

Hexapodsysteem (vervolg), Ampelmann, 2015

Hexapodsysteem (vervolg), Ampelmann, 2019

Koffiebekersysteem voor offshore, DOT bv, 2020

Hydraulische windmolen, DOT bv, 2020

Offshore transportsysteem, DOT bv, 2021

•          Lees ook: Uitvinder Ampelmann in finale European Inventor Award

•          Stem mee in de European Inventor Award

Posted in Delta, Nakijken.


Groene waterstof brengt elektriciteit en gas samen

Waterstof is de ultieme CO2-vrije energiedrager. TU-onderzoekers maken plannen voor een toekomst met groene waterstof in de hoofdrol, voor zowel elektriciteit als brandstof.

Illustratie: Stephan Timmers | Totalshot

Er is iets vreemds aan de hand met groene waterstof – waterstof die CO2-vrij is opgewekt met stroom uit zon of wind. Iedereen wil het hebben, maar feitelijk bestaat het niet.

De Kabinetsvisie Waterstof stelt: ‘Industriële clusters en havens zien waterstof als een onmisbaar onderdeel van hun toekomst. Voor de transportsector is waterstof cruciaal voor het bereiken van emissievrij vervoer. De agrarische sector ziet kansen (…). Steden, regio’s en provincies willen met waterstof aan de slag.’ 

Tegenover dit eensluidende enthousiasme steekt de realiteit nogal schriel af. Want nog geen 0,1% van de waterstof is CO2-vrij geproduceerd, constateert een recent rapport (1) van het International Energy Agency (IEA).

Het kleurloze gas waterstof kent in publicaties een waaier aan kleuren. Het meest algemeen is ‘grijze’ waterstof dat uit aardgas wordt bereid door methaan en stoom onder hoge druk en temperatuur samen te brengen. Als de daarbij vrijkomende CO2 afgevangen en op-geslagen wordt, heet de waterstof ‘blauw’. ‘Groene’ waterstof ontstaat bij elektrolyse (splitsing van water in H2 en O2) met stroom uit zon of wind. Als die stroom in Nederland is opgewekt kleurt de waterstof ‘oranje’.

Momenteel is grijze waterstof het goedkoopst en kost groene waterstof uit elektrolyse ongeveer het dubbele (2). Die prijzen bewegen mee met de aardgasprijs respectievelijk het tarief voor groene stroom. In de komende tien jaar wordt als gevolg van opschaling van elektrolyse een prijsdaling voor groene waterstof tot wel 60% verwacht. (3)

Schakel

Groene waterstof is de schakel tussen elektriciteit en gas. Elektrische stroom produceert waterstof door elektrolyse, en waterstof produceert elektrische stroom in een brandstofcel of als brandstof in een gasturbine.

Dat besef van omkeerbare uitwisseling tussen energievormen heeft de netbeheerders TenneT (stroom) en Gasunie (gas) in elkaars armen gedreven, met een gezamenlijke toekomstvisie (4) tot gevolg. 

Volgens het klimaatakkoord van Parijs moet de emissie in 2050 met 95 procent gereduceerd zijn. Onder druk hiervan, voorzien Gasunie en TenneT een sterke groei in zonne- en windenergie in combinatie met grootschalige omzettingen van elektriciteit in waterstof, de productie van synthetische brandstoffen en de ontwikkeling van energieopslag. 

Gas biedt oplossingen voor hardnekkige problemen uit de zich vergroenende elektriciteits-sector. Zo maakt fluctuerende stroom uit zon en wind het moeilijk om het evenwicht te bewaren tussen productie en gebruik van elektriciteit. Dat balanceren wordt een stuk eenvoudiger als een overschot aan productie weggesluisd kan worden naar elektrolysefabrieken.

De wegen naar waterstof zijn de Deltawerken van de energievoorziening

Opslag

Een ander probleem is de opslag. Grote hoeveelheden elektriciteit zijn eigenlijk alleen goed op te slaan in stuwmeren (pumped hydro) die we hier niet hebben. Maar zoutkoepels, waar jaarvoorraden gas in passen, hebben we wel. 

Tot slot: capaciteitsproblemen zijn te verwachten wanneer huishoudens massaal overstappen op warmtepomp en elektrisch rijden. Maar energieaanvoer via waterstof door een voormalige aardgasleiding heeft een tienmaal grotere capaciteit dan een hoogspanningsleiding. Een kleine WKK-centrale op waterstof produceert ter plekke de elektriciteit en warmte. Door een gelukkig toeval zijn de zorgen van de elektriciteitssector (balans, opslag en capaciteit) uitgerekend de sterke kanten van het gasbedrijf.

Gigaproject

Het fossielvrije energielandschap van 2050 steunt zwaar op immense offshore windparken ver op zee. Van daaruit stroomt waterstof via pijpleidingen naar het land. Schepen brengen waterstof uit streken met goedkope zonne- en windenergie in de havens aan land. Water-stofleidingen van West- naar Oost-Nederland voorzien zware industrie van energie, tankstations van brandstof en gedeelten van steden van warmte en elektriciteit. Waterstof is een steun in de rug voor lokale energienetwerken.

Maar hoe komen we daar? Offshore wind speelt een grote rol. Nederland had begin 2020 iets meer dan 1,1 gigawatt aan offshore windparken staan (5). Volgens planning van de Rijksoverheid zal dat moeten stijgen tot 11 GW in 2030 en 70 GW in 2050. Dat is bedoeld om voldoende groene stroom te produceren. Maar dat is bij lange na niet genoeg om ook de overige driekwart van het energieverbruik (brandstof) te vervangen. ‘Waterstofprofessor’ prof.dr. Ad van Wijk gaat er dan ook vanuit dat Nederland straks, net als nu, een flink deel van het energiebudget zal importeren. Maar dan uit streken met goedkope zonne- en windenergie. 

Ook elektrolysers zullen enorm opgeschaald moeten worden. Nu staan er naar schatting enkele tientallen megawatts aan elektrolysers in Nederland, vooral in chloorfabrieken, waar waterstof als bijproduct ontstaat. Volgens de Kabinetsvisie Waterstof zou er in 2025 500 MW aan elektrolysers moeten staan, in 2030 3-4 GW, en in 2040 10 GW offshore. 

Van Wijk heeft een voorstel (6) geschreven voor 2 x 40 GW in Europees verband in 2030. Dat plan is onderdeel geworden van de waterstofstrategie van de Europese commissie (7). 

Zowel offshore wind als elektrolyse zullen dus in de komende decennia een ongekende expansie behoeven. De wegen naar waterstof zijn de Deltawerken van de energievoorziening.

Startpunt

De gaswinning boven Ameland kan een mooi startpunt zijn, vindt Van Wijk. Het aardgas kan ter plekke omgezet worden in CO2 en H2, waarbij het CO2 opgeslagen wordt in een leeg gasveld en het (blauwe) waterstofgas het begin kan zijn van een fossielvrij waterstofnetwerk. 

Waterstof is duurder dan aardgas, weet prof.dr. Kornelis Blok (TBM). “Net als bij zonne- en windenergie zal er in het begin geld bij moeten om de onrendabele top te overbruggen.”

En dat blijft waarschijnlijk ook zo. Als groene waterstof in grote hoeveelheden beschikbaar komt, drukt dat de vraag naar aardgas waardoor de prijs ervan zakt. Het succes van groene waterstof verslechtert zo de eigen de concurrentiepositie. Zonder subsidie of regulering komt de waterstofeconomie daarom niet van de grond. 

Uiteindelijk verwacht Blok dat een energiesysteem gebaseerd op duurzame bronnen vergelijkbaar, of misschien 10% duurder, uit zal komen dan het huidige energiesysteem.

Noten

  1. IEA, The Future of Hydrogen, 14 juni 2019
  2. Machiel Mulder, Peter Perey, José L. Morega, Outlook for a Dutch Hydrogen market, maart 2019
  3. Hydrogen Council, Path to hydrogen competitiveness, A cost perspective, 20 Jan 2020
  4. Gasunie, TenneT, Infrastructure Outlook 2050, April 2020
  5. NWEA, Nederland start inhaalrace offshore wind, 7 feb 2020
  6. Ad van Wijk, Jorgo Chatzimarkakis, Green Hydrogen for a European Green Deal. A 2×40 GW Initiative, 2020
  7. European Commission, A hydrogen strategy for a climate-neutral Europe, Juli 2020

Gepubliceerd in Delft Integraal, december 2020

Posted in Delft Integraal.


Artist in the Lab

Het Kavli-instituut Delft heeft voor een half jaar een kunstenaar in huis. De ‘artist in residence’. De keuze viel op de schilder en beeldend kunstenaar John Walter die al eerder werk maakte over virussen, met name HIV. Hoe zo’n residentie verloopt en wat de verwachtingen zijn vertellen Prof. Cees Dekker en John Walter. De TUTV crew bestond uit Roel Broere en Ward Dijkman.

Posted in Nakijken.