IA Special | Water

IA Special

| mei 2014

56 | Rusland • 56 | Watertechnologie in Rusland • 59 | BioMicroGel

60 | India 111 | China • 60 | Water In India; De uitdaging en de • 111 | Water Sector in China kansen • 63 | New Urban Sanitation Concept • 65 | International Finance Corporation (IFC): 115 | Zuid-Korea Waterprogramma voor de landbouw in • 115 | Koreaanse ICT geleidt water van regen India tot kraan • 119 | Korea’s Smart Water Grid and hybrid desalination technology 66 | Singapore • 66 | Singapore als “Global Hydrohub” • 69 | Singapore moet efficiëntieslag maken in 122 | Verenigde Staten Water-Energie-Afval-nexus en Canada • 72 | ICT voor waterbeheer in Singapore • 122 | Waterverontreiniging in de VS • 125 | Studeer water in Colorado • 127 | Big Data and the Future of Water 75 | Japan Management • 75 | Japan: Systemen voor duurzaam • 129 | Geen leven zonder ultra puur water? watergebruik • 131 | Watertechnologie in de • 78 | Waterbehandeling en hergebruik in Verenigde Staten Japan • 134 | Wateronderzoek en innovatie in de • 82 | Waterbesparende technologieën in Verenigde Staten Japan • 137 | Investeren en innoveren in watertech- • 85 | De kwaliteit van kraanwater in Japan nologie in het westen • 89 | Ontzouting van zeewater: Japans van de Verenigde Staten exporttechnologie • 141 | Water, or the lack there of in California • 93 | Japanse satelliet nieuwe bron voor natuurramp, klimaat en water • 97 | Nieuw NEDO programma voor energie 144 | Brazilië uit de zee • 144 | Nederlands succes smaakt naar meer • 98 | Japanse demonstratieprojecten voor • 148 | Water en Informatie en Communicatie energie uit de zee Technologie in Brazilië • 101 | Japan voortvarend in methaan uit water • 154 | Hoge kosten voor Brazilië door gebrek aan efficiënt water management. 105 | Taiwan • 105 | Taiwan’s Shihmen Reservoir Restoration 162 | Colofon Framework Voorwoord

IA Netwerk – Den Haag ambities ten aanzien van internationaal Special Water innoveren en samenwerken. Wij zijn aanwezig in 16 landen. U kunt direct met één of meerdere Geachte lezer, innovatie attachés contact opnemen. U kunt ons inschakelen voor het leggen van contacten en Voor u ligt de Special van het Innovatie Attaché voor dienstverlening op maat met betrekking Netwerk over het thema “water”. In deze Special tot internationaal innoveren. Innovatie Attachés leest u over internationale trends in research en zijn uw oren, ogen en waar nodig handen, zijn development op het gebied van Delta- en uw vraagbaak, gids en adviseur voor internatio- Watertechnologie in de landen waar het nale innoveren en samenwerken. Daarbij Ministerie van Economische Zaken Innovatie scouten zij naar nieuwe ontwikkelingen Attachés heeft gestationeerd. De Innovatie waarover zij u gevraagd en indien relevant ook Attachés hebben aan de hand van Nederlandse ongevraagd rapporteren. R&D prioriteiten wetenschappelijke en technologische ontwikkelingen, toonaangevende Mocht u naar aanleiding van de inhoud van deze bedrijven, kennisinstellingen en het overheids- Special vragen hebben of onze hulp willen beleid in hun landen in kaart gebracht en met inschakelen, dan staan wij u met veel plezier te een aantal van deze partijen contacten gelegd. woord. Het kan dan gaan over Water, maar Een weerslag hiervan treft u aan in de artikelen uiteraard ook over de andere topsectoren. U die in deze Special gebundeld zijn, maar ook in vindt onze contactgegevens achter in deze de vorm van de gastsprekers die aanwezig zijn special. op de conferentie op 14 mei 2014, die wij samen met Nederlandse netwerkpartijen organiseren. Ik wens u veel leesplezier! Deze sprekers zijn op hun gebied gezichtsbepa- lend voor ontwikkelingen in hun landen. Namens het gehele Innovatie Attaché Netwerk,

Het Innovatie Attaché Netwerk is er voor u: Bart Sattler, bedrijven, kennisinstellingen en overheden met Coördinator Innovatie Attaché Netwerk

4 | IA Water Special IA Congres Innovations for Water Challenges 14 mei 2014 in Delft

De afgelopen maanden hebben de innovatie In de artikelen wordt ingegaan op het innovatie trendwatchers van het Innovatie Attaché Netwerk landschap: welke rol neemt de overheid, is er in kaart gebracht hoe het staat met R&D, de stand sprake van publiek-private samenwerking en/of van de innovatie, het landsbeleid en de strategi- van clustering van bedrijven? We geven inzicht in sche spelers rond Water- en Deltatechnologie. Met de belangrijkste spelers en geven voorbeelden van deze Special bieden wij u de bundeling van dit succesvolle ontwikkelingen in de landen waar het onderzoek aan. netwerk aanwezig is.

U krijgt daarmee snel inzicht in de mondiale De Special begint met een artikel over de stand ontwikkeling rond dit thema. Het netwerk heeft van zake in Nederland. Dit artikel is geschreven gekeken naar de verschillende onderdelen door Maurice Luijten van de Rijksdienst voor van deze onderdelen van de topsector Water. Ondernemend Nederland. Dit artikel is ook Internationalisering van de hoog aangeschre- beschikbaar in het Engels voor uw internationale ven Delta- en Watertechnologie gaat verder dan contacten.Op 14 mei organiseert het netwerk een alleen de commerciële activiteiten. Een aspect dat congres over dit onderwerp. zeker ook aandacht behoeft is de internationale technologische samenwerking. Deze special wil u Wij hopen dat deze uitgave u inspireert en uitdaagt inspireren en kan hopelijk een begin zijn om deze om kansen te zien en op te pakken. We dagen u uit samenwerking op te zoeken. Het Innovatie Attaché dit het begin te laten zijn voor nieuwe initiatieven, Netwerk wil u daar graag bij helpen. die – uiteindelijk- leiden tot een grotere concur- rentiekracht van u, en daarmee van Nederland, op de mondiale markt.

5 | jaargang 52 - 2014, nummer 1

Nederland | Nederland waterland

Nederland

Nederland waterland

Inleiding voorziening (duininfiltratie en membraantechno- Nederland en water zijn onlosmakelijk met elkaar logie) en de afvalwatervoorziening (anaerobe en verbonden. Allereerst door onze ligging: Nederland is aerobe korreltechnologie). gesitueerd in de grootste delta van Europa. Daarnaast ligt een derde van het land onder zeeniveau. De strijd De Nederlandse watersector wordt gezien als tegen het water staat dan ook centraal in de geschiede- een samenspel van drie deelsectoren, namelijk nis van ons land. Zonder de verdediging van onze deltatechnologie, maritieme techniek en water- dijken, duinen en waterkeringen loopt immers minstens technologie. Dit artikel focust op de deelsectoren de helft van Nederland bij vloed onder water. deltatechnologie en watertechnologie. Het cluster maritieme techniek wordt in een later stadium Daar staat tegenover dat het water Nederland ook uitgewerkt door het Innovatie Attaché Netwerk. veel voorspoed heeft geschonken. Denk aan de vruchtbare landbouwgrond en de handel overzee. Topsectorenbeleid Doordat Nederland in één van de meest dicht Nederland behoort tot de top 20 van wereldecono- bevolkte gebieden ter wereld ligt, zijn we gewend mieën. Deze positie heeft Nederland mede te dan- heel zorgvuldig om te gaan met de kwaliteit van ken aan het slim combineren van kennis, innovatie ons water en ons watermanagement. Nederland is en ondernemerschap. Hierdoor kan Nederland een dus met recht een waterland te noemen. significante bijdrage leveren aan de hedendaagse maatschappelijke en economische uitdagingen Dat is dan ook de reden dat we zeer begaan zijn in eigen land en daarbuiten. Om wereldwijd tot met de waterproblematiek in de wereld. De de top te blijven behoren, richt de Nederlandse beschikbaarheid van voldoende en schoon water overheid zich specifiek op negen zogenaamde staat wereldwijd onder druk. Denk bijvoorbeeld topsectoren. Het slim samenwerken in de gouden aan de hongersnood door de extreme droogte driehoek (bedrijfsleven, kennisinstellingen en in Afrika of de miljoenen zieken door de slechte overheid) vormt de basis om in deze topsectoren waterkwaliteit in het door de Tsunami getroffen snel en efficiënt van kennis via kunde naar kassa gebied in Azië. Verder neemt ook het aantal grote te komen. Eén van de negen topsectoren van de overstromingen toe, zoals recent in Engeland. De Nederlandse economie is de topsector Water. Meer verwachting is dat in de komende jaren dit soort informatie over het topsectorenbeleid is te vinden problemen (veroorzaakt door een teveel of tekort op www.topsectoren.nl. aan water) alleen maar zullen toenemen en zullen uitgroeien tot het grootste mondiale probleem van Topsector Water onze tijd. De lijnen binnen de topsector Water worden uitgezet door het Topteam Water. In dit Topteam Leven en overleven in een drukbevolkte delta, die zijn alle geledingen uit de gouden driehoek ver- ook nog eens grotendeels onder de zeespiegel ligt, tegenwoordigd en is daarnaast ook een speciale vraagt om creativiteit en inventiviteit. Van oudsher vertegenwoordiger namens MKB-ondernemers. hebben de Nederlanders deze klus opgepakt Het topteam heeft een zeer ambitieuze doelstelling door innovatieve oplossingen te zoeken, zoals de neergezet, namelijk het verdubbelen van de toege- Hollandsche Waterlinie, de Deltawerken en de voegde waarde van de sector over de periode 2010 Afsluitdijk. Maar het feit dat Nederland een qua tot 2020. Meer informatie over de topsector water oppervlak klein maar drukbevolkt land is, vraagt is te vinden op www.topsectorwater.nl. ook innovatieve oplossingen voor de drinkwater-

7 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Nederland | Nederland waterland

Onder het Topteam acteert per inhoude- Het Nederlandse kennislandschap bestaat Uitdagingen in Nederland lijk cluster een kernteam. Daarnaast zijn niet alleen uit universiteiten, maar ook uit De actuele R&D-speerpunten in de er twee speciale kernteams, één gericht een aantal gerenommeerde onderzoeksin- Nederlandse watersector kun je beschrijven op Promotie en Export en één gericht op stituten. Deze vormen gezamenlijk de basis vanuit technologisch oogpunt. De belang- Human Capital. De inhoudelijke kernteams voor een veilige en hoogwaardige leefom- rijke technologieën, waar Nederlandse hebben de overkoepelende doelstelling geving, maar ook de basis voor een sterke onderzoeksorganisaties en bedrijven op van de topsector water vertaald naar hun economische positie van Nederlandse dit moment op inzetten, zijn onder andere eigen cluster. De inhoudelijke focus en het ondernemers op de nationale en internati- sensortechnologie, building with nature, (financieel) commitment van alle partijen onale water(export)markt. ecoshape, hoogwaardige waterzuiveringsop- is per cluster vastgelegd in een innovatie- De belangrijkste universiteiten, actief in lossingen, blue energy. contract, dat de topsector heeft afgesloten de clusters deltatechnologie en water- met de overheid. Dit innovatiecontract technologie, zijn de TU Delft, Wageningen In het tweede deel van dit artikel is niet omvat niet alleen het inhoudelijke en UR, Universiteit Twente, Universiteit gekozen om vanuit de technologie te den- financiële commitment van bedrijven en Utrecht en de Universiteit van Amsterdam. ken, maar vanuit overkoepelende maat- de overheid, maar ook van NWO/STW en de Daarnaast zijn meerdere hogescholen schappelijke uitdagingen waar Nederland TO2-instituten zoals TNO, Deltares, en DLO. gespecialiseerd in onderwijs gericht op (en andere landen) voor staan. Enkele van deze twee clusters. de belangrijkste uitdagingen worden uit- Kennis als basis gediept. Voor elk van deze uitdagingen zal De specifieke uitdagingen voor Nederland Naast deze onderwijsinstellingen zijn blijken dat het komen tot innovatieve en ten aanzien van watermanagement en enkele gerenommeerde onderzoeks duurzame oplossingen een samenspel van waterkwaliteit maken dat standaard instellingen actief op het gebied van delta- meerdere hiervoor genoemde technologieoplossingen vaak niet afdoende zijn. en watertechnologie. De belangrijkste ën nodig is. De uitdagingen die uitgelicht Nederlanders zijn daarom al sinds men- welke volledig gericht zijn op de topsec- worden zijn: senheugenis op zoek naar creatieve en tor water zijn Wetsus, Deltares en KWR • Grondstoffenfabriek: afvalwater als innovatieve oplossingen. Deze zoektocht Watercycle Research Institute. Deze drie onderdeel van circulaire economie heeft ertoe geleid dat Nederland op het instituten worden hieronder kort belicht. • FloodContro-IJkdijk gebied van zowel deltatechnologie als Tot slot zijn er nog enkele relevante • Geneesmiddelen en prioritaire stoffen in watertechnologie een sterke kennisbasis instituten die zich deels richten op de de watercyclus heeft opgebouwd. topsector Water, zoals TNO (www.tno.nl), • Klimaatbestendige steden, werken aan DLO (www.wageningenur.nl) en NIOZ een dynamische leefbare stad (www.nioz.nl).

8 | IA Water Special Nederland | Nederland waterland Nederland | Nederland waterland

WETSUS, Centre of Excellence for en toepassingen voor mens, milieu watersector. Kenmerk van deze sector is sustainable water technology en maatschappij. Daarbij ligt de focus het samenspel van publieke en private voornamelijk op delta’s, kustregio’s en partijen. riviergebieden. Vanwege de complexiteit www.Wetsus.nl van de problemen in deze vaak dicht- Zowel Rijkswaterstaat (onderdeel van Wetsus is een technologisch top insti- bevolkte gebieden werkt Deltares nauw het ministerie van Infrastructuur en tuut op het gebied van watertechnolo- samen met overheden, bedrijven en Milieu) als de waterschappen en de gie, gevestigd in Leeuwarden. Wetsus kennisinstellingen zowel in binnen- als drinkwaterbedrijven spelen vanuit het faciliteert en organiseert vraag gestuurd buitenland. publieke domein een essentiële rol. toegepast onderzoek, waarbij private Zij zijn binnen Nederland verantwoor- en publieke partijen samen garant KWR Watercycle Research delijk voor veiligheid, waterkwaliteit, staan voor de vraagsturing. Onder de Institute betrouwbaar drinkwater en waterma- vlag van Wetsus wordt het onderzoek nagement. Vanuit deze taken geven vervolgens toegepast door universitei- zij in belangrijke mate richting aan de ten. Wetsus heeft zelf onderzoeksfacili- www.kwrwater.nl kennis- en innovatiebehoefte op het teiten ter beschikking, waar de meeste KWR Watercycle Research Institute cre- gebied van delta- en watertechnolo- onderzoeken worden uitgevoerd. Het ëert kennis die nodig is om te voorzien gie. Deze vraag gestuurde kennis- en multidisciplinaire karakter van deze in twee belangrijke behoeftes, namelijk innovatiebehoefte wordt beantwoord onderzoeksfaciliteiten is één van de gezond, veilig drinkwater en een schoon vanuit een samenwerking tussen de onderscheidende aspecten die Wetsus milieu. De nadruk ligt hierbij op vraag eerder genoemde kennispartijen en de helpen te excelleren. gestuurd toegepast onderzoek, waarbij private partijen in de sector. Het private de gezamenlijke drinkwaterbedrijven de deel van de watersector wordt tenslotte Deltares belangrijkste partner zijn. De centrale gevormd door technologie bedrijven en onderzoeksthema’s zijn gezond water, ingenieursbureaus. duurzaam water, efficiënt water en voor- www.deltares.nl uitstrevend water. Deltares is een onafhankelijk kennis instituut op het gebied van water, Deze brede en gedegen kenniscentra ondergrond en infrastructuur. Deltares vormt het fundament voor innovatie en richt zich op innovaties, oplossingen ondernemerschap in de Nederlandse

9 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Nederland | Grondstoffenfabriek: afvalwater als onderdeel van circulaire economie

Grondstoffenfabriek: afvalwater als onderdeel van circulaire economie

Ons afvalwater is goud waard! Het zit namelijk vol Deze analyse leidt tot een concept voor schaarse en waardevolle grondstoffen. Naast de de (communale) afvalwaterzuivering als grondstof (organische stof ) voor het opwekken grondstoffenfabriek. van energie, bevat het afvalwater bijvoorbeeld ook fosfaat, stikstof, kalium en bouwstenen voor bioplastics. Energie wordt al op grote schaal teruggewonnen, maar andere grondstoffen worden op dit moment nog geloosd met het gezuiverde afvalwater. De Nederlandse waterschappen willen dit niet langer en hebben zich verenigd in de Grondstoffenfabriek. Door de afvalwaterketen te verduurzamen kunnen zij hun ambities op gebied van milieu en klimaat realiseren. Deze verduurzaming heeft ook financiële waarde: het kan leiden tot kostenbesparingen. En het helpt bij de maatschappelijke positionering van de waterschappen: innovatief, duurzaam en midden in de maatschappij. Kortom, reden genoeg om deze kans te grijpen. We kunnen het niet langer verantwoorden om die waardevolle grondstoffen te lozen op het opper- Schematisch overzicht van mogelijke routes om de geselecteerde vlaktewater. Alle 23 waterschappen zijn betrokken grondstoffen terug te winnen (grondstoffen in groen: geselecteerd; in bij de Grondstoffenfabriek. oranje: potentieel interessante grondstoffen waar nog verder onderzoek voor nodig is); Koude Anammox is een techniek in ontwikkeling (grijs en Speerpunten cursief) (uit STOWA 2013-31). In 2012 hebben de waterschappen en gemeenten hun ambities ten aanzien van het sluiten van ketens en kringlopen vastgelegd in de ‘Routekaart Alginaat afvalwaterketen 2030’. Belangrijke gedachte hierin is Eén van de recente Nederlandse innovaties op dat het zuiveren van afvalwater niet meer gericht is het gebied van afvalwaterzuivering is het Nereda- op vernietigen, maar op het behoud van (grond-) proces. In dit proces vormen aerobe bacteriën stoffen en energie zodat deze kunnen worden korrels in plaats van vlokkig slib. Kenmerk van teruggewonnen en hergebruikt. deze korrels is dat ze een zuurstofrijke buitenkant en een zuurstofarme kern hebben. Hierdoor kun- Vanuit deze gedachte is, vanuit een business case nen verschillende processen in dezelfde korrel en benadering, de haalbaarheid inzichtelijk gemaakt dus reactor plaatsvinden. Dit maakt dat waterzui- van mogelijk winbare en herbruikbare stoffen in vering via het Nereda-proces een hoog rendement stedelijk afvalwater. Dit heeft geleid tot de selectie oplevert tegen relatief lage energiekosten. En het van een aantal potentiele terugwinbare stoffen. proces bespaart ook veel ruimte omdat geen aparte nabezinktank nodig is. Dit zijn: Onlangs is gebleken dat biomassa uit het Nereda- • Alginaat proces hoge concentraties alginaat bevat. Alginaat • Cellulose is een waardevolle verbinding met sterk water • Fosfaat en Stikstof bindende eigenschappen, die onder andere toe- • CZV als brandstof of als bouwsteen (PHA) voor gepast kan worden in de medische- en voedings- bioplastics middelenindustrie. Maar er zijn ook mogelijke

• CO2 toepassingen in de chemie, de papier- en textiel-

10 | IA Water Special Nederland | Grondstoffenfabriek: afvalwater als onderdeel van circulaire economie Nederland | Grondstoffenfabriek: afvalwater als onderdeel van circulaire economie

industrie, als grondstof in de agrarische influentzeven op het zuiverings- en slib De productie van bioplastics uit rest- sector en in de landbouw ter verbetering verwerkingsproces? Wat te doen met het stromen van het zuiveringsproces lijkt van de waterhuishouding in semi-aride zeefgoed? een interessante mogelijkheid. Uit een gebieden. technische en economische haalbaar- Deze vorming van alginaat biedt vele Fosfor en stikstof heidsanalyse van PHA-productie (polyhy- kansen, maar vergt vooralsnog een gede- Bij de Nederlandse Waterschappen staat droxyalkanoaat, grondstof voor bioplastic) gen R&D-traject. Vragen die beantwoord het terugwinnen van fosfor sterk in de uit zuiveringsslib blijkt dat productie van moeten worden zijn: Hoe optimaliseer ik belangstelling. Al enige jaren worden tech- bioplastic uit slib technologisch haalbaar de productie? Hoe win ik alginaat kosten- nieken en concepten ontwikkeld en zijn er lijkt, maar economisch nog niet rendabel effectief uit biomassa? Hoe werk ik het ook al enkele praktijkinstallaties. De keuze is. Kostenreductiemogelijkheden liggen in gewonnen alginaat op tot een bruikbare om over te gaan op terugwinning van de procesoptimalisatie van verschillende vorm? fosfor en de plaats in de keten waar dit het deelprocessen.(2014-10) Een consortium, bestaande uit Royal beste kan plaats vinden (of de rwzi of bij

HaskoningDHV, TUDelft, STOWA en diverse de slibeindverwerking) wordt niet alleen CO2

waterschappen, speelt in dit onderzoek bepaald door de technische mogelijkhe- Technisch lijkt CO2-winning uit biogas een leidende rol. den, maar ook door omgevingsfactoren. haalbaar. De vraag is aan welke kwali- Dit zijn bijvoorbeeld de kwaliteitseisen teitsnormen het product uiteindelijk kan

Cellulose aan het fosforhoudende product en de voldoen. Voor het terugwinnen van CO2 uit In de meeste westerse landen komt toilet- landbouwkundige, wettelijke en organisa- biogas zijn additionele gasopwaarderings- papier met het afvalwater op een rioolwa- torische mogelijkheden om een product installaties en transport naar een afnemer terzuivering (rwzi) terecht. Een gemiddelde in de markt te kunnen afzetten, hetzij als noodzakelijk. Een mogelijke afnemer inwoner van West Europa verbruikt 10 tot eindproduct, hetzij als halffabricaat voor kan worden gevonden in bedrijventakken

14 kg per jaar, dit is ca. 30 tot 50 procent de kunstmestindustrie. (STOWA 2013-32) waarbij CO2 wordt gebruikt, zoals glastuin- van de zwevende bestanddelen van het bouw, drinkwaterbedrijven de voedings- influent. (STOWA 2012-07) Door bij het Op basis van de CBS gegevens uit 2010 middelen- en papierindustrie. Biogas kan voorbehandelen van afvalwater gebruik wordt circa 88.000 ton stikstof via het worden opgewaardeerd met een breed te maken van influentzeven, in plaats van Nederlandse afvalwater naar de rwzi’s scala technologieën: membraanfiltra- voorbezinking, vallen zowel economische afgevoerd. Dit is bijna 40 procent van de in tie, druk/temperatuur-wisseladsorptie, als milieutechnische voordelen te halen. Nederland gebruikte hoeveelheid stikstof cryogene scheiding, chemische absorptie Met een influentfijnzeef kan meer zweven- in kunstmest. Het terugwinnen van stikstof en fysische adsorptie. Afhankelijk van de de stof worden verwijderd. Het afgeschei- uit het rejectiewater via strippen is de toegepaste technologie en de eisen van de

den materiaal (zeefgoed) bestaat voor circa gangbare en meest efficiënte manier om afnemer, is extra zuivering van de CO2 ver-

80 procent uit cellulose, afkomstig van stikstof te winnen. Maar blijkt economisch eist. CO2-levering uit bestaande biogasop- toiletpapier, en laat zich ontwateren tot 40 niet haalbaar te zijn bij concentraties lager waarderingsinstallaties is afhankelijk van tot 50 procent drogestof. Dit is veel meer dan 5 gram per liter. Bovendien is een aëro- de haalbaarheid van bepaalde technologie dan normaal. Door de aard van het zeef- be zuivering vereist om te kunnen voldoen en kent een terugverdientijd tussen de 1 en goed dalen de kosten voor slibverwerking aan de stikstofeisen. De grootste uitdaging 12 jaar. (2014-??) van de rwzi en zijn er mogelijkheden voor is om te komen tot een financieel aantrek- (her)gebruik. Uit het onderzoek komt naar kelijk en duurzaam alternatief voor dit FloodControl-IJkdijk voren dat fijnzeefgoed (i.c. toiletpapier- conventionele stikstofproductieproces. In de periode tot en met 2020 implemen- vezels) een interessante grondstof is voor teert en ontwikkelt FloodControl-IJkdijk de productie van isolatiemateriaal, (bio) CZV als brandstof of bouwsteen kennis en technologieën om beter, sneller ethanol, afdruipremmers (wegenbouw) en (PHA) voor bioplastics en kostenbesparend de veiligheidsnorm polymelkzuur, onder gebruikmaking van In afvalwater aanwezige koolstof (CZV) kan van (de Nederlandse) waterkeringen te een commercieel toepasbaar proces. op verschillende manieren worden omge- behalen en bewaken. Ze doen dit met een zet in energie en grondstoffen. De produc- eigentijdse kijk op watersystemen. Het Vragen die spelen rondom dit thema zijn: tie van elektriciteit uit biogas via een WKK uiteindelijke doel: ‘Safety as a Service’. Wat zijn de optimale dimensionerings wordt in diverse studies als financieel één grondslagen voor de bouw? Welke ver van de meest aantrekkelijke opties gezien. FloodControl-IJkdijk ontwikkelt samen wijderingsrendementen zijn er te halen Het kan binnen twee tot negen jaar worden met beheerders (waterschappen en met influentzeven? Is de werking van een terugverdiend afhankelijk van de grootte Rijkswaterstaat), kennisinstellingen fijnzeef gelijk aan de werking van een van de zuivering. Ook andere energiedra- (universiteiten, Deltares, TNO) en bedrij- voorbezinktank? Wat is het effect op de gers zijn mogelijk, bijvoorbeeld groen gas ven (grootbedrijf, aannemerij, MKB) het totale bouw-, energie, en exploitatiekos- en syngas. waterkeringbeheer van de toekomst. ten van een rwzi? Wat zijn de effecten van FloodControl-IJkdijk realiseert de stap van

11 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Nederland | Grondstoffenfabriek: afvalwater als onderdeel van circulaire economie

validatie van systemen naar de toepas- Water veiligheidsuitdagingen kaarten, etc.) en heden (actuele sing in de praktijk, dijkversterkingen Nederland staat voor een omvangrijke monitoring, voorspellingsmodellen, en dijkbeheer, kortom elke fase van de waterveiligheidsopgave. Op lange termijn etc.). ‘levenscyclus’. moet Nederland voorbereid zijn op onder Voorbeeldprojecten: SUCCESS/REAL, meer klimatologische veranderingen, maar LiveDijk, DDSC, Levee Information and Het nieuwe is dat een gezamenlijk ligt er ook een complexe opgave rondom Management System, Validatie- ‘back-office’ wordt gecreëerd in Nederland het landgebruik. Het Deltaprogramma experimenten, DAM waardoor de buitenlandse klant ‘remote (http://www.rijksoverheid.nl/ support’ kan krijgen om altijd de controle te onderwerpen/deltaprogramma) werkt • Belasting en voorspellen behouden. Dit komt bovenop de diensten daarom aan een andere kijk op het water- Door de dijksterkte- en monitoringsin- en producten die lokaal worden aange- systeem. Zo moeten preventie, duurzame formatie te koppelen aan morfologische boden en geleverd. Dit geeft Nederland inrichting en goede calamiteitenbeheer- processen en de hydraulische belasting een concurrentievoordeel (competitive edge) sing op elkaar aansluiten voor opti- van dijken (actueel en toekomstig) ten opzichte van de zich ook snel ont- male veiligheid tegen de laagst mogelijke kunnen voorspellingen worden wikkelende buitenlandse concurrenten. kosten. gemaakt. Deze voorspellingen onder- Naarmate er door meer landen gebruik steunen de calamiteitenbeheersing en van wordt gemaakt zal dit voordeel ook Tal van voorbeelden in het buitenland, vormen de basis om alle fasen van de groter worden. Kennis die op deze manier zoals de recente overstromingen in Polen, levenscyclus van de waterkering (zoals wordt opgebouwd, versterkt de positie van Duitsland en Engeland onderstrepen beheer en versterking) te optimaliseren. Nederland en komt uiteindelijk weer ten het belang van een goed waterveilig- Voorbeeldprojecten: FEWS DAM, goede aan de veiligheid van Nederlandse heidsbeleid. Partijen in de watersector SUCCESS/MLV, Berichten Databank dijken zelf. De ambitie van FloodControl- (ook internationaal) hebben op korte en IJkdijk is om dit vliegwiel in beweging te lange termijn behoefte aan betrouwbare, • Gevolgen en beslissen krijgen en te houden. beschikbare en complete waterveilig- Door het voorspellen van dijksterkte heidsinformatie. Hiermee kunnen zij kunnen gevolgen inzichtelijk worden Informatie (innovatieve) maatregelen tegen elkaar gemaakt. Het ondersteunen van Centraal onderdeel van het FloodControl- afwegen en goed onderbouwde beslis- beslissingen ten aanzien van calamitei- IJkdijkprogramma is de informatiehuis- singen nemen. Met andere woorden: hun ten, beheer en versterkingsprojecten houding met gerelateerde systemen en LCC/Assetmanagement voor waterkeringen wordt hiermee gerealiseerd. instrumenten, die permanent inzicht vormgeven. De benodigde technologische Voorbeeldprojecten: Serious Gaming, geven in de actuele status van een object en proces innovaties krijgen meer kansen WMC/Noordwaard, Life Cycle of een gebied. Integratie van vele data- en kunnen sneller worden geïmplemen- Management / Costing / bronnen is van groot belang. Beslissers teerd. Dit maakt FloodControl-IJkdijk Assetmanagement, EvacuAid, en beheerders zijn hierdoor niet alleen faciliterend aan andere innovaties, zoals Dashboards, MLV. in crisissituaties ‘in control’, maar ook in maatregelen tegen ‘piping’, concepten uit de dagelijkse beheersituatie en kunnen Building with Nature etc. (Figuur 1). R&D-Uitdagingen hierover verantwoording afleggen. Deze De R&D-uitdagingen van bovenstaande systemen kunnen worden toegepast in Inhoudelijke scope inhoudelijke sporen ligt in het combine- de ontwerpfase en bij de analyse van FloodControl-IJkdijk ren en integreren van deze verschillende scenario’s en strategieën, om investerings- De scope van FloodControl–IJkdijk richt informatiestromen om tot uitspraken over beslissingen met ‘life cycle costing methoden zich inhoudelijk op de volgende velden: actuele dijksterkte te komen. Op basis van (asset management) te ondersteunen. • Dijksterkte en monitoring een meer nauwkeurig beeld van de actuele Hiermee sluit het aan op het Nederlandse De dijksterkte is belangrijke waterveilig- dijksterkte, kan FloodControl-IJkdijk met Hoogwaterbeschermingsprogramma. heidsinformatie. Uit diverse onderzoe- verwachtingen over stormen, hoogwater, Daarnaast behoren verschillende innova- ken blijkt dat dijksterkte te bepalen is etc. nauwkeuriger voorspellen hoe de dijk tieve dijkversterkingsmethoden (o.a. Dijk aan de hand van verschillende omstan- zich in de nabije toekomst zal gedragen en Monitoring- en Conditioneringsysteem en digheden zoals vochtigheidsgraad, of er mogelijk sprake kan zijn van verslech- TenCate Geodetect, beiden winnaar van de belasting, belastingsduur, etc. [Weijers et tering van de dijk dan wel calamiteiten. Dat Water innovatieprijs) tot het portfolio van al, 2009; Koelewijn et al, 2010; de Vries blijkt ook uit de ‘All-in-One Sensorvalidatietest’ FloodControl-IJkdijk. et al, 2013]. Daarnaast is kennis nodig (de Vries et al., 2013). Met deze informatie van de dijk, zoals de ondergrond en kunnen overheden beter en nauwkeurig omgevingsinformatie uit het verleden besluiten nemen over bijvoorbeeld evacu- (uitgevoerde onderzoeken, bodempro- atie, noodversterking, etc. in geval van fielen, versterkingsontwerpen, geulen- dreigende calamiteiten.

12 | IA Water Special Nederland | Grondstoffenfabriek: afvalwater als onderdeel van circulaire economie Nederland | Grondstoffenfabriek: afvalwater als onderdeel van circulaire economie

Participanten Momenteel werken in FloodControl-IJkdijk de volgende partijen samen: • Overheden: 16 partijen • Rijk (Ministerie van Economische Zaken en Ministerie van Infrastructuur en Milieu) • Waterschappen en verwante organisaties (STOWA, Rijkswaterstaat; Waterschap Noorderzijlvest; Wetterskip Fryslan; Waterschap Vallei en Veluwe; Waterschap Amstel, Gooi en Vecht; Hoogheemraadschap de Stichtse Rijnlanden; Hoogheemraadschap van Rijnland; Waterschap Scheldestromen; Waterschap Rivierenland; Hoogheemraadschap van Delfland en Waterschap Groot Salland) • Provincies (Utrecht, Groningen) • Kennisinstellingen: 6 partijen • Universiteiten (TU Delft, Universiteit Twente) • Kennisinstellingen (Deltares, TNO) • Overig (Target Holding) • Bedrijfsleven: 30 partijen (22 MKB en 9 groot bedrijf, zie www.ijkdijk.nl voor bedrijven en meetsystemen)

13 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Nederland | Geneesmiddelen en prioritaire stoffen in de watercyclus

Geneesmiddelen en prioritaire stoffen in de watercyclus

Wat is het probleem? en het geneesmiddel diclofenac op de “watchlist” In oppervlaktewater en grondwater worden voor prioritaire stoffen van de Kaderrichtlijn Water geneesmiddelen en afbraakproducten daarvan (KRW) opgenomen. Daarnaast is een aantal drink- aangetroffen. Daarnaast worden ook andere waterbedrijven actief bezig met onderzoek naar stoffen gevonden, zoals stoffen voor persoon- geavanceerde zuiveringstechnologie voor de ver- lijke verzorging, röntgencontrastmedia, bestrij- wijdering van organische microverontreinigingen dingsmiddelen, industriële of huishoudelijke bij de bereiding van drinkwater. Ook wordt de inzet chemicaliën of stoffen die een verstoring van de van zuiveringstechnologie op de rwzi bestudeerd hormoonhuishouding teweeg brengen. Deze door de Stowa en de waterschappen. stoffen komen in het water doordat ze door mensen gebruikt worden. Na gebruik worden Ook oppervlaktewaterbeheerders onderkennen de geneesmiddelen onder andere via urine en feces noodzaak voor een aanpak in de keten. Het groot- uitgescheiden en ze komen via de rioolwaterzui- schalig toepassen van extra zuiveringsstappen op veringsinstallatie (rwzi) in het oppervlaktewater rwzi’s om de emissie naar het oppervlaktewater te terecht. Ondanks dat er nu nog geen acuut gevaar beperken vergt echter hoge investeringskosten. is, lijkt steeds meer onderzoek erop te wijzen dat Ook hier wordt voor een internationale aanpak de aanwezigheid van deze stoffen, bij toenemende in het kader van KRW gepleit. Daarnaast wordt er concentraties in het water, mogelijk leidt tot veel belang gehecht aan een bronaanpak. Dat wil gezondheidsrisico’s en risico’s voor het ecosy- zeggen: ‘wat er niet in zit, hoeft niet te worden steem. Door vergrijzing van de bevolking, de groei verwijderd’. van het medicijngebruik en klimaatverandering zullen de concentraties en daarmee de risico’s in de Waar staan we nu? toekomst verder toenemen. Om de belasting van Het onderwerp geneesmiddelen is in de laatste het oppervlaktewater te verminderen zijn nieuwe jaren op de politieke agenda gezet. Het heeft aan- typen medicijnen gewenst (‘green pharmacy’) en is dacht in het Kabinet (Brief van de Staatssecretaris het zuiveren bij de bron, de rwzi en/of de drinkwa- van I&M, W. Mansveld (Kenmerk IENM/BSK- terbereiding noodzakelijk. Belangrijke vragen zijn: 2013/63031) en onlangs is er een Rondetafelgesprek Wat kan er met aanpak bij de bron worden bereikt? geweest in de TK (30 januari 2014). Welke aanvullende zuiveringen zijn nodig? Welke technologie is efficiënt en effectief? Wat zijn de De afgelopen jaren is veel onderzoek verricht kosten en baten? Wat zijn de ontwikkelingen in naar de emissiebronnen (locatie, omvang) en de beleid en weten regelgeving? verspreidingsmechanismes in het milieu. Hierbij is gebleken dat veruit de meeste geneesmid- Wat is onze ambitie / visie / doelstelling in delen afkomstig zijn van medicijngebruik thuis Nederland? en daarmee diffuus worden geloosd in via het De meningen ten aanzien van deze problematiek huishoudelijk afvalwater. Dit afvalwater wordt zijn verdeeld in Nederland. Drinkwaterbedrijven centraal gezuiverd op een rwzi, alvorens het water prefereren schone bronnen voor de bereiding van op het oppervlaktewater wordt geloosd. Afvalwater drinkwater. Ze streven naar drinkwater dat vrij is van ziekenhuizen en andere zorginstellingen bevat van geneesmiddelen, uit voorzorg voor de volks- maar een klein deel van de totale emissievracht. gezondheid, maar ook vanwege de klantperceptie. Streefwaarden voor geneesmiddelen en hormoon- Een belangrijke andere constatering is dat de verstoorders in oppervlaktewater bedragen 0,1 µg/l problematiek grensoverschrijdend is. Een deel van per component. Er wordt geprobeerd op EU-niveau de geneesmiddelen in het (Nederlandse) opper- de normering van deze stoffen te verwezenlijken. vlaktewater is al aanwezig in het water bij de grens. Er staan echter nog geen geneesmiddelen op de Dit komt door geneesmiddelengebruik in het prioritaire stoffenlijst en er ontbreken nog normen buitenland. voor deze groep stoffen. Wel zijn twee hormonen

14 | IA Water Special Nederland | Geneesmiddelen en prioritaire stoffen in de watercyclus Nederland | Geneesmiddelen en prioritaire stoffen in de watercyclus

Drinkwaterbedrijven voeren onderzoek relatief hoge concentraties organische kennis levert bouwstenen voor adaptatie uit naar additionele en geavanceerde stof (o.a. humusverbindingen). Deze strategieën, die moeten leiden tot het zuiveringstechnologie om geneesmiddelen verstoren de werking van technologie beperken van hittestress aan de ene kant te verwijderen bij de drinkwaterproductie. voor de verwijdering van organische en het omgaan met wateroverlast door Enkelen zijn inmiddels overgegaan tot microverontreinigingen. Momenteel hevige neerslag aan de andere kant. implementatie van nieuwe technologie in wordt gezocht naar methodes om deze de praktijkinstallaties. In het buitenland organische stof te verwijderen, vooraf- Kennisontwikkeling richt zich op het goed (Zwitserland) wordt gekozen om rwzi’s te gaand aan verwijdering van de genees- begrijpen van het watersysteem van de voorzien van een extra zuiveringsstap. middelen. Dit project is in 2014 gestart stad. Dit is nog geen eenvoudige opgave, binnen TKI-Watertechnologie, onder- daar de stad bestaat uit een ingewikkeld Wat zijn de R&D-uitdagingen waar deel van de Topsector Water. systeem van bebouwing en onbebouwde wij als Nederland de komende • Inzet van geavanceerde oxidatie delen, groen en verharding, water en aan-

jaren op inzetten? (o.a. UV/H2O2) voor verwijdering van en afvoer, grondwater en onttrekkingen Belangrijke kennisvragen die de komende geneesmiddelen bij de drinkwater daaruit en de riolering waar hemelwater in jaren beantwoord moeten worden, hebben zuivering. Diverse drinkwaterbedrijven kan verdwijnen. te maken met de effecten van aanwezig- (o.a. WML, Dunea, Evides) bereiden heid van geneesmiddelen en afbraakpro- projecten voor of zijn inmiddels gestart Er wordt gewerkt aan instrumenten om ducten voor het aquatisch milieu: met onderzoek. inzicht in het hydrologisch functioneren • Veel toxicologische metingen zijn • Optimalisatie en verbetering van van de stad te verkrijgen, een voorbeeld uitgevoerd in laboratoria. Van belang is biologische zuiveringsprocessen in daarvan is 3Di. Uit modellen kan blijken het om meer inzicht te krijgen wat de rwzi’s om het verwijderingsrendement waar zich problemen voor kunnen gaan effecten van complexe mengsels van van zuiveringen, eventueel met beperkte doen. Daarnaast wordt gewerkt aan moge- geneesmiddelen (en andere microver- aanpassingen, te verhogen. Diverse lijke oplossingen om de stad klimaatadap- ontreinigingen) op het aquatisch projecten zijn gestart op Wageningen tiever te maken. Hiertoe staat een heel ecosysteem zijn. UR, bij milieutechnologie. scala aan mogelijkheden ter beschikking. Daarnaast is het van belang om de Kennisontwikkeling richt zich op het in belasting van geneesmiddelen door In Nederland zijn onder andere de volgen- beeld brengen van de reikwijdte van maat- rwzi’s in Nederland beter in kaart te de universiteiten, onderzoeksinstellingen regelen. Wat dragen deze bij aan het ber- brengen en onder verschillende afvoer en bedrijven betrokken bij het onderzoek gen van water of het bestrijden van water? scenario’s te modelleren welk effect het naar prioritaire stoffen en geneesmid- Het gaat hierbij om bijvoorbeeld groene aanpassen van een rwzi heeft op de delen: KWR Watercycle Research Institute, dagen, waterpleinen en het vergroenen waterkwaliteit. Er is een EU-project Wageningen UR, Technische Universiteit van de stad. Veel kennis over maatregelen (Solutions) gestart, waarin verschillende Delft, Wetsus, de drinkwaterbedrijven, is bijeengebracht op de website: maatregelen en hun effecten op de Stowa, de Waterschappen, Advanced http://www.urbangreenbluegrids.com/. waterkwaliteit worden bestudeerd in Waste Water Solutions, Van Remmen hydrologische modellen. UV-techniek, Van Houtum papier, Excellent Steden verander je niet van de ene op de Ozone Solutions en ingenieursbureau’s. andere dag, veel maatregelen kunnen ter Een tweede belangrijke uitdaging is de hand genomen worden als stadsvernieu- ontwikkeling van efficiënte en effectieve Belang van klimaatbestendigheid wingen plaatsvinden. Het zogenaamde zuiveringstechnologie: Steden zijn dynamische plekken waar ‘meekoppelen’ of ‘werk met werk’ maken • Ontwikkeling van specifieke adsorbentia mensen dicht op elkaar samenleven, biedt veel kansen om klimaatadaptieve die kunnen worden gedoseerd in het wonen en werken. Steden zijn gevoelig maatregelen van de grond te krijgen. Het toilet, bijvoorbeeld door ze toe te voor de gevolgen van klimaatverandering: is hierbij van groot belang om de agenda’s voegen aan toiletblokjes (aanpak aan de overstromingen, droogte en hittegolven. van betrokken partijen met elkaar te bron). Op deze wijze kunnen geneesmid- Door het aanpassen van de gebouwen, verbinden. Hierdoor ontstaan kansen om delen worden gebonden aan een openbare ruimte en watersystemen blijven tot gezamenlijke oplossingen te komen adsorbens, dat vervolgens bij de rwzi kan de Nederlandse steden prettig om in te en de financiering daarvan. Dit‘governance worden verwijderd. Een ‘proof-of-principle’ wonen. vraagstuk’ vraagt om nieuwe allianties en voor deze techniek is uitgevoerd. Er sociale innovaties en moet in de prak- wordt gezocht naar mogelijkheden voor Kennisontwikkeling tijk zijn beslag krijgen. Technisch is veel opschaling en testen in de praktijk. Kennis is nodig om steden weerbaarder mogelijk, betaalbaar is een grotere opgave. • Ontwikkeling van nieuwe zuiverings- te maken als het gaat om klimaatveran- Een voorbeeld van een innovatieve aanpak technologie voor behandeling van dering. Het gaat hierbij om kennis voor is de realisatie van het waterplein in rwzi-effluent. Een belangrijke factor bij het omgaan met extreme situaties, zowel Rotterdam. Door een gezamenlijke aanpak rwzi-effluent is de aanwezigheid van extreem droog/warm als extreem nat. Deze van gemeente en waterschap is dit project

15 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Nederland | Geneesmiddelen en prioritaire stoffen in de watercyclus

van de grond gekomen. Meer informatie is De helft van de wereld leeft in steden en de Daarnaast zal deze groenblauwe steden- te vinden op: verstedelijking neemt alleen maar toe. De bouw meer ruimte bieden aan de ont- http://www.rotterdam.nl/benthemplein kwaliteit van onze toekomst is dus afhan- wikkeling van biodiversiteit en aan een kelijk van de kwaliteit van onze steden. gezonder en aantrekkelijker leefmilieu. Innovatieve modelontwikkeling: 3Di (www.3di.nu) Onze uitdaging is om in deze eeuw onze Rotterdam heeft het eerste grote water- steden en onze planeet voor onszelf plein van de wereld. Een mooi plein mid- leefbaar, veilig, gezond en aantrekkelijk den in de stad, dat helpt om droge voeten te houden. Door de klimaatverandering, te houden bij zware regenval. de toenemende verstedelijking en het opraken van fossiele brandstoffen zullen Bij droog weer zijn er op het plein mooie de steden een min of meer geleidelijke plekken om te basketballen en te skaten, transformatie moeten ondergaan van voorbij zware regenval kunnen de bassins het namelijk grondstoffen en levensmiddelen regenwater van het plein en de daken (in de letterlijke betekenis), consumerend opvangen. Bij elkaar ongeveer 1,7 miljoen naar zelf levensmiddelen producerend. liter water. Dat water hoeft daardoor niet meer naar het riool, dat dus minder snel Eén aantrekkelijk en efficiënt middel om zal overstromen. En zo helpt het plein om aan deze noodzakelijke transformatie droge voeten te houden terwijl regenbuien vorm te geven is het ontwikkelen van steeds heftiger worden. Wilt u weten hoe groenblauwe stedelijke netwerken, die het plein er op dit moment uitziet? Kijk 3Di omvat innovatieve, met elkaar samen- een verzachtende werking zullen hebben dan naar de webcam beelden. hangende ontwikkelingen. Daardoor kan op de effecten van de klimaatverandering 3Di interactief en integraal rekenen aan en de energie- en voedseltekorten in het Voor de buurt, met de buurt water, rekenen in the cloud, resultaten stedelijke gebied. Onze steden dienen Het Benthemplein was oorspronkelijk realistisch visualiseren op de iPad en touch meer veerkracht te creëren om de uitdagin- bedekt met grijze stoeptegels. Een aantal table, en gebruik maken van 3d stereo gen aan te kunnen. Want het gebrek aan studenten van scholen uit de buurt heeft visualisatie. veerkracht zal niet alleen tot een tekort in bij de gemeente Rotterdam gevraagd of het technisch infrastructurele functioneren het mogelijk was het plein aan te passen. De zogenaamde gebiedsmodellen vormen leiden maar ook consequenties hebben Dit paste uitstekend bij de wens van de in 3Di een onderlegger, opgebouwd uit voor het sociale en economische functio- gemeente, het Hoogheemraadschap van diverse kaartlagen van geografische infor- neren van de stad. Schieland en de Krimpenerwaard om in de matie, zoals de bodemkaart, maaiveld- buurt een waterplein aan te leggen. hoogte, grondgebruik. Op deze ‘onderlegger’ kunnen waterberekeningen worden uitgevoerd met de 3Di rekenkern. De 3Di gebiedsmodellen kunnen waterstromen en de effecten van overstromingen, hevige neerslag en droogte letterlijk in kaart brengen. Dit geldt zowel voor de huidige situatie, bijvoorbeeld tijdens hevige regenbuien, als ook voor klimaat- scenario’s in stedelijke en landelijke omgeving.

De gebiedsmodellen zijn door het hoge detailniveau, de supersnelle rekentij- den en het interactief gebruik via een webbrowser geschikt voor een brede doelgroep, variërend van waterspeci- alist, ruimtelijke ontwerper, operationeel Schematisch overzicht van mogelijke routes om de geselecteerde grondstoffen terug te winnen beheerder en communicatie-adviseur tot (grondstoffen in groen: geselecteerd; in oranje: potentieel interessante grondstoffen waar nog verder calamiteitencoördinator. onderzoek voor nodig is); Koude Anammox is een techniek in ontwikkeling (grijs en cursief) (uit STOWA 2013-31).

16 | IA Water Special Nederland | Geneesmiddelen en prioritaire stoffen in de watercyclus Nederland | Geneesmiddelen en prioritaire stoffen in de watercyclus

Referenties • STOWA rapport 2013-31 Verkennen mogelijk heden ‘grondstof rwzi’ • www.Grondstoffenfabriek.nl • www.neredannop.nl • STOWA 2012-07: Verkenning van mogelijkheden voor verwaarding van zeefgoed • STOWA 2014-10: Bioplastic uit slib. Verkenning naar PHA-productie uit zuiveringsslib. • STOWA 2013-32: Fosforhoudende producten uit de communale afvalwaterketen • Wet- en regelgeving, marktkansen, verwerkingsconcepten. • 2014-??: CO2-winning op rwzi’s

• www.topsectoren.nl Realisatie Waterplein Rotterdam (http://www.rotterdam.nl/benthemplein) • www.topsectorwater.nl

• Koelewijn, A.R., Pals, N., Sas, M. & Zomer, W. (2010). IJkdijk Piping experiment. Validatie van sensoren meettechnologie voor detectie van optreden van piping in waterkeringen (2010-26 PIW). Groningen: Stichting IJkdijk.

• Vries, de, G., Brake, ter, C.K.E., Bruijn, de, H., Koelewijn, A.R., Langius, E.A.F., Lottum, van, H. & Zomer, W.S. (2013). Dijkmonitoring: beoordeling van meettechnieken en visualisatiesystemen.

• Amersfoort: STOWA/Stichting IJkdijk. Weijers, J., Elbersen, G.T., Koelewijn, A.R. & Pals, N. (2009) Macrostabiliteit IJkdijk: Sensor en meettechnologie (VIW 2009-19). Delft: Rijkswaterstaat.

• www.ijkdijk.nl • http://www.rijksoverheid.nl/onderwerpen/ deltaprogramma • http://www.urbangreenbluegrids.com/ • http://www.rotterdam.nl/benthemplein • www.3di.nu Het Benthemplein als waterplein naar een ontwerp van de Urbanisten. Ontwerp: DE URBANISTEN. • http://www.rotterdam.nl/benthemplein)

Meer informatie De architecten van de Urbanisten hebben in de weekenden al gebruikt door skaters Maurice Luijten, liaison officer Topsector Water, een traject begeleid met studenten, bewo- en bootcampers. RVO.nl, [email protected] ners en ondernemers uit de buurt, zodat Hans Bosch, [email protected] zij zoveel mogelijk invloed hadden op hun Acknowledgements nieuwe plein. En dat heeft gewerkt: bij de Dit artikel is mede tot stand gekomen Nederland officiële opening waren zo’n 300 mensen door bijdragen van C. Uijterlinde (STOWA), bij elkaar om te vieren dat deze nieuwe pri- W. Zomer (Stichting IJkdijk), J. Hofman meur voor Rotterdam klaar was. En toen de (KWR Watercycle Research Institute) en bouw nog in volle gang was, werd het plein M. Talsma (STOWA). Dank!

17 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 EU | Kansen voor topsector Water binnen Horizon 2020

Kansen voor topsector Water binnen Horizon 2020

De sector water heeft traditioneel een groot aandeel in is er meer aandacht voor de toepassing en Europese onderzoeksprogramma’s. In Europees verband valorisatie van kennis lopen een aantal samenwerkingsprojecten voor zeeën, • Elk project dat financiering wil ontvangen moet watertechnologie en deltatechnologie tussen universitei- van excellente kwaliteit zijn. Er zijn geen ten en overheden. De komende jaren zal dit door subsidies voor bepaalde regio’s of gebieden, samenwerking met bedrijven in Europese initiatieven maar de beste projecten verkrijgen financiering worden versterkt. • Europese samenwerking is vereist. Er kan alleen Veel van deze onderzoeksprogramma’s worden aanspraak gemaakt worden op financiering gefinancierd door Horizon 2020, het kaderprogramma wanneer er sprake is van een van de Europese Commissie gericht op onderzoek en samenwerkingsverband. innovatie. Ook voor het Nederlands bedrijfsleven en • Onderzoek moet bijdragen aan het algemeen kennisinstellingen liggen er kansen voor water binnen (Europees) belang en moet bijdragen aan het Horizon 2020. oplossen en oppakken van maatschappelijke uitdagingen Dit artikel geeft een korte uitleg over het Horizon 2020 programma, waarna er wordt ingezoomd op de sector Het Horizon 2020 programma steunt op drie pij- en de kansen die liggen voor Nederlandse bedrijven en lers: ‘Excellent Science’, ‘Industrial Leadership’ en ‘Societal kennisinstellingen binnen dit programma. Challenges’. Financiering van projecten vloeit voort uit een of meer van deze pijlers. Horizon 2020 Er zijn een aantal redenen voor zowel bedrijven als Excellent Science: deze is gericht op onderzoek en kennisinstellingen om te participeren in Europese heeft als doel het versterken en op wereldniveau samenwerkingsprojecten. Te denken valt hierbij brengen van de Europese wetenschap. aan: • Toegang tot netwerken en excellente kennis Industrial Leadership: De tweede pijler van Horizon • Genereren van kennis en vergroten 2020 heeft als doel Europa aantrekkelijker te kennistransfer maken voor investeringen in belangrijke indu- • Financieringsbron van onderzoek striële technologieën. Deze pijler is thematisch • Internationalisering van zowel kennis als opgebouwd. bedrijfsleven • Stimuleren van mobiliteit onderzoekers Societal Challenges: De derde pijler van Horizon 2020 focust op het oplossen van grote maatschappelijke Europese financiering voor onderzoek en innovatie uitdagingen. Net als de tweede pijler is deze. valt sinds begin 2014 onder het financieringskader Horizon 2020. Het programma kent een aantal Kansen voor water uitgangspunten: Binnen alle drie de pijlers zijn er mogelijkheden • Een budget van 70 miljard euro voor de periode te vinden om financiering te verkrijgen voor 2014-2020 projecten op het gebied van water. De figuur op de • Focus op zowel onderzoek als innovatie. In volgende pagina geeft een visuele weergave van de vergelijking met eerdere Europese programma’s opbouw van het Horizon 2020 programma.

18 | IA Water Special EU | Kansen voor topsector Water binnen Horizon 2020 EU | Kansen voor topsector Water binnen Horizon 2020

Excellent Science duurzaam en betaalbaar te maken en te probeert de EU onderzoek en innovatie Binnen deze pijler zijn er verschillende houden is onderzoek nodig. Hiervoor is ook te stimuleren door middel van andere mogelijkheden om financiering te ver- geld beschikbaar vanuit het Horizon 2020 beleidsinstrumenten. Een mogelijkheid krijgen. Veelbelovend wetenschappelijk programma. hiervoor is door aansluiting te zoeken bij onderzoek kan in aanmerking komen Een ander maatschappelijk probleem het European Innovation Partnership (EIP). voor financiering. Zo kan Nederlands waarin water een belangrijke rol speelt is Het EIP ontwikkelt roadmaps voor innova- onderzoek naar de verbetering van delta- het klimaat. Door de opwarming van de tie. Op die manier proberen ze mogelijke werken, of wetenschappelijk onderzoek aarde wordt de dreiging van de stijgende hobbels weg te halen. Ook op het gebied naar blue energy gefinancierd worden zeespiegel steeds groter. Nederland is een van water is er een EIP, onder het motto door de EU. Daarnaast biedt deze pijler vooraanstaand land wanneer het gaat over ‘boosting opportunities, innovating water’ wordt via Marie Sklodowska Curie Acties (MSCA) watermanagement. De strijd tegen het beleid gemaakt om tot meer innovatie te Nederlandse wetenschappers de moge- water is er één die in Nederland al eeuwen komen binnen de watersector. De beleids- lijkheid om een uitwisseling tot stand te wordt gevoerd, en waar een hoop expertise terreinen binnen deze EIP zijn vrij divers, brengen met andere wetenschappers uit over is opgebouwd. Door het aangaan van er is aandacht voor drinkwater, maar ook andere lidstaten, ook kunnen er samen- internationale samenwerkingen kan deze voor droogtes en overstromingen. Een werkingsverbanden ontstaan met andere kennis worden gedeeld en uitgebreid. mogelijke manier om invloed uit te oefe- universiteiten. Horizon 2020 biedt een platform om deze nen op Europees beleid is om aansluiting kennis te delen en internationale consortia te zoeken bij deze EIP. Meer informatie is Industrial leadership te vormen. te vinden op: De Europese commissie heeft de sector http://ec.europa.eu/environment/water/ water niet aangewezen als één van de De topsector water is niet gelimiteerd tot innovationpartnership/index_en.htm focus-sectoren binnen de pijler Industrial deze drie maatschappelijke problemen. Leadership. Wat niet betekent dat projec- Ook op het gebied van veiligheid of voed- Een andere manier om Europees beleid ten binnen deze sector geen aanspraak selzekerheid kan onderzoek naar water van mede te sturen is het aansluiten bij kunnen maken op financiering via deze belang zijn. Bij veiligheid valt te denken expert- of adviesgroepen van de Europese pijler. De Commissie heeft veel aandacht aan het voorkomen van rampen als een Commissie. Experts uit het bedrijfsleven en binnen deze pijler voor innovatie binnen dijkdoorbraak of een grote overstroming. kennisinstellingen kunnen zich hiervoor met MKB. Innovatieve middelgrote en Maar ook op het gebied van voedselze- aanmelden, om de commissie te voorzien kleine bedrijven kunnen aanspraak maken kerheid is water belangrijk. Toegang tot van adviezen op bepaalde beleidsterreinen. op financiering om verder onderzoek schoon drinkwater is voor een land als Er zijn verschillende manieren om dit te mogelijk te maken. Daarnaast worden Nederland niet direct een bron van zorg, doen. Allereerst is er de mogelijkheid om er leningen verstrekt aan bedrijven en maar dit geldt zeker niet voor alle landen plaats te nemen in een expert- of advies- kennisinstellingen. binnen de EU. Een goed voorbeeld van groep voor het algemene Horizon 2020 onderzoek voor deze maatschappelijke uit- beleid, maar de mogelijkheid bestaat ook Societal challenges daging zou onderzoek zijn naar de winning om deel uit te maken van een groep die de Voor de topsector water is een belangrijke van drinkwater uit zeewater. commissie in expertise of advies voorziet rol weggelegd in deze pijler. Zo zijn er op op een bepaald onderdeel van het Horizon het gebied van energie voorziening grote Naast de financiële instrumenten die voort- 2020 programma, een voorbeeld van een kansen voor water. Te denken valt aan vloeien uit het Horizon 2020 programma dergelijke adviesgroep is de ‘Expert Group on traditionele energie opwekking uit waterkracht, maar ook aan nieuwe manieren van energie winning, zoals blue energy, waarbij energie gewonnen wordt door zout en zoet water met elkaar in contact te laten komen. Dergelijke projecten zijn uiteraard ook erg interessant in Europees verband. Ook transport is voor de topsector water interessant. Nederland exporteert en importeert grote hoeveelheden goederen over het water. De haven van Rotterdam is de grootste van Europa en ook binnen Nederland wordt intensief gebruik gemaakt van de waterwegen om goederen te transporten naar de rest van Europa en ‘Excellent Science’, ‘Industrial Leadership’ en ‘Societal Challenges’. verder. Om deze manier van transporteren

19 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 EU | Kansen voor topsector Water binnen Horizon 2020

Floods and Strategic Coordination for the Water Bronnen Framework Directive’ die zich bezig houdt Horizon 2020: met beleidsaanbevelingen ter voorkoming http://ec.europa.eu/programmes/horizon2020/ van overstromingen. Tot slot kunnen belanghebbenden ook plaats nemen in Topsector Water: een expert- of adviesgroep die de commis- http://www.rijksoverheid.nl/onderwerpen/ sie kan adviseren op het gebied van water ondernemersklimaat-en-innovatie/ algemeen. Via deze link is er een overzicht investeren-in-topsectoren/water te vinden van de bestaande expertgroepen: http://ec.europa.eu/transparency/regex- De calls gepubliceerd door de Europese commissie pert/index.cfm op het gebied van water zijn te vinden op: http://ec.europa.eu/research/participants/portal/ Er kan worden gesteld dat er een hoop desktop/en/opportunities/h2020/search/ kansen liggen voor Nederlandse bedrij- search_topics.html#c,topics=topicFileName, ven en kennisinstellingen die werkzaam callIdentifier,callTitle,identifier,title,description, zijn binnen de topsector water. Horizon tags,flags/s/Aquaculture/1/1/0&+title/desc 2020 biedt een uitgebreid financieringskader voor nieuwe projecten. De EIP water: Rijksdienst voor Ondernemend Nederland http://ec.europa.eu/environment/water/ (http://www.rvo.nl/subsidies-regelingen/ innovationpartnership/index_en.htm horizon-2020-onderzoek-en-innovatie) is goed op de hoogte van de kansen en Meer informatie uitdagingen die spelen voor de sector Dave Pieters water en kan daarnaast de nodige uitleg Email: [email protected] geven over Horizon 2020. IA EU Auteur: Rosie Oude Lenferink (stagiair), onder eindverantwoording van Dave Pieters (IA EU)

20 | IA Water Special EU | Kansen voor topsector Water binnen Horizon 2020 Frankrijk | Frankrijk zet in op blauw

Frankrijk

Frankrijk zet in op blauw

Samenvatting De Europese commissie voorspelt dat in 2050 mariene energie in zo’n vijftien procent van het Europese elektriciteitsverbruik kan voorzien en meer dan 300.000 banen kan scheppen. Frankrijk, het land met het tweede maritieme oppervlak van Europa, zou in 2030 het opgestelde vermogen 15 à 20 GWh kunnen bereiken.

Een voor Frankrijk belangrijke mariene energie is door zeestromingen opgewekte stroom. Frankrijk bezit hiervoor twee bijzonder geschikte zones voor de kust. Het is begrijpelijk dat de Franse staat en de industrie sterk inzetten op de kansen die deze sector biedt. Zowel grote bedrijven als Alstom, EDF en GDF Suez als jonge innovatieve bedrijven zoals Sabella, OpenHydro en Tidalys hebben interesse getoond bij de, in 2013 door de Franse overheid uitgeschreven, ‘call for interest’ voor pilotparken met stromingsturbines in de Raz Blanchard.

Getijdenturbines in sterke de Raz Blanchardbaai tot de toplokaties in de stromingsgebieden wereld als het gaat om energie uit zeestroming. De Volgens de Europese Commissie kan mariene snelheid van de stroming kan er oplopen tot meer energie in 2050 in zo’n 15% van het Europese elek- dan vijf meter per seconde. De Raz Blanchardbaai triciteitsverbruik voorzien en meer dan 300.000 heeft in de Franse wateren een potentieel van 2 banen scheppen. In Frankrijk, het land met het à 2,5 gigawatt, in de Engelse territoriale wateren tweede maritieme oppervlak van Europa, zou het is dat nog meer. Ook de Fromveurpassage voor opgesteld vermogen 15 à 20 GWh in 2030 kunnen de kust van de Finistère heeft bijzonder sterke bereiken. stromingen.

Een belangrijke mariene technologie is wat de Fransen noemen ‘énergie hydrolienne’. Dit is energie Het Franse potentieel voor uit de kracht van de stroming van de zee, die gewonnen wordt met een getijdenturbine. Midden getijdenturbines op op de oceaan levert het verschil tussen eb en vloed verschillen op van slechts enkele decimeters. Bij middellange termijn is even trechtervormige inhammen bij kusten, of tussen eilanden, kunnen deze verschillen oplopen tot vele groot als dat van twee à meters. Op deze plekken is energie te winnen uit drie EPR kerncentrales. de verschillen tussen eb en vloed.

Frankrijk ziet daarin terecht grote kansen. Blauwe revolutie: een mondiale markt Vooral in Bretagne en in het bijzonder in de Raz tussen 70 en 100 miljard euro Blanchardbaai tussen het punt van Bretagne, de Een jaar geleden bracht toenmalig minister Cap de la Hague en het Britse eiland Alderney is de van Ecologie Delphine Batho een bezoek aan stroming bijzonder sterk. De Raz Blanchardbaai Cherbourg. Ze kondigde hier de lancering van een dankt haar naam aan het feit dat er altijd witte kop- call for interest voor pilotparken met getijden- of pen op de golven staan. Samen met de Canadese stromingsturbines in de Raz Blanchard aan, in Fundybaai en het Schotse Pentland Firth behoort eerste instantie voor onderzoeksopstellingen, en

21 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Frankrijk | Frankrijk zet in op blauw

in een volgende fase voor het bouwen van een vermogen van 100 KW te testen. Maar de belangrijkste is het IFREMER Edrome in pilots. Een getijdenturbine is interessant in deze testsite kan ook een tussenstap zijn Brest. IFREMER is het nationaal onder- zones waar de stromingssnelheid tussen de voordat in zee getest wordt. zoeksinstuut voor de zee. Edrome staat 2 en de 8 meter per seconde is. voor ‘Exploration et exploitation Durable Zeventien bedrijven hebben interesse des Ressources Océaniques Minérales et Een tiental industriebedrijven in de wereld, getoond, waarvan een aantal reeds in een Energétiques’. Dat wil zeggen het IFREMER- waaronder drie Franse, maken zich op vergevorderd stadium van kandidaatstel- onderdeel toegespitst op de exploitatie van voor deze nieuwe blauwe revolutie. Na ling verkeren, zoals Hydroquest, Hydrotube de bronnen uit zee. ‘offshore’ wind is het de meest ontwikkelde energie en Instream Energy Systems. De en marktrijpe mariene energietechnologie, uitverkorenen kunnen gedurende een http://wwz.ifremer.fr/institut_carnot meer dan drijvende windmolens, golfturbi- periode tussen de zes maanden en twee nes of warmte uit zee, aldus een studie van jaar verschillende aspecten van hun machi- France Energies Marines (FEM) het ingenieursbureau Indicta. “Frankrijk nes testen, zoals de energieprestaties, het Een andere belangrijke organisatie is het laat op deze manier in één slag de hele mechanisch gedrag, het onderhoud en recent opgezette Institut d’excellence Engelse industrie op dit gebied achter voor de eerste keer ook de invloed op flora ‘France Energies Marines’ (FEM), belast met zich”, aldus een Nederlandse expert. en fauna. energietransitievraagstukken in het bijzonder op het gebied van mariene Enkele Franse bedrijven doen hard hun Doel energie. Het werd opgericht in het kader best om een graantje mee te pikken van Het uiteindelijke doel van al deze onder- van de investeringen van het toekomstpro- deze veelbelovende sector. Mondiaal zoeksprojecten is om een energieprijs te gramma en heeft als opdracht om ervoor te gezien gaat het om een markt van tussen behalen van 100 à 120 euro per kWh, zodat zorgen dat de Franse sector voor mariene 70 en 100 miljard euro. Er zijn veel bewe- deze mariene energie rendabel wordt en energie tot de wereldtop gaat behoren. De gingen waarneembaar op de markt door dus zijn plaats krijgt in de energiemix van regio Bretagne kreeg het R&D-instituut zowel grote spelers uit de energie- en high- Frankrijk. Op dit moment ligt de prijs nog toegekend, met een budget van 133,3 techwereld als innovatieve nieuwkomers. tussen 150 en 400 euro voor mariene ener- miljoen euro over tien jaar. FEM werkt gie, offshore wind niet meegeteld. samen met drie clusters, zogenaamd Pôles In Nederland zijn de plekken die zich de Compétitivité, Mer Bretagne, Mer Méditerranée lenen voor getijdenturbines schaars. Energieopslag en Capenergies. Verder maken meer dan Het Nederlandse bedrijf Tocardo experi- Enkele belangrijke Franse bedrijven zijn twintig industriebedrijven, waarvan negen menteert met een turbine in één van de ook bezig met het opslagvraagstuk van grote groepen, twaalf academische onder- spuisluizen van de Afsluitdijk. Ook de mariene energie. Een optie lijkt om via zoeksgroepen en zeven lokale overheden, Oosterschelde biedt kansen op dit gebied. electrolyse waterstof uit zout water te deel uit van het consortium. Het FEM biedt halen. De opslag kan geschieden in vaste onderzoeksfaciliteiten maar beheert ook Beleid vorm met een soort ‘keien’, waarmee cen- de verschillende Franse testgebieden die De ‘call for expression of interest’ voor pilot- trales op het land gevoed kunnen worden. geselecteerd werden voor pilot- en demon- parken in de Raz Blanchard staat tot 25 stratie-opstellingen van drijvende windmo- april 2014 open. Een marktstudie van het Op 6 februari 2014 tekenden Areva en lens, golfturbines en getijdenturbines. ingenieursbureau ‘Energie de la Lune’ heeft Schneider Electric een akkoord om maar liefst 146 verschillende technolo- gezamenlijk oplossingen te ontwikkelen, Het FEM is gevestigd op de campus Brest- gieën geïdentificeerd voor onderwater gebaseerd op electrolyse en een brandstof- Iroise. Hier zijn nu al 2.900 onderzoekers stromingsturbines. De technologie van cel. Verder is Alstom al maanden in contact werkzaam en twaalf toplaboratoria en ook Alstom, met een verticaal as en drie bladen met mogelijke partners voor een pompsy- het IFREMER Edrome gehuisvest. die automatisch georiënteerd worden, is steem, zoals dat in waterkrachtcentrales al bij het Europees centrum voor Mariene gebruikt wordt. Het idee is om water vanuit http://www.france-energies-marines.org/ Energie in Schotland geïnstalleerd. de zee in een lager gelegen afgesloten bas- sin te pompen. Verder wordt de mogelijk- Meer informatie Verder verwacht men een pilotpark van heid bestudeerd om samengeperste lucht Joannette Polo-Leemreis GDF-Suez over ongeveer drie jaar. EDF voor energie-opslag door mariene energie Email: [email protected] heeft waarschijnlijk volgend jaar een park onder druk te brengen. gereed met de modellen van OpenHydro. IA Frankrijk Onderzoek Voor de markt van turbines in riviermon- dingen is er een testbed aangewezen bij IFREMER Edrome Bordeaux. Hier worden stromingsturbines Frankrijk heeft een aantal onderzoeksinsti- tot 5 meter diameter doorsnede en tot tuten gewijd aan mariene energie. Eén van

22 | IA Water Special Frankrijk | Frankrijk zet in op blauw Frankrijk | Franse bedrijven actief op het gebied van getuidenturbines

Franse bedrijven actief op het gebied van getuidenturbines

Alstom Renewable Power OpenHydro onderwater turbine In 2013 kocht Alstom Renewable Power het bedrijf Het van oorsprong Ierse bedrijf OpenHydro werd Tidal Generation Limited van Rolls Royce. Hiermee in 2004 opgericht en heeft zijn eigen turbine- kan het bedrijf zeggen dat ze reeds elektriciteit technologie ontwikkeld. Dankzij DCNS gaat het voor het net geproduceerd hebben met een getui- bedrijf nu de industriële fase in. DCNS bezat al denturbine. Dat betekent echter nog niet dat het 11,2 procent van de start-up, waarvan het tevens industrieel stadium bereikt is. toeleverancier is. DCNS maakt namelijk de bladen van de OpenHydro-turbines. In 2013 nam DCNS de DCNS knowhow van OpenHydro over, evenals Siemens Een zeer actieve speler in de sector is DCNS. In 2013 recentelijk het bedrijf Marine Current Turbines investeerde het Franse DCNS 130 miljoen euro in overnam. een meerderheidsaandeel van 59,7 % in de Ierse start-up OpenHydro, gespecialiseerd in getuiden- Tidalys, een Frans-Nederlands consortium turbines die energie uit de kracht van de onder- Het jonge innovatieve bedrijf Tidalys is in Caen zeese stroming halen. gevestigd en speelt op originele wijze in op de getijdenturbinemarkt. Het bedrijf ontwikkelde een DCNS, gevestigd in Cherbourg, is van plan een drijvende machine die zich automatisch aanpast park met zeven pilotmachines in de Raz Blanchard aan de richting van de getijden. De bijzondere neer te zetten. Samen met EDF-EN (de duurzame turbine, zo groot als de helft van een voetbal- energietak van EDF) heeft DCNS een technische veld, is gemaakt van aluminium en composieten. haalbaarheidsstudie laten uitvoeren. Ook heeft Hierdoor is het platform veel lichter , namelijk het bedrijf een bedrijventerrein gereserveerd in de 130 ton tegen 850 à 1500 ton, sterker en mobieler haven van Cherbourg om zijn toekomstig fabriek te dan een ’klassieke’ stromingsturbine. Doordat bouwen. Dit zou de eerste getuidenturbinefabriek het platform drijft heeft het niet te lijden onder van Europa worden. De haven van Cherbourg gaat rondsuizende keien op de zeebodem. Eind 2012 hiervoor uitbreiden en 35 ha terrein van de zee kondigde Dutch Expansion Capital (DEC) aan mee winnen. te investeren in het bedrijf. Drie Nederlanders waren geboeid door het innovatieve concept van GDF-Suez Tidalys en besloten om in het managementteam Ook GDF-Suez hoopt in Cherbourg aan de slag te van Tidalys te stappen. Maar Tidalys staat eigen- gaan. Samen met het Duitse Voith Hydro en de lijk voor een consortium met daarin een aantal Franse scheepsbouwer CMN is de energiegigant Franse partners, het Duitse Schottel en een aantal voornemens om in 2016 een pilotpark met drie à belangrijke Nederlandse partijen, zoals Airborne zes turbines te hebben gebouwd. Het doel is een Composites, Fokker, Strukton en Antea. productie van 3 à 12 MW, goed voor een investering van 20 à 30 miljoen euro. Sabella Het bedrijf Sabella is in 2000 opgestart en testte GDF-Suez gaat met de Franse start-up Sabella een in 2008 een jaar lang hun pilotturbine in de rivier project in de Fromveurpassage uitvoeren. Odet bij Quimper. De turbine op ware grootte heeft een diameter van 10 meter en moet dit jaar op 55 meter diepte te water gaan in de Fromveurpassage. De turbine van 1,1 MW kan dertig procent van de bevolking van het eiland Ouessant van stroom voorzien.

In het voorjaar van 2014 hoopt Sabella de eerste echte turbine te laten afzinken.

23 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Frankrijk | Franse bedrijven actief op het gebied van getuidenturbines

Bronnen • Energie: la promesse hydrolienne, Le Monde 26 februari 2013 • Hydrolien: les technologies s’affûtent, Environnement Magazine, oktober 2013 • Les entreprises normandes et bretonnes parient sur l’énergie hydrolienne, Les Echos, 15 en 16 maart 2013 • Energies Marines Renouvelables, Le paris de la R&D française, Innovation et Industrie, maart 2014, no. 74 • Un institut de recherche entièrement dédié aux énergies marines, Innovation et Industrie, april-mei 2012, no.53 • Website met info over energie uit zee: http://www.betabanen.nl/je-loopbaan-in- 20-stappen/thema-van-maand-energie/ energie-uit-de-zee.219674.lynkx • Schottel: http://www.schottel.de/home/

Meer informatie Joannette Polo-Leemreis Email: [email protected]

IA Frankrijk

24 | IA Water Special Frankrijk | Franse bedrijven actief op het gebied van getuidenturbines Frankrijk | Frankrijk: dé markt van Véolia en Suez

Frankrijk: dé markt van Véolia en Suez

Frankrijk is de thuisbasis van twee multinationals Middelen en organisatie van R&D met een rijke historie op het gebied van water, De R&D budgetten van Véolia en Suez weerspie- afval en milieu: Véolia Environnement en Suez gelen de omzetverhouding. Véolia’s budget is Environnement. Een derde, veel kleinere onderne- bijna twee keer zo groot als dat van Suez zoals ming is Saur. Op de thuismarkt heeft dit drietal te blijkt uit bovenstaande tabel. Véolia Research maken met dalende marges en een enkele gemeen- & Innovation heeft 300 Medewerkers die zijn te die de waterdistributie weer in eigen hand gespecialiseerd in wateronderzoek of technolo- neemt. Wereldwijd groeit de drinkwatermarkt gische ontwikkeling. Zij zijn verdeeld over drie daarentegen met 6% per jaar en op de wereldmarkt onderzoekscentra: Centre de recherche sur l’eau, voor afval gaat 300 miljard euro om. Er zijn veel Centre de recherche sur la propreté et l’énergie, overeenkomsten in de R&D agenda’s van Véolia en Centre de recherche sur le transport. Daarnaast Suez. Binnen Europa richten ze zich op onder- werkt men samen met 130 academische instel- werpen als industriële(re) productiemethoden, lingen, financiert vijf leerstoelen en is lid van 22 energiebesparing, circular economy toepassingen innovatie clusters ( pôles de compétitivité). In 2009 en technologische oplossingen voor opsporing startte men de Veolia Innovation Accelerator, een van microvervuiling. Buiten Europa probeert men open Innovatie-programma waarbij start-ups hun in opkomende economieën te voldoen aan de product kunnen aanbieden via de multinational. groeiende behoefte aan drinkwater, verwerking van (industrieel) afvalwater en ontziltingscentrales. Suez Environnement heeft het onderzoek wereldwijd verdeeld over vier onderzoekscen- De cijfers: wie verdient hoeveel? tra, waarvan twee in Frankrijk. Het R&D budget bedroeg in 2012 74 miljoen euro. Het grootste R&D Véolia Suez Environne Environne centrum heet CIRSEE en ligt net buiten Parijs. Het ment ment CIRSEE (Centre International de Recherche sur l’Eau et l’Environnement), telt 120 onderzoekers, Omzet 2013 in 22,3 14,6 miljarden euros technici en experts. De belangrijkste thema’s zijn hier verwerking en hergebruik van afvalwater, % omzet uit 45,8% 30% watermanagement waterprocessing, analyse & gezondheid, circular economy, drinkwater en zuiveringsnetwerken. % omzet gemaakt 77,4% 71% in Europa 65% van de inspanning in CIRSEE is gericht op de innovatiestrategie van de groep. 35% is voor % omzet gemaakt 50,7% 36% in Frankrijk technologische assistentie. Een tweede veel kleiner R&D centrum in Bordeaux, Lyre, heeft 22 onderzoe- Budget R&D in euro 150 miljoen 74 miljoen kers gespecialiseerd in vraagstukken rond ‘water in grootstedelijke gebieden’. Voor innovatieve Marktaandeel in 34,5 % 19,5% Frankrijk partnerships heeft het een Blue Orange Investment Fund opgericht van 50 miljoen euro.

Véolia Environnement (voormalig Vivendi) is groter dan Suez en actief op vier verschillende vakgebieden, te weten watermanagement, vuil- en afvalverwerking (industrieel en particulier), energie en transport (Transdev). Suez Environnement (voormalig Lyonaise des Eaux) houdt zich naast watermanagement, bezig met afvalverwerking en bodemsanering.

25 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Frankrijk | Frankrijk: dé markt van Véolia en Suez

Speerpunten van het onderzoek in de waterbusiness Véolia. Onderzoek naar energiebesparing bij procedés staat centraal binnen alle vakgebieden van het bedrijf, net als de technische mogelijkheden die steeds kleiner wordende chips met zich meebrengen. Bij de wateractiviteiten vraagt afvalwaterverwerking veel energie. Véolia heeft een systeem ontwikkeld waardoor het energie-neutraal of zelfs positief wordt door bijvoorbeeld biogasinstallaties. Daarnaast zoekt Véolia naar manieren om van zuiveringsspecialist ook grondstoffenproducent te worden en de zuiveringsinstallatie in een bioraffinage installatie om te vormen. In Brussel werd in 2013 een succesvolle getest gedaan op Suez ontziltingsinstallatie in het Australische Melbourne. Bron: INP Toulouse industriële schaal om bioplastic te win- (http://hmf.enseeiht.fr/travaux/bei/beiere/book/export/html/983) nen uit afvalwater. Men onderzoekt de mogelijkheden om ook voor de chemische industrie grondstoffen terug te winnen uit afvalwater. Ook is het opsporen en verwer- nationale markt specialiseert Suez zich Ontzilting ken van complexe- en micro vervuilingen op watermanagement voor de olie en gas Anne Lauvergeon, voorzitter van de Franse een belangrijk R&D onderwerp. Met minia- industrie, vooral voor de niet-conventio- ‘Commissie Innovatie 2030’, belast met tuur wateranalyse modules die de consu- nele brandstofwinning zoals schaliegas. het formuleren van een toekomstvisie ment op de waterkraan kan schroeven kan Daarnaast zijn de opkomende economieën voor Frankrijk, benoemde ontzilting van in deelnemende gemeenten in real-time de ook een groeimarkt voor het hele scala aan water en deep see mining als sleutelge- drinkwaterkwaliteit worden bijgesteld. drinkwater- en afvalverwerkingsdiensten. bieden waar Frankrijk de komende jaren Voor het CIRSEE is de grootste uitdaging haar vakkennis te gelde moet maken om Ook bij Suez Environnement staat om de resultaten van het onderzoek om te de economie er weer bovenop te helpen. energiebesparing hoog op de agenda, net zetten in producten die voldoen aan markt- Ontzilting is een groeimarkt door de nabij- als energiewinning uit water en water vraag van klanten. heid van zeewater in gebieden waar de zuivering. Het decentraal en zo ‘groen’ vraag naar drinkwater groeit zoals Australië mogelijk opwekken van energie is een en het Midden-Oosten, of bij activiteiten prioriteit in het onderzoek. Op de inter- als mijnbouw in Zuid-Amerika voor verwerking van het afvalwater. De wereldmarkt voor ontzilting groeit met 10% per jaar en wordt gedomineerd door Suez en Véolia. Suez-filiaal Degremont bouwde in 2007 een grote centrale in Perth die 30% van de drinkwaterbehoefte in de stad dekt. Suez heeft verschillende prijzen gewonnen, vooral door ontziltingscentrales die geheel of gedeeltelijk op duurzame energie draaien of waarbij restwarmte die vrijkomt wordt hergebruikt. Ontzilting geschiedt door omgekeerde osmose met al dan niet met een filtratie vooraf, Seaclean, door middel van zand en antraciet. Voorbeelden hiervan zijn de centrales in Perth, Barcelona en Melbourne. Véolia maakte in januari 2014 bekend een opdracht voor het Iraakse Bassorah te hebben binnengehaald Schematische weergave van de herwinning van bioplastic uit afvalwater door Véolia bij de stad Brussel goed voor 84 miljoen euro en uit te voeren met het Japanse Hitachi en Egyptische

26 | IA Water Special Frankrijk | Frankrijk: dé markt van Véolia en Suez Frankrijk | Frankrijk: dé markt van Véolia en Suez

ArabCo. Voor concurrent Suez is de derde markt na Frankrijk en Spanje, met name door ontziltingscentrales.

Veolia beheert ongeveer 11% van de ontziltingsinstallaties ter wereld en behandelt 8 miljoen kubieke meter water per dag tegen Suez drie miljoen kubieke meter. Beiden investeren in effiëntere en energiezuini- gere methodes. Véolia daarentegen bouwt en beheert ook centrales die werken met thermische ontzilting, dat wil zeggen ontzilting door condensatie. Deze techniek wat uit de mode geraakte techniek wordt in een kwart van alle gevallen gebruikt, vooral in gebieden waar de energiekosten laag zijn, zoals het Midden-Oosten.

Bronnen • Innovation & Industrie n°70 > Décryptage R&D grands groupes, Veolia Le développement durable en action, 08/11/2013 (http://www.innovationonline.eu/ veolia-le-developpement-durable-en- action~1940~8~46.html) • Website Lyonaise des eaux http://www.lyonnaise-des-eaux.com/ 16-entreprises-regionales/Bordeaux-Guyenne/ Nos-implantations • Veolia et Suez se disputent le marché du dessalement d’eau de mer, La Croix, 30/01/14 • Le CIRSEE est une pièce clé de l’écosystème de l’innovation dans le groupe, Suez Environnement magazine, november 2013

Meer informatie Elisabeth van Zutphen Email: [email protected]

IA Frankrijk

27 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Frankrijk | Franse waterclusters Pôle EAU, DREAM, Hydreos en twee Pôles MER

Franse waterclusters Pôle EAU, DREAM, Hydreos en twee Pôles MER

Samenvatting Frankrijk telt 71 zogenaamde ‘pôles de compétitivité’, innovatieclusters waarbinnen onderzoek, onderwijs, overheid en bedrijfsleven samen onderzoeksprojecten opzetten. Iedere pôle concentreert zich op een bepaald thema in een bepaalde regio.

Dit bericht beschrijft driepôles de compétitivité gewijd aan de het thema water, Pôle Eau, Hydreos en Dream. Daarnaast beschrijft het kort de twee Pôles MER, in Bretagne en aan de Middellandse kust, actief rond alles wat de zee aangaat.

Inleiding 3. Hergebruik van water van verschillende Frankrijk telt 71 zogenaamde ‘pôles de compétitivité’, herkomst. Optimalisering van de combinatie innovatieclusters waarbinnen onderzoek, onderwijs, waterbehandeling en hergebruik van bijproduk- overheid en bedrijfsleven samen onderzoeksprojecten ten. Optimaliseren van de mix zuivering, opzetten. Iedere pôle concentreert zich op een bepaald energie-uitgaven en economische aspecten. thema in een bepaalde regio. In 2010 schreef de Franse Beheer van sanitaire en milieurisico’s. overheid een extra call uit omdat het ontbrak aan pôles 4. De vierde doelstelling is een cross over, namelijk de compétitivité gewijd aan de thema’s water, milieu en een institutionele en maatschappelijke insteek duurzaamheid. Het enige reeds aanwezige thema bij de voor spelers en decision makers. Dit betekent pôles was mariene energie. het verbeteren van de sociale, economische en milieu-acceptatie, de ontwikkeling van een Op het gebied van water telt Frankrijk dus sinds kort drie duurzaam financieel evenwicht van het jonge pôles de compétitivité: Pôle Eau, Hydreos en beheerssysteem van waterbronnen en het Dream. Daarnaast zijn er twee Pôles MER, de een in ontwikkelen van een echte watersector in Bretagne en de ander aan de Middellandse kust, al Frankrijk. langer zeer actief rond alles wat de zee aangaat. Het cluster Pôle EAU is tevens belast met de coör- Pôle EAU: water over de hele waardeketen dinatie van de twee andere recent opgezette water- De Pôle EAU, op 11 mei 2010 officieel van start clusters , te weten HYDREOS in de regio Lorraine gegaan, werkt aan vier strategische doelstellingen: en Alsace en het cluster DREAM in de regio Centre. 1. Het identificeren en mobiliseren van het aanwezige waterreservoir, zowel het zichtbare Alle grote Franse wateracteurs zijn lid van Pôle water als het grondwater, evenals het anticipe- Eau : Suez, Veolia en Saur. Voorts een groot aantal ren op ontwikkelingen met betrekking tot de kennis- en onderwijsinstellingen, en veel mkb. beschikbare hoeveelheid water. Het gaat om zowel de waterkwaliteit als de -kwantiteit. HYDREOS, zoetwaterbeheer, watergebruik 2. Het gezamenlijk beheer van watervoorraad en door industrie en landbouw -gebruikers met als doel het voorkomen van HYDREOS is een cluster in de regio’s Alsace en spanningen en de effecten daarvan op de Lorraine en richt zich op waterkwaliteit en -beheer. bevolking die verband houden met watertekorten. De toelevering van water, zowel in kwalita- De regio’s Elzas en Lorraine beschikken over een tieve als in kwantitiatieve zin, tegen een in grote watervoorraad van goede kwaliteit, gelegen economisch opzicht acceptabele prijs. Verlaging tussen de bronnen van de Vosges en het grond van het energieverbruik bij de waterbehande- waterreservoir van de Elzas, het grootste van ling. Het terugdringen van sanitaire en milieuri- Europa. sico’s. Aanpassing aan de vraag en het gebruik van water. Slim waterbeheer.

28 | IA Water Special Frankrijk | Franse waterclusters Pôle EAU, DREAM, Hydreos en twee Pôles MER Frankrijk | Franse waterclusters Pôle EAU, DREAM, Hydreos en twee Pôles MER

Het ruim voorradige water heeft geresul- diensten en processen aan opkomende en Belangrijkse spelers in de pôles MER teerd in een industrie die intensief gebruik ontwikkelingslanden. zijn het onderzoeksinstituut voor de zee maakt van water, zoals de papier- en IFREMER in Bretagne, de grote industriële staalindustrie, de chemie, de flessen Lid van DREAM zijn onder andere Veolia, partijen die zich sterk in mariene energie vulindustrie, bierbrouwerijen en elek- Suez Environnement, LVMH Recherche, interesseren Alstom, DCNS en EDF, maar triciteitsproductie. Ook beschikken deze BRGM, INRA, INERIS, EDF, maar ook start- ook veel mkb en andere kennisinstellingen regio’s daarom over veel water gelieerde ups als WatchFrog. Watchfrog ontwikkelde en universiteiten. onderzoeksactiviteiten. lichtgevende kikkerdril en larven die de aanwezigheid van bepaalde vervuiledne Bronnen HYDREOS heeft de ambitie om in 2020 tot stoffen signaleren. Hoe lichter de kik- • Pôles de compétitivité : de belangrijkste waterpôles van Europa te kerdril oplicht, hoe meer ze verstoord zijn • http://www.pole-eau.com/ horen. en hoe sterker dus de vervuiling is. Veolia • http://www.hydreos.fr/fr kondigde eind 2013 aan dit procédé te gaan • http://www.poledream.org/ Leden van Hydreos zijn onder andere: industrialiseren. • http://www.pole-mer-bretagne.com/ BRGM, EDF, INRA, INERIS, Nestlé Waters, • http://www.polemermediterranee.com/ SAUR en TAUW France, ook de twee water- Twee pôles in één: Pôles MER, multinationals Suez Environnement en Bretagne Atlantique en Veolia Environnement et WatchFrog poursuivent leur Veolia. Mediterranée partenariat pour détecter la présence de perturbateurs Twee clusters die zich met alles rond de endocriniens dans les eaux usées, communiqué Veolia, 28 DREAM, waterbeheer en zee bezighouden, Pôle Mer Bretagne oktober 2013 -technologie Atlantique en Pôle Mer Mediterranée, zijn DREAM staat voor het Franse equivalent al sinds 2005 actief. Deze pôles die nauw Linken van ‘sustainability of water resources onderling samenwerken, beslaan een ver- • www.veolia.com/fr/innovation/ and aquatic environment’. Het cluster is schillend maritiem gebied. Ze richten zich recherche-innovation gevestigd in de regio Centre. Onderwerpen beide op diverse thema’s die met de zee te • www.suez-environnement.fr van aandacht voor het DREAM-cluster zijn maken hebben, te weten mariene energie • www.lvmhrecherche-symposium.com het monitoren van en milieu-informatie- waaronder zowel wind op zee als drijvende • http://www.alstom.com/ systemen voor waterstromen en waterrijke windmolens en getijdenturbines, deepsea • http://fr.dcnsgroup.com/ gebieden, management van waterstro- mining, scheepsbouw, duurzame visserij, • http://www.edf-en.fr/ men en waterrijke gebieden, alternatieve havens en blauwe biotechnologie. • www.watchfrog.fr bodem- en waterbehandelingen, het • http://wwz.ifremer.fr/institut_eng/ aanpassen van technologieën, producten, Meer informatie Joannette Polo-Leemreis Email: [email protected]

IA Frankrijk

Onderzoekers van IFREMER, onderzoeksinstituut der zee (Bron: IFREMER)

29 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Duitsland | Van de Rijn tot de Spree: een overzicht van de Duitse watersector

Duitsland

Van de Rijn tot de Spree: een overzicht van de Duitse watersector

Hoewel slechts 2,3 procent van het Duitse grondgebied ment voor de Duitse watersector. Aangaande de uit water bestaat (ter vergelijking NL: 18,4 procent) kwaliteit van drinkwater en afvalwaterzuivering kunnen maken de aanwezigheid van grote rivieren als de Oder, Duitsland en Nederland zich scharen tot de kopgroep Donau, Elbe, Weser en Rijn, de haven van Hamburg en binnen de EU. Duitsland en Nederland zijn als bijna 2400 km kustlijn Duitsland tot een waterrijk land. buurlanden via hun 577 km lange gedeelde grens en de Voor de topsector water liggen er volop kansen. Rijn direct met elkaar verbonden. Hierdoor staan beide Duitsland is momenteel wereldleider in de export van landen deels voor dezelfde uitdagingen op watergebied watertechnologie en leverde in 2011 maar liefst 33 en liggen er kansen om de samenwerking met Duitsland procent van de totale waterexport van de EU. Het belang verder te intensiveren. Dit artikel beschrijft allereerst de van waterveiligheid voor Duitsland bleek afgelopen bestuurlijke inrichting van de watersector. Vervolgens zomer, toen aanhoudende regenval in Centraal-Europa wordt een aantal karakteristieken van het Duitse leidde tot extreem hoge waterstanden en de Elbe en waterbedrijfsleven benoemd. Het artikel eindigt met een Donau buiten hun oevers traden. Deze overstromingen overzicht van de uitgangspositie en uitdagingen van de veroorzaakten grote schade in de zuidelijke en oostelijke watersector. deelstaten en zorgden zo voor een hernieuwd commit-

Waterbrug nabij Maagdenburg

30 | IA Water Special Duitsland | Van de Rijn tot de Spree: een overzicht van de Duitse watersector Duitsland | Van de Rijn tot de Spree: een overzicht van de Duitse watersector

Bestuurlijke context blijven stijgen. Naar Nederland expor- markt zijn Remondis Aqua (waternetbe- Het gedecentraliseerde bestuur van teerde Duitsland in 2012 voor ongeveer 24 heer), Gelsenwasser, Wilo (energiezuinige Duitsland werkt door in de inrichting van miljoen euro. Daarmee komt Nederland in pompen), Wupperverband, Ruhrverband de watersector. Het reinigen en verwerken de lijst met de tien belangrijkste wateren Pollution Control Service (fosforverwij- van afvalwater is een verantwoordelijkheid exportmarkten niet voor. In tegenstel- dering uit slib). van de gemeenten, terwijl de levering van ling tot bijvoorbeeld Frankrijk wordt de drinkwater dat doorgaans (maar niet altijd) Duitse watermarkt niet gedomineerd door Klimaat en geografie is. Afhankelijk van wetgeving op het niveau enkele grote bedrijven, maar bestaat deze Duitsland kent een gematigd vochtig van de deelstaten bepalen gemeenten voornamelijk uit MKB-bedrijven. Door klimaat met neerslag gedurende alle vervolgens op welke wijze zij de drink hun geringe grootte zijn Duitse bedrijven seizoenen. De gemiddelde jaarlijkse wateren afvalwatervoorziening willen weinig succesvol in het binnenslepen van neerslag is met 785 mm hoog, waarbij de inrichten. Met ongeveer 6000 Wasserwerke Europese onderzoeksgelden. Relatieve regionale verschillen door de grootte van kent Duitsland niet alleen een zeer grote zwaktes van het Duitse bedrijfsleven zijn Duitsland sterk zijn. Een typerend kenmerk hoeveelheid waterleidingbedrijven, deze het ontbreken van grote installatiecon- van het Duitse klimaat is dat de variatie zijn tevens op een veelvoud aan manie- structeurs waardoor het bedrijfsleven ook binnen regio’s erg groot is. Zo valt in ren georganiseerd. In Duitsland bestaan slechts kleine watercentrales kan ople- Wuppertal (1.200 mm) per jaar gemiddeld gemeentelijke nutsbedrijven, private veren. Bij lucratieve orders voor grote twee keer zoveel neerslag als in de stad bedrijven en verschillende tussenvormen opdrachten staan zij daardoor buitenspel. Düren (620 mm), terwijl deze twee steden naast elkaar. In een poging de waterin- hemelsbreed slechts 70 km van elkaar frastructuur efficiënter in te richten heeft verwijderd zijn. De grote geografische een aantal gemeenten gekozen samen Duitsland is diversiteit stelt aanvullende eisen aan te werken en coöperaties te vormen. De waterinfrastructuur, bijvoorbeeld een flexi- uiteindelijke organisatievorm alsook de momenteel bele afwateringscapaciteit. Zo treft men in kosten voor drinkwater en afvalwaterrei- Noord-Duitsland voornamelijk systemen niging verschillen daardoor per gemeente. wereldleider in de aan waarbij de afvoer van afvalwater en Gemeenten zijn belast met de uitvoering export van die van regenwater gescheiden worden van de milieuwetgeving van de deelstaat en gehouden. In Zuid-Duitsland domineren de federale regering. Hoewel het meren- watertechnologie en simpelere rioleringssystemen waarin al deel van de waterbedrijven nog altijd in het water gezamenlijk wordt afgevoerd. publieke handen is, is het aantal gepriva- leverde in 2011 maar Klimatologische veranderingen zorgen er tiseerde bedrijven de afgelopen twintig voor dat Duitsland in de toekomst meer jaar langzaam gestegen. Zulke private liefst 33 procent van de te maken zal krijgen met aanhoudende waterleidingbedrijven hebben doorgaans totale waterexport van periodes van droogte alsook langdurige een hogere capaciteit dan de Wasserwerke in regenval. De zomers worden droger en de publiekshanden. de EU. winters worden natter. De voorspellingen verschillen sterk per regio en kunnen regi- Handel en bedrijfsleven onaal tegenovergesteld zijn aan landelijke Duitsland is wereldwijd de grootste speler Ook op het gebied van ontzilting hebben trends. Het risico op natuurrampen, zoals op de watermarkt. De Duitse export van Duitse bedrijven een achterstand op Franse bijvoorbeeld de overstromingen van 2013, watertechnologie is de afgelopen jaren en vooral Israëlische bedrijven. De Duitse neemt in de toekomst toe. Deze ontwik- gestegen en bedroeg 915 miljoen euro in bedrijven hebben internationaal een kelingen stellen steeds hogere eisen aan de 2012. Daarvan werd 561 miljoen uitgevoerd goede naam op het gebied van high-tech Duitse Wasserwerke. naar landen buiten de EU. Van de totale oplossingen, energie-efficiënte pompen, Europese waterexport naar buiten de EU leidingen en monitoringsystemen. De Watergebruik en demografie was in 2011 ongeveer 33 procent afkom- VDMA heeft een divisie water en afvalwa- De afgelopen twee decennia is het water- stig uit Duitsland. Doordat steeds meer tertechniek met ongeveer 60 leden, die verbruik van Duitse consumenten met opkomende markten waterwetgeving actief zijn in water en afvalwater, compo- ruim 20 procent gedaald tot ongeveer 120 implementeren wordt voor de toekomst nenten en waterbehandelingssystemen. liter per persoon per dag. Hiermee behoort een significante groei van de watermarkt Andere belangrijke spelers in de Duitse het waterverbruik tot de laagste van Europa voorzien. Momenteel stijgt vooral vanuit watersector zijn de DWA (Duitse vereniging en is dit significant lager dan in veel van Rusland en China de vraag naar Duitse voor water, afvalwater en afval) op het de Duitsland omringende landen. Deze watertechniek snel. De VDMA (branchever- gebied van afvalwater en de DVGW (Duitse daling wordt toegeschreven aan publieks- eniging voor de machinebouw) voorspelt technische en wetenschappelijke branche- campagnes gericht tegen verspilling en dat deze vraag door intensieve verstedelij- vereniging) op het gebied van gas en water. een toegenomen gebruik van spaarzame king in buitenlanden in de toekomst zal Enkele innovatieve spelers op de Duitse kranen en aansluitingen. Hoewel de Duitse

31 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Duitsland | Van de Rijn tot de Spree: een overzicht van de Duitse watersector

politiek blijft aandringen op verdere Daarnaast krimpt de Duitse bevolking de verwachting zelfs sterk toenemen. Binnen reductie noemt de DVGW die wens niet komende decennia significant, hetgeen de landsgrenzen wordt dus veel migratie realistisch. Drinkwater wordt in Duitsland de problemen van overcapaciteit in de verwacht. Ingrijpende wijzigingen in de hoofdzakelijk gewonnen uit grondwater, toekomst zal verergeren. Duitsland heeft waterinfrastructuur zijn nodig en de kosten welk in ruime mate aanwezig is. De grote momenteel het hoogste percentage daarvan moeten door een krimpend aantal geografische diversiteit resulteert ook hier 65-plussers in de EU en de bevolking Duitsers worden opgebracht. in regionale verschillen in de drinkwater- vergrijst in hoog tempo. Het gemiddelde voorziening. De Noord-Duitse Laagvlakte medicijngebruik neemt significant toe bevat overvloedige hoeveelheden grond- naarmate de inwoners ouder worden. water evenals regio’s gelegen aan de voet Een stijgende hoeveelheid medicijnres- Of we nu kijken naar van de Alpen en rondom het laatste deel tanten, zoals bijvoorbeeld antibiotica- van de Rijn in Duitsland. In andere delen residuen, is nu al zichtbaar in het Duitse bestuurlijke inrichting, van het land, waaronder het dichtbevolkte afvalwater. Deze restanten kunnen de Ruhrgebied, Leipzig en Stuttgart, wordt groei van antibioticaresistente bacteriën klimaat, demografie, het drinkwater uit andere bronnen gehaald in rioleringen en afvalwatersystemen zoals reservoirs, verder weg gelegen regio’s veroorzaken en vormen zo indirect een hoeveelheid bedrijven (tot wel 200 km) of afdalend oevergrond- gezondheidsrisico. Decentrale verwerking of lokale uitdagingen: water. In Europa is Duitsland de voor- van afvalwater, bijvoorbeeld rechtstreeks naamste gebruiker van laatstgenoemde bij zieken- of verzorgingstehuizen, zal grote regionale techniek. In de drinkwatervoorziening daarom naar verwachting steeds meer dwingen geologische en chemische worden toegepast. In het dunbevolkte verschillen komen verschillen de Duitsers een variëteit aan Spreewaldgebied nabij Berlijn wordt al veel waterwinmethoden te gebruiken. gebruik gemaakt van kleinschalige oplos- steeds opnieuw singen. Hier zorgen kleine huizenclusters bovendrijven De huidige watercapaciteit is grotendeels gezamenlijk voor hun afvalwaterreiniging. gebaseerd op wetenschappelijke voor- De Duitse bevolking krimpt, maar tussen spellingen uit de jaren zeventig over de regio’s zijn grote verschillen zichtbaar. In ontwikkeling van het waterverbruik van de oostelijke deelstaten (m.u.v. Berlijn) zal bedrijven en inwoners. Deze voorspellin- significante bevolkingskrimp plaatsvinden, gen zijn uiterst onbetrouwbaar gebleken. terwijl hier in de zuidelijke deelstaten veel Zo bleef de watervraag bijna 50 procent minder sprake van is. Rondom een stad als achter bij de voorspellingen en bleef ook München zal de bevolkingsdichtheid naar de economische ontwikkeling in delen van de voormalige DDR sterk achter. Het lage waterverbruik door consumenten en producenten leidt door de hoge functi- onele levensduur van waterinfrastructuur tot langdurige overcapaciteit. Dit doet zich vooral in Oost-Duitsland voor. Waterleidingsbedrijven zijn geconfronteerd met standaard operationele taken. Zo dienen ze bijvoorbeeld om de zoveel tijd intensief te worden doorgespoeld om neerslag en corrosie te voorkomen. De overcapaciteit in afwateringsinstallaties zorgt ervoor dat de stroomsnelheid relatief laag is wat ook weer consequenties heeft voor hygiëne- en zuiveringskosten. Dit maakt de Duitse Wasserwerke relatief inef- ficiënt en kostbaar. De DVGW stelt dat bij een verdere reductie van het waterverbruik geen geld kan worden bespaard doordat vaste kosten dan zullen toenemen. Chemische status van het Duitse grondwater (Bron: Ministerie van Milieu)

32 | IA Water Special Duitsland | Van de Rijn tot de Spree: een overzicht van de Duitse watersector Duitsland | Van de Rijn tot de Spree: een overzicht van de Duitse watersector

Waterkwaliteit Samenvattend vallen vooral de grote Duitsland is een sterk geïndustrialiseerd verschillen in de Duitse watersector op. Of land waar bepaalde regio’s een hoge we nu kijken naar bestuurlijke inrichting, bevolkingsdichtheid of veel intensieve klimaat, demografie, hoeveelheid bedrij- landbouw kennen. Dit intensieve gebruik ven of lokale uitdagingen: grote regionale van water en land leidt tot één van de voor- verschillen komen steeds opnieuw boven- naamste uitdagingen van de Duitse water- drijven. Deze diversiteit is ook herkenbaar sector: de verontreiniging van (grond) in het waterinnovatielandschap en wordt water en het scheiden van moeilijk verwij- beschreven in het volgende artikel. derbare nutriënten. In de meest recente EU evaluatie (2012) van de chemische status Auteur: Martien van der Burg (Rijkstrainee) is van Europees grondwater scoort Duitsland momenteel gestationeerd op de post in Berlijn beneden gemiddeld. Bijna 40 procent van de grondwaterlichamen kreeg hierbij de Bronnen status ‘poor’ toegekend. Het gebruik van • CIA World Factbook anorganische mineralen, mest en organi- https://www.cia.gov/library/publications/ sche mest hebben net als in grote delen the-world-factbook/geos/gm.html van Noordwest Europa grote hoeveelheden • Detailed Assessment of the Market Potential and nitraten in het grondwater gebracht. Deze Demand for, an EU ETV Scheme (Commission) zijn moeilijk en vooral langzaam te ver- http://ec.europa.eu/environment/etv/pdf/ wijderen. Van de Duitse rivieren en meren ETV%20Final%20Report%20Market%20Annex.pdf is ongeveer 5 procent in slechte conditie. • European waters — assessment of status and Specifiek voor de Elbe zijn problemen met pressures (2012) European Environment Agency hoge concentraties polycyclische aroma- http://www.eea.europa.eu/publications/ tische koolwaterstoffen in het rivierwater. european-waters-assessment-2012http://www. Voor Duitsland in het algemeen zijn resten eea.europa.eu/publications/ van pesticiden een probleem in de opper- european-waters-assessment-2012 vlaktewateren. De intentie van de Duitse • Umwelt Magazin 1/2 2014, Zukunftsfähige overheid is om de hoeveelheid energie, Wasserwirtschaft, Martin Braunersreuther die wordt gewonnen uit biomassa, te doen • http://www.nationaalkompas.nl/bevolking/ stijgen. Dit streven staat op gespannen vergrijzing/verschillen-internationaal/ voet met het beschermen van waterkwali- • http://www.wrrc.hawaii.edu/bulletins/2000_08/ teit. De vrees is namelijk dat de doelen die filtration.html hiervoor zijn gesteld enkel kunnen worden • http://www.dvgw.de/fileadmin/dvgw/wasser/ behaald door een verdere intensivering van organisation/branchenbild2011_en.pdf het landgebruik. Dit zou de hoeveelheid • http://www.dw.de/ nutriënten in het water verder verhogen. germany-leads-the-way-in-wastewater- In een poging waterverontreiniging door technology/a-16599085 de landbouw te verminderen zijn er in een aantal deelstaten initiatieven, waarbij Meer informatie waterleveranciers aan boeren een ver- Martien van der Burg, Joop Gilijamse goeding uitkeren voor het toepassen van Email: [email protected] minder verontreinigende productiemethoden. De kosten hiervan worden vervolgens IA Duitsland doorberekend aan de Duitse consument middels de waterprijzen, welke hoger zijn dan in de meeste omringende landen.

33 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Duitsland | Kennisinstellingen, industrie en overheid; Het Duitse waterinnovatielandschap in vogelvlucht

Kennisinstellingen, industrie en overheid; Het Duitse waterinnovatielandschap in vogelvlucht

Van volksgezondheid en biodiversiteit tot aan de het zogeheten FONA-raamwerk (Forschung für binnenvaart en kustbescherming: water is een Nachhaltige Entwicklungen) stelt BMBF geld beschik- belangrijk thema in Duitsland. Overheid en bedrijfsle- baar voor een variëteit aan milieu-gerelateerde ven spelen in Duitsland een grote rol in het waterinno- onderzoeksprogramma’s. Onder FONA vallen de vatielandschap. Goed onderwijs is een basisvoorwaarde zogenaamde NaWaM-programma’s (Nachhaltiges voor innovatie. Duitse universiteiten en hoge scholen WasserManagement). Deze toegepaste programma’s bieden in dat kader ruim 200 verschillende opleidingen richten zich specifiek op duurzaam waterma- en programma’s aan. Naast overheid, bedrijfsleven en nagement en duren steeds vijf jaar. Ingrijpende universiteiten spelen ook buiten-universitaire wijzigingen in het waterinnovatiebeleid worden kennisinstellingen een belangrijke rol in het wateron- momenteel niet voorzien. Projecten dienen in een derzoek. Het grote aantal spelers op het Duitse van onderstaande vijf categorieën te vallen: waterinnovatielandschap maakt dit landschap op het eerste gezicht echter behoorlijk ondoorzichtig. Dit • Water en energie artikel biedt een overzicht. • Water en landbouw • Water en gezondheid • Water en het milieu • Stedelijk water

Momenteel lopen er programma’s op het gebied van risicomanagement van nieuwe, schadelijke stoffen en biologische ziekteverwekkers (RiSKWa), intelligente en multifunctionele infrastructuur systemen voor een duurzame waterlevering (INIS) en programma’s om waterverwerking energie- zuiniger te maken (ERWAS) en meer te integreren (IWRM). Afgeronde programma’s richtten zich onder andere op fosfaatrecycling en decentrale afvalwaterverwerking.

De deelstaten zijn met een bijdrage van 14 procent De continenten van de wereld, ingedeeld op het aantal wateronder- zoeksinstituten. Per continent is het land met de grootste hoeveelheid belangrijke publieke geldschieters van de Duitse instituten lichtgroen gemarkeerd. watersector. Zo hebben Baden-Württemberg en Bron: Helmholtz Centre for Environmental Research Beieren er voor gekozen aanvullende onderzoeksprogramma’s op te zetten om fosfor terug te winnen uit afvalwater en slib. Deze twee deelstaten, aangevuld met Noordrijn-Westfalen en Saksen, Innovatiebeleid hebben zeer actieve milieu-innovatieprogramma’s. Het innovatiebeleid voor de watersector is voornamelijk afkomstig van het federale minis- Vanuit de overheid zijn BMBF en de deelstaten dus terie voor Onderwijs en Onderzoek (BMBF). Dit drijvende krachten achter het wateronderzoek. ministerie is met een bijdrage van ongeveer 29 Het ministerie van Milieu (BMUB) maar vooral ook procent de grootste geldschieter van publiek het ministerie van Economie en Energie (BMWi) onderzoek binnen de Duitse watersector. Via zijn vervolgens leidend bij de implementatie en

34 | IA Water Special Duitsland | Kennisinstellingen, industrie en overheid; Het Duitse waterinnovatielandschap in vogelvlucht Duitsland | Kennisinstellingen, industrie en overheid;Het Duitse waterinnovatielandschap in vogelvlucht

demonstratie van nieuwe technieken. met het Perspektive 2030-programma (voor ken (primaire behandeling) en het biologi- Duitse waterexperts gaven aan dat aan dat de landbouw) resulteren in een nieuw alge- sche zuiveren middels actief slib (secundai- Duitsland in vergelijking met Nederland meen milieuprogramma. re behandeling). De tertiaire behandeling minder ver is in het samenbrengen van richt zich specifiek op het verwijderen van de verschillende relevante actoren op nutriënten zoals stikstof- en fosforverbin- watergebied (bijv. boeren, waterindustrie, In Duitsland treedt er dingen uit het drinkwater. Hoewel tertiaire overheid, kunstmestproducenten). Ook reiniging in dezelfde bassins plaatsvindt stelden zij dat er in Duitsland minder over- geleidelijk een nieuwe als secundaire behandeling, vereist dit heidsondersteuning voor de watersector aanvullende voorzieningen in de water- is dan in Nederland. Belangrijke impulsen mind-set op bij de zuiveringsinstallatie. Vanuit Duitsland is voor de watersector komen vanuit BMUB in aanleg van nieuwe er daarom veel interesse in de toepassing de vorm van kwaliteitseisen en regulatie. van membraantechnologie. In zogeheten waterinfrastructuur bioreactoren wordt membraanfiltratie De Duitse overheid volgt het Europese gecombineerd met biologische zuivering, waterbeleid vanuit Berlijn nauwgezet. waardoor afvalwater en zeewater in drink- Nieuwe Europese wetgeving over de Technologische trends water om te zetten zijn. Voor bedrijven bijvoorbeeld de export van afvalslib en uit De uitdagingen van de Noordwest- die actief zijn in membraantechnologie of afvalwater teruggewonnen kunstmest bin- Europese watersectoren zijn grotendeels anderzijds kunnen bijdragen aan tertiaire nen de gemeenschappelijke markt moet dezelfde, wat kansen voor multilaterale of quartaire reiniging liggen er kansen. daarbij zoveel mogelijk zorgen voor een samenwerking biedt. De voornaamste level playing field. thema’s en ontwikkelingen in de Duitse Tevens liggen er in Duitsland kansen voor waterwetenschap zijn momenteel: Nederlandse bedrijven die zich bezighou- In het regeerakkoord tussen CDU/CSU en den met duurzame, geavanceerde waterin- SPD is een aparte paragraaf gewijd aan • Terugwinnen van fosfor uit afvalwater; frastructuur. Duitse wetgeving aangaande het terugwinnen van fosfaten en andere • Verwijderen van microverontreinigingen de vereisten aan zowel waterzuivering nutriënten uit afvalwater. Hierin is onder uit afvalwater (antibiotica, geneesmid- als drinkwater is doorgaans strenger dan andere het voornemen opgenomen te delen, cosmetica, hormoonverstorende vereist vanuit de Europese Commissie. Zo stoppen met het uitrijden van slib als stoffen etc.); wordt het overgrote deel van het Duitse meststof en in plaats daarvan grondstoffen • Scheiden van afvalwaterstromen; afvalwater momenteel al tertiair behan- terug te winnen. De federale wetgeving • Transitie van waterzuiveringsinstallaties deld. In een gezamenlijke publicatie van wordt betreffende waterverontreini- tot bron van energie en grondstoffen meerdere waterbrancheverenigingen gende stoffen en de mijnbouwwet zo snel (‘urban mining’); wordt het belang van waterkwaliteit mogelijk aangescherpt. Dit bouwt voort • Verhogen van energie-efficiëntie en het geprezen. Daarnaast beschrijft de publica- op maatregelen en intenties uit ‘ProgRess’, verduurzamen van drinken tie dat bij de Duitse implementatie van de het Deutsches Ressourceneffizienzprogramm van afvalwatervoorzieningen. Europese richtlijn aangaande de behande- de vorige regering-Merkel. Het ProRess- ling van stedelijk afvalwater, vrijwel het programma streeft erna de productiviteit Er is momenteel veel aandacht voor het gehele Duitse grondgebied is verklaard tot van grondstoffen in 2020 ten opzicht van tertiair behandelen van afvalwater. Deze ‘sensitive area’ met aanvullende eisen. 1994 te laten verdubbelen en moet samen behandeling volgt op het filteren en bezin- Het scheiden van afvalwaterstromen leeft in Duitsland. Zo wordt het gescheiden verwerken van regen- en afvalwater steeds wijder verbreidt. Ook wordt geëxperimen- teerd met het verder opsplitsen van afvalwater in twee of meer categorieën. Hierbij is zogenaamd ‘grijs water’ verontreinigd met bijvoorbeeld zeep of etensresten, terwijl ‘zwart water’ met menselijke afvalstof- fen is vervuild. Het gescheiden afvangen en verwerken van stedelijk afvalwater kan het zuiveringsproces efficiënter maken en bijdragen aan waterspaarzaamheid (zie Herkomst van financiering van publiek wateronderzoek. voor een voorbeeld het artikel Drie geschei- Bron: Helmholtz Centre for Environmental Research den waterkringlopen in Jenfelder Au). Daarnaast biedt het kansen om waardevolle nutriën-

35 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Duitsland | Kennisinstellingen, industrie en overheid;Het Duitse waterinnovatielandschap in vogelvlucht

ten terug te winnen. De Duitse vereniging voor machinebouwers voorziet voor dergelijke technieken ook buiten Duitsland een grote markt, bijvoorbeeld in gebieden met waterschaarste. Het recyclen van water in gesloten watercircuits, bijvoorbeeld in de industrie, moet waterverbruik in de toekomst verder verduurzamen.

In Duitsland treedt er geleidelijk een nieuwe mind-set op bij de aanleg van nieuwe waterinfrastructuur. Waterleidingbedrijven beschouwen hun input niet langer als vervuild water, maar zien een bron van drinkwater, waardevolle nutriënten, warmte en gas (zie voor een voorbeeld het artikel Afvalwater, energiebron van de toekomst?). Zo werkt Duitsland toe naar een situatie waar afvalwater separaat wordt aangeleverd Bron: Helmholtz Centre for Environmental Research en per afvalstroom de meest geëigende methode en hoeveelheid reiniging kunnen worden bepaald. Relatief schoon water kan dan minder lang actief belucht worden om Kennis en kunde in Duitsland lent van de NWO (DFG-KOWA). Het German energie te besparen. Water afkomstig uit de Het Duitse waterlandschap is sterk gefrag- Water Partnership (GWP, opgericht in 2008 industrie, waarin zeer hoge concentraties menteerd en verspreid over het land. Echte naar Nederlands model) representeert van specifieke stoffen aanwezig zijn, kan zo ‘waterclusters’ zijn daarom niet te iden- het Duitse bedrijfsleven internationaal. ook gerichter worden behandeld. Vooral tificeren. In een poging kennis en kunde Hoewel zich onder de leden ook kennisin- het verwijderen van hoge concentraties beter te verenigingen is in 2013 de Water stellingen bevinden, is het GWP voorname- koolstof- en stikstofverbindingen vereist Science Alliance (WSA) opgericht. Middels lijk een vereniging voor bedrijven die zich aanzienlijke hoeveelheden energie. een online portal (dat alle wateronder- richten op de export van watertechnologie. zoeksprojecten in Duitsland moet gaan

De totale CO2-uitstoot kan worden ver- bevatten) en een jaarlijkse waterconferen- Een uitgebreide verkenning van Duits minderd door deze afvalstromen apart te tie probeert de WSA zich te ontwikkelen tot wateronderzoek (uitgevoerd door de WSA) behandelen. Bij het anaeroob afbreken identificeerde eind 2012 ruim 450 pro- van koolstofverbindingen uit afvalwater jectgroepen verspreid over meer dan 150 komt biogas vrij. Dit wordt in toenemende In een poging kennis (deels)publiek gefinancierde instellingen. mate afgevangen en ingezet in warm- Leidende universiteiten zijn RWTH Aachen, tekrachtcentrales. Hierdoor is er tevens en kunde beter te Stuttgart, TU Darmstadt, TU Braunschweig, minder energie nodig voor het beroeren en TU Dresden, TU Karlsruhe, TU Berlijn en ventileren in het aerobe deel van de reini- verenigingen is in 2013 de Leibniz Universität Hannover. De TU ging. Zo wordt wederom energie bespaart Dresden heeft als enige in Duitsland een en dit resulteert in minder slib dat nog de Water Science specifieke afdeling ‘hydrowetenschappen’, dient te worden verwerkt. In Duitsland is Alliance (WSA) waar bijvoorbeeld biologen, aardweten- er momenteel veel aandacht om dit proces schappers en chemici naast elkaar studeren verder te verfijnen. Het streven naar het opgericht. en onderzoeken. sluiten van waterkringlopen past in een breder Duits streven naar autarkie, vooral Buitenuniversitair wateronderzoek is op energiegebied maar ook op het gebied een community van wateronderzoekers uit toegepast van aard en wordt vooral ver- van andere grondstoffen en water. Het verschillende wetenschappelijke disci- richt door de Helmholtz Gemeenschap, recyclen van nutriënten en het recyclen van plines. Hoewel deze alliantie momenteel voornamelijk door de instituten in energie zijn grotendeels twee zijden van nog in de kinderschoenen staat, is het Karlsruhe (KIT) en Leipzig (Centrum voor dezelfde munt: door te zoeken naar syner- een veelbelovend initiatief, mede door de Milieuonderzoek) en in mindere mate giën zullen het wateren energiedomein steun van twee sterke partners, name- in München (Centrum voor Gezondheid meer in elkaar over lopen. lijk de Helmholtz Gemeenschap en de en Milieu). Van de Leibniz gemeenschap watercommissie van het Duitse equiva- is vooral het instituut voor zoetwater

36 | IA Water Special Duitsland | Kennisinstellingen, industrie en overheid;Het Duitse waterinnovatielandschap in vogelvlucht Duitsland | Kennisinstellingen, industrie en overheid;Het Duitse waterinnovatielandschap in vogelvlucht

en inlandse visserijen bij Berlijn actief Bronnen op watergebied. Daarnaast ondersteunt • Deutschlands Zukunft Gestalten; Leibniz de fosforcampus van de universi- Koalitionsvertrag Zwischen CDU, CSU und SPD via teit Rostock. Een aantal van de Fraunhofer https://www.cdu.de/sites/default/files/media/ instituten houdt zich bezig met water- dokumente/koalitionsvertrag.pdf techniek. Bij Fraunhofer IGB in Stuttgart • Funding Priority ‘Sustainable Water Management wordt bijvoorbeeld membraantechnologie (NaWaM)’ within the framework programme on onderzocht. Het German Phosforous ‘Research for Sustainable Development’ Platform is ondergebracht bij Fraunhofer http://www.fona.de/mediathek/pdf/ ISC in Alzenau en het terugwinnen van BMBF-Nawam-ENG_barrierefrei.pdf nutriënten bij Fraunhofer UMSICHT in • German Resource Efficiency Programme Oberhausen. De elf Fraunhofer insti- (ProgRess), BMUB. tuten die zich met water bezighouden http://www.bmub.bund.de/fileadmin/ vormen samen een alliantie onder de bmu-import/files/pdfs/allgemein/application/ naam Fraunhofer SysWasser. Naast de pdf/progress_en_bf.pdf vier grote buitenuniversitaire kennisin- • Wasser- und Abwassertechnik – stellingen en de universiteiten zijn er in Verfahrenstechnische Maschinen und Apparate Duitsland nog vele wateronderzoeksin- • http://www.dw.de/ stituten. Deze zijn doorgaans verbonden germany-leads-the-way-in-wastewater- aan een specifieke universiteit. Zo zijn technology/a-16599085 er zogenaamde Institute für Wasserbau • Water Research in Germany; Research Fields, und Wasserwirtschaft verbonden aan de Centres, Competences 2012, Helmholtz Centre for universiteiten van Aachen en Duisburg. Environmental Research UFZ. Ook is het KIT verbonden aan de uni- • Profile of the German Water Sector - DVGW versiteit van Karlsruhe en is het IWAR- instituut verbonden aan de universiteit Meer informatie Darmstadt. Daarnaast bestaat er een Martien van der Burg, Joop Gilijamse WasserkompetenzZentrum Berlin en een in Email: [email protected] Hof in Beieren. IA Duitsland Auteur: Martien van der Burg

37 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Duitsland | Afvalwater, energiebron van de toekomst?

Afvalwater, energiebron van de toekomst?

De Köhlbrandhöftcentrale bij schemering. In de blauw verlichte tanks worden grote hoeveelheden biogas aan het slib onttrokken. In de volksmond worden deze tien tanks ‘de rotte eieren’ genoemd. Bron: Hamburg Wasser

Het verbinden van het wateren energiedomein Bij de reiniging van afvalwater komt echter ook is momenteel een belangrijk thema in het Duitse energie vrij. Dit biedt kansen om het netto energie- wateronderzoek. De watersector maakt naar schat- verbruik door de watersector te reduceren. Duitse ting een half procent uit van de totale primaire waterexperts noemen de overgang van ‘afvalwater- energieconsumptie in Duitsland. Elektriciteit centrale’ naar ‘energiecentrale’ dan ook een van de wordt met name verbruikt door de afvalwatercen- belangrijkste onderzoeksthema’s voor de Duitse trales, waar vooral de pompen en de beluchting watersector. Een zeer interessant voorbeeld hiervan water veel energie verbruiken. Voor de produc- van is te vinden in de haven van Hamburg, aan de tie van drinkwater is relatief veel minder energie oevers van de Elbe. Daar staat de eerste afvalwater- nodig, waardoor onderzoek naar het verbeteren centrale die netto energie produceert.

De hoeveelheid energie die in de centrale onder de streep wordt opgewekt stijgt nog steeds

van energie-efficiëntie zich met name concentreert Hamburg Wasser is het grootste publieke water op afvalwaterreiniging. De verwachting is dat het bedrijf van Duitsland en verzorgt de drinkwater- verwijderen van microverontreinigingen zoals voorziening en de afvalwaterreiniging in Hamburg cosmetica, antibioticarestanten en huishoudelijke en omliggende gebieden. Het bedrijf is verant- chemicaliën in de toekomst steeds wijdverbreider woordelijk voor veilig en schoon drinkwater voor wordt. De hiervoor benodigde nieuwe stappen in circa 670.000 huishoudens en de reiniging van het zuiveringsproces zullen het energieverbruik hun afvalwater. In de haven van Hamburg zijn vermoedelijk nog verder doen stijgen. voor laatstgenoemde taak twee watercentrales vlakbij elkaar gebouwd. Gezamenlijk wekken deze onder de streep energie op in plaats van energie te verbruiken.

38 | IA Water Special Duitsland | Afvalwater, energiebron van de toekomst? Duitsland | Afvalwater, energiebron van de toekomst?

Zuiveringsproces Afhankelijk van de weersomstandigheden en de hoeveelheid regen bereikt per seconde tussen de 5m3 en 19m3 te reinigen water de Köhlbrandhöftcentrale. Een druppel bevindt zich gemiddeld 24 uur in het complex, alvorens te worden geloosd in de Elbe. Allereerst wordt het afvalwater gefilterd, met name om het Hamburgs toiletpapier op te vangen. Hierna volgt een eerste aerobe reiniging. Vervolgens stroomt het water 80 meter onder de grond via een 2.3 kilometer lange buis naar de Dradenaucentrale aan de andere kant van de Köhlbrand. Hier vindt een tweede, uitgebreidere, biologische zuivering plaats. In totaal zorgen de twee centrales gezamenlijk voor een afname van de hoeveel- De twee centrales liggen aan weerszijden van de Köhlbrand (een aftakking van de Elbe) en zijn heid organisch materiaal van 94 procent. ondergronds met elkaar verbonden via een duiker. Voor stikstof en fosfor zijn die getallen Bron: Hamburg Wasser respectievelijk 81 en 92 procent. Vanuit de Dradenaucentrale wordt het gezuiverde water vervolgens in de Elbe geloosd.

Het slib dat gedurende dit proces ontstaat wordt ingevoerd in luchtdichte, zilverkleurige tanks op het terrein van de Köhlbrandhöftcentrale. Hierin wordt het slib bij een temperatuur van 37 graden Celsius continu doorgeroerd. De bacteriekolonies in de tank zijn vergelijkbaar met die in de menselijke darmen en produceren ‘vuilgas’, een gasmengsel dat voor ongeveer twee derde uit methaan en voor een derde uit koolstofdioxide bestaat. Hoewel de kerntaak van de centrales waterreiniging blijft, is Hamburg Wasser door de grootte van de installatie één van de grootste biogasproducenten van Noord De energiebalans van de centrales in 2012 Duitsland. Bron: Hamburg Wasser

Het vuilgas wordt gebruikt voor het aandrijven van een gasturbine met een giebesparende beluchters produceert de kan schrijven’. De hoeveelheid energie capaciteit van 5.2MW. Tevens wordt een centrale energie. Het gewonnen methaan die in de centrale onder de streep wordt deel van het vuilgas veredeld tot methaan wordt deels ingevoerd in de Hamburgse opgewekt stijgt hierdoor nog steeds. Het door koolstofdioxide te verwijderen. Dit gasinfrastructuur en deels gebruikt om het opwekken van warmte, elektriciteit en methaan wordt deels gebruikt voor het wagenpark van Hamburg Wasser, bestaan- biomethaan en het reinigen van afvalwater aandrijven van een gasmotor die elektri- de uit 115 auto’s, aan te drijven. zijn elkaar daardoor steeds verder aan het citeit (2MW) en warmte produceert. Het overlappen. slib, dat eens per 21 dagen de tanks verlaat, Niet alle innovaties zijn tegelijkertijd wordt gecentrifugeerd en gedroogd en doorgevoerd, in plaats daarvan is het Gecombineerd zijn de Köhlbrandhöft- en vervolgens verbrand in een warmte-kracht- moderniseren van de centrales een continu Dradenaucentrale het uitgangbord van koppeling met een capaciteit van 5.2MW. proces. Hamburg Wasser voert volgens Duitse state-of-the-art energietechnologie. Aangevuld met twee windmolens met een eigen zeggen iedere technische innovatie Geen van de toegepaste technieken is op gezamenlijke capaciteit van 5MW en ener- direct door ‘zodra deze een zwarte nul zichzelf nieuw, maar Hamburg Wasser was

39 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Duitsland | Afvalwater, energiebron van de toekomst?

Hamburg Wasser voert (…) iedere technische innovatie direct door ‘zodra deze een zwarte nul kan schrijven’.

het eerste waterbedrijf in Europa dat deze Bronnen: integrale aanpak hanteerde. De afvalwater- • http://www.hamburgwasser.de/abwasserbehand- centrale was daardoor de eerste die energie lung.html opleverde. De centrale was daarmee een • http://www.hamburgwasser.de/schlammbehand- belangrijke factor voor Hamburg’s benoe- lung.html ming tot European Green Capital in 2011. Bij • Profile of the German Water Sector, WVGW het doen van de grote investeringen die (Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und nodig waren, werd Hamburg Wasser gehol- Wasser mbH). pen door de grootte van haar afzetgebied. • http://www.abendblatt.de/ratgeber/extra-jour- Wanneer het afvalwater van industrie nal/article1692421/Klares-Wasser-und-ausserdem- wordt omgerekend naar afvalwater van saubere-Energie.html personen, verwerken de centrales het water van drie miljoen inwoner-eenheden. Hiermee Meer informatie behoort de centrale tot de grootste van Martien van der Burg, Joop Gilijamse Europa. De Hamburgse integrale aanpak is Email: [email protected] vanuit economisch oogpunt daarom niet één-op- één te kopiëren naar veel andere IA Duitsland waterbedrijven in Europa. Desondanks is de aanpak van Hamburg Wasser een goed voorbeeld van een nieuwe visie op het organiseren van waterreiniging. Een vergelijkbare aanpak, zij het op kleinere schaal, is door het Emschergenossenschaft toegepast in Bottrup, nabij Essen.

Auteur: Martien van der Burg

40 | IA Water Special Duitsland | Afvalwater, energiebron van de toekomst? Duitsland | Drie gescheiden waterkringlopen in Jenfelder Au

Drie gescheiden waterkringlopen in Jenfelder Au

De drie kringlopen van de ‘Hamburg Water Cycle’. Bron: Hamburg Wasser

Het scheiden van afvalwaterstromen en het Water scheiden ontwikkelen van kleine, decentrale waterzui- Het plan is om in de woningen ‘zwart water’ (zwaar veringsinstallaties zijn momenteel belangrijke vervuild en gebruikt om toiletten door te trekken) thema’s in de Duitse waterwetenschap. Bij de te scheiden van ‘grijs water’ (waarmee is gedoucht bouw van de nieuwbouwwijk Jenfelder Au worden en handen/kleding zijn gewassen). Daarnaast momenteel state-of-the-art technieken toegepast. wordt regenwater apart opgevangen, zodat het zo Wanneer deze wijk af is moet deze als pilot dienen natuurlijk mogelijk kan verdampen of weg kan voor toekomstige nieuwbouwwoningen. Sinds sijpelen. Op deze manier biedt de Hamburg Water oktober 2013 wordt ten noordoosten van Hamburg Cycle de mogelijkheid om per afvalwaterstroom de gebouwd aan ruim 600 nieuwe woningen. Bij meest slimme en efficiënte behandeling te kiezen.

Bij de oplevering in 2017 zijn deze woningen op de zogenaamde ‘Hamburg Water Cycle’ aangesloten, waarin waterkringlopen consequent worden gescheiden.

de oplevering in 2017 zijn deze woningen op de In vergelijking met conventionele woningen, waar zogenaamde ‘Hamburg Water Cycle’ aangeslo- al deze waterstromen vermengd worden, hoeft ten, waarin waterkringlopen consequent worden dankzij dit systeem minder energie te worden gescheiden. Dit watersysteem is ontwikkeld door gebruikt. waterbedrijf Hamburg Wasser. Het stedenbouw- kundige plan voor de wijk is afkomstig van het Het afvalwater van Jenfelder Au wordt verwerkt in een Rotterdamse ontwerpbureau West8. kleine afvalwatercentrale, die Hamburg Wasser zelf in de wijk zal bouwen. Net als bij conventionele woningen stroomt het grijze water in de wijk door

41 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Duitsland | Drie gescheiden waterkringlopen in Jenfelder Au

de vergisting kan in de landbouw worden gebruikt als meststof.

Toekomst Het project biedt aanknopingspunten voor interessant vervolgonderzoek op het gebied van stedelijk water. Doordat het zwarte water separaat en hoog geconcentreerd wordt opgevangen, zijn schadelijke stoffen (bijvoorbeeld restanten van medicijnen) gerichter te behandelen. Helaas vergen systemen zoals de Hamburg Water Zo moet de 35 hectare grote wijk er in de toekomst uit gaan zien. Watervlakten worden met Cycle ingrijpende aanpassingen aan gebou- regenwater gevuld. Bron: Hamburg Wasser wen en wijken. In ontwikkelde industrie- staten zoals Nederland en Duitsland zijn de kosten voor grootschalige implemen- de zwaartekracht via een 5000 meter lange minder dan conventionele toiletpotten die tatie daardoor te hoog om dit rendabel pijpleiding richting dit gebouw. Doordat per spoeling gemiddeld 6 liter verbrui- te maken. In het geval van nieuwbouw of het slechts gering vervuild is, kan het ken. Hierdoor bereikt het zwarte water de grootschalige renovatie zijn deze systemen betrekkelijk eenvoudig worden gezuiverd centrale zo onverdund mogelijk en wordt echter steeds meer het overwegen waard. om vervolgens te worden geloosd in de water gespaard. Dit bespaart kosten en Zo zou de waterinfrastructuur zeer geleide- natuur. Het water is eventueel ook bruik- moet op de lange termijn de investeringen lijk kunnen worden gemoderniseerd. baar om bijvoorbeeld toiletten mee door te voor het vacuümnetwerk terugverdienen. spoelen. Vooral in gebieden met water- Auteur: Martien van der Burg schaarste is dit een interessante toepassing. Naar verwachting zullen er ongeveer 2000 inwoners in de wijk gaan leven en arriveert Bronnen er per dag 12m3 zwart water bij de installa- • Umwelt Magazin, Januar/Februar 2014. Abwasser Doordat het zwarte tie. Dit wordt allereerst opgeslagen in een trennen und nutzen. opslagtank om vervolgens te worden ver- • http://www.hamburgwatercycle.de/ water separaat en gist. Om de energetische opbrengst van dit • http://www.west8.nl/projects/all/jenfelder_au_ proces te verhogen kunnen aan het zwart formerly_known_as_new_jenfeld/frfrffr hoog geconcentreerd water andere organische stoffen, zoals • http://www.iba-hamburg.de/en/themes-projects/ gemaaid gras en vet worden toegevoegd. jenfelder-au/projekt/jenfelder-au.html wordt opgevangen, Het biogas, dat bij de vergisting ontstaat, zijn schadelijke stoffen wordt gebruikt om twee kleine gasturbines Meer informatie aan te drijven. Deze kunnen gezamenlijk in Martien van der Burg, Joop Gilijamse (bijvoorbeeld restanten ongeveer 40 procent van de warmtevraag Email: [email protected] en 50 procent van de elektriciteitsbehoefte van medicijnen) van de wijk voorzien. Het overblijfsel van IA Duitsland gerichter te behandelen

Toepassing zwart water Voor het zwarte water is een vacuümsy- steem aangelegd, dat het afvalwater bij een onderdruk van 0.3 bar aanvoert vanuit de nieuwbouwwoningen. De huiseigenaren in Jenfelder Au zijn daarom verplicht om vacu- ümtoiletten te plaatsen, vergelijkbaar met de toiletten in bijvoorbeeld cruiseschepen De drie waterkringlopen in de praktijk. en treinen. Deze gebruiken per spoeling Bron: Hamburg Wasser tussen de 0,5 en 1 liter water, aanzienlijk

42 | IA Water Special Duitsland | Drie gescheiden waterkringlopen in Jenfelder Au Duitsland | Beam me up, Scotty; Laser beoordeelt drinkwater

Beam me up, Scotty; Laser beoordeelt drinkwater

automatisch en continu te testen. Zo wordt binnen enkele minuten duidelijk of er verontreinigingen in het water aanwezig zijn en zo ja, welke onzuiverheden dat dan zijn.

Het systeem werkt volautomatisch en vereist amper onderhoud. Met een tweetal slangen wordt het systeem direct aangesloten op de waterleiding van het bedrijf. Via spectroscopie kan het water vervolgens op molecuulniveau worden ‘doorge- licht’. Afhankelijk van de concentratie absorberen moleculen een deel van de door de laser uitgezonden energie. Door te bepalen welke golflengten door het vervuilde water zijn geabsorbeerd, kan vervolgens worden bepaald welke stoffen aan de laser voorbij zijn getrokken. De absorptie van golflengten is zo vergelijkbaar met een unieke ‘vingerafdruk’ die voor iedere stof anders is.

© Martin Wagenhan - Fraunhofer IAF Zo wordt binnen enkele De kraan opendraaien en je dorst lessen met drinkwater is vandaag de dag een vanzelfsprekendheid. minuten duidelijk of er De kwaliteit van drinkwater dient hiervoor echter te voldoen aan hoge kwaliteitseisen. Daarom verontreinigingen in het wordt het voortdurend aan onderzoeken onder- worpen. Zulke testen worden momenteel nog water aanwezig zijn en zo voornamelijk manueel uitgevoerd door waterex- ja, welke onzuiverheden perts in een laboratorium, wat erg tijdrovend is. Eventueel aanwezige verontreinigingen zouden dat dan zijn. daardoor te laat kunnen worden ontdekt.

Onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Deze mogelijkheid om stoffen te onderzoeken is Applied Solid State Physics (IAF) in Freiburg al langer bekend, maar doordat water een sterk hebben hiervoor een oplossing ontwikkeld, die absorberend vermogen heeft, waren lasers tot op gebruik maakt van de lasers die wij al jarenlang heden niet krachtig genoeg voor het grootschalig gebruiken in bijvoorbeeld printers en DVD-spelers. toepassen van deze techniek. Tot voor kort kon Zij ontwikkelden een laser die drinkwater continu de techniek daardoor enkel in een kleine labora- test op de aanwezigheid van chemische verontrei- toriumomgeving succesvol worden ingezet. Het niging. Het gaat hierbij om stoffen die mogelijk team van Fraunhofer IAF heeft nu een nieuwe schadelijk zijn voor de gezondheid, zoals het infrarood kwantumcascadelaser ontwikkeld. Deze pesticide DDT of chloorkoolwaterstoffen als chlo- is tot wel 1000 maal krachtiger dan conventionele roform. Een laser, ingebouwd in een installatie iets siliciumcarbide lasers en maakt praktische toepas- groter dan een schoenendoos, biedt drinkwaterbe- singen buiten een laboratorium nu voor het eerst drijven voortaan de mogelijkheid de waterkwaliteit mogelijk.

43 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Duitsland | Beam me up, Scotty;Laser beoordeelt drinkwater

© MEV Verlag De laser is de uitkomst van het ‘IRLSENS’- project (Infrared Laser-Based Fiber Optic Sensor System for Monitoring of Drinking Water). Deze projectgroep onder leiding van Dr. Frank Fuchs was actief van 2010 tot 2013 en werd bekostigd door het Duitse ministerie voor Onderwijs en Wetenschap (BMBF). De eerste praktijktests zijn zeer succesvol verlopen. In het ‘Kleine Kinzig’-waterleidingbedrijf in deelstaat Baden Württemberg werd het systeem gedurende zes weken getest met verschillende concentraties zoetstoffen. Alle 21.000 monsters werden hierbij succesvol door de laser herkend. Met de test is tevens aangetoond dat de installatie praktisch inzetbaar is in een waterbedrijf. Het bedrijf Bruker Optik was betrokken bij het IRLSENS-project en heeft het eerste demonstratiemodel geproduceerd. Wanneer er vanuit de watersector voldoende vraag is naar het meetinstrument, wordt © MEV Verlag de waterlaser door Bruker in productie genomen.

Auteur: Martien van der Burg

Bronnen: • Fraunhofer Mikroelektronik, February 2014 • http://www.iaf.fraunhofer.de/de/news-medien/ pressemitteilungen/presse-2013-10-01.html • http://www.bell-labs.com/org/physicalsciences/ projects/qcl/qcl.html • http://www.bmbf.de/pubRD/Israel_A4_ Bekanntm._IRLSENS_D.pdf

Meer informatie Martien van der Burg, Joop Gilijamse Email: [email protected]

IA Duitsland

44 | IA Water Special Duitsland | Beam me up, Scotty;Laser beoordeelt drinkwater Turkije | Uitdagingen in de Turkse sector

Turkije

Uitdagingen in de Turkse sector

Inleiding Water is belangrijk in Turkije, omdat het in tegenstelling tot in Nederland een schaars goed is. Het is daarom interessant te kijken hoe men in Turkije met deze waardevolle bron omspringt, wat de belangrijkste uitdagingen zijn en welke rol research & development en innovatie hierin spelen. Met daarbij de vraag welke kansen dit biedt voor de Nederlandse kennisinstellingen en bedrijven. Alvorens ingegaan wordt op de uitdagingen, worden eerst enkele basisgegevens gepresenteerd.

Enkele basisgegevens Sakarya, Filyos, Kızılırmak, Yeşilırmak en Çoruh. Turkije heeft ongeveer 120 natuurlijke meren en De rivieren die uitstromen in de Egeïsche Zee, zijn 555 damreservoirs. Het grootste en diepste meer de Büyük Menderes, Küçük Menderes, Gediz, en is ‘Lake Van’ met een oppervlakte van 3712 Km2. Meriç. De rivieren die uitstromen in de Zee van De voornaamste dammen zijn de Atatürk (817 km2), Marmara, zijn de Susurluk/Simav, Biga en Gönen. Keban (675 km2), Karakaya (268 km2), Hirfanlı De Eufrates en Tigris eindigen in de Golf van Basra (263 km2), Altınkaya (118 km2) en Kurtboğazı en de Aras en Kura rivieren stromen uit in de (6 km2). Het Turkse landschap is rijk aan rivieren Caspische zee. De langste rivieren zijn Kızılırmak en stromen. Veel rivieren ontstaan en stromen uit (1355 km), Yeşilırmak (519 km), Ceyhan (509 km), in zeeën gelegen binnen de grenzen van Turkije. Büyük Menderes (307 km), Susrluk (312 km), De rivieren die uitstromen in de Zwarte Zee, zijn de Tigris (523 km), Eufrates tot aan de Syrische grens

Figuur 1 TURKEY FAO - AQUASTAT, 2008

45 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Turkije | Uitdagingen in de Turkse sector

(1263 km) en de Aras rivier tot aan de Mha kan geïrrigeerd worden met bestaan- Waterbronnen versus watergebruik Armeense grens is 548 km (Land & Water de technologie. Ongeveer 2.8 Mha wordt Het Turkse landschap is niet rijk aan water- Resources, 2014). momenteel geïrrigeerd (Land & Water bronnen. Daarnaast is er een aanzienlijke Resources, 2014). druk op de aanwezige waterbronnen. Het Klimaat jaarlijkse bruikbare water per inwoner Turkije heeft een semi droog klimaat met Waterbronnen is ongeveer 1500 m3. Met een geschatte enkele extremen in de temperatuur. Het De gemiddelde jaarlijkse neerslag in populatie van 100 miljoen inwoners in land is omringd door drie zeeën en heeft Turkije is 643 mm (lager dan het wereldge- 2030, zal het bruikbare water per inwoner hoge bergketens aan de Zwarte Zee kust middelde van 800mm). Dit correspondeert dalen naar 1000 m3. Door een groeiende in het noorden en in het zuiden aan de met 501 miljard m3 aan water in het land. economie en een groeiende landbouw- Mediterrane kust. Verschillen in afstand 274 miljard m3 van dit water verdampt en sector (en dus ook aanverwante stijgende van zee en hoogte zorgen voor klimaatver- 69 miljard m3 lekt naar het grondwater, vervuiling) wordt de druk op beschikbare schillen binnen relatief korte afstanden. waarvan 28 miljard m3 via bronnen van waterbronnen alsmaar groter (Land & Temperatuur, neerslag en wind verschillen, het grondwater naar het oppervlaktewater Water Resources, 2014). afhankelijk van het klimaattype. De zuid- terugvloeit. 7 miljard m3 van het water en west kust kennen hete, droge zomers en komt van buurlanden. In totaal komt Bovendien is de kwaliteit van het opper- milde, regenachtige winters. De noordkust het oppervlaktewater jaarlijks dus uit op vlaktewater vaak laag. Meer dan de helft aan de Zwarte Zee kent een mild en regen- 193 miljard m3. Het bruikbare oppervlak- van het industriële afvalwater wordt achtig klimaat. Centraal Anatolië heeft tewater wat hieruit gedestilleerd kan wor- zonder behandeling in rivieren of kustge- een steppe klimaat met weinig neerslag en den, komt neer op 112 miljard m3. Turkije bieden geloosd. Dit water bevat vaak zware grote temperatuurverschillen. Winters zijn gebruikt 41 miljard m3 van dit oppervlak- metalen zoals zink, lood en chromium. lang en koud en Centraal en Oost-Anatolië tewater (Land & Water Resources, 2014) Het grondwater wordt ook aangetast door en mild en kort aan de kust (Land & Water (Tigrek & Kibaroğlu, 2011). afvalwater, afval stortplaatsen van de Resources, 2014). industrie, huishoudelijk en landbouwafval Stroomgebieden (nitraat en pesticides) (Dahlberg, 2009). Neerslag In hydrologische termen bevat Turkije De bergachtige kustregio’s kennen veel 25 grote stroomgebieden. Deze worden Om tegemoet te komen aan de groeiende neerslag (1000 – 2500 mm/jaar). Het bin- weergegeven in tabel 3. vraag naar water, is er ontwikkeling nodig nenland heeft te maken met beduidend in de waterinfrastructuur. Vandaag de minder neerslag (500 – 1000 mm/jaar) in dag is een groot netwerk van dammen de Marmara en Egeïsche regio’s en Oost- Anatolië. Centraal en Zuid-Oost Anatolië kennen een gemiddelde jaarlijkse neerslag van zo’n 350 tot 500 mm (Land & Water Resources, 2014).

Sneeuwval varieert ook erg per regio. In de Mediterrane regio sneeuwt het nauwelijks en in Oost-Anatolië gemid- Tabel 1 (Bron DSI 2014) deld 40 dagen per jaar. In de Mediterrane en Egeïsche regio’s blijft sneeuw gemiddeld 1 dag liggen, maar in de Marmara en Zwarte Zee regio 10-20 dagen, 20-40 dagen in Centraal-Anatolië, en gemiddeld 120 dagen in de Erzurum en Kars provincies in Oost-Anatolië. Door het jaar heen blijft sneeuw op de bergkappen liggen, dit smelt langzaam en vult zo rivieren en grondwater aan (Land & Water Resources, 2014).

Landgebruik Turkije’s totale landoppervlakte in 78 miljoen hectare (Mha). Bijna één derde hiervan kan gezien worden als land dat Tabel 2 (Bron DSI 2014) gecultiveerd kan worden. Ongeveer 8.5

46 | IA Water Special Turkije | Uitdagingen in de Turkse sector Turkije | Uitdagingen in de Turkse sector

en reservoirs in gebruik, waarbij de grote dammen meerdere functies vervullen. Dit kan bijvoorbeeld zijn bescherming tegen overstromingen, irrigatie, leveren van water voor huishoudelijk gebruik en hydropower (Tigrek & Kibaroğlu, 2011).

De huidige verdeling in watergebruik naar sectoren (2009) is als volgt: 74% wordt voor irrigatie gebruikt, 15% voor huishoudelijk gebruik en 11% voor de industrie. Verwacht wordt dat het aandeel voor irrigatie zal dalen naar 64% in 2023 door het gebruik van moderne irrigatietechnieken. Daarnaast zal naar verwachting het aandeel voor huishoudelijk gebruik stijgen naar 16% en voor de industrie naar 20% (Tigrek & Kibaroğlu, 2011).

Klimaatverandering Volgens het ‘Intergovernmental Panel on Tabel 3 Oppervlakte en uitstroom van Turkije’s 25 stroomgebieden (Tigrek & Kibaroğlu, 2011) Climate Change’ (IPCC) zijn er grote risico’s voor de Turkse water aanvoer, landbouw, natuurlijk bronnen, ecosystemen, gezondheidszorg en uiteindelijk het levensonderhoud van mensen. Dit komt doordat Turkije in één van de gebieden ligt, die het meest kwetsbaar zijn voor klimaatveranderingen.

Gevolgen van klimaatverandering op de watersystemen in Turkije Klimaatverandering heeft dus een grote invloed op de waterhuishouding in Turkije. De afgelopen eeuw was al een significante stijging in de zomertemperatuur te zien Tabel 4 Multi-purpose water infrastructuur in Turkije (maart 2009) (Tigrek & Kibaroğlu, 2011) (vooral in het westen en zuid westen). Ook steeg de zeespiegel met 12 centimeter en nam de neerslag in de winter sterk zomer, verlies van oppervlaktewater, meer Andere gevolgen zijn minder sneeuwwa- af, gecombineerd met een toename van droge seizoenen, achteruitgang van de ter (wat gevolgen heeft voor de loop van de neerslag in Centraal-Anatolië (OECD bodem, bodem erosie in kustgebieden en rivieren in de stroomgebieden), verande- Studies on Water, 2013). overstromingen met name in de kustge- ring van sneeuw naar regen door de hogere bieden (Zwarte Zee, Marmara, Egeïsche en temperaturen, stijging van de zeespiegel De verwachte impact van klimaatverande- Mediterrane regio’s). Een studie uitgevoerd met mogelijk binnendringing van zout ring centreert zich voornamelijk op een door Dokuz Eylül Universiteit liet bijvoor- water en meer extreme weertypen. verhoging van de gemiddelde jaarlijkse beeld een teruggang van 20 procent zien temperatuur van ongeveer 2 tot 3 graden van het oppervlaktewater van de Büyük Risico’s voor Turkije liggen daardoor vooral in de periode 2071-2100 vergeleken met de Menderes en Gediz rivieren. Allemaal seri- in de verandering in de hoeveelheid en periode 1961-1990. In de winter zal deze euze bedreigingen van de waterbronnen, kwaliteit van water en de water stroom in verhoging in het bijzonder in het oosten die grote gevolgen hebben voor het water- de stroomgebieden in Turkije. Rivieren plaatsvinden en in de zomer in het westen gebruik, landbouw en de Turkse economie zijn de voornaamste bron van water voor (met een verwachte stijging van 6 graden in het algemeen. (Tigrek & Kibaroğlu, 2011) gebruik als drinkwater, thuis- en industri- in de Egeïsche regio). Dit leidt tot minder (OECD Studies on Water, 2013) (Dahlberg, eel gebruik, irrigatie en als energiebron. neerslag in de winter in het westelijk deel 2009). van Turkije, hogere temperaturen in de

47 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Turkije | Uitdagingen in de Turkse sector

De Turkse aanpak van de uitdagin- Binnen DGWM bevinden zich vijf Uitdagingen en kansen voor gen in de water sector afdelingen: Nederland Het efficiënter en effectiever omgaan Tabel 5 geeft een overzicht weer van met waterbronnen vindt vooral zijn River Basin Management Department de voortgang van de invoering van de weerslag in het harmonisatieproces met Houdt zich bezig met opstellen van plan- Kaderrichtlijn Water sinds 2010. Sindsdien de Kaderrichtlijn Water van de Europese nen voor stroomgebieden en drinkwater zijn er 25 River Basin Action Plans Unie. Hoewel Turkije tot voor kort niet erg bassins. Is verantwoordelijk voor water opgeleverd en zijn er enkele River Basin opschoot met het implementeren van deze economie en efficiëntie, water allocatie en Management Plans in voorbereiding, richtlijn (Sumer & Muluk, 2011), heeft dit wetten en beleid aangaande water. waarna ook een technische en administra- sinds 2011 een impuls gekregen dankzij tieve structuur wordt opgesteld (Kınacı, de instelling van het Directoraat-Generaal Water Quality Department 2014). Concluderend kan gesteld worden Water Management (DGWM) binnen het Houdt zich bezig met gevoelige gebieden, dat Turkije nog flink werk te doen heeft, Ministerie van Bosbeheer en Water. DGWM kwaliteit oppervlaktewater, grondwater- waarbij de instelling van het DGWM slechts heeft, ten opzichte van andere staatsorga- kwaliteit, waterbehandeling, meren en een eerste stap is. De voornaamste uitda- nen die zich met waterzaken bezighouden, moerasgebieden. gingen voor Turkije zitten in: een coördinerende rol. Daarnaast heeft het als voornaamste taak een vernieuwde Monitoring and Water Information System Watereconomie beleids- en uitvoeringstructuur neer te Houdt zich bezig met chemische monito- In Turkije heeft de bevolking geen begrip zetten voor het Turkse waterbeleid (Kınacı, ring, biologische monitoring, hydro mor- voor de economische waarde van water. 2014). DGWM is de belangrijkste gespreks- fologische monitoring, waterinformatie Investeringen in water worden gedaan partner als het gaat om het waterbeleid en systemen en assessment van data. zonder goede cost-benefit analyses en return implementatieplannen daarvan. Prof. Dr. on investment berekeningen. Daarom is Cumalı Kinacı is het hoofd van DGWM. De Inventory and Research het onmogelijk om watertarieven op te taken van het DGWM zijn als volgt: Houdt zich bezig met modellering, stellen. Het is niet gebruikelijk om water- inventaris, hydrologie en onderzoek & gerelateerde impact en kosten analyses 1. Opstellen van ‘River Basin Action Plans’; ontwikkeling. voor bepaald beleid te maken. Potentiele 2. Opstellen van ‘River Basin Management samenwerkingsgebieden kunnen zijn: het Plans’; Flood & Drought Management ontwikkelen van labelling voor producten 3. Bescherming van drinkwater bassins; Houdt zich bezig met ‘flood management’, met minder watergebruik en het opvangen 4. Sectorale toewijzing van water in ‘drought management’, klimaatverandering van regenwater. stroomgebieden; en internationale relaties. 5. Identificatie van gevaarlijke stoffen die Waterallocatie het resultaat zijn van ‘point and non-point De harmonisatieactiviteiten rondom de De allocatie van water vanuit de stroomge- sources’, alsmede het opstellen van kaderrichtlijn water centreren zich op de bieden naar verschillende sectoren (drink- standaarden; volgende activiteiten: water, industrie, landbouw, energie etc.) 6. Identificatie van gevoelige gebieden (in 1. Een betrouwbare database met waterge- is een uitdaging. Waterveiligheid en water samenwerking met de Turkse Nationale gevens opzetten; efficiëntie hebben tot nu toe nog niet Wetenschaps- en Technologieraad – 2. Een goed monitoringssysteem opzetten; de aandacht gekregen die zij verdienen. TÜBİTAK); 3. Een ‘pricing’-systeem opzetten voor alle Meer efficiëntie is nodig in het drinkwater 7. Ontwikkeling van grondwater sectoren met als uitgangspunt ‘full cost netwerk. Momenteel lekt door een slecht monitoringscapaciteit; recovery’.; netwerk 50% van het water daar weg en in 8. Ontwikkeling van capaciteit voor het 4. Institutionaliseren van alle geïnteres- de landbouw is dit zelfs 60%. Momenteel behandelen van drinkwater; seerde partijen in watermanagement. bereidt DGWM water allocatieplannen 9. Determineren van milieustandaarden 5. Aangeven van stroomgebieden. voor, waarin DGWM het verwachte gebruik voor het ontvangen van water (nadat dit 6. Opleveren van management plannen per sector voor de komende 10-20 jaar door behandelingsfaciliteiten is gegaan). voor de stroomgebieden en aangeven aangeeft. Voor het Seyhan stroomgebied is welke institutie daarvoor verantwoorde- DGWM op zoek naar een instantie die een lijk is. dergelijke verwachting kan opstellen.

Het ‘Water Footprint concept’ is relatief nieuw in Turkije. Recentelijk is met WWF een project uitgevoerd dat inzicht gaf in hoe, waar, wanneer en waarom water was gebruikt. Dit moet voor elk stroomgebied uitgevoerd worden.

48 | IA Water Special Turkije | Uitdagingen in de Turkse sector Turkije | Uitdagingen in de Turkse sector

Nationaal Water Informatiesysteem Uiteindelijk moet een beter monitorings- netwerk leiden tot een gezamenlijk water informatie systeem, waar data vanuit alle stroomgebieden samenkomen en worden geïnterpreteerd. Nu is monitoring nog verdeeld over te veel verschillende organisaties en worden data niet uitgewisseld. Een tender om een dergelijk systeem te ontwikkelen, wordt in 2014 of 2015 uitgeschreven.

Grondwater, drinkwater behandeling en hergebruik van afvalwater Meer informatie is nodig over het Turkse grondwater. Om de grondwater monitoringscapaciteit te verbeteren wordt ook hiervoor in 2014 een tender uitgeschreven, naast een tender ten behoeve van de verbetering van de behandeling van drinkwater. Concrete acties zijn mogelijk op het gebied van training en consultancy op het gebied van het determineren van ‘discharging standards’ en milieukwaliteitsstandaarden. Ook staan er trainingen op de planning op het gebied van het verbeteren van de institutionele capaciteit voor de management en onderhoud van afvalwater verwerkings- installaties. Daarnaast is er actie nodig op het gebied van het managen van grondwater kwantiteit en kwaliteit en technische assistentie om afvalwater te gebruiken om Tabel 5 landbouwgronden te irrigeren. Samenvatting van voortgang per 2010 invoering Kaderrichtlijn Water (Sumer & Muluk, 2011). Flood Management plannen Voor alle 25 stroomgebieden moeten over- In de landbouwsector moet gekeken ren. Op het gebied van monitoring heeft stromingsmanagement plannen komen. worden naar betere irrigatie van land- Nederland in samenwerking met Franse en Turkije staat bekend om ‘flash floods’ als bouwgronden (drip en drukirrigatie) om Spaanse partners recentelijk een Twinning resultaat van smeltende sneeuw en daar- verzilting van de grond tegen te gaan. Project ‘Capacity Building on Water Quality mee moet rekening gehouden worden in Monitoring in Turkey’ afgesloten, dat tot doel de plannen. Risico assesments en ‘damage Water kwaliteit & monitoring had een nationaal monitoringsprogramma maps’ moeten opgesteld worden voor elk Momenteel is er in Turkije nog geen biolo- voor de kwaliteit van oppervlaktewater op stroomgebied. Voor twee stroomgebieden gische en hydromorfologische monitoring. te zetten conform artikel 8 van de Europese wordt dit nu opgesteld, waarbij Deltares als Een effectieve monitoringsstructuur per Kaderrichtlijn Water. In dit project is de subcontractor optreedt. stroomgebied moet ontwikkeld worden. bestaande monitoringssituatie voor de Daar horen ook evaluatiestudies aan- Büyük Menderes Rivier geanalyseerd. Aan gaande de waterkwaliteit bij. Concrete de hand van de analyse zijn aanbevelin- acties kunnen zich richten op training en gen gedaan over de extrapolatie van het consultancy in het herkennen van speci- regionale monitoringssysteem naar een fieke vervuilende stoffen. De Kaderrichtlijn nationaal monitoringssysteem conform Water identificeert 46 parameters (fysio- de Kaderrichtlijn Water. Met een nationaal chemisch, gevaarlijke stoffen enzovoort). monitoringssysteem kan bijvoorbeeld de Turkije heeft zelf meer dan 300 gevaarlijke ecologisch status van rivieren beoordeeld stoffen geïdentificeerd om te monito- worden.

49 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Turkije | Uitdagingen in de Turkse sector

Modelling Onderzoeksstrategie en innovatie Behandeling van drinken Hydrologische en kwaliteitsmodellen moe- in de watersector afvalwater ten ontwikkeld worden voor de stroom- Om de uitdagingen in de water sector • Behandeling van afvalwater, waarbij gebieden en water autoriteiten. Concrete tegemoet te komen, heeft de Turkse over- lokale overheden de meest geschikte acties kunnen zich focussen op technische heid in 2011, naast de inrichting van het technologische oplossingen selecteren. ondersteuning en training. Dit onderwerp DG Water Management, ook een nationale • Bepalen van meest geschikte behande- wordt als meest urgent gezien en activi- onderzoeks- en innovatiestrategie voor de lingstechnologieën in dunbevolkte teiten in dit kader zouden zich moeten water sector opgesteld. De onderwerpen gebieden. richten op: die binnen deze strategie vallen, komen • Selectie van waterzuiveringsinstallaties • Kwaliteit, ecosysteem, hydrologie en de overeen met de hierboven genoemde en de effectiviteit van dergelijke hydrodynamiek van rivieren, meren, uitdagingen. Zij zijn: management van installaties. moerasgebieden, dammen en kusten waterbronnen, technologieën voor de • Beoordelen van het gebruik van overgaande wateren; behandeling van drinkwater en afvalwa- anaerobische behandeling van huishou- • Transport van vervuilende stoffen in ter, waterecosystemen en waterpolitiek delijk afvalwater. kusten overgaande waters, rivieren, (TÜBİTAK Bilim, Teknoloji, ve Yenilik • De beschikbaarheid onderzoeken van moerasgebieden, dammen en in het Politikaları Daire Başkanlığı, 2011). membraan biorectoren (MBR’s). grondwater; • Hydrogeologie van grondwater. Het voornaamste nationale onderzoeks- Geïntegreerd beheer van programma dat deze onderzoekspriori- stroomgebieden Andere uitdagingen en kansen teiten aanpakt, is het 1007 programma • Grondwaterpotentie en kwaliteitspara- Verdere uitdagingen voor Turkije liggen van de Turkse Nationale Wetenschapsraad meters van stroomgebieden gebaseerd in het volledig benutten van de potentie (TÜBİTAK). Het 1007 programma onder- op observatie, controle en daaruit van hydroenergie, waarbij het land zichzelf steunt publieke onderzoeksprogramma’s voortvloeiende werkzaamheden. ten doel heeft gesteld om in 2023 100% en centreert zich in het geval van de water- • Modelleren van real-time monitoring van het potentieel in gebruik te hebben. sector op de volgende prioriteiten: van ondiepe wateren en waterkwaliteit. Nu gebruikt Turkije ongeveer 30% van het • Ondersteuningsmechanismen voor potentieel. besluitvorming ten behoeve van duurzaam beheer van waterbronnen en het gebruik van multi-criteria analyse methodes.

Het Ministerie van Milieu en Urbanisatie heeft ook een onderzoeksprogramma op het gebied van infrastructuur, waterzuivering en afvalwatersystemen. Deze richt zich vooral op onderzoek naar duurzame oplossingen voor watergebruik in stedelijke gebieden, nieuwe technologieën op het gebied van waterzuivering (zoals MBR’s en synthetic zeolites molecular sieves).

Daarnaast is er ook een publiek onderzoeksprogramma dat de landbouw- kant van watergebruik benadrukt. Onderzoeksonderwerpen richten zich in het bijzonder op het effectief gebruik van irrigatiemethodes, het gebruik van grondwater en het gebruik van beschikbare waterbronnen en hun kwaliteit (TÜBİTAK Bilim, Teknoloji, ve Yenilik Politikaları Daire Başkanlığı, 2011). Tabel 6 Overzicht onderzoeksprioriteiten in de watersector (TÜBİTAK Bilim, Teknoloji, ve Yenilik Politikaları Daire Başkanlığı, 2011)

50 | IA Water Special Turkije | Uitdagingen in de Turkse sector Turkije | Uitdagingen in de Turkse sector

Conclusie eel in opdracht van het Turkse Ministerie • Land & Water Resources. (2014, April 8). Retrieved Turkije staat voor grote uitdagingen in de van Bosbeheer en Water), via het Partners from General Directive of State Hydraulic Works: watersector. Deze hebben te maken met voor Water programma dat ook openstaat http://en.dsi.gov.tr/land-water-resources de schaarste aan water in het land, de har- voor Turkije, via projecten in EU verband • OECD Studies on Water. (2013). Water and Climate monisatie met EU wetgeving en de impact (Horizon 2020 maar zeker ook via het Change Adaptation: Policies to Navigate van klimaatverandering die nu al gevoeld Instrument for Pre-accession (IPA) dat momen- Uncharted Waters. OECD Publishing. wordt. Op het gebied van onderzoek en teel een tweede fase ingaat. • Sumer, V., & Muluk, C. (2011). Challenges for innovatie moet Turkije zich richten op het Turkey to Implement the EU Water Framework efficiënt en effectief gebruik van water in Het helpt daarbij dat Nederland al 10 jaar Directive. In A. Kibaroglu, A. Kramer, & W. bijvoorbeeld de landbouwsector. Maar ook lang onafgebroken met Turkse partners Scheumann, Turkey’s Water Policy (pp. 43-67). het watergebruik in stedelijke en industri- constructief samenwerkt in de watersector. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag. ële gebieden heeft baat bij de ontwikkeling Dit is de decisionmakers in Turkije zeker • Tigrek, S., & Kibaroğlu, A. (2011). Strategic Role of en introductie van nieuwe technologieën niet ontgaan. Water Resources for Turkey. In A. Kibaroğlu, A. en managementsystemen. Daarom liggen Kramer, & W. Scheumann, Turkey’s Water Policy er vooral onderzoeks- en ontwikkelings- Bronvermelding (pp. 27-41). Berlin Heidelberg: Springer-Verlag. kansen op de terreinen van waterbeheer, • Dahlberg, E. (2009). Turkey Environmental and • TÜBİTAK Bilim, Teknoloji, ve Yenilik Politikaları irrigatie en landbouw in het algemeen en Climate Change Policy Brief. Sweden: University Daire Başkanlığı. (2011). Ulusal Su Ar-Ge ve Yenilik hydro-energie. In samenwerking met de of Gothenburg. Stratejisi. Ankara: TÜBİTAK. Innovatie Adviseur kan gekeken worden in • Kınacı, C. (2014, January 10). Report of visit to welke vorm deze kansen verzilverd kunnen Ministry of Water and Forestry. (R. Nuijens, & M. worden: via bilaterale projecten (eventu- Yazgan-van Herk, Interviewers)

Annex 1: Overzicht belangrijke actoren

Overheid Middle East Technical University, Andere universiteiten met een goede Ministerie van Bosbeheer en Water met Ankara track record op het gebied van als belangrijkste directoraat DG Water Binnen de faculteit Engineering wateronderzoek zijn: Hacettepe Management. bevinden zich de afdelingen Coastal Universiteit (Ankara), Süleyman Ministerie van Landbouw and Ocean, Hydromechanics en Water Demirel Universiteit (Isparta) en Dokuz Ministerie van Milieu en Urban Affairs Resources. Eylül Universiteit (İzmir). Deze General Directorate of State Hydraulic universiteiten staan allen open voor Works (DSI) Binnen de faculteit Environmental onderzoekssamenwerking met Engineering wordt onderzoek gedaan Nederlandse organisaties op het gebied Universiteiten naar afvalwaterbehandeling, water en van water. De universiteiten waarmee het DGWM grondwaterkwaliteit en vooral samenwerkt, zijn Hacettepe drinkwaterbehandeling. Een volledige lijst van onderzoeks Universiteit, Middle-East Technical centra op het gebied van water is University (beide Ankara), Süleyman Istanbul Technical University, hieronder te vinden: Demirel Universiteit (Isparta), Istanbul Istanbul 1. Anadolu University Environmental Technische Universiteit (Istanbul) en Binnen de faculteit Engineering bevindt Problems Research and Dokuz Eylül Universiteit (Izmir). zich de afdeling Environmental Application Center Onderzoeksafdelingen richten zich Engineering, die onderzoek doet naar 2. Ankara University Environmental vooral op onderwerpen zoals waterbe- waterbehandeling, membraantechno- Problems Research and heer, waterzuivering, membraantech- logie, sensoring en waterbeheer. Ook Application Center (CSAUM) nologie en duurzaam watergebruik. beheert de faculteit de Nationale 7. Ataturk University Research Center Commissie van Onderzoek en Controle for Environmental Issues op het gebied van Watervervuiling. Dit 8. Balıkesir University Environmental is een netwerkorganisatie, die experts Problems Research and implemen- vanuit het hele land op dit terrein bij tation Center elkaar brengt. 9. Bilkent University Environmental Science Research Center

51 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Turkije | Uitdagingen in de Turkse sector

10. Boğaziçi University, Institute of 21. Hacettepe University International Andere onderzoeksinstellingen Environmental Sciences Karst Water Resources Application TAGEM 11. Celal Bayar University and Research Center TAGEM is het onderzoeksinstituut van Environmental Problems Research 22. İstanbul University Research and het Ministerie van Landbouw en houdt and implementation Center Application Center for zich voornamelijk bezig met onder- 12. Cumhuriyet University Research Environmental Problems zoeksvragen op het snijvlak van Center for Environmental Issues 23. ITU Research Center for landbouw en water, zoals irrigatie. 13. Çanakkale Onsekiz Mart University Environment and Urban Planning TAGEM heeft verschillende lokale Environmental Problems Research 24. Kirikkale University Environmental onderzoeksafdelingen. and implementation Center Problems Research and 14. Cukurova University Implementation Center TÜBİTAK Marmara Research Centre Environmental Problems Research 25. Marmara University Environmental (TÜBİTAK-MAM) and Application Center Problems Research and TÜBİTAK-MAM is één van de onder- 15. Dicle University Environmental Application Center zoeksinstituten van TÜBİTAK. Op het Problems Research and 26. Mugla University Environmental gebied van water houdt MAM zich bezig Application Center Problems Research and met: 16. Dokuz Eylül University Application Center 1. Water- en afvalwatermanagement. Environmental Research and 27. METU Water Resources 2. Vervuiling van zeeën en meren en Application Centre Engineering Research Center hun ecotoxologie. 17. Ege University Environmental 28. Trakya University Environmental Problems Research and implemen- Problems Research and Bedrijven tation Center Application Center Bedrijven, actief in de watersector in 18. Fırat University Environmental 29. Uludag University Environmental Turkije, hebben vooral ervaring met Problems Research and Problems Research and infrastructurele projecten (het bouwen Application Center Application Center van dammen en dergelijke). Een goed 19. Gaziantep University 30. Yuzuncu Yil University voorbeeld hiervan is Temelsu (www. Environmental Research Centre Environmental Problems Research temelsu.com.tr). Steeds meer bedrijven 20. Hacettepe University and Application Center houden zich ook bezig met waterzuive- Environmental Research and ring. Goede voorbeelden hiervan zijn Application Center IO Cevre (www.iocevre.com), Miranda (www.miranda.com.tr) en ENVIS (www.envis.com.tr).

Meer informatie Rory Nuijens Email: [email protected]

IA Turkije

52 | IA Water Special Turkije | Uitdagingen in de Turkse sector Israël | Israël: Watertechnologie en ondernemerschap

Israël

Israël: Watertechnologie en ondernemerschap

Samenvatting Israël is een innovatieleider in de watertechnologie. Op alle niveaus heeft het land veel kennis van watertechnologie, dat leidt tot een uitstekend innovatie-ecosysteem. De universiteiten bieden een sterke basis voor kennis en zijn ondernemend. Overheid, incubators, ‘venture capital’ en waterbedrijven faciliteren de valorisatie van deze kennis naar de startups en bedrijven. Dit gebeurt onder andere door actieve exportbe- vordering, investeringen, strategische partnerschappen en testfaciliteiten. De sterke en brede kennisbasis, goede infrastructuur en motivatie om technologie op de markt te brengen, maken Israël een sterke R&D- partner die volledig deelneemt aan Horizon 2020.

Innovatieklimaat en bijna niet op maritieme en deltatechnologie. Kennis van watertechnologie is voor Israël nood- Speerpunten zijn waterzuivering (onder andere zakelijk. Het land beschikt immers over weinig desalinatie-technologie, membranen, energie- zoetwaterbronnen en grote delen van het land zijn besparing en grijswaterrecycling), waterbeheer droog tot zeer droog. Ook een sterke bevolkings- (onder andere water voor irrigatie, hydrologische groei draagt bij aan de noodzaak om efficiënt met processen en monitoring), urban water systems water om te gaan. Zo zijn er in de jaren 1990- (onder andere distributie-netwerken, beleid en 2005 meer dan een miljoen mensen naar Israël veiligheid). geïmmigreerd. Bedrijven bouwen op de kennis van de universitei- De geschiedenis van Netafim, het bedrijf dat de ten. Naast Netafim staat IDE Technologies bekend druppelirrigatie heeft uitgevonden, illustreert om de omvangrijke ‘desalination plants’ die het de ontwikkeling die watertechnologie in Israël wereldwijd neerzet. Ook het nationale waterbedrijf heeft doorgemaakt. Het inspiratiemoment voor Mekorot is bijzonder innovatief. Het publiceert de druppelirrigatie kwam in 1930 door een boer niet alleen zijn ‘technological needs’, maar heeft die zich verwonderde dat één boom goed groeide ook een partnerschapcentrum, genaamd WaTech, in tegenstelling tot nabij gelegen bomen. Hij waarmee het startups aan zich verbindt. Dit cen- observeerde dat een klein lek verantwoordelijk was trum biedt testfaciliteiten en laboratoria en stelt voor de groei en kon dat nabootsen door gaatjes technische ondersteuning en kennis beschikbaar te prikken in plastic waterleidingen. Inmiddels is om producten verder te ontwikkelen. Ook helpt Netafim actief in 112 landen en heeft het meer dan het centrum startups om de internationale markt 3.000 werknemers. te betreden door hen bijvoorbeeld in contact te brengen met strategische partners. Destijds innoveerde de Israëlische boer nog zelf, maar inmiddels wordt dat gedaan door gerenom- Israël is trots op zijn startups. Het land wordt meerde kennisinstellingen, zoals de Technion liefkozend‘startup nation’ genoemd omdat het Universiteit en de Ben Gurion Universiteit. De de meeste startups telt per capita ter wereld. Of waterinstituten van deze universiteiten zijn van Silicon Wadi, omdat de regio Tel Aviv op veel behoorlijke omvang. Zo heeft het waterinstituut entrepreneurshipranglijsten direct volgt na Silicon van het Technion 70 professoren in dienst. De uni- Valley. Deze startups worden gezien als de motor versiteiten richten zich vooral op watertechnologie van de economie en zijn vaak de brug tussen ken-

53 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Israël | Israël: Watertechnologie en ondernemerschap

nis en kassa. Ook in de waterindustrie is gewaagd, maar succesvol instrument is probleem. Zeker als de afstand naar de een volwassen innovatie-ecosysteem ont- het ‘Technological Incubator’ programma. Na kust groot is. Er is een aantal andere staan met belangrijke spelers als Mekorot, een selectieprocedure door overheid en de mogelijkheden om van de afvalstroom incubators, venture capital, universiteiten, incubator financiert de overheid 85% van af te komen, zoals het afvoeren naar het overheid en startups. Een aantal incubators het benodigde kapitaal voor de driejarige oppervlaktewater of naar waterzuiveri- is gespecialiseerd in cleantech, inclusief incubatieperiode. De resterende 15% wordt nigsfabrieken, irrigatie en verdamping. Deze oplossingen kunnen echter niet altijd worden toegepast. Vaak zijn de bijhorende kosten te hoog, wordt het verboden door Ook in de waterindustrie is een volwassen weten regelgeving of past de oplos- innovatie-ecosysteem ontstaan met belangrijke sing niet binnen de lokale geografie. Een oplossing voor dit probleem is ‘zero spelers als Mekorot, incubators, VC’s, liquid discharge’ waarbij de afvalstroom kostenefficiënt wordt gedroogd, waarna universiteiten, overheid en startups. deze wordt gedumpt op terrein dat hiervoor beschikbaar is gesteld. De Ben Gurion watertechnologie. De Kinrot-incubator bijgedragen door de incubator. Hierdoor Universiteit en Lesico Cleantech hebben in is de enige die zich specifiek op water- kan de startup beginnen zonder eigen samenwerking met het nationale watertechnologie richt. Kinrot’s internationale kapitaal in te leggen. De startende onder- bedrijf Mekorot dit concept uitgewerkt strategische partnerschappen, met onder nemers hoeven de lening alleen terug te naar een product en hebben hierbij een andere Mekorot, GE Power and Water en betalen bij winst of verkoop. De Kinrot aantal pilots doorlopen. Het illustreert hoe Los Angeles Department of Water and incubator is onderdeel van dit programma universiteiten, bedrijven en overheid met Power, helpen startups hun innovaties in en wordt beheerd door het Chinese elkaar samenwerken om watertechnologie de praktijk toe te passen. Hutchinson Water. op de markt te krijgen.

Israëlische startups richten zich steeds Van idee naar markt: Het hierboven genoemde project vindt zijn meer op het aangaan van een langeter- binnenlandse desalinatie oorsprong aan het ‘Zuckerberg Institute mijnpartnerschap. Een belangrijke oorzaak Op dit moment komt ongeveer 23% van for Water Research’ van de Ben Gurion hiervoor is de afname van venture capital desalinatiecapaciteit in de wereld van Universiteit. Hierbij onderzocht men voor watertechnologie. VC’s vinden de inlandse brakke waterbronnen. Het een zuiveringsproces dat uit de volgende markt te gereguleerd, te gefragmenteerd gebruik van deze bronnen biedt enorm stappen bestaat. Ten eerste omgekeerde en het duurt hen te lang om producten perspectief voor gebieden die geen elektrodialyse (EDR) op het concentraat op de markt te krijgen. Toch blijft het beschikking hebben over zoetwater, maar van de Reverse Osmosis (RO), gevolgd door aantal water-gerelateerde startups in Israël het verwerken van de geconcentreerde een crystalizer om de overgebleven zouten groeien: in 5 jaar tijd met 30% gegroeid tot afvalstroom wordt een steeds groter te doen neerslaan. Tot slot ‘Wind Aided 130 waterstartups. De exportwaarde van de sector is nog sterker gegroeid, naar 2,5 miljard USD.

De Israëlische overheid kent niet zoals Nederland een beleid waarbij focus wordt gegeven aan bepaalde sectoren. Bij uitzon- dering is watertechnologie wel erkend als een gebied van strategisch belang. In 2006 is Israel NewTech opgericht, een afdeling binnen het Ministerie van Economische Zaken. Israel NewTech helpt de watersector door het ondersteunen van academica en onderzoek, het bevorderen van locale implementaties en het ondersteunen van Israëlische bedrijven bij hun internationale activiteiten. Hierbij werkt het nauw samen met Israëlische ambassades. Verder heeft de overheid een aantal generieke middelen om ondernemerschap te stimuleren. Een

54 | IA Water Special Israël | Israël: Watertechnologie en ondernemerschap Israël | Israël: Watertechnologie en ondernemerschap

Intensified Evaporation’ om de residuestroom voorbehandeling en scheiden en herwin- water niet door de membranen gestuwd om te zetten naar een vaste stof. [image: nen van waardevolle componenten. Deze te worden door de pompen. De EDR-filters lesico.jpg: caption: todo] Naar dit proces faciliteit slaat een brug tussen wetenschap- laten het water efficiënt stromen, maar is een langetermijnstudie gedaan in Ben pelijk onderzoek en ondernemers door het past een elektrische lading toe om de zou- Gurions ‘Pilot plant for Desalination and Water onderzoek te demonstreren in de prak- ten (ionen) te scheiden. Treatment’. In deze faciliteit kunnen testen, tijk en het risico voor de ondernemer te simulaties en demonstraties op semi-indu- verkleinen. Implementatie van het proces Conclusie striële schaal worden uitgevoerd, waarop semi-industriële schaal vergroot kennis R&D-samenwerking met Israël ligt voor de onder: desalinatie (zeewater, brakwater, van de techniek, operatie en beheer van hand. Er is een sterke en brede kennisbasis, afvalwater), opwaarderen industrieel- en het systeem. Ook zijn technieken ontwik- goede infrastructuur en motivatie om tech- gemeentewater, minimaliseren afvalwater, keld die het proces op deze schaal onder- nologie op de markt te brengen. Hiervoor steunen en is aangetoond dat het proces kan gebruikt worden gemaakt van Horizon inderdaad kan worden opgeschaald. 2020, waar Israël volledig lid van is. De waterinstituten van Lesico CleanTech heeft in samenwerking Nederlandse bedrijven met een goed gede- deze universiteiten zijn met de Ben Gurion Universiteit en Mekorot finieerde technologische wens kunnen de EDR-technologie verder ontwik- zich ook tot Israel wenden. Door een actief van behoorlijke keld. Een belangrijk onderdeel hierbij exportbeleid en de internationale blik van is het inbedden van de technologie in Israëlische bedrijven worden regelma- omvang. Zo heeft het Mekorot’s infrastructuur via het WaTech- tig Israëlische technieken in Nederland waterinstituut van het partnerschapprogramma. Tijdens deze geïmplementeerd. pilot wordt het product doorontwikkeld, Technion 70 maar ligt de focus op de economische Meer informatie haalbaarheid. Een vergelijking wordt Paul Jansen professoren in dienst. gemaakt tussen het product van Lesico en Email: [email protected] zijn concurrenten. Vooral in termen van benodigde energie, want bij EDR hoeft het IA Israel

Feitjes • Israël hergebruikt 80% van zijn water en loopt hiermee sterk voor op, de nummer 2 (Spanje), dat 18% van zijn water hergebruikt; • De Israëlische uitvinding drip-irrigation kan 70 tot 80% besparing van water opleveren in de agricultuur; • 50% van Israëls huishoudelijke water is ontzilt; • Israël heeft de hoogte ratio van gewasopbrengst per watereenheid.

Startup successen • Het Israëlische bedrijf Water-Gen is door Fast Company genoemd in hun lijst van 50 meest innovatieve bedrijven in 2014. Water-Gen’s concurreert (nummer 21) in deze lijst met hun technologie om drinkwater uit lucht te maken met gerenommeerde bedrijven als Amazon, Google en GE. • In 2011 leidde TaKaDu de Lust List van ‘Global Cleantech 100’. Hiermee gaf het panel van experts aan dat ze TaKaDu het meest waardeerde. TaKaDu heeft een waternetwerkmanagementoplossing [gekke taal nederlands] waarmee ze waterleidingbedrijven inzicht geven in de efficiëntie van hun netwerk.

55 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Rusland | Watertechnologie in Rusland

Rusland

Watertechnologie in Rusland

Samenvatting Rusland, het grootste land ter wereld, beschikt over een enorme hoeveelheid zoetwater, maar heeft tegelijkertijd te kampen met een omvangrijke waterproblematiek. Door toenemende urgentie neemt ook de aandacht voor de problematiek toe. Recente overstromingen, door droogte mislukte oogsten en toenemende vervuiling maken water een steeds belangrijker wordend politiek agendapunt. Dit is terug te zien in de beleidsmaatregelen die genomen worden om het tij te keren. Volgens een recente studie van de Wereldbank is echter 549 miljard US dollar nodig om de essentiële verbetering van en toegang tot de wateren afvalwaterinfrastructuur te realiseren in 2020.

Aan technische kennis en engineering skills heeft aanzienlijk. Er is dus veel water beschikbaar voor Rusland geen gebrek, maar dat is niet voldoende industrie en huishoudens. om ook alle randvoorwaarden beheersbaar te maken. Dit zie je bijvoorbeeld terug in Sint- Waterproblematiek Petersburg waar de waterzuivering technisch Ondanks de ruime watervoorraad heeft Rusland gezien ‘state of the art’ is ingericht, maar de burger met diverse problemen te kampen. Regionale zoet- toch niet van drinkbaar water kan worden voor- watertekorten, verslechtering van de waterkwaliteit zien doordat het netwerk zeer verouderd is. De in de Russische wateren door toenemende invloed groeiende mogelijkheden voor de private sector van de mens, natuurrampen zoals droogte en om waterzuivering te beheren zal mogelijk meer overstromingen, klimaatverandering en daarmee efficiency en transparantie in de sector brengen. gepaard gaande toenemende kans op hydrologische extremen vormen een ernstige bedreiging De nieuwe mogelijkheden die gecreëerd worden voor duurzame ontwikkeling. om waterzuiveringsprojecten in PPP-vorm te financieren, leveren voorzichtig de eerste projecten op. De waterinfrastructuur is door jarenlang gebrek Ook stimuleert de problematiek slimme onderne- aan investeringen en slecht onderhoud toe aan mers tot productontwikkeling, zoals bijvoorbeeld omvangrijke modernisering, uitbreiding en reno- BioMicroGel, dat eind 2013 op de tweede plek vatie. Ongeveer 40 procent van het waterleidin- eindigde in de grootste start-up competitie van gennet is aan vervanging of reparatie toe, terwijl Rusland. En, last but not least, leveren de ontwik- de renovatiesnelheid momenteel op ongeveer kelingen in arctisch gebied een sterk pleidooi 1,5 procent per jaar ligt. op voor gezamenlijk onderzoek met Russische kennisinstituten. Ondanks de enorme omvang van het publieke watervoorziening- en afvoersysteem is ongeveer Watervoorraad een vijfde van de bevolking niet aangesloten. Voor Rusland beschikt over een enorme hoeveelheid mensen die wel aangesloten zijn is de waterkwa- zoetwater, ongeveer 20 procent van de wereldvoor- liteit een punt van zorg. Volgens de jaarlijkse moni- raad volgens schattingen van experts. De grootste toringscijfers voldoet van alle watersamples 16,8 rivieren zijn te vinden in Siberië met rivieren als procent niet aan de minimale sanitaire specifica- de Lena (4.500 km) en de Amoer (4.400 km). Het ties en 5,1 procent niet aan de microbiologische. Baikalmeer is het grootste zoetwaterreservoir ter wereld. Ook de ondergrondse watervoorraden zijn De vervuiling vormt een serieuze bedreiging voor de gezondheid en voor de watervoorziening op de

56 | IA Water Special Rusland | Watertechnologie in Rusland Rusland | Watertechnologie in Rusland

lange termijn. De helft van de Russische mogelijkheden voor concessies en PPP Sciences bestudeert de oceaan en Russische waterbronnen is ongeschikt als drink- constructies worden verruimd. Hierbij zeeën uitgaande van het geheel en de water en 30 procent van het grondwater dient overigens te worden opgemerkt dat samenhang van fysische, chemische, biolo- is vervuild. Naar schatting wordt slechts PPP in de Russische praktijk anders ten gische en geologische processen, waarmee 28 procent van het afvalwater behandeld uitvoer wordt gebracht dan in Nederland. een wetenschappelijke basis wordt gelegd volgens de geldende normen, waardoor de voor het voorspellen van de onbestendig- vervuiling verder toeneemt. Vanuit wetenschappelijke hoek is veel kri- heid van het klimaat, rationeel gebruik van tiek geuit op het programma, zoals onder marine hulpbronnen en de bescherming Beleid andere verwoord door Viktor Danilov- van marine ecosystemen voor een duur- De laatste jaren is een behoorlijk aantal Danilyan, de directeur voor het Institute zaam voortbestaan van de mensheid. beleidsdocumenten aangenomen om for Water Problems van de Russian het tij te keren, zoals de Waterwet van de Academy of Sciences: Het ministerie van Natuurlijke Russische Federatie en de Waterstrategie “In general, the program focuses too much on clea- Hulpbronnen heeft daarnaast ook eigen tot 2020. In het strategiedocument worden ning water just before it gets to consumers. Russia sectorale onderzoeksinstituten. Voor de de volgende uitdagingen als meest urgent indeed has a serious water problem, but solving it watersector betreft dit het FSUE Russian genoemd: inefficiënt watergebruik, water- requires cleaning up rivers and lakes rather than Institute of Complex Use and Protection tekort in de Zuidelijke en Zuidwestelijke installing filters. The program reduces water issues of Water Resources. De hoofdvestiging regio’s, slechte bescherming tegen over- to the technology of water preparation, but we are zit in Jekaterinburg en er zijn vijf lokale stromingen, verslechterende waterkwali- making our water resources so dirty that all of our branches. teit en onvolledige toegang tot water voor national product will eventually have to be spent de bevolking. cleaning it. It’s completely misguided.” De publieke drinkwaterbedrijven Saillant detail is dat het programma tot (Vodokanals) van Moskou en Sint- Als doel wordt gesteld de menselijke stand is gekomen op initiatief van de Petersburg hebben eigen R&D afdelingen impact op de Russische wateren te vermin- politieke partij United Russia en vooral die nauw samenwerken met universiteiten deren, nieuwe faciliteiten te bouwen die voordelig zou zijn voor een specifieke en onderzoeksinstellingen. Gevraagd naar bescherming bieden tegen natuurrampen patenthouder van een ook nog eens dubi- de belangrijkste R&D ontwikkelrichtingen (jaarlijks heeft in Rusland elke derde ramp eus waterfilter. geeft Mosvodokanal aan onder andere betrekking op water), het watergebruik oplossingen te zoeken voor geurbestrij- terug te dringen en waterbesparende tech- Inmiddels loopt het programma een paar ding in zoetwaterreservoirs, geautomati- nologieën in te voeren. jaar zijn diverse publiek-privaat gefinan- seerde controle van het leidingennetwerk cierde waterzuiveringsprojecten van de en waterkwaliteitscontrole op basis van Om alle ambities te realiseren zijn grond gekomen, die overigens verder gaan bio-indicatoren. Met name op dit laatste omvangrijke investeringen nodig. dan alleen het installeren van waterfilters. vlak is het fundamenteel wetenschappelijk onderzoek sterk ontwikkeld in Rusland, CLEAN WATER PROGRAM RESEARCH AND DEVELOPMENT maar dienen nog stappen gezet te worden In 2011 is de Russische overheid gestart Veel waterkennis is te vinden in de Russian naar praktische resultaten. met het “Clean Water Program” dat loopt Academy of Sciences (RAS), onder andere tot 2017. Het programma heeft als doel in het Institute of Water Problems. Volgens Succesverhalen meer mensen aangesloten te krijgen op experts is deze kennis vooral theoretisch Ondanks de moeilijke situatie in de het drinkwaternet, de efficiency van de van aard, wegens gebrek aan samenwer- Russische watersector zijn er zeker ook drinkwatervoorzieningen te verhogen, de king en afstemming met de industrie. successen te melden. waterkwaliteit te verbeteren en tegelij- De huidige hervormingen binnen de RAS kertijd de vervuiling te reduceren. Het maakt dat sommige instituten zich wat Zo ging de tweede prijs in de grootste programma dient een impuls te geven voor meer gaan toeleggen op toegepaste weten- innovatieve start-up competitie en tevens het aantrekken van nieuwe technologieën schap. Dit heeft het Institute for Water and acceleration programma van Rusland en buitenlandse know-how. Environmental Problems van de Siberische genaamd ‘Generation S’ in april 2014naar branche van de RAS ertoe gebracht om het project ‘BioMicroGel’ uit Jekaterinburg. De kosten van het programma worden samen te gaan werken met Deltares. Het start-up bedrijf heeft een innovatieve geraamd op 7,9 miljard euro, waarvan oplossing ontwikkeld om water te ontdoen slechts 420 miljoen door federale en regio- Kijkend naar het aantal Russische partici- van olieproducten. nale autoriteiten zal worden geïnvesteerd. paties in het 7de Kaderprogramma op het De rest moet van private investeerders gebied van water dan valt het relatief hoge De meest interessante ontwikkelingen komen. De wetgeving wordt aangepast aantal deelnames van het P.P. Shirshov vinden plaats in Sint Petersburg, waar de om de watersector transparanter te maken Institute of Oceanology op. Dit onder- modernisering van de watervoorziening en aantrekkelijker voor investeerders. De zoeksinstituut van de Russian Academy of met buitenlandse investeerders en voor-

57 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Rusland | Watertechnologie in Rusland

namelijk Finse partners is gerealiseerd. Als De Russische watersector heeft behoefte Dergelijk onderzoek is cruciaal als input gevolg daarvan heeft Sint Petersburg het aan buitenlandse expertise en nieuwe voor planning en design van offshore meest moderne waterzuiveringssysteem technologieën. Dit biedt kansen voor operaties in arctisch gebied. Ook het van heel Rusland, dat volledig afziet van zowel Nederlandse bedrijven als kennis- Nederlands bedrijfsleven ziet veel toege- het gebruik van vloeibaar chloor en al instellingen. Maar dat is slechts een deel voegde waarde om researchsamenwerking het drinkwater met UV behandelt. Sint van de oplossing voor veel problemen. integraal onderdeel uit te laten maken van Petersburg maakt bovendien gebruik een Nederlandse waterexpertise is sterk en vaak de economische activiteiten in arctisch systeem van bio monitoring met kleine vernieuwend, maar de schaalgrootte in gebied. Plannen zijn in voorbereiding om kreeftachtigen en grote Afrikaanse slakken, Rusland vormt in veel gevallen een strui- te komen tot een Nederlands-Russische een uitvinding van de Russian Academy of kelblok. De technische kennis en enginee- kennisagenda op het gebied van arctisch Sciences. ring skills in de Russische industrie zijn van onderzoek. hoog niveau, maar komen niet volledig tot Samenwerking met Rusland hun recht, doordat weinig gedacht wordt Uit de praktijk: URBAN WATER De aandacht voor waterproblematiek in termen van geïntegreerde systeemoplos- Het bedrijf Bosman Watermanagement neemt toe in Rusland. De overstroming singen. Efficiencyverbetering zou tevens B.V. produceert al gedurende tien jaar van een groot gebied aan de Zwarte Zee, gerealiseerd kunnen worden door een slag waterzuiveringsapparatuur in Rusland in die in 2012 aan zeker 100 mensen het leven te maken in het beter management van een lokale joint venture. Volgens direc- kostte, en het hoge water dat in 2013 grote complexe processen. teur Bart-Jan Brandt is het potentieel schade aanrichtte in het verre oosten van de Russische afzetmarkt gigantisch, hebben onderwerpen als flood management UIT DE PRAKTIJK: IT EN WATER hoewel vooralsnog de meeste afzet en early warning systems op de politieke Nederland heeft een grote rol gespeeld gerealiseerd wordt in de regio’s Moskou, agenda gezet. Ook wordt steeds duide- bij de aanleg van de 23 kilometer lange Sint-Petersburg en Samara. Hij bevestigt lijker dat de vervuiling van de Russische stormvloedkering bij Sint-Petersburg. Dit het beeld dat waterproblematiek meer wateren een ernstige bedreiging vormt betrof niet alleen het ontwerp en de bouw politieke aandacht begint te krijgen in voor de volksgezondheid. De ontwik- van de waterkering. De computermodel- Rusland. De positieve impuls is voelbaar, kelingen in het Arctisch gebied leveren lering voor decision support wordt gedaan zowel wat beleidsmaatregelen als pro- een sterk pleidooi op voor gezamenlijk in het onderzoekslaboratorium voor High jectfinanciering betreft. Bosman werkt onderzoek met Russische kennisinstituten. Performance Computing van de Saint ook lokaal aan kennisontwikkeling in een Daarnaast dient de waterinfrastructuur Petersburg National Research University researchsamenwerking met universitei- gemoderniseerd en uitgebreid te worden of Information Technology, Mechanics ten in Samara. “Het kennisniveau op het om geen belemmering te vormen voor de and Optics (ITMO). ITMO heeft een nauwe gebied van membraan- en filtertechniek is economische groei en om sociale onrust te samenwerking met de Universiteit van hoog en er lopen veel slimme en creatieve voorkomen. Amsterdam op het gebied van Urgent mensen rond,” aldus Brandt. Computing, waar early flood warning onderdeel van uitmaakt, en met TU Delft of het gebied van Urban Science. ECWATECH is de grootste vakbeurs op het gebied van water UIT DE PRAKTIJK: WATER AND technologie in Rusland. SUSTAINABILITY In 2014 van 3-6 juni in Moskou. Sinds 2011 werkt Deltares samen met het Institute for Water and Environmental Problems van de Siberische branche van Meer informatie de Russian Academy of Sciences. Het Joyce Ten Holter Russische instituut heeft een sterke traditie Email: [email protected] in de hydrologie van stroomgebieden. Gezien de huidige klimatologische en - IA Rusland daarmee verband houdend - economische ontwikkelingen wil het instituut zich meer gaan richten op arctisch onderzoek. De samenwerking met Deltares omvat onder andere ijsmodellering in arctisch gebied Figuur Drie-dimensionaal water (zowel zoetwater als open zee) en model- bewegingsmodel van de Ob-Yenisei delta lering van de dooi van permafrost op het en Kara Zee schiereiland Yamal. (Bron: Deltares)

58 | IA Water Special Rusland | Watertechnologie in Rusland Rusland | BioMicroGel

BioMicroGel

The company ‘SPC BioMicroGel Ltd’ is engaged in Oil spill response solving water purification problems within the BioMicroGel offers a completely new way of oil industrial and environmental sector. Products spill response either from the water surface or the developed and patented by this company allow to water column. In case of emergency oil spill, it is easily clean water from oil, petroleum products processed with microgel. It is sprayed onto the sur- and heavy metal ions. The scientific novelty of the face or delivered to an underwater location, using approach is based on the extraction of pollutants a dispensing probe. Microgel gets accumulated on from the water by using natural organic derivatives the surface of oil-water border and creates a flex- in the form of microgel. Microgels are physically or ible pellicle that encapsulates oil particles. Sticking chemically crosslinked polymers of natural origin, to each other, the encapsulated oil forms large jelly with particle sizes from 10 to 1.000 nm. flakes on the water surface. Unlike liquid oil this jelly won’t spread on the surface or evaporates or At the moment there are two main ways of imple- ignites. It makes oil elimination much easier and mentation of the product: industrial water treat- safer. After consolidation, jelly mass can be easily ment and oil spill response. collected with fine net cell or by other well-known methods and divided to microgel and petrolium Industrial water treatment oils. Industrial wastewater treatment with microgel is based on the coagulation process of water-pollut- Mentioned technologies can be applied in stand- ing components. When BioMicroGel coagulant ing and running water of any salinity, in differ- is added to water, it will turn the pollutants (oil ent climate conditions (including the Arctics) to drops, petroleum products or ions) into residue in all kinds of oil, and all thicknesses of oil layer. the form of large flakes, which can be easily filtered BioMicroGel poses no threat to the environment, out. Unlike existing coagulants BioMicroGel does it rather contributes to its accelerated recovery. not chemically react with the extracted substance, which makes it possible to filter the residue and The suggested solutions for water purification can reuse the BioMicroGel coagulant (3-5 cycles) and be implemented as a separate technology but also the extracted products. Also unlike analogous as part of an integrated solution. ‘SPC BioMicroGel coagulants BioMicroGel significantly faster turns Ltd’ is interested to find potential clients and pollutants into residue and therefore allows to partners around the world to implement actual provide dynamic water purification. It does not projects for water purification, joint scientific and require large tanks for settling flakes as well. laboratory research, industrial and field trials.

The coagulants mentioned above and their appli- More information cation technologies have been tested by number Joyce Ten Holter of laboratory and industrial field trials. Their use Email: [email protected] expediency was proven from technical, environmental and economic points of view. IA Rusland

BioMicroGel: coagulation (Bron: BMG) Polysaccharides of biomicrogel (Bron: BMG)

59 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 India | Water In India; De uitdaging en de kansen

India

Water In India; De uitdaging en de kansen

De Heilige rivier de Ganges er elk jaar ongeveer 20 miljoen gezinnen bijko- Elke dag stroomt er 2,9 miljard m3 afvalwater in de men, die een middenklasse inkomen hebben met Rivier de Ganges. Een deel van dit water (12%) komt de daarbij behorende koopkracht voor moderne van de industrie zoals textiel, chemie, slachthui- gebruiksgoederen zoals auto’s, wasmachines, zen, ziekenhuizen. De bestaande zuiveringscapa- computer- en communicatie apparatuur. De citeit is 1,1 miljard m3 per dag. Elke dag baden ca. combinatie van de sterke bevolkingsgroei en eco- 70 miljoen gelovige Hindoes in de, voor hen zeer nomische groei maakt dat India een grote druk op heilige rivier, de Ganges. de beperkt beschikbare grondstoffen kent. India wordt geconfronteerd met grote, acute maatschap- Management samenvatting pelijke uitdagingen voor voedsel, energie en zeker De maatschappelijke uitdagingen voor water ook water. in India zijn enorm. Mede door grootschalige beleidsinitiatieven zijn de uitdagingen bekend en is er geld beschikbaar voor onderzoek en demonstratie. Daarnaast zijn overheden bereid om mee te investeren in nieuwe technologie. Nederlandse Er zijn al verschillende watertechnologie heeft een goede naam in India. succesvolle Er zijn al verschillende succesvolle samenwerkingsverbanden tussen Indiase en Nederlandse samenwerkingsverbanden partijen. De markt voor drinkwater, afvalwater en watermanagementsystemen groeit sterk, zowel in tussen Indiase en de publieke als private sector. Om succesvol te zijn is het essentieel een betrouwbare lokale partner Nederlandse partijen. te vinden en samen de innovatieve Nederlandse oplossingen aan te passen aan de Indiase (kosten bewuste) omstandigheden. Indiase partners zijn sterk in het reduceren en opschalen van kosten De watersituatie in India (met behoud van de functionaliteiten). Succesvolle In India leeft 16 procent van de wereldbevolking. technologie kan vervolgens tegen lagere kosten Toch beslaat het land slechts 2,5 procent van op de Europese markt gebracht worden. Het IA de wereldwijde landoppervlakte en heeft India netwerk in India daagt iedereen uit om zelf kennis slechts 4 procent van de wereldwatervoorraad. Het te maken met de Indiase Watermarkt. lange termijn gemiddelde van jaarlijkse regenval is circa 4.000 TL. De schattingen van de bruik- Inleiding bare hoeveelheid water lopen uiteen van 1.100 India kent een jonge, snel groeiende bevolking TL (National Water Commission, NCW) tot 680 van 1,2 miljard (in 2011) mensen. De helft van de TL (Unicef ). India kent grote regionale verschil- Indiërs is jonger dan 25 jaar. Het is de verwach- len in neerslag. Zo is de regenval in de deelstaat ting dat India in 15 á 20 jaar China voorbij streeft Radjastan slechts 500 mm/jaar, terwijl de kust van als land met de grootste bevolking ter wereld. de deelstaat Karnataka bijna 4000 mm/jaar aan De Indiase economische groei is teruggezakt tot regen krijgt (Unicef ). Ook door het jaar heen zijn ongeveer 5 procent, wat laag is vergeleken met de er grote verschillen. In de moessonperiode (juni- onstuimige dubbele groeicijfers van de afgelopen september) valt 80 procent van de regen. Door decennia. Toch betekent deze groei nog steeds dat deze ruimtelijke en temporele variatie kampen

60 | IA Water Special India | Water In India; De uitdaging en de kansen India | Water In India; De uitdaging en de kansen

delen van India met grote droogte of juist heeft 96 procent van de huishoudens Tata Group heeft als één van de eerste met grote overstromingen. Dit betekent toegang tot drinkwater en 48 procent een bedrijven een integraal industrieel dat India extra gevoelig is voor de effecten huisaansluiting (WHO 2010). Water Footprint Assessment uitge- van klimaatverandering. voerd. In 2013 heeft de Tata Group In de rurale gebieden bezit 69 procent van met steun van het Water Footprint De schattingen van het huidige jaarlijkse de huishoudens geen sanitaire voorzienin- Network (WFN) en de International watergebruik lopen uiteen van 710 (NWC) gen. In de stad hebben 18 procent van de Finance corporation (IFC, onderdeel tot 813 TL (Ministerie van Waterresources, huishoudens geen toegang tot sanitaire van de Wereldbank groep) een inte- MoWR). De landbouw gebruikt 85 procent voorzieningen. grale studie gedaan naar het water- van dit water voor irrigatie, 7 procent is gebruik en de -vervuiling van twaalf voor de drinkwatervoorziening en 1,5 De stedelijke ‘waterboards’ kampen met productielocaties van vier Tata groep procent voor industrieel gebruik. De rest forse verliezen (20-40%) en forse non- leden (Chemicals, Motors, Power en (6,5%) is voor overig gebruik. Door de revenu verliezen (28-43%). Steel). Hierbij is de hele supply chain toenemende bevolking en economische meegenomen. Op deze manier is groei zal het totale water gebruik sterk India kent dus grote regionale verschillen de duurzaamheid van het waterge- toenemen. in beschikbaarheid van water, toegang bruik en de verontreiniging in kaart tot schoon drinkwater en sanitatie. Grote gebracht. Daarnaast zijn strategische Tabel 1 prognose van het watergebruik van delen van de bevolking hebben geen toe- acties geprioriteerd om het verbruik verschillende sectoren (in TL) gang tot schoon drinkwater nog sanitatie. met 20 procent te reduceren. 2010 2025 2050 Tevens is er een toenemende mate van Irrigatie 688 910 1072 verzilting van grondwater en verontreinig Drinkwater 56 73 102 van het oppervlaktewater waarneembaar. Ook heeft de voormalige CEO van de Tata Industrieel gebruik 12 23 63 groep, Ratan Tata, het ‘Tata water initia- Energievoorziening 5 15 130 National Water Mission tive’ gelanceerd. Het doel is om 100.000 Overig 52 72 80 De maatschappelijke uitdaging voor water dorpen in India van schoon drinkwater te Totaal 813 1093 1447 heeft geleid tot vele beleidsinitiatieven. Er voorzien op een kosten effectieve manier. zijn Nationale missies gericht op het platte- Bron: MoWR land en het stedelijke gebied, waarbij water Een andere beleidsontwikkeling is dat het een belangrijk aspect is. Daarnaast kent Ministerie van Science & Technology het De beschikbare hoeveelheid water per India de ‘National Water Mission’ (2009) ‘Water Technology Initiative’ heeft gelan- hoofd van de Indiase bevolking is in van het Ministerie van Waterresources ceerd. Het doel is innovatieve technologie- het laatste decennium gedaald tot circa (MoW). Dit ministerie coördineert het ën voor veilig drinkwater tegen betaalbare 1.150 m3/a. Dit betekent dat India, vol- waterbeleid bij de andere (5) ministeries kosten en in adequate hoeveelheden te gens internationale normen, een ‘severe met water als onderdeel van hun beleid. ontwikkelen. Het programma kent vier water stressed’ (Unicef ) land is, en dat dit In 2012 is, in het kader van de National hoofdlijnen: probleem in de toekomst zal verergeren Water Mission, de nieuwe “National Water 1. Ontwikkeling van technisch eenvoudige Policy” aangenomen. Dit beleid kent drie point of gebruik (huishouden) of point of Drinkwater en Sanitatie hoofdrichtingen: distributie (community) watervoorzie- Grondwater is voor 80 procent de bron 1. Water gebruik moet 20 procent ningssystemen tegen zeer lage kosten; voor drinkwater in India. De toegang tot efficiënter; 2. Ontwikkeling van (hybride) zuiverings- drinkwater kent een sterke variatie tussen 2. Extra focus op over-geëxploiteerde technologieën die geen of zeer weinig staten, maar ook tussen het rurale gebied gebieden (zoals Radjastan); energie gebruikt; en de stad. In een staat als Gudjarat is de 3. Opzetten van een geïntegreerd water- 3. Ontwikkeling van technologie om het fysieke dekking van het drinkwatersysteem managementsysteem op nationaal en afval van waterzuivering te verwerken; circa 95 procent (Ministerie van drinkwater deelstaat niveau. 4. Demonstratie en veldtesten van de en sanitatie, MoDS) terwijl in een staat als nieuwe technologieën. Karnataka slechts 34 procent dekking kent. Effect van dit beleid is dat de markt voor Op het platteland, waar 70 procent van de urban water en afvalwater behandeling De technische uitdagingen waar India voor bevolking woont, hebben 11 procent van sterk groeit. Ook zijn bedrijven verplicht staat in de watersector zijn: de huishoudens een aansluiting op het om hun waterverbruik 20 procent te 1. Ontzouting van brak- en zeewater; waternet. In totaal heeft 84 procent van de reduceren en hun water foot print in kaart 2. Verwijderen van zware metaalverontrei- rurale huishoudens toegang tot een vorm te brengen. Eén van de bedrijven die dit nigingen (zoals arseen, fluoride etc.); van drinkwatervoorziening. In de stad voortvarend oppakken is de Tata company. 3. Verwijderen biologische verontreinigen; (waar 31 procent van de bevolking woont) 4. Goedkope membraantechnologie;

61 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 India | Water In India; De uitdaging en de kansen

5. Systeemintegratie; 6. Small scale groundwater purification,verwij - Echter, zaken doen in India vergt door 6. Monitoring- , sensoren control dert fluoride en arseen uit grondwater zettings- en aanpassingsvermogen. Het technologie; door middel van electrofloculatie en is essentieel om een goede lokale partner 7. Kosteneffectieve, snelle detectie tech- adsorptie voorbehandeling. Dit wordt te vinden om dure Nederlandse techno- nologie voor (an)organische veront- gevolgd door een traditionele UF logie aan te passen aan de kostenbewuste reinigingen (zoals zware metalen en behandeling. Indiase markt. Het vraagt vertrouwen om bacteriën); 7. Concentrated solar power & purification, afval- samen te werken met Indiase ingenieurs 8. Besluit support systemen. warmte van CSP centrales wordt ingezet en samen een forse kostenreductie te rea- worden om door middel van membraan liseren. Als de kostenreductie met behoud DIWALI evaporatie zoutwater te ontzouten. van functionaliteit slaagt, dan levert dat India (h)erkent de kwaliteit en innovatie- 8. The purification windmill, windenergie drijft een product op dat ook in de Europese kracht van de Nederlandse watersector. direct een ingebouwde flash evaporatie- markt zeer concurrerend is. Het postennet Het ministerie van Science & Technology condensatie unit aan door middel van in India is graag bereid om mee te werken heeft daarom in 2013 een Program of een warmte pomp. bij het vinden van de juiste partner en de Corporation (PoC) getekend met het 9. The water greenhouse, overdag wordt de juiste demonstratieprojecten. Ministerie van Economische Zaken. Dit kas extra gekoeld door koud water, dat PoC heeft de acronym DIWALI (Dutch door holle polycarbonate platen van Bronnen Indian Water Alliance for Leaderschip de kas stroomt. Het condensaat kan als 1. Water in India: Situation and Prospects, Unicef, Initiative) meegekregen naar één van de drinkwater gebruikt worden. FAO, 2013 belangrijkste Hindoe feesten (feest van het 2. Watersector in India, Emerging Opportunities, licht). Doel van DIWALI is om innovatieve Het concept van de New Urban Sanitation Ernst& Young, 2011 Nederlandse oplossingen te combineren is door Nederlandse en Indiase partijen 3. National Water Mission, Ministery for Water met Indiase expertise om oplossingen verder uitgewerkt tot een demonstreerbaar Resources, 2009 (flink) goedkoper te maken(Jughaad engi- systeem. In Vadoga, Gudjarat, wordt deze 4. National Water Policy, Ministery for Water neering). Daarnaast willen ze gezamenlijk technologie ingebouwd, in opdracht van Resources, 2012 de geïntegreerde oplossingen opschalen het lokale waterbedrijf, met steun van de 5. Water Technology Initiative, Department of en demonsteren aan de Indiase markt. Indiase en Nederlandse overheid. Science and Technology, 2010 Deze (bewezen) goedkopere oplossingen 6. Diwali Concepts, Water IQ B.V., 2012 kunnen dan ook veel beter op de Europese Kansen voor Nederland markt concurreren. De Indiase maatschappelijke uitdagingen India voor water bieden goede kansen voor Jelle Nijdam Kansrijke Indo-Dutch Business Nederlandse waterinnovaties. India ziet Email: [email protected] concepten onder andere Nederland als het land om Er zijn negen kansrijke business concep- mee samen te werken aan innovatieve IA India ten ontwikkeld, waar de kracht van de kostenverlagende watertechnologie. De Nederlandse en Indiase watersector elkaar nationale overheid stelt fondsen beschik- aanvullen. Deze concepten zijn: baar en de lokale overheden zijn bereid 1. New urban sanitation, energie en nutri- om mee te werken aan het opzetten van ënten winnen uit afvalwater, waarmee pilot- en demonstratieprojecten. Indiase water energieneutraal gezuiverd wordt. bedrijven zoals Thermax en Ion Exchange 2. The recycling Greenhouse, condensatie water ontwikkelen zelf nieuwe systemen en uit de kas levert schoon drinkwater. werken met internationale leveranciers om 3. Low cost desalination, door een betere, nieuwe technologieën op de Indiase markt innovatieve voorbehandeling werkt te introduceren. Grote bedrijven als de Tata bestaande RO/UF filtratie technologie groep herkennen en erkennen dat schoon veel efficiënter. water een schaars goed is en zijn bereid te 4. Water farming van grondwater. behan- investeren in R&D en in demonstratie van deld water infiltreert gecontroleerd in nieuwe kosteneffectieve technologieën. de ondergrond zodat het grondwater Vanwege een nieuwe wet op CSR zijn grote aangevuld wordt. Hierdoor kan de actief bedrijven verplicht om 2 procent van hun grondwaterstand beheerd .. winst in te zetten voor CSR-projecten. Veel 5. Mineral mining, met behulp van eutectisch bedrijven zien de drinkwater sector als een vrieskristallisatie worden waardevolle goede markt voor CSR- en commerciële mineralen en schoon water gescheiden projecten. van afvalwater.

62 | IA Water Special India | Water In India; De uitdaging en de kansen India | New Urban Sanitation Concept

New Urban Sanitation Concept

In kader van het Program of Corporation tussen het Set-up Indiase ministerie van Science & Technologie en het The New Urban Sanitation Concept separates Ministerie van Economische zaken zijn een 9-tal the organic pollution from urban (or industrial) kansrijke business concepten uitgewerkt. Hierbij worden wastewater. de innovatieve Nederlandse technologieoplossingen gecombineerd met Indiase kennis om concepten goedkoper te maken. Het meest kansrijke concept is de New Urban Sanitation System (NUSS). De ‘Waterboard’ van de stad Vadoga in Gudjarat ziet grote potentie voor dit concept en heeft een Indiaas-Nederlandse consortium opdracht gegund om de technologie te demonstreren. De essentie van het concept is dat organisch afval wordt gescheiden van de afvalwaterstroom. Het organisch materiaal wordt vergist en met die energie wordt een conventionele grondwaterzuivering aangedreven. Het NUSS systeem wordt momenteel met steun van de Nederlandse en Indiase overheid opgebouwd.

Dit artikel is overgenomen uit het rapport ‘DIWALI concepten’, geschreven door de heer F. Dekkers van IQ water b.v.

Business potential NUSS Prices of energy and nutrients are increasing and threaten crop- and industrial production world wide. The situation will become even worse if there is a shortage of fresh water. The ‘New Urban Sanitation System’ aims to recover energy and nutrients from wastewater. The recovered nutrients can be directly used in irrigation or distributed to the fertilisers market. The wastewater is fed into a electro treatment reactor where flocculation of the organic fraction The recovered energy can be utilized to purify pol- occurs. After the reactor the flocs are separated luted ground water for drinking or to process water from the water by means of sedimentation and/ production. The New Urban Sanitation System can or filtration. The water is discharged (for irrigation be applied on many locations in India and decen- purposes). The sediment is mainly organic sludge tralized wastewater treatment has a large market and can be digested in an anaerobic digester. The potential worldwide. produced biogas energy can be recovered from the wastewater. A biogas driven turbine generates elec- The New Urban Sanitation System recovers energy tricity, which is used for membrane ultra and nano and minerals from wastewater, whereas conven- filtration of polluted ground water. The fertilisers tional activated sludge wastewater treatment con- in the digestate are used for farming application. sumes a lot of energy for aeration. The technology The technology setup generates electricity from for recovery of energy from diluted wastewater wastewater and minerals from the digestate and streams has been developed and practiced in the drinking water. Netherlands

63 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 India | New Urban Sanitation Concept

Technology partners adding to the project. And last the Indian India Desah has a proven track record on urban technology partner operates throughout Jelle Nijdam decentralised wastewater purification and India and has project experience with com- Email: [email protected] new type of anaerobic digestion in the munities and industry water treatment. Netherlands. IA India In the Netherlands three partners can Specific requirements Indian be identified who have experience and technology partners New Urban specific knowledge on the field of electro- Sanitation System flocculation technology. The reactor design and set-up is crucial for proper functioning Membrane filtration systems and polishing of the separation of the waste from the filters. wastewater. • Experienced in engineering and Alternatively, instead of the electro floccu- construction membrane installations; lation-separation-digestion technology, • Experienced with construction of the recently developed anaerobic MBR drinking water production installations technology can be applied to directly digest (ability to meet the sanitation criteria). the wastewater. This technology has been tested in the Netherlands on industrial Digester, biogas generator and separator. wastewater. • Track record on digester construction; For groundwater purification two types of • Experienced in utilising biogas in technology set-ups can be applied; mem- generator set (purification of biogas); brane based nano-filtration or membrane • Experienced on biomass separation evaporation. Recently new types of low technology. pressure nano membranes have been developed in the Netherlands by two potential System integration and control. partners, which are very energy efficient • Knowledge of biological processes and compared to reverse osmosis membranes. specifically anaerobic wastewater In the membrane evaporation setup heat treatment; from a biogas burner can be used to run • Local player, (experienced) man power the process. on project site.

Potential Indian partners: Profile New Urban Sanitation end The Indian technology partners have to be user committed to work in international coaliti- For a successful project the Indian end user ons, developing innovative projects for the has to be committed to the business case. Indian market and worldwide. Preferably the end user has an economic For the progress of developing this advantage by implementing the technolo- project a potential partner must decide gy into a full-scale project. This means that on a relatively short term to take part in a the products of this business case, drinking consortium. water and irrigation water hold a value The companies should have a clear focus proposition for the end user to the market. on innovation and the experience or The characteristics of the target market, ambition to develop new water treatment distribution model and revenue model solutions, not only for Indian market but have to be clear. The revenue model has to also outside India. be discussed with the potential end user. The Indian technology partner has a track Ideally the end user of this project should record on construction of installations be a community, village or city and inte- to the international standards as well as rested to establish a pilot with a capacity of experience with research and development 10 – 20 m3/ h. This community should have projects and is willing to share expertise a sewerage network (or a collection system and skills in coalitions. for sewage water) and drinking water Furthermore the Indian partner has network (or a non-piped system/local tap engineering capacity and preferably uni- points). que detailed knowledge on the required technology. The intellectual property is

64 | IA Water Special India | New Urban Sanitation Concept India | International Finance Corporation (IFC): Waterprogramma voor de landbouw in India

International Finance Corporation (IFC): Waterprogramma voor de landbouw in India

Het India Agriculture-Water Efficiency Program Het India Agriculture-Water Efficiency Program valt bevordert efficiënt watergebruik in de Indiase onder het Netherlands-IFC South Asia partnership. landbouw en industrie. De financiering gebeurt door het Nederlandse Het efficiënt gebruik van water wordt gestimuleerd trustfund bij de International Finance Corporation. door: • Promoten van efficiënt watergebruik in De eerdere bijdrage van Nederland is gebruikt voor waterintensieve landbouwsectoren zoals rijst, efficiënt waterverbruik bij rijst, katoen en suiker suikerriet en katoen; door de overheid in Rajasthan en het bedrijf Tata. • Bewustwordingsactiviteiten voor 50.000 tot Bij het project kan de expertise van Nederlandse 100.000 boeren, die actief zijn in de belangrijk- bedrijven en instellingen ingezet worden. ste agroketens. Het doel is een hogere productiviteit én waterbesparing; Meer informatie • Faciliteren van private sector investeringen tot Jelle Nijdam 50 miljoen dollar in waterefficiënte methoden, Email: [email protected] technologieën en financiële structuren; IA India • Realiseren van een besparing van 50 tot 100 miljard liter water per jaar in de landbouwketens.

65 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Singapore | Singapore als “Global Hydrohub”

Singapore

Singapore als “Global Hydrohub”

Singapore wil in 2060 geheel zelfvoorzienend zijn in de dit moment nog aan water wordt geïmporteerd watervoorziening. Dit betekent dat er voor de huidige andere oplossingen moeten komen, waarbij 40% geïmporteerd drinkwater andere oplossingen gezuiverd afvalwater en ontzilt zeewater deze bron moeten komen, waarbij gezuiverd afvalwater en ontzilt moeten overnemen. Daarnaast is de verwachting zeewater deze bron zullen overnemen. Voor deze ambitie dat de dagelijkse waterbehoefte in Singapore, op is een ‘technology roadmap’ opgesteld die een overzicht dit moment 1,5 miljard liter per dag, in 2060 ver- biedt van de technologie die de komende jaren dubbeld is. Deze uitdagingen gebruikt Singapore ontwikkeld dient te worden. Singapore wil zich hiermee als kans en zij heeft de watersector gedefinieerd ontwikkelen tot ‘Global hydrohub’ en zich profileren als als een van de groeisectoren van haar economie. koploper op het gebied van watertechnologie-innovaties Hierbij wil Singapore zich ontwikkelen als ‘Global in de regio. hydrohub’ en zich profileren als koploper op het gebied van watertechnologie innovaties in de De Singaporese overheid heeft haar huidige water- regio. De ambitie is om in 2015 11.000 banen in de voorziening opgebouwd vanuit de ‘Four National watersector te realiseren met een bijdrage van de Taps’ - strategie. De Four National Taps zijn: geïm- watersector van 1,7 miljard Singapore dollars (circa porteerd water, lokaal opgevangen regenwater, 1 miljard euro) aan het BNP. Aangezien de markt in gezuiverd afvalwater en ontzilt zeewater. Samen Singapore met 5 miljoen inwoners relatief beperkt garanderen ze een betrouwbaar aanbod door de diversiteit aan bronnen. Op dit moment wordt nog steeds 40% van het drinkwater geïmporteerd uit Singapore wil in 2060 Maleisië. Singapore wil in 2060 geheel zelfvoorzienend zijn in de watervoorziening. De Singaporese geheel zelfvoorzienend zijn overheid heeft daartoe besloten de afhankelijkheid van geïmporteerd drinkwater af te bouwen en zich in de watervoorziening te richten op het verhogen van de overige drie bronnen: is, profileert Singapore zich als R&D-testlab en hub voor de regio. Singapore is een ‘living lab’ waar Drinkwaterbron 2010 Doelstelling buitenlands onderzoek, technologieën en bedrij- voor 2060 ven gestimuleerd en gefaciliteerd worden door de Geïmporteerd water 40% 0% Singaporese overheid. Wanneer een technologie uit Maleisië getest en geoptimaliseerd is in Singapore samen Lokaal opgevangen 20% 20-30% met lokale partners, is de stap naar de rest van Azië regenwater een stuk gemakkelijker. Gezuiverd afvalwater 30% Tot 55% (NEWater) Technology roadmap Ontzilt zeewater 10% Tot 25% De PUB heeft een‘technology roadmap’ gemaakt met daarin een overzicht van de technologie die de Tabel 1 Watervoorziening Singapore 2010-doelstelling 2060 komende jaren verder ontwikkeld dient te worden. Hierin komen ‘innovatiegaps’ naar voren op het Nationaal waterbedrijf ‘Public Utilities Board Singapore’ gebied van drinkwaterzuivering, waterdistribu- (PUB) heeft de uitdagende taak om Singapore tiemanagement, de algemene watermanagement geheel zelfvoorzienend te maken in de watervoor- filosofie en waterkwaliteitsmonitoring. ziening. Dit betekent dat er voor de 40% die er op

66 | IA Water Special Singapore | Singapore als “Global Hydrohub” Singapore | Singapore als “Global Hydrohub”

Gezuiverd afvalwater fabriek in het westen van het land met een Tegelijkertijd wordt biogas geproduceerd In 2003 introduceerde Singapore NEWater, capaciteit van 95.000 m3. De Tuas NEWater voor elektriciteitsopwekking. Op dit afvalwater gezuiverd door middel van fabriek is duurzaam doordat deze biogas moment wordt een testopstelling van geavanceerde membraamtechnologie produceert wat gebruikt wordt voor elektri- een UASB met een ‘anaerobic membrane waarbij microfiltratie,‘reverse osmosis’ en citeitsopwekking en een lager energiever- bio-reactor’ (MBR) uitgevoerd op de Jurong desinfectie met ultraviolet licht worden bruik heeft dan conventionele fabrieken. Water Reclamation Plant in Singapore. toegepast. NEWater wordt met name Bovendien genereert de fabriek minder Deze koppeling van membraamfilters gebruikt als koelwater in fabrieken en op slib. Om het westen van Singapore en de met conventionele afvalwaterzuiverings- industrieterreinen. Tijdens droge periodes nieuwe fabriek aan te sluiten op het net- technieken biedt mogelijkheden voor de wordt NEWater ook aangewend om de werk voltooit de PUB de komende jaren de zuivering van industrieel afvalwater. drinkwater reservoirs aan te vullen. Bij het aanleg van het ‘Deep Tunnel Sewage System’. zuiveren van afvalwater is de eerste reini- Hiermee wordt het landoppervlak dat de Op Jurong Island is de petrochemische ging van zwaar vervuild industrieel afval- huidige infrastructuur voor afvalwater in industrie van Singapore gehuisvest. Het water afkomstig uit Singapore’s olie- en beslag neemt gehalveerd. water dat de industrie gebruikt op dit electronicasector de grootste uitdaging. Er eiland raakt verloren door koeling of zijn op dit moment 4 NEWater fabrieken in Onderzoek voor afvalwaterzuivering wordt na voorbehandeling direct in de zee gebruik, allemaal opgericht als partnership richt zich op kosteneffectieve, efficiënte geloodst. Bovendien zal de komende jaren tussen de PUB en private partijen zoals processen om het energieverbruik terug het waterverbruik op Jurong Island sterk Hyflux, Semcorp en Keppel. De grootste te dringen en tegelijkertijd meer biogas toenemen. Onder het initiatief ‘Jurong Island NEWater fabriek opende in 2010 bij Changi te produceren met als uiteindelijke doel Version 2.0’ voert de PUB een studie uit naar en heeft een capaciteit van 190.000 3m per zelfvoorziening in energie. Een voor- technisch haalbare en kosteneffectieve dag. De productiecapaciteit voor NEWater beeld is de ‘upflow anaerobic sludge blanket’ oplossingen om water te recyclen. De zal in 2030 meer dan 600.000 m3 per dag (UASB) die een hoge concentratie micro- resultaten van de studie worden gebruikt bedragen met een uitbreiding van de hui- organismen bevat die organische deeltjes in toekomstige plannen voor watertoevoer dige NEWater fabrieken Changi en Kranji in water afbreken. Omdat er geen zuurstof op Jurong Island. Zo kan zeewater gebruikt en de bouw van de nieuwe Tuas NEWater benodigd is, is er minder energie vereist. worden voor koeling en ziet men potentie om restwarmte van de fabrieken op het eiland te gebruiken als energiebron voor ontziltingsinstallaties.

Ontzilt zeewater Ontzilt zeewater is de bron van de Four National Taps met het hoogste energieverbruik. Om ervoor te zorgen dat ook deze bron betaalbaar en duurzaam wordt, is het verlagen van het energiegebruik van deze techniek het belangrijkste aandachtspunt. In Singapore zijn twee ontziltingsfabrie- ken gebouwd: de PUB bouwde samen met bedrijf Hyflux in een public-private partnership (PPP) in 2005 de ‘SingSpring Seawater Desalination Plant’. In 2013 is de tweede grotere ontziltingsfabriek door dezelfde formatie opgeleverd: de ‘Tuaspring Desalination Plant’ met een capaciteit van 318.000 m3 water per dag. De huidige methode gebruikt 3.5 kWh/m3. Samen met Siemens Water Technologies test de PUB elektrochemische technologie om zeewater te zuiveren waarmee het energieverbruik ten opzichte van membraam- zuivering gehalveerd wordt. Daarnaast werkt de PUB samen met Keppel Seghers Figuur 1 PUB Technology Roadmap (bron: Public Utilities Board Singapore) aan technologie waarbij restwarmte wordt gebruikt voor de ontzilting.

67 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Singapore | Singapore als “Global Hydrohub”

Een andere innovatieve oplossing die in waterhoudende laag. De PUB installeert De Waterhub biedt Nederlandse waterbe- Singapore onderzocht wordt is biomi- 20 tot 30 putten die het komende jaar de drijven goede faciliteiten, nabijheid van miek, het nabootsen van de biologische waterstroom gaan monitoren. Wanneer testbedding locaties en van de PUB als porcessen waarmee mangroveplanten blijkt dat het extraheren van grondwater afnemer van de ontwikkelde technologie- en euryhaline vissen (vissen die zowel in niet haalbaar is, kunnen de bronnen ën, en een uitstekende mogelijkheid een zoet als zout water kunnen leven) zout alsnog gebruikt worden voor de opslag van netwerk op te bouwen. Bovendien kan het onttrekken aan water waarbij minimale water. Dat vervolgens aangewend worden testen, het aan de lokale markt aanpassen energie gebruikt wordt. Daarnaast wordt in tijden van droogte. De PUB heeft een en het vermarkten van een Nederlandse onderzoek uitgevoerd naar het begroeien internationaal panel met deskundigen technologie in Singapore -met de PUB als van membranen met ‘aquaporin’: proteïnen ingesteld om hen te adviseren bij de studie. referentie- een opstap zijn naar de regio. die water opnemen terwijl ze de zouten in De PUB staat open voor public-private het water blokkeren. Kansen voor Nederland partnerships met (buitenlandse) bedrijven. De PUB heeft de uitdagende taak om Bedrijven geïnteresseerd in partnership Lokaal opgevangen regenwater Singapore in 2061 geheel zelfvoorzienend met (buitenlandse) bedrijven zijn Hyflux, Lokaal opgevangen regenwater heeft te maken in de watervoorziening. Voor Sembcorp, Keppel, Darco, Boustead en UE weinig groeipotentie vanwege het beperkte deze ambitie heeft de PUB een technology (United Environment ltd.). landoppervlak van Singapore. In de roadmap gemaakt waar duidelijk innova- huidige situatie wordt tweederde van het tion gaps naar voren komen op het gebied Bronnen landoppervlak gebruikt voor de opvang van drinkwaterzuivering, waterdistributie • ‘Our water, our future’, PUB, March 2013 van regenwater dat vervolgens wordt management, de algemene watermanage- • ‘Innovation in Water Singapore’, website PUB opgeslagen in 17 drinkwaterreservoirs. ment filosofie en waterkwaliteitsmonito- http://www.pub.gov.sg/mpublications/ Nederlandse technologie is toegepast bij ring. Concrete kansen zitten onder andere Innovation/Pages/default.aspx de aanleg van de Marina Barrage waarmee het energie-efficiënter maken van het • ‘Climate Change & Singapore. Challenges, het grootste en meest centraal gelegen ontziltingsproces, de energie-water-waste opportunities, partnerships’, National Climate zoetwaterreservoir van Singapore met nexus en Blue energy. Change Secretariat, 2012 www.nccs.gov.sg 10.000 hectare afgesloten wordt. Door • ‘The new water technologies that could save the extreme regenval heeft Singapore de laat- Het Environment & Water Industry planet’, The Guardian, 22 July 2013 ste tijd geregeld last van overstromingen. Programme Office (EWI) is door het • ‘Saying goodbye to water woes’, Straits Times, Om meer flexibiliteit in het afvoersysteem Ministry of the Environment and Water 2013 in te bouwen ligt de nadruk de komende Resources (MEWR) opgezet om de ontwik- • ‘PUB forms team to study groundwater use’, tijd op het beheersen van de waterstro- keling van Singapore als ‘Global Hydrohub’ Straits Times, 25 March 2014 men. Daarbij worden oplossingen verkend te stimuleren. EWI staat open voor de • ‘Nationaal waterbedrijf Singapore verkent zoals groene daktuinen die de opname ver- samenwerking met internationale partijen grondwater bronnen’, IA-nieuwsflits 14 mei 2013 tragen en de mogelijkheid om reservoirs te zoals aangegeven in tabel 1. • Presentation PUB at TechForum March 2014 integreren in gebouwen. EWI biedt een uitstekend platform voor Meer informatie Grondwater Nederlandse bedrijven om hun techno- Susanne van Loon Daarnaast staat de PUB open voor het logie in Singapore te testen en te ver- Email: [email protected] toevoegen van een vijfde waterbron aan markten door funding programma’s en haar ‘Four National Taps’ strategie. De PUB fysiek, in incubatorcenter de ‘Waterhub’. IA Singapore heeft daartoe vorig jaar een studie naar grondwaterbronnen geïnitieerd. Ondanks Tabel 1 EWI Overzicht van strategie en internationale samenwerking de kleine oppervlakte van de stadsstaat, EWI Strategie heeft Singapore een complexe geologie Cluster ontwikkeling Capaciteiten ontwikkeling Internationaliseren met verschillende soorten gesteente. Aantrekken Internationale Milieu en water onderzoek Export Initiatieven (Overheid) De studie naar grondwater richt zich op bedrijven (EWRP) • Handelsmissies het gebied dat bekend staat als ‘Jurong • Business-raad Formation’. Verwacht wordt dat er in dit Lokale bedrijven onder Internationale samenwerking • Consortia gebied een diepgelegen waterhoudende steunen in ontwikkeling naar op R&D wereld top Marketing en Promotie van grondlaag te vinden is. Diepgelegen lagen Singapore als Test-Bed de Singaporese water zijn gescheiden van de oppervlakte door Aanwakkeren van start-ups industrie een laag gesteente dat lastig water door- in milieu & water technolo- Betrekken van nieuwe laat. Het soort gesteente dat gevonden is gieën technologieën in Grote Betrekken van IOs & NGOs in het gebied Jurong Formation zou wijzen projecten op de aanwezigheid van een diepgelegen Conferenties/Exhibities en evenementen

68 | IA Water Special Singapore | Singapore als “Global Hydrohub” Singapore | Singapore moet efficiëntieslag maken in Water-Energie-Afval-nexus

Singapore moet efficiëntieslag maken in Water-Energie-Afval-nexus

Milieuproblematiek en gebrek aan drinkwater zijn acute rende instantie voor water. PUB heeft een‘Water problemen in Azië. Dit biedt kansen voor innovatieve Efficiency Fund’ opgericht. De industrie kan van dit bedrijven in de sector. Water en energie zijn onlosmakelijk fonds gebruikmaken om audits en projecten te met elkaar verbonden. Drinkwater en het zorgen voor een co-financieren die gericht zijn op waterbesparende veilige delta zijn ook voor Singapore energie-intensief. Bij het procesverbetering. Maar ook voor pilotprojecten opwekken van energie is veelal water betrokken. Met de in waterhergebruik en alternatieven. De ‘Energy verduurzaming van technologieën en processen zien we een Market Authority’ is het agentschap verantwoorde- wereldwijde evolutie van afvalwaterbehandeling naar lijk voor de uitvoering van het energiebeleid en ‘resource recovery’. Populatiegroei en snelle verstedelijking is op zoek naar innovatieve energiebesparende leiden tot drinkwater- en energietekorten, overstromingen of (technologische) oplossingen. Vooral grootge- juist droogte en een afvalprobleem. Het optimaliseren van de bruikers als industrie en openbaar vervoer worden water-energie–afval-nexus is belangrijk voor onafhankelijke aangemoedigd om energiebesparende oplos- energievoorziening, (toekomstige) economische ontwikke- singen te implementeren. Energiemanagers zijn ling en verduurzaming van de samenleving. Singapore is de verplicht het energieverbruik te rapporteren en proeftuin voor (proces)technologische oplossingen die water besparende maatregelen te nemen. Singapore en energie besparen. stimuleert de implementatie van cleantech in de proeftuinprojecten in de gebouwde omgeving. De alternatieve energiebronnen: waterkracht, geothermale energie en windenergie, zijn niet of Onderzoek in nauwelijks interessant. Zonne-energie kan wel bijdragen aan de energiebehoefte. Echter, gebruik membraantechnologie, aan ruimte, bewolking en ook hoge luchtvochtig- energie-efficiënte en heid, samen met verwachte fluctuaties in energie- netwerk bemoeilijken grootschalige toepassing duurzame toiletten van de zonnepanelen. Behalve water en energie is het MEWR onder andere ook verantwoordelijk voor beleid op afval. Het ‘National Environmental Agency’ (NEA) is het uitvoerende orgaan. Singapore’s afval, Beleid is gericht op zelfvoorzienendheid 200 ton per jaar, wordt verbrand en het as wordt Singapore heeft een tekort aan energie, water en gestort op het eiland ‘Pulau Semakau’. Dit eiland wateropslagcapaciteit. Dit in combinatie met een heeft de status van natuurpark en daarom wordt continue stijging van energie- en watergebruik als het in de volksmond ‘Garbage of Eden’ genoemd. gevolg van groei van de populatie en economie Verwacht wordt dat de maximale capaciteit in 2030 zorgt ervoor dat het ‘Ministry of the Environmental wordt bereikt als op dit tempo zal worden gestort. and Water Resources’ (MEWR) sinds kort actief Singapore heeft zich ten doel gesteld om recycling beleid voert op besparing en efficiënt gebruik. te verhogen van 58% in 2010 naar 70% in 2030, om Concrete acties zijn dat efficiënt witgoed voor de bruikbaarheid van de stortplaats te rekken tot huishoudens verkocht mag worden in Singapore 2052. Singapore implementeert programma’s voor (per 1 april 2014). De grote besparing zal ech- recycling van huishoudafval en ook winning van ter moeten komen van de industrie. Alle grote bruikbare metalen en mineralen uit het bodemas watergebruikers (> 5.000 m3 per maand) moeten van afvalverbrandingsovens. De energie afkomstig een ‘Water Efficiency Management Plan’ opstellen en van de afvalverbrandingsovens draagt voor 2% bij watergebruik monitoren. De ‘Public Utilities Board’ aan het totale energieverbruik van Singapore. (PUB) is Singapore’s uitvoerende en controle-

69 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Singapore | Singapore moet efficiëntieslag maken in Water-Energie-Afval-nexus

Onderzoeksprogramma’s om in het LL NIC. Zo worden concepten als nagement, afvalmanagement, membra- oplossingen voor Singapore’s co-lokalisatie van waterzuivering, afvalver- nen en microbiologie en bioprocessen. uitdagingen te vinden brandingsovens en energiecentrales sterk De samenwerking met bedrijfsleven is Het Ministerie van ‘National Development’ en in overweging genomen. belangrijk voor het instituut. Zo heeft R&D subsidieagentschap ‘National Research NEWRI een samenwerking met het Deense Foundation’, starten een ‘National Innovation Onderzoek in membraan bedrijf DHI voor onderzoek en educatie in Challenge’ (NIC) onderzoeksprogramma om technologie, energie-efficiënte en onder andere stedelijke planning en water oplossingen te zoeken voor complexe pro- duurzame toiletten management. Fundamenteel en toegepast blemen. Multidisciplinair onderzoek moet De Nanyang Technological University (NTU) onderzoek op het gebied van membra- zorgen voor praktische oplossingen, die in staat bekend om onderzoek in milieu en nen voor waterproductie, hergebruik en Singapore geïmplementeerd kunnen wor- waterzuivering. Zo heeft de onderzoeks- ook energieopwekking wordt gedaan in den en ook potentie hebben als commer- groep van Professor Darren Sun titanium het Singapore ‘Membrane Technology ciële spin-off in binnen- en buitenland. dioxide nanovezels ontwikkeld, waarmee Centre’ (SMTC). Het ‘Residues & Resource De eerste ‘Energy NIC’ startte in 2011, waarin schoon water en energie opgewekt kan Reclamation Centre’ (R3C) is NEWRI’s gezocht wordt naar energie-efficiënte worden. Dit materiaal kan onder andere ‘Centre of Excellence’ voor terugwinning oplossingen en diversificatie van energie- worden gebruikt voor flexibele waterfiltra- van grondstoffen uit afval. Het R3C wordt bronnen. De tweede ‘Land & Liveability’ NIC tiemembranen voor ontzilting, alsmede geleid door Professor Wang Jing-Yuan en (LL NIC) zoekt innovatieve oplossingen om voor energiewinning uit het restproduct heeft drie onderzoeksclusters: materialen ruimte te creëren in het kleine, dichtbe- van ontzilting, de ‘brijn’. Het materiaal uit afval, energie uit afval en oplossingen volkte Singapore en om landgebruik te zet (afval)water om tot waterstof onder voor vervuilde grond en grondwater. Een optimaliseren. De samenwerking tussen invloed van zonlicht. Onderzoeksthema’s van de (in Singapore) beroemde projecten bedrijfsleven, publieke sector, universi- van het ‘Energy Research Institute @ NTU’ is het toilet dat urine en feces gescheiden teiten en onderzoeksinstellingen, kortom (ERI@N) zijn duurzame energie en energie- opvangt en vacuüm gebruikt in plaats vergelijkbaar met het Nederlandse topsec- efficiëntie. Onderzoekers van ERI@N van spoelwater. Dit systeem bespaart torenbeleid, wordt aangemoedigd. In de LL hebben Singapore’s eerste getijdenturbine (spoel)water en levert compost, biogas NIC vraagt Singapore om oplossingen om ontworpen. Die is in november 2013 in en water op. Het ‘Advanced Environment nieuwe ruimte te creëren. Een mogelijke gebruik genomen op het vakantie-eiland Biotechnology Centre’ onderzoekt onder oplossing voor creatie van ruimte kan Sentosa. ‘Nanyang Environment and Water andere gebruik van microbiële systemen worden verkregen met ondergrondse maar Research Institute’ (NEWRI) is een instituut als indicator van vervuilingen binnen ook drijvende structuren voor bijvoorbeeld onder de NTU dat zich heeft gevestigd in mariene ecosystemen en industrieel water of olieopslag en faciliteiten voor de het CleanTech Park en doet onderzoek bin- gebruik van anaërobe processen voor ener- desalinatie van water. In aanvulling op het nen de thema’s van industrieel afvalwater gieopwekking. Ook de National University creëren van nieuwe ruimte, is het efficiënt en energie-afval-water nexus, met haar of Singapore (NUS) heeft expertise op het gebruik van bestaande ruimte een thema vier ‘Centres of Excellence’: waterma- gebied van water en milieu onderzoek. Zo

Figuur 1: Principe no-mix vacuum toilet (bron: NTU, ‘Residues & Resource Reclamation Centre’ (R3C))

70 | IA Water Special Singapore | Singapore moet efficiëntieslag maken in Water-Energie-Afval-nexus Singapore | Singapore moet efficiëntieslag maken in Water-Energie-Afval-nexus

ontwikkelde chemicus Dr Ramakrishna Midden-Oosten, industriële afvalwater en Bronnen Mallampati een waterzuiveringstechniek huishoudelijke afvalwater faciliteiten in 1. Voor de laatste updates over Singapore’s beleid van schillen van appels en tomaten. Het Singapore en China en afvalverwerkings- kijkt u op de volgende websites: www.mewr.gov. blijkt dat vervuilingen, zoals organische centrales in Singapore en Australië. Hyflux sg; www.pub.gov.sg; www.ema.gov.sg; www.nea. oplosmiddelen, anorganische chemica- is ook een Singaporese multinational, met gov.sg; en www.nrf.gov.sg. liën, verven en pesticiden geadsorbeerd expertise in drinkwatertechnologie. Hyflux 2. Meer informatie over de Singapore International worden aan appel- en tomatenschillen. Het is actief in Zuidoost-Azië, Japan, China, Water Week, World Cities Summit en de NUS Environmental Research Institute (NERI) India, het Midden-Oosten en de Verenigde CleanEnviro Summit Singapore vindt u op: doet vooral milieuonderzoek, bijvoorbeeld Staten en richt zich op ontzilting, herge- www.siww.com.sg; naar vervuiling van oppervlaktewater. bruik van water en afvalwaterbehandeling. www.worldcitiessummit.com.sg; en Singapore ‘Centre on Environmental Life Sciences Keppel Integrated Engineering is actief in cleanenvirosummit.sg. Engineering’ (SCELSE) is een samenwerking de water-, afvalwater- en afvalenergiesec- 3. Websites van de verschillende onderzoeks van NUS en NTU waar fundamenteel mul- tor. Keppel Integrated Engineering bouwde instituten zijn: www.scelse.sg; tidisciplinair onderzoek naar microbiële in een van Singapore’s grootste NEWater erian.ntu.edu.sg; newri.edu.sg; biofilms plaatsvindt. Om de structuur, fabrieken, die in 10% van Singapore’s www.nus.edu.sg/neri; nusdeltares.org. netwerk en samenwerking van de verschil- water behoefte voorziet. Ook werd in 2010 4. De innovatieve toiletten van Professor Wang lende samenlevende bacteriekolonies te de afvalenergie centrale geopend: een worden uitgelegd in een filmpje van de BBC: ontrafelen wordt gebruik gemaakt van publiek-private samenwerking met de http://www.bbc.com/news/technology-24651214 moleculaire ‘-omics’ technieken. Deze NEA. De centrale verbrandt 800 ton afval 5. Artikelen: kennis is onder andere van belang voor per dag, om meer dan 20 Megawatt groene a. NTU strikes closer collaborations with industry waterwegen en waterzuiveringsinstalla- energie op te leveren. Keppel bouwde ook in water research, 03-Mei-2013, op ties. Het Nederlandse onderzoeksinstituut de membraandestillatie demonstratie www.ntu.edu.sg; Deltares heeft een samenwerking met NUS. faciliteit op Jurong Island. Water wordt b. NTU scientist develops a multi-purpose NUSDeltares biedt regionaal contracton- ontzilt met behulp van Memstill technolo- wonder material to tackle environmental derzoek en consultancy voor overheden en gie, ontwikkeld door een consortium met challenges, 20-Maart-2013, op bedrijfsleven op het gebied van stedelijk onder andere TNO, Evides en Universiteit www.ntu.edu.sg; watermanagement. Twente, en restwarmte afkomstig van c. NTU and Sentosa launch Singapore’s first tidal nabije industrie. turbine system at Sentosa Boardwalk, Singapore is proeftuin voor 06-Nov-2013, op www.ntu.edu.sg; innovatief bedrijfsleven Conferenties d. NUS researchers developed world’s first water Sembcorp is een Singaporese multina- In de eerste week van juni 2014 organiseert treatment techniques using apple and tomato tional met een sterke focus op innovatie. Singapore tegelijkertijd de internationale peels, 18-juli-2013, www.science.nus.edu.sg. Wereldwijd werken 10.000 medewerkers conferenties en handelsexposities op het in de waterzuivering, maritieme industrie, gebied van Stedelijke ontwikkeling, Water Meer informatie stedelijke ontwikkeling en energiesector. en Afval. Dit is hét moment om contacten Susan van Boxtel Zo heeft Sembcorp afvalenergiecentrales op te doen, te leren over de ontwikkelin- Email: [email protected] in het Verenigd Koninkrijk en Singapore, gen in Singapore en omliggende landen en energie en ontziltingsfaciliteiten in het Nederlandse technologie te laten zien. IA Singapore

Conferenties Handelsexposities Singapore International Water Week Water Expo World Cities Summit World Cities Summit Expo CleanEnviro Summit Singapore WasteMET – Afval management en recyclingindustrie CleanMET – schoonmaakindustrie InterMET – meteorologische industrie

MET is de afkorting voor ‘Management & Environmental Technology’

71 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Singapore | ICT voor waterbeheer in Singapore

ICT voor waterbeheer in Singapore

Om de veerkracht van Singapore op het gebied van operatie kosten zijn voor een VSP-fabriek lager dan waterbeschikbaarheid te versterken, zal een significante voor een desalinatie-fabriek. verlaging van het waterverbruik in huishoudens en industrie gerealiseerd moeten worden. In industrie zal De ontwikkeling van een ‘SMART Water Grid’ (slim ICT met procescontrole systemen en sensortechnologie water netwerk) zal met ICT en sterke analytische zorgen voor meer automatisering, dat slim kan worden software de watersector aansterken op het gebied ingezet om het watergebruik te reduceren en waterbe- van levering en kwaliteitswaarborging. Sinds 2010 schikbaarheid te verhogen. In waterbeheer zal de is het ‘Wireless Water Sentinal project Singapore’ ontwikkeling en implementatie van ‘low-cost’, kleine, (WaterWiSe@SG) operationeel. Het project robuuste sensoren die weinig onderhoud vergen, samen implementeert een draadloos sensornetwerk met met de ontwikkeling van modellen voor het inzichtelijk ± 30 autonome draadloze sensorsystemen. Deze maken van data, kansen bieden voor de ICT in deze systemen zijn met elektronische instrumenten sector. uitgerust, die fysische eigenschappen als druk, akoestiek, pH en flow kunnen meten om data in Toepassing van ICT in het Singaporese real-time met een centraal ‘cloud-based’ monito- waternet ringsysteem te delen. WaterWiSe@SG heeft als doel Februari 2014 was voor Singapore de droogste een generiek draadloos monitoringssysteem te maand in zo’n 150 jaar. De in Singapore beschikba- ontwikkelen voor het waterdistributienetwerk om re technologieën als desalinatie door omgekeerde water en energie te besparen door data inzichtelijk osmose waren daarbij een uitkomst, maar kosten te maken voor management van waterlevering en voor waterbeschikbaarheid in deze maand waren lekkages snel te kunnen aanwijzen. Het project is hierdoor hoog. De realiteit van klimaatverandering een samenwerking tussen de ‘Centre for Environmental kan niet worden onderschat en de zoektocht naar Sensing and Modeling’ (CENSAM), Visenti een spin- technologieën die de zekerheid van watervoorzie- off van de Singapore-MIT Alliance for Research & ning en –kwaliteit waarborgen, gaat door. Technology’ (SMART), ‘Public Utility Board’ (PUB) en het ‘Intelligent System Centre’ (Intellysis) van de ‘NEWater’ is hoogwaardig, teruggewonnen water ‘Nanyang Technological University’ (NTU). WaterWiSe is dat is geproduceerd uit gebruikt water. Het wordt een platform dat reeds is ingezet in delen van het verder gezuiverd met behulp van geavanceerde Singaporese schoonwater-distributienetwerk en zal membraantechnologie en ultraviolet desinfectie, worden uitgerold over het hele eiland. WaterWiSe waardoor het ultrasoon en veilig is om te drinken. demonstreert de toepassing van een ‘low-cost’ In 2010 werd Singapore‘s nieuwste en grootste draadloos sensornetwerk, dat met hoge datasnel- NEWater installatie voltooid. Samen kunnen de heid online monitoring van hydraulische parame- vier NEWater fabrieken voorzien in 30% van de ters in een groot stedelijk water distributiesysteem huidige waterbehoefte in Singapore. In 2060 moe- verwezenlijkt. Het WaterWise platform integreert ten dit percentage op 55% liggen, en tot 25% door de onderstaande ICT toepassingsgebieden: desalinatie. • Fysische meting met sensoren • Dataverzameling Nieuwe intelligente technieken voor productie • Systeemmanagement van NEWater zijn operationeel, zoals het ‘Variable • Data-analyse Salinity Plant’ (VSP), waar de productie van • Besluitondersteuning drinkwater uit water-voedstromen met variabele zoutgehaltes kan worden gereguleerd. De flexibi- De kwaliteitswaarborging, zekerheid in de liteit in de aanlevering van water zorgt voor een levering van deze kritische infrastructuur en efficiënt gebruik van de installatie. De VSP rekent verdere ontwikkeling van het ‘SMART Water Grid’ af met de noodzaak dure dammen te bouwen. bieden kansen voor Nederlandse partijen op het Als het rivierwater een hoog zoutgehalte heeft of gebied van sensorontwikkeling, innovatieve ICT- opdroogt, kan de fabriek zeewater ontzilten. Zo oplossingen voor het inzichtelijk maken van data- kan de fabriek draaiende blijven. De gemiddelde en systeembeveiliging.

72 | IA Water Special Singapore | ICT voor waterbeheer in Singapore Singapore | ICT voor waterbeheer in Singapore

Onderzoek en Ontwikkeling voor ‘Project Neptune’ bestaat uit twee nende vervuiling en verstopping samen Water & ICT componenten: komen. SMTC ontwikkelt en implemen- NUSDeltares is een kennisintensieve • Een monitoringsysteem dat veranderin- teert een aantal non-invasieve monitoring- samenwerking tussen de ‘National gen van de waterkwaliteitsindicatoren technieken om dit te realiseren. University of Singapore’ (NUS) en Deltares. registreert NUS is een top universiteit in Singapore • Een geavanceerd computermodel, dat Projecten die binnen SMTC gebruik maken en Deltares een wereldleider in toegepast continu prognose van waterstromen van elektronica en ICT zijn de volgende: onderzoek op gebied van water, grond en berekent en de status van meer dan 70 • Sensoren voor aangroeibestrijding in infrastructuur. De onderzoeksfaciliteiten waterkwaliteitsparameters berekent die omgekeerde en capaciteiten bij NUS in combinatie met niet direct kunnen worden gemeten. osmosemembraanprocessen; de toegepaste kennis die Deltares bezit, • Ontwikkeling van sensoren om het levert een sterke synergie in de ontwik- Ander onderzoek in NUS op het gebied van vervuilingspotentieel te karakteriseren keling van systemen voor waterbeheer waterkwaliteitswaarborging is een innova- voor membraanzuiveringsprocessen in Singapore. Ook de private sector en tief systeem ontwikkeld voor waterkwali- (bij lage druk). andere Aziatische universiteiten worden teitsmonitoring van zoetwaterreservoirs in bij verschillende projecten betrokken om de stad. Dit systeem wordt ingezet onder de Burgerparticipatie top-down en bottum-up kennisportfolio’s naam: ‘Smart Water Assessment Network’ De PUB waarborgt de waterlevering en prote creëren op het gebied van o.a. ‘Urban of kort ‘NUSwan’. Het is een kostenef- moot duurzaam gebruik van water. Om ver- Water Management’ en IT voor water- fectieve manier om waterkwaliteitsindi- antwoordelijke omgang met water onder kwaliteitsanalyse, modellen en hydro- catoren in real-time en over een verspreid de burgers van Singapore te promoten is informatica. Een van de projecten die kort gebied interactief te meten. Autonome, de PUB bezig het publiek te betrekken bij geleden is uitgerold is ‘Project Neptune’, drijvende robotica in de vorm van zwanen, de waterhuishouding. Met de ‘MyWaters’ waar de focus ligt op het monitoren van maken de verzameling van data door mon- App ontwikkeld door PUB, wordt men de kustwateren. Omdat Singapore een van stering, met interactieve missies mogelijk geïnformeerd over het waterniveau in werelds dichtbevolkte steden is met een over de cloud. Het opladen van de accu’s verschillende waterkanalen die het risico kust gebied dat intensief wordt gebruikt van de afzonderlijke zwanen gebeurt op op overstroming ‘flash floods’ inzichtelijk voor recreatie, aquacultuur en visserij, een centraal punt, een ‘docking station’ maken. Ook kunnen gebruikers suggesties is behoud van de kustwaterkwaliteit van en is geautomatiseerd. Door ontwikkeling plaatsen en foto’s uploaden. Door burgers groot belang. Een netwerk van acht boeien, van dit project richt zich op nieuwe data op deze manier te betrekken hoopt de verspreid over het Singaporese kustgebied, visualisatie, energie gebruik, navigatie en PUB het bewustzijn over het belang van de die elk vier meter hoog zijn, functioneren de uitbouw van meet capaciteiten voor beschikbaarheid en kwaliteit van water te als autonome laboratoria die elk kwartier deze zwanen. Het project staat open voor versterken. waterkwaliteitsmetingen doorgeven zoals samenwerking in technologische uitbouw zoutgehalte, temperatuur, concentraties en voor commercialisatie van deze geïnte- van nutriënten, - chlorofyl, - olie, - bacte- greerde monitoringstechnologie. riën en turbiditeit. Dit project maakt met real-time monitoring, effectieve interven- Bij Nanyang Technologocal University tie mogelijk voor het kustwaterkwaliteits- (NTU) worden sensoren voor het op behoud. Data van al deze boeien wordt ook afstand monitoren en verbeteren van effi- samengevoegd in een driedimensionaal ciëntie van membraanprocessen ontwik- model dat waterflow en –kwaliteit inzich- keld in het ‘Singapore Membrane Technology telijk maakt om voorspellingen te maken Centre’ (SMTC). Om deze efficiëntie te beha- voor kustwater condities en de effectiviteit len, moet real-time en in-situ informatie van crisismanagement sterk te verhogen. over kwaliteit van de voedstroom, begin-

De ontwikkeling van een ‘SMART Water Grid’ zal met ICT en sterke analytische software de water sector aansterken op het gebied van levering en kwaliteitswaarborging.

73 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Singapore | ICT voor waterbeheer in Singapore

Bronnen Informatie • Artikel, 7 maart 2014 Straits Times, ‘Save water, Voor meer informatie neemt u contact op met de come rain or shine’ innovatie adviseurs in Singapore: singapore@ • Internet, ‘The Singapore water story’, ianetwerk.nl http://www.pub.gov.sg/water/Pages/ singaporewaterstory.aspx Meer informatie • Internet, Variable Salinity Plant (VSP), Briek Starink http://www.pub.gov.sg/research/Key_Projects/ Email: [email protected] Pages/Membrane1.aspx • Artikel, 5 juli 2012, ‘Prime Minister Le Hsien IA Singapore Loong visits Visenti at SIWW 2012’, http://www.visenti.com/siww2012.html • Announcement, 1 juli 2010, ‘Joint program for introducing Optiqua’s real-time sensors in Vitens distribution grid’ (http://www.optiqua.com/pdf/ def_version_eng_-_optiqua-vitens.pdf ) • Internet, ‘Waterwise@SG’, http://sensorgrid.ntu.edu.sg/censam/ waterwisep/ • Internet, NTU, ‘Sensors & Monitors, http://smtc.ntu.edu.sg/Research/Pages/ SensorsandMonitors.aspx • Artikel, 22 maart 2013, ‘Project Neptune: Minister Balakrishnan attends installation of the final buoy in coastal monitoring and modelling project’ • Internet, NUS, ‘New Smart Water Assessment Network (NUSwan)’ http://www.nus.edu.sg/neri/nuswan.html • Uitgave, november 2013, PUB, ‘Innovation in water Singapore’, http://www.pub.gov.sg/ mpublications/Lists/ WaterInnovationPublication/ Attachments/11/Nov2013.pdf

74 | IA Water Special Singapore | ICT voor waterbeheer in Singapore Japan | Japan: Systemen voor duurzaam watergebruik

Japan

Japan: Systemen voor duurzaam watergebruik

Samenvatting Het langjarig CREST programma: Innovative Technology and System for Sustainable Water Use van de Japanse overheid moet een duurzame watervoorziening en hergebruik van water dat afkomstig is van landbouw en industrie stimuleren.

Inleiding dr. Shinichiro Ohgaki, president van het National De tijd is voorbij dat water uit rivieren betrokken kan Institute for Environmental Studies, en senior chief worden en direct via buizen naar de kraan kan worden engineer Mikio Yoda van Hitachi. Het programma gebracht om te drinken. De kwaliteit van water krijgt richt zich op de ontwikkeling van innova- daarom steeds meer aandacht en blijkt in nauwe relatie tieve systemen voor watergebruik door mensen. te staan met de watercyclus in de natuur. Ecologie en natuur zijn dan ook niet de hoofd- Klimaatverandering, bodemdaling en andere gevolgen punten van dit programma. De grootste uitdaging van het overmatig oppompen van water uit reservoirs is voldoende schoon water en een betrouwbare zijn beperkende factoren in ongebreideld watergebruik, watervoorziening in grote steden. Behalve om terwijl het hergebruik van industrieel afvalwater en onderzoek naar nieuwe behandelingstechnieken energie in afvalslib nieuwe mogelijkheden bieden. gaat het om geïntegreerde systemen die met waterproblemen kunnen omgaan. Onderzoeksprogramma Doorgaans loopt de watersector in Japan niet voorop met nieuwe technologieën. In Japan heeft de overheid daarin verandering gebracht met de Steden moeten leren start van het langjarig R&D programma: Innovative omgaan met de Technology and System for Sustainable Water Use. Door innovatieve technologieën in te zetten en technie- beperkingen die de natuur ken voor integraal management van waterbronnen te ontwikkelen heeft de Japanse overheid forse oplegt aan watergebruik investeringen in de watersector gedaan. In 2009 werd via het Japan Science and Technology Agency (JST) 35 miljoen dollar uitgetrokken voor het eerste jaar Projecten van dit programma. Voor de twee daaropvolgende In 2009 werd een begin gemaakt met zeven jaren werd nog eens 40 miljoen dollar gereser- projecten voor een periode van vijf jaar. Eind dit veerd. Met dit bedrag wordt een aantal waterpro- jaar worden ze afgerond. In deze projecten staan blemen en de betrouwbaarheid van watermanage- membraantechnologie, klimaatverandering, grote mentsystemen in grote steden aangepakt. steden en landbouw centraal. Zij bestrijken nieuwe waterbehandelingssystemen voor een duurzaam Dit programma maakt deel uit van CREST (Core stedelijk watermetabolisme, technologieën voor Research for Evolutionary Science and Technology), een waterhergebruik, watergebruikssystemen aange- groot onderzoekprogramma van het Ministry of past aan het klimaat, een lange termijn visie voor Education, Culture, Sports, Science & Technology gebruik van zoetwatervoorraden in de wereld, (MEXT). Trekkers van dit waterprogramma zijn verbetering van de afwatering van stroomgebieden

75 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Japan | Japan: Systemen voor duurzaam watergebruik

1. het hergebruik van afvalwater uit de landbouw, waaronder ook het hergebruik van daarin aanwezige voedingsstoffen, 2. nieuwe waterbehandelingssystemen met low-fouling membranen, die in staat zijn bepaalde moleculaire structuren te filteren en geïntegreerde membraan- technologieën door gebruik te maken van chemische informatiesystemen en 3. rehabilitatie van de opslag van grondwater in door houtkap of een teveel aan bomen verstoorde stroomgebieden door betere waterinfiltratie en vermindering van waterafvoer via het oppervlak en erosie.

Het doen van onderzoek in teamverband staat centraal in de aanpak van dit programma. De taak van Yoda is om prakti- Figuur 1 Development of Innovative Water and Wastewater Treatment Systems for Sustainable sche toepassingen te ontwikkelen die het Urban Water Metabolism (Prof. Satoshi Okabe/Hokkaido University) (bron: zie ref. 1). bedrijfsleven kan oppakken en tot nieuwe business leiden. Japanse bedrijven kunnen zich dan ook beter positioneren voor een wereldwijde watermarkt die ondertussen en beplanting van de oevers en omgeving afneemt? Hoe kunnen nieuwe technologie- 400 à 500 miljard dollar groot is. van rivieren, de toepassing van intelligente ën zoals membraanfiltratie, ozonisering, satellietsystemen voor de monitoring van geavanceerde oxidatieprocessen een seri- In 2010 heeft het CREST-programma in watersystemen en het herwinnen van water euze bijdrage leveren aan watersystemen een tweede financieringsronde het aantal dat gebruikt is in de landbouw. bezien van uit eisen aan de waterkwaliteit, onderwerpen uitgebreid met onderwer- energiekosten, operationele complexiteit pen, zoals: Steden moeten leren omgaan met de en bijdrage aan gezondheid. En tot slot: • watermanagement in grote steden en beperkingen die de natuur oplegt aan Kan de hoeveelheid organisch materiaal dichtbevolkte gebieden; watergebruik. Het managen van het water- (NOM) als maat genomen worden voor de • nieuwe methoden voor grondwaterbe- gebruik moet plaatsvinden vanuit een geïn- prestaties van een waterbehandelingssy- heer en nieuwe toepassingen voor tegreerde visie, waarin watervoorziening steem en hoe kunnen de gezondheidsrisi- gebruik; en afvalwaterbehandeling slechts twee van co’s van pathogenen en giftige chemicaliën • natuurlijke bronnen en energiebespa- de componenten zijn. Drie grootschalige in lage concentraties bepaald worden? ring door integratie van systemen; onderzoeksprojecten die zijn toegekend • efficiënte benutting van organisch en aan University of Tokyo, Kyoto University en De relatie tussen klimaat en watersystemen anorganisch slib; Hokkaido University houden zich bezig met wordt onderzocht door onderzoekers van • evaluatie van de waterkwaliteit vanuit antwoorden op vragen zoals: hoeveel water Tokyo Institute of Technology, waar onder ande- publieke gezondheid en veiligheid; en van welke kwaliteit is er precies beschik- re simulaties ontwikkeld worden om de • efficiënt gebruik van water in de baar? Wat is de herkomst van dat water; invloed van weersomstandigheden, regen landbouw; oppervlaktewater, grondwater, regenwater en droogte op waterbronnen in te schat- • conflictbeheersing en harmonisatie van of gezuiverd water? Hoe kan in dichtbe- ten. Hier ligt een belangrijk verband met watergebruik op de wereld; volkte steden zoals Tokio zoiets bereikt de voedselproductie en de beschikbaarheid • efficiënt watergebruik in de industrie en worden als ‘ubiquitous water resources’; . Hoe van drinkwater tijdens droogte. waterrecycling zonder lozing op kan een stad van één bepaalde kwaliteit Tot slot ontvingen onderzoekers van oppervlakte water. water overstappen naar een cascadesysteem Kochi University, Kogakuin University en met verschillende niveaus van water- University of Tsukuba financiële ondersteu- In 2011 zijn daar tot slot vier projecten aan kwaliteit voor verschillend (her)gebruik, ning voor projecten betreffende toegevoegd, die tot 2016 zullen lopen, met waardoor de druk op de wateromgeving als onderwerpen:

76 | IA Water Special Japan | Japan: Systemen voor duurzaam watergebruik Japan | Japan: Systemen voor duurzaam watergebruik

Figuur 2 De innovatieve monitoring van water met snelle, nauwkeu- Figuur 3 De ontwikkeling van ROBUST omgekeerde osmose (RO)/ rige en complete detectietechnologieën voor pathogenen (Prof. Tatsu nanofiltratie (NF) membranen voor verschillende typen waterbronnen Omura/Tohoku University) ) (bron: zie ref 2). (Prof. Toshinori Tsuru/Hiroshima University) (bron: zie ref 2).

1. De innovatieve monitoring van water heden jodium-131 en cesium-137 in gebruiken, hopen de onderzoekers de met snelle, nauwkeurige en complete de atmosfeer, op land en in het water toepasbaarheid van deze membranen detectietechnologieën voor pathogenen terecht zijn gekomen. te kunnen demonstreren, zodat Japan (Prof. Tatsu Omura/Tohoku University). 3. De ontwikkeling van innovatieve een leidende positie blijft houden op De huidige maatregelen tegen de technologieën voor de exploitatie van het terrein van membraan water verspreiding van ziekten via water- grondwaterbronnen in bergachtige behandeling (zie figuur 3). circulatiesystemen zijn kwetsbaar gebieden voor het verkrijgen van een en veroorzaken veel onrust onder de duurzame, niet verontreinigde toevoer Onlangs heeft JST de onderzoekers van dit bevolking. Het doel van dit project is van schoon water van hoge kwaliteit en andere CREST programma’s naar voren om het aantal patiënten dat jaarlijks (Prof. Ken’ichirou Kosugi/Kyoto geschoven als kandidaten voor samen (5,6 miljoen mensen) door buikgriep University). werking in het kader van komende tenders geïnfecteerd wordt drastisch terug Door hydrologische methoden te van Horizon2020. Belangstelling voor te brengen door een nieuw water- combineren met remote sensing en onderzoeksamenwerking uit Nederland is monitoringsysteem, dat een snellere geofysische verkenningen moet dit dan ook welkom. respons op detectie mogelijk moet project leiden tot nieuwe technologie- maken (zie figuur 2). ën voor de ontdekking en benutting Bronnen 2. Een simulator die de fall-out van van grondwater in stroomgebieden in 1. CREST, Innovative Technology and System for radioactieve deeltjes traceert voor veilig de bergen. Het doel is een duurzame Sustainable Water Use, JST. en duurzaam watergebruik (Prof. Taikan en meer diverse schoon watervoor- 2. CREST, Innovative Technology and System for Oki/University of Tokyo). ziening te realiseren in tijden van Sustainable Water Use, launched 2011. Tijdens de nucleaire ramp in klimaatverandering. Behalve om onderzoek naar nieuwe behandelings- Fukushima na de grote aardbeving van 4. De ontwikkeling van ROBUST omgekeer- technieken gaat het om geïntegreerde systemen die 11 maart 2011 kwamen allerlei radio- de osmose (RO)/nanofiltratie (NF) met allerlei waterproblemen kunnen omgaan. actieve deeltjes vrij in de atmosfeer, membranen voor verschillende typen die vervolgens via neerslag weer op waterbronnen (Prof. Toshinori Tsuru/ Meer informatie land, oppervlakte water en landbouw- Hiroshima University). Paul op den Brouw gewassen is terecht gekomen. Deze Dit type membranen moet bruikbaar Email: [email protected] radionucliden werden vervolgens in zijn voor water dat chloride bevat verschillende gebieden in Japan ont- en die in een groot pH-bereik en bij IA Japan dekt in drinkwater en voedsel. Deze hoge temperaturen kunnen werken. studie brengt in kaart welke hoeveel- Door verschillende waterbronnen te

77 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Japan | Waterbehandeling en hergebruik in Japan

Waterbehandeling en hergebruik in Japan

Samenvatting In Japan spelen membranen een belangrijke rol in de waterzuivering. Ongeveer dertig bedrijven ontwikkelen membranen en membraansystemen. Japanse bedrijven zijn niet alleen sterk in membranen. In de hele waardeketen van waterinstallaties, operationele en onderhoudsactiviteiten (O&M), EPC (Engineering/ Procurement/Construction), producten en systemen zijn Japanse bedrijven actief. Het grootste deel van de activiteiten is gericht op de productie van drinkwater. Tot nu toe wordt afvalwater nog nauwelijks hergebruikt, maar nieuwe technieken, zoals het gebruik van microbelletjes, brengen de kosten voor zuivering omlaag, waardoor de belangstelling voor hergebruik toeneemt.

Introductie In Japan is geavanceerde waterbehandeling noodzakelijk omdat de kwaliteit van water in de natuur door watervervuiling in rivieren achteruit gaat. Steeds meer mensen begint ook de smaak en geur van drinkwater tegen te staan. Honderden geavanceerde waterbehandelingssystemen hebben in de afgelopen jaren de slechte smaak en geur van water sterk kunnen verminderen. De waardering voor water uit de kraan is daardoor weer toegenomen. Figuur 1 In Japan gangbare geavanceerde waterbehandeling (bron: De gangbare wijze van geavanceerde waterbe- Japan Water Research Center (JWRC), zie ref. 1) handeling voor de productie van drinkwater is afgebeeld in figuur 1. Veelgebruikte stappen in water behandeling zijn: biologische behandeling, sedimentatie, filtratie en behandeling met ozon plus actieve kool of andere varianten met verschillende vormen van actieve kool en/of met biologische voorbehandeling (zie figuur 2).

In Japan gebruiken ongeveer 800 waterzuiveringsinstallaties membraanfiltratie (1,6 miljoen m3/d). De afgelopen twintig jaar heeft het Japan Water Research Center (JWRC) grootschalige R&D projecten uitgevoerd samen met waterzuiverings bedrijven, universiteiten en andere bedrijven om de toepassing van membranen te bevorderen. Enkele van de belangrijkste membraanwater zuiveringsinstallaties zijn opgenomen in tabel 1. Figuur 2 47 procent van de waterbehandeling in Japan is geavanceerd (GAC = granular activated carbon en PAC = powdered activated carbon) (bron : JWRC).

78 | IA Water Special Japan | Waterbehandeling en hergebruik in Japan Japan | Waterbehandeling en hergebruik in Japan

Reikwijdte R&D voor waterbehandelingssystemen Waterzuivering gaat niet alleen om membranen. Op basis van gegevens uit 2008 heeft de Japanse watermarkt een omvang van ongeveer 50 miljard dollar en omvat waterinstallaties, operationele en onderhoudsactiviteiten (O&M), EPC (Engineering/ Procurement/Construction), producten en systemen. (2) In de waar- Tabel 1 Belangrijkste waterzuiveringsinstallaties in Japan deketen heeft Japan op alle onderdelen belangrijke spelers. In het domein van producten en systemen: Toray, Nitto Denko, Kubota, Toshiba, Hitachi, Metawater, etc.; Deze installaties gebruiken membranen nodig, zodat deeltjes van een nanometer binnen EPC Kurita, Organo, IHI, MHI, van organische polymeren, zoals PS, of kleiner via nanofiltratie of omgekeerde Sasakura, Nikki, etc. en binnen O&M, PE, CA, PAN, PP, PVDF, PTFE* en anor- osmose (RO) verwijderd kunnen worden. Mitsubishi Corp, diverse handelshuizen en ganische materialen zoals keramische Al deze membranen worden verpakt in de eigenaren van waterbehandeling instal- materialen. Membranen van PAN en CA modules, waarvoor de normen door de laties en faciliteiten. (4) worden gebruikt voor ultrafiltratie voor JWRC zijn vastgelegd. Er zijn tien verschil- Hitachi is bijvoorbeeld een bedrijf dat het verwijderen van grote moleculen rond lende modules gecertificeerd. (1) geleidelijk aan op al deze terreinen actief is de 100 nanometer, zoals bijvoorbeeld geworden. In de zeventiger jaren bouwde organische zuren en virussen. PVDF, PP en Ook de Association of Membrane het bedrijf ontzoutingsinstallaties geba- keramische membranen worden toegepast Separation Technology of Japan (AMST) seerd op omgekeerde osmose (RO), mem- voor microfiltratie voor het verwijderen speelt een belangrijke rol in de toepassing braanbioreactoren en irrigatiepompen. van grotere moleculen (0,1 – 1,0 micro- van nieuwe membraantechnologieën voor Ook was het bedrijf actief binnen EPC met meter), zoals polymeren en colloïden ontzouting, waterfiltratie en waterherge- controlekamers, besturingssystemen voor (zie figuur 3). Membranen met grotere bruik. Behalve op het stimuleren van R&D waterdistributie, overstromingssimulaties. poriën, zoals bij zandfiltratie, kunnen richt de organisatie zich op het certificeren Tien jaar later werd het actief binnen O&M heel efficiënt bacteriën, cryptosporidium, van de membraan die in modules worden met complete waterzuiveringsinstallaties gesuspendeerde deeltjes (klei en zouten) gebruikt en de samenwerking met (lokale) en afvalwaterbehandeling. En vanaf 2000 en algen verwijderen. Voor het verwijderen overheden. Bijna dertig membraanprodu- werd Hitachi ook eigenaar van facilitei- van oppervlakte-actieve stoffen, pestici- centen, ingenieursbureaus en gebruikers ten, zoals op de Maladiven (MWSC) en in den, desinfectiemiddelen, elementen van van membranen zijn aangesloten bij AMST Verenigde Arabische Emiraten (HSWS). hard water, wasmiddelverzachters, zout uit (zie tabel 2). (2,3) zeewater, mineralen en stikstof uit nitraten zijn membranen met zeer kleine poriën

Asahi Kasei Chemicals Corporation Kyowakiden Industry Co., Ltd. Nitto Denko Corporation Canpure Japan Maezawa Industries, Inc. Norit Japan Co., Ltd. Daicen Membrane Systems Ltd. NGK FILTECH, Ltd. Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. Dow Chemical Japan Ltd Organo Corporation Solvay Advanced Polymers K.K Hitachi Plant Technologies, Ltd. Meidensha Corporation Sumitomo Electric Fine Polymer, Inc. Japan Water Systems Corporation Metawater Co., Ltd. Toray Industries, Inc Kobelco Eco-Solutions Co., Ltd. Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Toyobo Co., Ltd. Kuraray Co., Ltd. Miura Co, Ltd. Veolia Water Solutions & Technologies Japan Kubota (MBR) Nihon Pall Ltd. Well Thy Corporation Kurita Nippon Rensui Co. Yuasa Membrane Systems Co., Ltd.

Tabel 2 Japanse membraantechnologiebedrijven (bron: AMST, zie ref. 2)

79 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Japan | Waterbehandeling en hergebruik in Japan

Hitachi heeft zijn business activiteiten de Zo kan met behulp van een processimula- installatie tot een geïntegreerd membraan- afgelopen jaren ondersteund met R&D tor voor de activering van het slib via een systeem dat afvalwater zo behandeld dat voornamelijk gericht op monitoren van besturingsmodule de gewenste zuive- het geschikt is voor hergebruik in de land- processen en meet- en regeltechniek. ringswaarden gekoppeld worden aan de bouw, irrigatiesystemen en de industrie. Het ophelderen van mechanismen en het gemeten waarden. Zodoende kunnen de De nieuwe technologieën zijn door Hitachi modelleren van processen is onderzocht mate van beluchting, de stroomsnelheid uitgetest in de Burj Khalifa Wastewater met behulp van beeldverwerking en met van de pompen, de hoeveelheid opgeloste plant (UAE) met een 3000 m3/d MBR in Dubai en in de Al Quoz Sewage Plant (UAE) met een 1500 m3/d MBR in Dubai. In Japan wordt tot nu toe maar twee Voor watergebruik zijn ook ICT applicaties procent van het behandelde afvalwater voor de voorspelling van de waterkwaliteit, coagulatie, ozonbehandeling en mem- hergebruikt braanfiltering ontwikkeld. Overstromingen worden voorkomen door simulaties van bio-assays voor het identificeren van zuurstof en de waterkwaliteit worden gere- schade, waterniveaus, watertoevoer via giftige stoffen. Voor het management van geld. Op deze wijze is energie te besparen dammen of regen. (4) waterbronnen en waterkwaliteit zijn CFD en de hoeveelheid broeikasgasemissies simulaties maar ook satellietobservaties van CO2 en N2O te minimaliseren. Deze Hergebruik van afvalwater gedaan. Daarmee kunnen processen geavanceerde besturing van het afvalwa- In Japan wordt tot nu toe maar twee pro- worden gesimuleerd en gestuurd. Na 2000 terbehandelingsproces wordt toegepast in cent van het behandelde afvalwater herge- werden ook zaken als recycling en energie- de afvalwaterzuivering van Nakagawa en bruikt. Redenen daarvoor zijn kwaliteit van besparing relevant en werd begonnen met Nawate. het behandelde water en de matige kosten- de behandeling van afvalwater en HACCP baten verhouding. Vaak wordt water na het (Hazard Analysis & Critical Control Point). Behalve de besturing van het waterbehan- secundaire behandelingsproces geloosd op delingsproces richt het onderzoek zich ook het oppervlaktewater zonder hergebruik. Met name ICT vormt nu basis voor de op de ontwikkeling van compacte mem- Een tertiair behandelingsproces bestaande kerncompetenties van Hitachi’s Research braanbioreactoren met een sterk gecon- uit disinfectie, de-odorisering, ontkleuring Laboratorium. Simulatiemodellen voor centreerde geactiveerd slib behandeling door behandeling met ozon, UV en derge- de stroming van rivieren, de schatting van voor een hoge biologische omzettings- lijke maakt het behandelde water geschikt verontreinigingen, waterafvoergebieden, snelheid en met membranen die kleine voor gebruik in industrie, gebouwen, waterkwaliteit van meren en de ondersteu- deeltjes verontreiniging en E-coli bacteriën waterparken en landschapsparken. ning van het waterbeheer. Met behulp van verwijderen. Dergelijke MBR-installaties remote sensing worden observaties gedaan worden vervolgens gekoppeld met een RO- van waterbronnen en stroomgebieden. Reflectiegegevens van het grond/waterop- pervlak binnen het golflengtebereik van zichtbaar tot en met infrarood licht leveren informatie over vegetatie, eutrofiëring, algenbloei en dergelijke. De observaties vinden met regelmaat plaats over grote gebieden met een hoge ruimtelijke (1-30 meter mesh) en spectrale (1-100nm band- breedte) resolutie. Zo wordt met behulp van Landsat TM in zeven banden satel- lietbeelden gemaakt die gebruikt kunnen worden voor detectie van algenbloei, en metingen van de hoeveelheden fosfor en stikstof in het meer van Kasumigaura.

De R&D-activiteiten voor afvalwaterbehandeling richten zich op computatio- nal fluid dynamics (CFD), besturing van afvalwaterstromen, energieverbruik en Figuur 3 Keramisch membraan element van Metawater (Bron: Metawater). analyse van opslagtanks en dergelijke.

80 | IA Water Special Japan | Waterbehandeling en hergebruik in Japan Japan | Waterbehandeling en hergebruik in Japan

Ozonbehandeling is ook het gebruike- Onlangs demonstreerde het agentschap lijke behandelingsproces voor afvalwater. NEDO recente vernieuwingen in waterbe- Het effect van de ozonbehandeling kan handeling door Japanse bedrijven. (8) opgevoerd worden, terwijl de kosten verlaagd kunnen worden door microbel- *CA = celluloseacetaat, PA = polyamide, letjes te gebruiken van 50 micrometer of PAN = polyacrylnitril, PS polysulfon, kleiner (4,5,6). Wanneer deze ozonbelle- PVDF = polyvinilydeenfluoride, PE = tjes imploderen ontstaan er schokgolven polyethylene, PP= polypropyleen, PTFE = die radicalen produceren die organische polytetrafluorethyleen. en andere verontreinigingen oxideren. De grote voordelen van deze microbel- Bronnen letjes zijn hun geringe drijfvermogen. 1. Masahiro Fujiwara, President Japan Water Zij zijn dus langere tijd aanwezig in het Research Center (JWRC), Advanced Water water omdat zij minder snel opstijgen. Treatment and membrane Technology in Japan, Zij hebben bovendien een groot specifiek 2012.7.5. oppervlak wat de oplosbaarheid verhoogt. 2. Association of Membrane Separation Samen zorgen deze factoren voor een Technology, Japan. hoger rendement van het ozongebruik en 3. Membranen, modules en systemen voor daarmee voor minder ozon die ongebruikt membraanfiltratie in Japan. verdwijnt. Ook zorgen de belletjes voor 4. Ichiro Embutsu, Water Treatment Systems for een gemakkelijke aanhechting, waardoor Safe and Secure Water Use, Hitachi Research Lab gesuspendeerde vaste deeltjes gaan drij- 2013/10/21. ven. De hoeveelheid vaste deeltjes en de 5. Dr.Masayoshi Takahashi, Fantastic properties of troebelheid van het water nemen daardoor of Microbubbles (AIST). af. Het gevolg is dat er minder ozon nodig 6. Harumichi Kyotoh, Applications of Swirling-type is en dat de tank waarin dit proces plaats- Micro-bubble Generator to Engineering vindt minder hoog hoeft te zijn. Het hele Problems, 2012/12/12 (University of Tsukuba). ozonbehandelingsproces wordt eenvou- 7. Zie bijvoorbeeld: Mitsubishi Electric, diger zonder voorbehandeling. Wanneer Environment – Microbubbles Revolutionize tevens een nieuwe mechanische kringloop Industrial Processes. voor het ozongas wordt gebruikt, waarin 8. NEDO Water Solution Symposium 2014 (NEDO/ het ongebruikte, niet opgeloste ozon New Energy and Industrial Technology wordt teruggevoerd naar het water, gaat Development Organization). het rendement verder omhoog. Hitachi heeft een demonstratiefaciliteit gebouwd Meer informatie in Hitachi-city in Ibaraki. De resultaten van Paul op den Brouw deze demo zijn veel belovend. De waar- Email: [email protected] den voor kleur, troebelheid en coliform liggen na deze microbelletjes behande- IA Japan ling ver onder de Japanse normen en de kosten van de behandeling gaan met 20 procent omlaag. In de full-scale faciliteit voor commerciële toepassing wordt gebruik gemaakt van microbelletjes voor de zuivering van 600 m3/d aan water. Voorgeschakeld zijn een zandfiltratiesy- steem van tweemaal 1000 m3/d met daarin een conventioneel millibelletjes systeem. Het aantal producenten van MBG’s (micro bubble generators) neemt de laatste tijd dan ook toe. (7)

81 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Japan | Waterbesparende technologieën in Japan

Waterbesparende technologieën in Japan

Samenvatting Meer dan zeventig procent van Japan bestaat uit bergen en ongeveer negentig procent van het kraan water is afkomstig van rivieren en meren. De watervoorziening kan daardoor sterk afhankelijk zijn van het klimaat in een bepaalde regio. Zo kunnen een tekort aan neerslag of aardbevingen de toevoer blokkeren. Om deze maatschappelijke onzekerheden het hoofd te bieden hebben Japanse bedrijven unieke water besparende technologieën ontwikkeld. Met name op het terrein van sanitaire voorzieningen. In de afgelopen twintig jaar is het spoelwater voor wc’s met de helft verminderd. Veel openbare toiletten zijn uitgerust met kranen die de waterstroom automatisch stoppen na gebruik. Japanse bedrijven als TOTO en LIXIL zijn de belangrijkste spelers op dit gebied. Daarnaast zijn er waterbesparende projecten in de landbouw en woonwijken gaande. Prof. Sakae Shibusawa van Tokyo University of Agriculture and Technology heeft een waterbesparend watersysteem ontwikkeld voor de precisielandbouw. En in een ecologisch stadsproject, Fujisawa Sustainable Smart Town, wil men dertig procent minder watergebruik een buurt realiseren.

Details families consume about half the amount of tap Japan is one of rainiest regions in the world. Japan water in average for both toilets and bathrooms. has an average yearly precipitation of 1,700 millim- (3) Responded to the societal background, saving eters. It is about double the world average. But the water technologies on sanitary goods have been annual precipitation per capita is around one third uniquely developed in Japan. A couple of Japanese the world average. (1) About eighty eight percent of companies, TOTO and LIXIL, are the major players Japanese water resources come from rivers, lakes in this field. They have developed high-perfor- and marshes. (2) Therefore, Japanese water sup- mance water-saving sanitary goods since 1970’s. ply is potentially influenced by regional climates such as a shortage of precipitation. In Japan, local Water-saving toilets governments are responsible for water supply In Japan, toilets consume the most tap water at services in their regions. So they have promoted home, accounting for twenty eight percent. (3) their regional citizens and companies to reduce At present, most Japanese houses already have water consumption especially in case of a lack of water-saving toilets such as in Figure 1. All the rainfall in summer. ‘Sessui’ means saving-water water used for washing hands will be stored in the in Japanese. Local Governments promote a Sessui tank to reuse as flush water. In Japan, washing- campaign in case of the water shortage. Japanese hands toilets were introduced on the market more than thirty years ago. Although there are no strict guidelines and regulations regarding water-saving toilets in Japan, the high-performance water- saving toilets are supported by the public due to the above mentioned societal background. Actually, more than fifty percent of toilet flush water has been reduced in the past twenty years. In 1976, toilets consumed thirteen liters per flush. The recent models consume only 4.8 liters (or 3.8 liters for floor pipe type) per flush (Fig. 2). TOTO’s latest model, Neorest Hybrid Toilet Series is equipped with a Hybrid Ecology System (Fig. 3). It has a new flushing system equipped with both Figure 1 Japanese water saving toilet to reuse a Tornado Flush using low pressure water and a hand-washing water (source: TOTO) Jet Flush using high pressure water from a tank, which cleans and flushes both the rim and bowl in

82 | IA Water Special Japan | Waterbesparende technologieën in Japan Japan | Waterbesparende technologieën in Japan

Agriculture The agricultural sector is a major user of water resources. In the world, agricultural industries use about seventy percent of water resources in average. In Japan, they use about sixty five percent of water resources. And also about seventy to eighty percent of the agricultural water is used for rice fields. Until recently Japan has focused on the development of new water resources such as irrigation water and water reservoirs, to secure water for agriculture. But it has not focused on developments of water-saving technologies for agriculture. Prof. Sakae Shibusawa of Tokyo Figure 2 History of toilet flush water saving (source: TOTO) University of Agriculture and Technology is leading Japan on the development of water-saving technologies for agriculture. Prof Shibusawa is the head of a five-year an innovative way. It creates a whirlpool the amount of water consumption, many project, ‘Water-saving System for Advanced effect that cleans the entire surface. It is Japanese public bathrooms are equipped Precision Agriculture (WSSPA)’, which is quiet and water-efficient. (4) The TOTO’s with self-powered faucets to stop the flow one of CREST water programs funded by Hybrid Ecology System received a Daily of water automatically (Fig. 4). A hand sen- the Japan Science and Technology Agency Commodity Component Award in 2008. (5) sor controls a solenoid valve to just open (JST). (6) WSSPA focuses on the innovative The similar type of high-end water-saving during washing hands. The sensor is pow- technologies of advanced water-saving toilet, SATIS, has been produced by the ered by a storage device in faucet which agriculture which enable water supply other company LIXIL (former LINAX). TOTO electricity was generated by the water flow. with the correct amount, at the right and LIXIL lead the development of water- The first automatic faucet was released time and at the correct location (Fig. 5). saving toilets in Japan. in Japan in 1984. The recent faucets only According to WSSPA, the targeted core use 0.47 liters per hand wash, which saves technologies are 1) underground capillary Faucets about eighty four percent of tap water irrigation technologies to meet the small In Japan, the amount of water on a daily compared with 1960’s. The recent tap water reduction in water potential around the basis has doubled in the past forty years. combines with air bubbles to reduce the rooting zone when the plant absorbs, 2) About three hundreds liters per person amount of water. Instrumentation technologies of soil water is used daily in Japan. In order to reduce capacity and water stresses of plant, 3)

Figure 3 TOTO Hybrid Ecology System (source: TOTO) Figure 4 Automatic faucet and history of public faucets (source: TOTO)

83 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Japan | Waterbesparende technologieën in Japan

Energy-reduced and high-efficient air con- University of Tokyo and Toin University of when a new community project is devel- ditioning/environmental control system in Yokohama. This research started in April oped. A new ecology town community greenhouse with a water-purification and 2010 and will be complete in March 2015. project, Fujisawa Sustainable Smart Town water recycle technologies. The innovative Its budget is 1.4 million euro for five years. (Fujisawa SST) has started in 2011 joined approach is that plants are supplied water The above mentioned FOEAS ( Farm- by Fujisawa City and eight companies from the underground as natural plants Oriented Enhancement for Aquatic System) such as Panasonic and Mitsui Fudosan. do. It needs no electric pump to supply is a Japanese modern paddy water control Fujisawa STT is located in the area of a water. Water moves from a tank to plant system developed by National Agriculture former Panasonic factory in Fujisawa City, roots by capillary power. When the soil and Food Research Organization (NARO) Kanagawa Prefecture and will be com- around plant roots is dry, the soil pressure and a Japanese company Paddy Research pleted in 2018. Fujisawa SST consists of a is lower and the tank water is moved to the Co. (7) FOEAS consists of a system includ- thousand new smart houses networked soils of plant roots to balance the pres- ing underground irrigation water retention in the community. It aims to achieve sure gap between them. At WSSPA, Prof. tubes. FOEAS aims to cultivate crops and thirty percent water reduction within the Shibusawa aims to halve the water supply potatoes in off-season rice fields. Some community. And it aims to reduce about for plants compared with the conventional paddy projects have already started using seventy percent CO2-emissions compared one. He indicated that only five percent of FOEAS. with 1990. the water is used by plants for growth. The Currency: 1 euro = 141 yen (as of March 20, 2014)

Sources 1. Building an Ultra Water Saving Society, Building Research Instiute 2. Water Resources in Japan, MLIT 3. Links and Linking, The Story of Water, TOTO 4. TOTO’s Neorest Hybrid Toilet video 5. Daily Comodity Component Award, Conference of the promotion of Monozukuri 6. Japanese reserch into water-saving technology for greenhouse agriculture, Exclusive Interview with Prof. Sakae Shibusawa of Tokyo University of Agriculture and Technology, by United Nations Maxims News 7. A new water control system for cultivation of upland crops in paddy fields ( FOEAS), NARO 8. Fujisawa Sustainable Smart Town video, Panasonic Figure 5 Water-saving System for Advanced Precision Agriculture (source: Prof. Sakae Shibusawa, Tokyo University of Agriculture and Technology) More information Kikuo Hayakawa Email: [email protected] other ninety five percent water plays a role Water-saving as smart promotion IA Japan as a carrier of nutrition and a tempera- In Japan, many manufacturing companies ture conditioner. Prof. Shibusawa claims are busy trying to reduce and reuse water that the rest ninety five percent water can in factories and plants in the framework be ideally recycled for plants in green- of corporate social responsibility. For house. Possible applications of WSSPA are instance, Coca Cola Japan has achieved to water-saving greenhouse/plant factory, use an average 5.25 liters per litter bottle, water-saving orchard management, paddy which is about 15.7 percent reduction water control system FOEAS, soil moisture/ compared with five years ago. Hitachi has nutrient mapping and control system. achieved fifty two percent water reduction Furthermore, WSSPA will be also appli- at their factories in the world compared cable to water-saving agriculture in arid with seven years ago. And also in Japan, lands. WSSPA’s co-researchers are the is water-saving is one of ‘smart’ elements

84 | IA Water Special Japan | Waterbesparende technologieën in Japan Japan | De kwaliteit van kraanwater in Japan

De kwaliteit van kraanwater in Japan

Samenvatting Water uit de kraan in Japan is veilig en smaakt goed. Het drinkwater is zacht en bevat weinig mineralen. Het water van rivieren en ondergrondse bronnen dat als drinkwater wordt gebruikt, verblijft daar maar kort en neemt daardoor weinig mineralen op. Dit water wordt behandeld met chloor om het desinfecte- ren. Tegenwoordig wordt het water steeds vaker behandeld met ozon en/of UV-licht om micro-organismen die resistent zijn tegen de behandeling met chloor te verwijderen en voor verbetering geur van het drinkwater. De ongewenste bijproducten van deze behandeling, zoals trihalomethanen en bromaten zijn ondertussen door onderzoek verminderd. Ozonbehandeling wordt gevolgd met speciale monitoring systemen en ozon wordt gegenereerd met behulp van efficiënte generatoren. Recente zorgen over de verontreiniging van drinkwater met radiaonucliden afkomsten van de kernramp in Fukushima zijn onderzocht en vrijwijl nihil bevonden.

Tap water quality in Japan Japanese tap water is believed to be safe and drinkable. Drinking water is soft containing few minerals due to short retention time of water in water sources. Chlorine is added to the water for disinfection. Ozone and UV treatment are gradually introduced as measures against chlorine resist- ant microorganisms and for better quality smell Unwanted byproducts such as trihalomethane and bromate by the reaction of chlorine and UV light/ ozone have been tackled. Monitoring systems for ozone treatment and effective ozone generators have been developed. Recent concerns of contamination of tap water by radioactive materials due to the Fukushima nuclear power plant disaster triggered extensive measurement to assure the water contains no radionuclides.

Japanese tap water Figure 1 Tap water The water resources of Japanese tap water roughly consist of 70% of surface water and 30% of ground water (Fig.1). Two thirds of ground water is from shallow wells and one third is from deep wells. The by chlorine destroys cell membranes, cell walls, retention time of ground water is relatively short. proteins, nucleic acids of microorganisms and The same goes for rivers due to Japan’s mountain- viruses. Each Waterworks Bureau of municipalities ous topography resulting in soft water with small tries to keep the concentration less than 1 mg/L for amount of minerals. Monthly average tempera- several reasons such as taste and odor. ture of tap water ranges from 7 in January to 28 in August. Yearly average of pH is 7.5 (6.9-7.9). In addition, chlorine reacts with organics in the water and forms trihalomethane. Among Unlike the no-chlorine-added tap water in the trihalomethanes, chloroform and bromodichlo- Netherlands, Waterworks Law in Japan enacted romethane are suspected as carcinogens. Ministry in 1957 regulates the minimum concentration of of Health, Labour and Welfare set 0.1 mg/L as the residual chlorine in water at the faucet with more maximum concentration of total trihalomethane. than 0.1 mg/L to a combined residual chlorine limit of 0.4 mg/L for disinfection. Strong oxidation

85 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Japan | De kwaliteit van kraanwater in Japan

Cryptosporidium C. parvum and G. lamblia still exist in the light. This process involves the repair of Despite input of chlorine to tap water, water. damaged DNA by using the dead micro- mass infection of Cryptosporidium organisms own enzymes. C. parvum also parvum1 occurred in Saitama Prefecture Before the installation of UV treatment in can conduct photoreactivation. However, in the north of Tokyo in 1996. C. parvum the water supply systems for better water photoreactivated C. parvum does not and some other indicator bacteria such quality control, water types of water supply regain the ability of infection. Therefore, as Giardia lamblia2 have tolerance to facilities in Japan were categorized into UV treatment is considered effective for C. chlorine by forming a thick capsule around 4 levels, depending on suitability for UV parvum. Results of multiple experiments them. Oocysts3 of Cryptosporidium sp. treatment. For example, level 2 indicates about UV treatment on water in optimal were observed in raw water for a water that water facilities have not reported the conditions suggested 3mJ/cm2 of UV was supply facility and a hydrant in Saitama infection of indicator species. Level 3 indi- enough for inactivating C. parvum and G. prefecture. 8,812 people were infected. cates that the facility reported infection lamblia. However, actual facilities have It is known that the worst case caused by of indicator species. Level 4 indicates the irregular flow of water and intensities of C. parvum is death. Currently, there are high possibility of infection of indica- UV are not stable. Therefore, Ministry of no guidelines on concetration in place tor species. UV treatment is applicable Health, Labour and Welfare recommends because there is no concrete methodol- for level 3. However, level 4 requires an constant application of UV with 10mJ/cm2 ogy for detecting infectious C. parvum additional treatment to UV treatment, such to 95% of water. and G. lamblia. The Plan for Water Quality as filtration by a filter basin. Level 4 water Standard recommends the periodical needs the addition of flocculants and to Bromate production by UV checkups of Cryptosporidium sp. and entrap Cryptosporidium sp. and Giardia treatment Giardia sp. in the untreated water. Methods sp. inside or at the surface of aggregates. By exposing water to UV light there is a for checking are capturing, aggregation, Aggregates, then, sink to the bottom of a possibility that bromate is produced from and isolation of Cryptosporidium sp. and settling basin. Finally, filter basins remove water that contains bromide ion and

Japan uses a combination of monitoring, chlorine, UV, ozone, BAC, flocculants, various basins, and filtration for safety and quality of tap water.

Giardia sp. Detection rate of C. parvum and aggregates containing of Cryptosporidium residual chlorine. Bromate5 is suspected G. lamblia is 47% and the detection limit is sp. and Giardia sp. By the end of March of to cause cancer. Bromate can be produced 2-440 oocysts / 10 L. 2013, investigations on Cryptosporidium when sodium hypochlorite is formed by sp. and Giardia sp. were conducted for 87%, oxidation of bromine in impurities in The indirect monitoring of infection 17554 out of 20124, of water supply facili- the water. The amount of production of with Cryptosporidium sp. is available and ties of Japan. 42% of investigated facili- bromate seems to correlate positively to this monitors anaerobic spore-forming ties of levels 3 and 84% of those of level 4 the amount of residual chlorine, concen- bacteria. Anaerobic spore-forming employed the measures against infection tration of bromide ions, quantity of UV bacteria showed good correlation with by Cryptosporidium sp. and Giardia sp. radiation, and water temperature. Cryptosporidium sp. in the tested places Such measures start with the serious moni- in Japan. It is hoped that monitoring the toring of turbidity. This makes possible to Formation of bromate was observed in increase of anaerobic spore-forming bacte- confirm log reduction4 of log 3 (99.9%) to experiments of UV radiation (352 nm) of ria raises awareness about the infections by log 4 (99.99%). In addition, UV treatment several water types including well water microorganisms for users of tap water. (9mJ/cm2, integral UV dose) or ozone treat- with addition of bromide ions and chlo- ment is required after this monitoring. The rine. The concentration of formed bromate UV treatment log reductions of Cryptosporidium sp. and was over the guideline value (10 μg/L) of Ministry of Health and Labour has made a Giardia sp. by following filtration are log the Ministry of Health, Labour and Welfare. guideline and monitoring methods for UV 5-7 for both water of level 3 and level 4. UV radiation used in the experiments was treatment against infection by C. parvum 864 mJ/cm2 (= 40 μW/cm2 for 6 h). Humic and G. lamblia in March of 2007. UV treat- Photoreactivation from UV acid6, usually found in water from wells, ment on C. parvum and G. lamblia deprives treatment influenced the formation of bromate. The infection ability of these microorganisms Photoreactivation or dark reactivation more humic acid was in water, the smaller by damaging their DNA though inactivated is a phenomenon of the resurrection of amount of bromate was formed. dead microorganisms once exposed to UV

86 | IA Water Special Japan | De kwaliteit van kraanwater in Japan Japan | De kwaliteit van kraanwater in Japan

In another experiment, addition of power supply of ozone production. Some able to remove smell to the undetectable bromide ions positively correlated with of their equipment use pulse width modu- concentration of less than 0.01 μg/L. the amount of formation of bromate in lation (PWM)7 and active filter. Mitsubishi an experiment in which Milli Q water was also increased the ozone generation effi- used. However, only some combinations of ciency by short gap and accurate interval addition of bromide ions and UV radia- of discharge to increase the power density, tion (100mg/L and 50mJ/cm2 or 10mg/L which resulted in low consumption of and 100mJ/cm2) exceeded the value for the electricity. water quality standards for drinking water (10μg/L). Water to be treated for drinking water in Japan has a bromide ion concentration of ~0.1 mg/L and 10 mJ/cm2 of UV is used for treatment such water. Therefore, the formation of bromate is not likely to be a problem for actual drinking water. Conditions of this experiments were, 10mg/L of residual chlorine, 0.1-100 mg/L Figure 4 Oscillatoria sp. (Bureau of of bromide ion, 20.4 of water temperature, Waterworks Tokyo Metropolitan Milli Q water as solvent, and 253.7 nm of Government) UV.

Ozone treatment Figure 2 (Toshiba TGOGS) Ozone treatment and Bromate Ozone (O3) treatment of water requires Ozone treatment like UV treatment pro- large equipment and systems and its cost duces bromate. The amount of formation is usually high. However, ozone treatment Ozone and order of bromate depends on the concentration is considered safe because one oxygen Ozone treatment is also effective against of bromide ions in the water, dose of input atom (O) of ozone (O3) destroys the cell the unwanted musty smell of tap water. of ozone, temperature, pH, and reaction membranes of bacteria and fungi and the This is caused by the chemicals of geo- time. remaining of oxygen in ozone becomes smin8 and 2-methylisoborneol9 produced oxygen molecule (O2). Usually, ozone is by actinomyces or blue green algae such An experiment that continuously added produced by letting the oxygen molecules as Anabaena sp. (Fig. 3), Oscillatoria sp. ozone in the water showed that ozone (O2) go through in the space with electric (Fig.4), and Phormidium sp. in the water reacted first with trihalomethane precur- discharge. The industry uses a dielectric- source area. General treatment such as sors at low concentration of ozone. Then barrier discharge (silent discharge), in aggregation, precipitation, and sand filtra- the remaining of the added ozone started which the electrical discharge between two tion cannot get rid of these types of smell. to form unwanted bromate. Therefore, electrodes are separated by an insulating Combination treatment of ozone and bio- minimum input of ozone should be used dielectric barrier. Since ozone is vulner- logical activated carbon (BAC) treatment is for treatment trying not to form bro- able to heat, silent discharge is suitable mate while maintaining the efficacy as for ozone production by restraining heat remover of unwanted substances such as emission despite maintaining high volt- trihalomethane. age (energy). Several companies in Japan such as Mitsubishi Electric Corporation, Control of Ozone Toshiba Corporation, Sumitomo Precision Polarography10 or an ozone monitor Products manufacture ozone treatment based on UV absorbance is usually used to systems for drinking water. Ozone produc- monitor accurate concentration of ozone tion machines of Toshiba have the struc- for the treatment. Both depend on the ture of concentric glass tubes inside the concentration of dissolved ozone. Toshiba cylindrical stainless tubes (Fig. 2). Stainless developed new technology to monitor film is sputtered as a high voltage electrode ozone without using the concentration to the inside of the glass tube. Life of the of dissolved ozone. Toshiba uses the idea discharge tube can be long due to thick- that the fluorescence intensity correlates ness and amorphous structure of the film. Figure 3 Anabaena sp. (Bureau of with unsaturated bonds of organic matter Waterworks Tokyo Metropolitan in the water. The company developed a Mitsubishi uses the conversion equipment Government) fluorescence spectrometer to measure with high-frequency and high voltage for organic matter concentrations in the water

87 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Japan | De kwaliteit van kraanwater in Japan

to observe the progress of the ozone treat- The frequency of regular monitoring of Sources ment. The fluorescence intensity measured radioactivity is getting decreased especially 1. Water quality reference values and standard at the specific measurement conditions for tap water obtained from the deep items (item 50), Ministry of Health, Labour and was greatly decreased before and after the ground water. Although radioactive cesium Welfare (in Japanese) ozone treatment. Decrease of fluorescence has a longer half life than radioactive 2. Toral trihalomethane, Ministry of Health, intensity can be used as an index to prevent iodine, cesium does not penetrate in the Labour and Welfare (in Japanese) the over-addition of ozone and to adjust to ground water easily. However, waterworks 3. Waterworks hot news 381-3 (in Japanese) the fluctuations of organic matters in raw bureaus always need to prepare for the 4. Newsletter (2) of Japan UV Water Treatment water. Water control system incorporat- worst case such as emission of radioactive Technology Association (in Japanese) ing this measurement method is able to materials again from the nuclear plant. If 5. Health and Social Welfare Bureau of Yokohama respond flexibly resulting in little forma- radioactive iodine is observed more than City (in Japanese) tion of bromate as small as possible. index values in tap water, waterworks 6. Toshiba, ozone development (in Japanese) bureaus stop intake of water to the purifi- 7. Toshiba, TGOGOS (in Japanese) Monitoring of Radioactivity cation facilities and announce a warning 8. Mitsubishi Electric, ozone development (in People are concerned with the possible immediately. Japanese) contamination of water by radioactive 9. Bureau of Waterworks Tokyo Metropolitan materials from the Fukushima Daiichi Conclusion Government (in Japanese) nuclear disaster that began when the tsu- The Japanese people feel tap water in 10. Fuji Jiho (vol. 71, 8, 2001), bromate (in Japanese) nami caused by the Tohoku earthquake hit Japan is safe and drinkable due to highly 11. Nuclear Regulation Authority the plants in March 11, 2011. controlled procedures for drinking water 12. Monitoring information of environmental supply. On the other hand, the taste is not radioactivity level (in Japanese) On March 23, 2011, Tokyo Metropolitan very much appreciated due to the chlo- Government Bureau of Waterworks rinous odor from added chlorine and its Meer informatie announced that intake of tap water by reactants. The musty odor due to blooms Kugako Sugimoto infants should be restrained. The value of of microorganisms in the water source area Email [email protected] Iodine-131 collected at a water purifica- has also been a nuisance. However, the tion plant was 210 Bq/kg on March 22, taste of tap water has much improved due IA Japan 2011, which was almost twice the tentative to installation of treatment of UV, ozone, index value for infants according to Food and BAC. Some waterworks bureaus sell Sanitation Act. The values of Iodine-131 bottled tap water to promote the consump- became below the limit on March 24, 2011. tion. However, one accident of Fukushima Daiichi changed the liability toward the tap Nuclear Regulation Authority water. Safe water is not taken for granted. The Nuclear Regulation Authority of Japan Reasonable treatment, monitoring, has collected tap water and tested radio reserving healthy water source area, and nuclear species in the water to monitor controlling accidents that affect water are and to announce information of envi- essential for safe and tasty tap water. ronmental radioactivity level by using 1. Cryptosporidium parvum (Wikipedia) a High Purity Germanium Gamma-Ray 2. Giardia lamblia (Wikipedia) Energy Spectroscopy System11. Testing was 3. oocyct in Apicomplexan life cycle conducted every month, and recently every (Wikipedia) three months by municipalities. According 4. log reduction (Antimicrobial Test to the report from every prefecture, Laboratories) October – December, 2013, Iodine-131 was 5. bromate (Wikipedia) not detected in any prefectures. However, 6. humic acid (Wikipedia) Cesium-134 and Cesium-137 were detected 7. pulse width modulation (wikipedia) in some prefectures such as Fukushima, 8. geosmin (Wikipedia) Ibaraki, Saitama, and Tokyo relatively 9. 2-methylisoborneol (Wikipedia) close prefectures to Fukushima Daiichi 10. polarography (Wikipedia) Nuclear plant. During this period, maxi- 11. high purity germanium gamma-ray mum observed values for Cesium-134 and energy spectroscopy system Cesium-137 were 0.0044 Bq/kg and 0.011 (Wikipedia) Bq/kg respectively, in Ibaraki.

88 | IA Water Special Japan | De kwaliteit van kraanwater in Japan Japan | Ontzouting van zeewater: Japans exporttechnologie

Ontzouting van zeewater: Japans exporttechnologie

Samenvatting Japanse bedrijven hebben de afgelopen jaren hun technologieën voor de ontzouting van zeewater geperfectioneerd en geëxporteerd naar landen in het Midden-Oosten. Omgekeerde osmose, multi-stage flash en multiple-effect destillatie worden in verschillende grootschalige buitenlandse projecten toegepast. Op nationaal niveau wordt hard gewerkt aan het mega-ton water systeem project om de kosten van zeewater ontzouting verder omlaag te brengen door technologische doorbraken. Japan hoopt daarmee zijn dominante technologie en octrooipositie te handhaven.

Inleiding king met 2007 is de markt dan vier maal zo groot Drinkwater wordt schaarser. In veel delen van de wereld geworden. Vandaag de dag hebben de grootste is er een ernstig tekort, omdat er te weinig regen valt of ontzoutingsinstallaties een capaciteit van een half de ondergrond is uitgeput. Niet alleen is zoet water miljoen kubieke meter water per dag (m3/d). De nodig voor dorstige kelen, ook de landbouw en de sterke groei in het aantal grote steden wakkert industrie kunnen niet zonder schoon en zuiver water. de ontwikkeling van nog grotere installaties aan. Ontzouting van brak water en zeewater wordt voor De wereldwijde capaciteit voor ontzouting is de steeds meer landen aantrekkelijk. Zeewater maakt voor afgelopen jaren sterk toegenomen en ligt nu rond 97 procent deel uit van de totale hoeveelheid water op de 80 miljoen m3/d (zie figuur 1). aarde en is daardoor in principe een onuitputtelijke bron. Wanneer de industrie goedkopere en efficiëntere Omgekeerde osmose (RO) technologieën kan ontwikkelen wordt ontzouting ook Japanse bedrijven, zoals Sasakura Engineering, commercieel aantrekkelijk. Mitsubishi Heavy Industries, Hitachi Zosen, Mitsui en Ishikawajima-Harima Heavy Industry, werken Het Japanse Ministry of Economy, Trade and al jaren samen met Saoedi Arabië. Bijvoorbeeld Industry (METI) verwacht dat de wereldmarkt voor aan het testen van membranen van bedrijven als ontzouting van zeewater zal groeien tot ruim 40 Toyobo, Toray en Nitto Denko voor SWRO seawater( miljard dollar tegen het jaar 2025. (1,2) In vergelij- reverse osmosis/omgekeerde osmose van zeewater) in

Figuur. 1 Totale wereldwijde capaciteit voor zeewater ontzouting (bron: ref. 2 ).

89 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Japan | Ontzouting van zeewater: Japans exporttechnologie

ontzoutingsfabrieken. Saoedi Arabië staat Eén van de grootste problemen van mem- Technologie voor derde landen nummer een op de toptienlijst van landen branen is verstopping omdat zij geleidelijk In de afgelopen jaren is ontzouting door met ontzoutingsinstallaties. In Jeddah ging aan vervuilen doordat kleine deeltjes en krachtige stimulering van de overheid onlangs één van de grootste installaties micro-organismen zich ophopen aan het bij uitstek een exporttechnologie voor van start. Uit de Rode Zee wordt dagelijks oppervlak en de poriën blokkeren. Toyobo Japan geworden. Hitachi Zosen is daar- 345.000 m3/d aan zoet water via RO gepro- past daarom membranen van cellulo- van een goed voorbeeld (zie tabel 1). (6) duceerd. Hiermee kunnen een miljoen setriacetaat toe. Dit materiaal maakt het Technologie en financiering van grote mensen van drinkwater worden voorzien. mogelijk om chloor te gebruiken voor de buitenlandse projecten gaan hand in De installatie in Jeddah werkt deels met RO reiniging waardoor membraanoppervlak- hand. Vorig jaar verleende de Japan Bank en maakt gebruik van membranen van het ken langer vrij van vervuiling blijven. for International Cooperation (JBIC) nog Japanse bedrijf Toyobo. (3) Deze membra- een lening van 105 miljoen dollar aan nen worden vervaardigd uit holle buizen Tegenwoordig werkt Saoedi Arabië vooral de Muscat City Desalination Company waar omheen holle vezels met een dikte samen met het Japanse Water Re-use (MCDC). MCDC is geïncorporeerd in Oman van vijf micrometer zijn gewikkeld. Zo ont- Promotion Center (WRPC) en Sasakura voor de uitvoering van het Al Ghubrah staat een semipermeabele barrière die het en met Hitachi Zosen aan thermische Independent Water Producer Project en zout niet doorlaat omdat de poriën kleiner ontzoutingsinstallaties gekoppeld met bestaat uit Sumitomo Corp., Malakoff zijn dan een nanometer. Het zout wordt zo zonne-energie en met Metawater aan het Corp. Berhad uit Malaysia en Cadagua uit gescheiden van het water. Vaak wordt het testen van keramische membranen voor de Spanje. (7) Ondertussen is er een lange lijst zeewater eerst nog gezuiverd van organi- voorbehandeling van zeewater. van buitenlandse projecten. sche en anorganische verontreinigen met behulp van ultra- of nanofiltratie. Dominante octrooipositie RO is geen nieuwe technologie, maar De laatste twintig jaar domineren Japanse de laatste jaren zijn de membranen die bedrijven de wereldmarkt voor ontzou- daarvoor worden gebruikt sterk verbeterd, Toray hoopt op een ting ondanks een sterke teruggang in zodat zij meer zout kunnen verwijderen octrooiactiviteiten in de afgelopen vijf en tegelijkertijd meer water laten pas- technologiedoorbraak jaar. Op dit moment zijn Japan Organo en seren. De productiekosten van water gaan Kurita Water de belangrijkste spelers in daardoor omlaag. Naast RO wordt nog een in het mega-ton water het octrooidomein met ieder meer dan tweetal destillatietechnieken veel gebruikt: 200 octrooien. (4) Organo heeft diverse multi-stage flash en multiple effect project ontzoutingsinstallaties (1000-6000 m3/d) destillatie. in Hyogo en Kurita heeft kleinere facili- Nitto Denko is ook een producent van teiten in Gunma en Shizuoka. In de VS Multi-stage flash destillatie (MSF) RO-membranen. Het bedrijf heeft het speelt Nitto Denko een belangrijke rol op Door water te verdampen ontstaat ook een oppervlak van membranen groter gemaakt octrooigebied. Mitsubishi Heavy Industries scheiding van het zout. In het Midden- door ze te plooien. Deze membranen heeft de sterkste octrooipositie omdat het Oosten is energie goedkoop. De grote scheiden 99,8 procent van het zout van op een groot aantal terreinen hele series hoeveelheid energie die nodig is om water water. Nitto Denko werkt samen met het van onderling samenhangende octrooien op te warmen en te laten verdampen en Singaporese Memstar, dat vezelmembra- bezit. Mitsubishi Heavy speelt dan ook weer te laten afkoelen is daar economisch nen produceert om samen de Chinese een belangrijke rol in de bouw van grote haalbaar. Het Japanse bedrijf Hitachi Zosen markt voor ontzouting te bewerken. Toray op RO-gebaseerde zuiveringsinstallatie in past een multi-stage flash destillatie voor is een andere grote producent van mem- de wereld, zoals bijvoorbeeld in Medina de ontzouting van zeewater toe. (8) Water branen van weer een geheel ander type. Yanbu in Saoedi Arabië (8530 m3/d) en ’s van 110 °C wordt door een serie com- De Japanse industrie heeft daardoor ruime werelds eerste drietraps-RO-zuiverings- partimenten geleid waar de waterdamp keuze uit membranen die voor toepas- fabriek in Rabigh met een capaciteit van verzameld wordt. Gaande van het ene naar sing in landen met verschillende, lokale 192.000 m3/d. (5) het andere compartiment neemt de tem- omstandigheden specifiek geschikt zijn. peratuur van het water af. Door geleidelijk de druk te verlagen neemt de temperatuur waarbij water kookt af en blijft water in

Algerije Saoedi Arabië Oman UAE Japan India 1 fabriek 6 fabrieken 6 fabrieken 4 fabrieken 25 fabrieken 1 fabriek* 90.000 m3/d 600.000 m3/d 230.000 m3/d 270.000 m3/d 15.000 m3/d 330.000 m3/d

Tabel 1 Hitachi Zosen heeft sinds 1971 42 ontzoutingsfabrieken gebouwd. *aangekondigd 25-1-2014.

90 | IA Water Special Japan | Ontzouting van zeewater: Japans exporttechnologie Japan | Ontzouting van zeewater: Japans exporttechnologie

damp vorm aanwezig. Wanneer het laatste compartiment wordt bereikt is het water nog 40 °C. Dit water wordt gerecycled om de restwarmte te verwijderen. Zodoende wordt het thermisch rendement van de complete installatie groter. Ook Sasakura werkt aan MSF. Het bedrijf leverde in 1983 een MSF-fabriek aan Saoedi Arabië met een productie van 138.000 m3 water per dag met behulp van een zestal eenheden. (9)

Toch is deze methode voorlopig nog duur- der dan omgekeerde osmose en gebruikt twee tot drie keer meer energie. Vooral op heel grote schaal is deze vorm van ontzouting rendabel. Vooral wanneer deze wordt gecombineerd met energieopwekking. Een groot voordeel van MSF is dat de kwaliteit van het te ontzouten zeewater minder belangrijk is. Bij membraanbe- handeling moet altijd zorgvuldig naar de Figuur 2 NF/RO/MSF of NF/RO/MED tri-hybride systeem (bron: ref 10). waterkwaliteit gekeken worden; organisch materiaal, algen en fijne deeltjes (met een hoge Silt Density Index) zijn nadelig voor introduceerde jaren geleden een VTE MED liggen voor een 6000 m3/d productiefaci- het membraan. Hierdoor moet het water ontzoutingsfabriek. liteit. In combinatie met een thermische vaak via voorbehandeling schoon gemaakt zonnecollector kan de stoomproductie nog worden. Nieuwste technologie verder in kosten verlaagd worden. (10) Samen met het Japanse Water Re-use Multiple-effect Destillatie (MED) Promotion Center (WRPC) heeft het Saoedi Mega-ton water system Een andere regelmatig toegepaste ontzou- Arabische bedrijf SWCC een gezamenlijk In 2010 startte de Japanse overheid het tingstechniek is Multiple-effect Destillatie onderzoekproject lopen naar een volledig mega-ton water system project voor een (MED). Een MED installatie is opgebouwd geïntegreerde NF/SWRO/MED tri-hybride bedrag van 3 miljard yen (circa 20 miljoen uit een aantal gesloten compartimenten. systeem. (9) Om kalkafzetting te voorko- euro). Een team van honderd onderzoe- In elk van de ruimte voltrekt zich een men wordt bij commerciële MED ontzou- kers van universiteiten en industrie onder verdampingsstap uit een meerstaps proces. ting doorgaans een maximale top brine leiding van Dr. Maseru Kurihara, werk- Stoom afkomstig uit een energiecentrale temperature (TBT) van 65 °C gehanteerd. zaam bij Toray, werkt aan vijftig procent zorgt via buizen voor de verhitting van zee- Door toepassing van nanofiltratie (NF) als verlaging van de kosten voor de ontzouting water. Een deel van het zeewater verdampt. voorbehandeling van het opgepompte zee- van zeewater door middel van RO. Het Deze stoom wordt gebruikt voor verhitting water wordt de concentratie kalkvormende nieuwe systeem moet een miljoen liter van het zeewater in het volgende comparti- elementen sterk verminderd en kan de water per dag produceren. Toray hoopt op ment, waar weer een deel van het zeewater TBT in MED ontzouting worden verhoogd. een technologiedoorbraak in het mega-ton verdampt. Elke stap in dit proces heeft Hierdoor kan de installatie een betere ther- water project. De financiering is afkomstig het effect dat zuiver water ontstaat en de mische prestatie leveren. Het resterende van het Funding Program for World-Leading warmte wordt hergebruikt in het volgende RO water met een hogere concentratie aan Innovative R&D on Science and Technology (FIRST compartiment. Op deze wijze ontstaat een kalkvormende elementen (maar ruwweg de Program), dat in 2009 werd opgezet om energetisch optimaal ontzoutingsproces, helft lager dan in onbehandeld zeewater) het concurrentievermogen van Japan te dat ongeveer veertig procent minder ener- kan dan geleid worden naar een MSF of versterken. Het onderzoeksteam zoekt de gie vereist dan RO-membraanprocessen. een MED ontzoutingsinstallatie, zodat een oplossing vooral in efficiëntere mem- tri-hybride systeem ontstaat (zie fig. 2). branen en een verbeterde lay-out van de MSF en MED zijn technieken die al meer Het gezamenlijk onderzoekprogramma onderdelen van de ontzoutingsfabriek. dan vijftig jaar bestaan. In de loop van de heeft onlangs aangetoond dat de TBT in De relatie tussen structuur en de presta- tijd zijn verbeterde warmteoverdrachts- MED/TVC pilot plant tot 125 °C kan worden ties van RO-membranen is onderzocht technieken ontwikkeld zoals vertical en opgevoerd. De kosten van een kubieke met TEM-tomografie. Door gebruik te horizontal tube evaporator (VTE en HTE) en de meter water komen afhankelijk van de maken van pressure retarded osmosis (PRO) multiple-effect plate (MEP). Hitach Zosen brandstofkosten tussen 0,5-2,5 dollar te kan energie opnieuw benut worden wat

91 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Japan | Ontzouting van zeewater: Japans exporttechnologie

Bronnen 1. Takuya Ogino, Slaking the world’s thirst, Nikkei, Asian Review, January 9, 2014. 2. Global desalination capacity growing substantially, finds study, Waterworld, Oct. 14, 2013. 3. Persbericht: Toyobo’s RO membranes for Seawater Desalination selected for use in the World’s largest Seawater Desalination Plants, June 4. 2012 4. Patent trends and top players in desalination technology, Cleantech, January 10, 2012. 5. World’s First Large Full Triple-Pass RO Seawater Desalination Plant, 2009 6. Technologies on Tap, Highlighting Japan, PRO, Government Japan, December 2010. 7. Project Financing for Al Ghubrah Seawater Desalination Project in Oman, JBIC July 26, 2013. 8. Hitachi Zosen Corporation, Desalination Plants. 9. Sasakura Engineering Seawater Desalination, Multi-Stage Flash Desalination. 10. Application of tri-hybrid system to satellite plants NF/RO + High Temperature MED Figuur 3 Schema van het mega-ton water systeem en de bijbehorende watercycli. (bron: ref. 10). desalination plant, SWCC, ACWA power & Sasakura. 11. Mega-ton water Systems Project. leidt tot energiebesparing en verminderde behandeld industrieel afvalwater, andere milieueffecten van geconcentreerde zout- energie(her)gebruikstechnieken, intel- Meer informatie oplossingen. Er is een speciale holle vezel ligente systemen voor besturing van de Paul op den Brouw voor PRO ontwikkeld die een jaar lang installatie en de ontwikkeling van een Email: [email protected] beproefd is in een prototype installatie. geïntegreerde SWRO/industrieel water behandelingssysteem. (11) IA Japan Behalve aan de SWRO plant is er gewerkt aan de integratie met industriële water- Samen met de deelnemers van het mega- zuivering in een 100.000 m3 per dag ton water project wordt gewerkt aan de (26,4 MGD) installatie (zie fig. 3). Het pro- commercialisering van het systeem, zodat ject komt voor april dit jaar tot een einde. een goedkopere en efficiëntere watervoor- In november vorig jaar zijn de resultaten ziening kan bijdragen aan de wereldbe- bekend gemaakt van de projecten op de hoefte. Japan hoopt met de resultaten van acht focusgebieden van de technologie- dit project zijn activiteiten in het Midden- ontwikkeling: lagedruk membraantech- Oosten, Noord-Afrika en China en andere nologie, diepzee en infiltratie inname van regio’s voor waterzuivering en afvalwater- zeewater, chemicaliën vrije ontzouting, behandeling verder te kunnen opvoeren. corrosiebestendig buizenmateriaal, PRO gebruikmakend van RO concentraat en

92 | IA Water Special Japan | Ontzouting van zeewater: Japans exporttechnologie Japan | Japanse satelliet nieuwe bron voor natuurramp, klimaat en water

Japanse satelliet nieuwe bron voor natuurramp, klimaat en water

Samenvatting Eind februari heeft Japan weer bijgedragen aan het leveren van nuttige gegevens uit de ruimte. Via de 3D-monitoringsgegevens van de Global Precipitation Measurement (GPM)-missie gaat Japan de wereldwijde precipitatie in kaart brengen. Niet alleen de weersvoorspelling zal nauwkeuriger worden, maar ook voor andere maatschappelijke thema’s zoals rampenbestrijding, klimaatverandering of water resource management zal het naar verwachting een waardevolle informatiebron zijn.

Inleiding of Systems (GEOSS *3) tienjarenplan. Japan gaat De weersvoorspelling is een belangrijk onderdeel van in samenwerking met VS, EU, Frankrijk en India in ons dagelijkse leven. Informatie over regen of zon is niet hoge frequentie en nauwkeurigheid precipitatiege- alleen een bepalende factor meer voor een paraplu of gevens van de hele aarde leveren. Een dikke week een regenjas, maar heeft tegenwoordig zelfs invloed op na lancering is de GPM-hoofdsatelliet begonnen het kiezen van business strategieën op die dag. Een met het leveren van de eerste gegevens (figuur kleine verandering in hoeveelheid, moment en plaats 1). Na validatie zullen de gegevens wereldwijd van regen- of sneeuwval kan leiden tot serieuze rampen beschikbaar gesteld worden. (1)(2)(3)(4) waarbij economische activiteiten onder de druk komen te staan. Internationale samenwerking voor precipita- Japanse bijdrage aan GEOSS tiemonitoring is daarom van belang. Net zoals de VS en EU, dragen ook Japanse satellieten bij aan het GEOSS tienjarenplan De GPM-hoofdsatelliet is ontworpen door de (2005-2015 *4). Vanuit de negen maatschappelijke Japanse ruimtevaartorganisatie JAXA (Japan vragen van GEOSS heeft Japan gekozen om aan Aerospace Exploration Agency *1) en NASA (*2). drie thema’s aandacht te geven; 1) rampenbestrij- De recente lancering betekent een belangrijke ding 2) klimaatverandering en 3) water resource bijdrage aan het Global Earth Observation System management. Japan levert acht satellieten hier-

Figuur 1 Eerste data van GPM 10 maart 2014 (bron: JAXA/NASA (4))

93 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Japan | Japanse satelliet nieuwe bron voor natuurramp, klimaat en water

Figuur 2 Japanse activiteiten in GEOSS Figuur 3 Plannen JAXA aardobservatie satellieten voor bijdrage (bron: MEXT/JAXA presentatie (3)) GEOSS (bron: MEXT/JAXA presentatie (3))

voor; Advanced Land Observing Satellite heeft een grote rol in het voorspellen van raad. Van de 1.400 miljoen kubieke kilo- (ALOS-1 en 2) voor rampenbestrijding, deze extreme weersomstandigheden in meter watervoorraad op aarde is slechts Greenhouse gases Observing SATellite deze gedeeltes. 3% zoet water. 70% hiervan is gletsjer (GOSAT-1 en 2), Global Change Observation of eeuwige sneeuw. Zoet water voor het Mission (GCOM-W1 en C1) , GPM en Earth De voorganger van GPM, de Tropical dagelijkse leven komt uit de rivieren en Clouds, Aerosols, and Radiation Explorer Rainfall Measuring Mission (TRMM) die meren en is maar 0,3% van het geheel. Zoet (EarthCARE) (zie figuur 2,3). (3)(5) in 1997 gelanceerd werd, levert al 16 jaar water is onmisbaar, niet alleen als drink- nuttige precipitatiegegevens vanuit de waterbron maar ook de landbouw en de Regen- en sneeuwval belangrijk tropische gebieden. Beter begrip van de industrie kunnen niet zonder. Frequentere voor natuurramp, klimaat en water meteorologische mechanismen zoals en nauwkeurigere precipitatiegegevens Het begrijpen van neerslag (regen en tyfoons, El Niño en La Niña-verschijnselen dragen bij aan een beter begrip van de sneeuw) is een belangrijk element voor in tropische en subtropische gebieden is te waterkringloop en daaropvolgende betere de drie thema’s die Japan gekozen heeft. danken aan de beeldvorming via ‘s werelds water resource management. Precipitatie monitoringgegevens zijn eerste Precipitatie Radar (PR), de infrarood niet alleen belangrijk voor de weers- en microgolf instrumenten van de TRMM. GPM nauwkeuriger met driedimen- voorspelling, maar is een waardevolle sionaal monitoring bron voor rampenbestrijdingssystemen Regen- en sneeuwval op land is een belang- Een GPM-missie bestaat uit een hoofd of water resource management. Ook rijk bron voor de huidige zoetwatervoor- satelliet en acht andere partnersatellieten. geeft lange termijn monitoring nieuwe inzichten op onderzoek naar extreme weersomstandigheden.

In ontwikkelde landen zoals Japan, EU, Noord-Amerika en Australië leveren de in situ regenmeternetwerken precipitatiegegevens aan de meteorologische instituten als basis informatie voor weersvoorspel- lingen. Wereldwijd gezien is de dekking van dit netwerk slechts 25% en in vele landen ontbreken nog de mogelijkheden om te monitoren. Juist in deze ongedekte landen lijden veel mensen onder rampen veroorzaakt door extreme neerslag. Figuur 4 GPM constellation (bron: JAXA (10)) Precipitatiemonitoring vanuit de ruimte

94 | IA Water Special Japan | Japanse satelliet nieuwe bron voor natuurramp, klimaat en water Japan | Japanse satelliet nieuwe bron voor natuurramp, klimaat en water

De hoofdsatelliet die eind februari gelanceerd werd door JAXA heeft de twee sensoren Dual-frequency Precipitation Radar (DPR) en GPM Microwave Imager (GMI) aan boord en kan driedimensionaal neerslaggegevens leveren. Deze hoofdsatelliet dient als kalibratie standaard voor de andere partnersatellieten die microgolf radiometers aan boord hebben. In constel- latie zal GPM missie om het drie uur een regenmonitoring scan over de hele aardbol leveren (figuur 4).

De DPR-sensor van de GPM-hoofdsatelliet heeft een belangrijke rol om nauwkeuri- Figuur 5 GPM hoofdsatelliet gere gegevens te leveren dan de voorgan- (bron: JAXA presentatie (10)) ger TRMM. De combinatie van twee actieve radarsensoren in verschillende golflengtes, Ku-band (2,2 centimeter) en Ka-band (8,4 millimeter), maakt het mogelijk om zowel extreme neerslag in de tropische gebieden als zeer zachte neerslag op hoge breed- tegraad te leveren. De Ku-band is minder gevoelig voor signaalverzwakking en kan tot zeer grote regendruppels meten. De Ka-band heeft meer last van de door regen veroorzaakte verzwakking, maar de gevoeligheid is hoger en kan hiermee ook zeer kleine regendruppels meten (figuur 5, 6).

Om de Ku- en Ka-band sensoren tegelijkertijd te benutten wordt de phased array antenna (PAA) gebruikt. Deze PAA is ontworpen door de bedrijven NEC (*5) en NEC Toshiba Space Systems (*6). In eerdere Figuur 6 GPM-hoofdsatelliet Ku- en Ka-band systemen duurde het meer dan 0,001 mm (bron: JAXA presentatie (10)) seconde voordat een signaal terugkomt naar de antenne. Dat betekent dat er slechts 300 tot 400 signalen per minuut kon worden uitgezonden. De nieuwe DPR werkt met 4.000 signalen per minuut: vlak nadat een signaal is uitgezonden, straalt DPR weer een tweede signaal in een andere richting en na een poos draait de DPR weer terug om het eerder uitgezonden signaal te ontvangen. Met hoge snelheid gaan de antennes elektronisch heen en weer tussen verschillende straalrichtingen.

In combinatie met de Passive MicroWave (PMW) radiometer GMI die een minuut eerder de signalen uitstraalt, kan de Figuur 7 GSMaP monitoring op Thailand hoofdsatelliet neerslag driedimensionaal (bron: JAXA (1), presentatie IDI-Japan(11)) weergeven. (6)(7)(8)(9)

95 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Japan | Japanse satelliet nieuwe bron voor natuurramp, klimaat en water

Gebruik van precipitatiegegevens *1: JAXA (Japan Aerospace Exploration Meer informatie Naast de Japan Meteorological Agency Agency) Mihoko Ishii (JMA *7) die nauwkeurigere weersvoor- *2: NASA (National Aeronautics and Space Email: [email protected] spellingsystemen ontwikkelt, werken ook Administration) andere organisaties aan systemen die als *3: GEOSS (The Global Earth Observation IA Japan basis input de gegevens van de GPM of System of Systems) andere GEOSS aardobservatie satellieten *4: GEOSS 10-Year Implementation Plan gebruiken. De Global Satellite Mapping of *5: NEC Corporation Precisition (GSMaP *8) door JAXA levert *6: NEC Toshiba Space Systems, Ltd. bijna “real time” monitoringsbeelden van *7: JMA (Japan Meteorological Agency) regenval over de hele wereld, waaronder *8: GSMaP (Global Satellite Mapping of de overstroming in Thailand in 2011 (figuur Precisition) 7). Voor een hogere nauwkeurigheid, *9: MRI (Meteorological Research werkt JAXA samen met het Meteorological Institute) Research Institute (MRI *9) en *10: University of Kyoto, Climate Physics Universiteiten van Kyoto (*10), Osaka (*11) Laboratory en Tokyo (*12) aan een verbetering in de *11: University of Osaka, Division of algoritmes. Electrical, Electric and Information Engineering Op thema rampenbestrijding werkt de *12: University of Tokyo, Atmosphere and International Centre for Water Hazard and Ocean Research Institute Risk Management (ICHARM *13) aan het *13: ICHARM (International Centre for Integrated Flood Analysis System (IFAS Water Hazard and Risk Management) *14). Met het IFAS kunnen overstromingen *14: IFAS (Integrated Flood Analysis beter worden voorspeld. Het functioneert System) ook als early warning system waar burgers op tijd informatie krijgen bij evacuaties. (1) Bronnen (1) JAXA brochure, GPM mission Data Utilization Als het goed gaat zal de TRMM tot aan 2015 Overview in Japan (January 2014) gegevens leveren en daarna volledig de (2) IA artikel 28 februari 2014 “Betere klimaatgege- taak overdragen aan de GPM missie. In de vens met Japanse GPM satelliet” komende jaren staan ALOS-2 (in mei 2015) (3) MEXT/JAXA presentatie 15 april 2013 en GOSAT-2 (in 2018) in de startblokken. (4) JAXA/NASA press release 25 March 2014 Helaas zijn er na 2018 nog geen concrete (5) JAXA sustainability report 2013, feature nr. 02 missieplannen uit Japan. Het is wel de (Japans) bedoeling dat de huidige systemen kunnen (6) Brochure JAXA’S June 2013 (Japans) doorgaan met het leveren van nuttige aar- (7) Brochure JAXA’s January 2014 (Japans) dobservatiegegevens aan de maatschappij. (8) NEC press release 25 March 2014 (Japans) De discussies voor de volgende GEOSS tien- (9) JAXA explanation day on GPM 14 January 2014 jarenplan kan als een richtingslijn kunnen (video, Japans) dienen voor de Japanners. (12) (10) JAXA presentation 14 January 2014 (Japans) (11) Presentation IDI-Japan 16 March 2012 (12) MEXT (Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology) Japanners dragen weer bij aan GEOSS th

96 | IA Water Special Japan | Japanse satelliet nieuwe bron voor natuurramp, klimaat en water Japan | Nieuw NEDO programma voor energie uit de zee

Nieuw NEDO programma voor energie uit de zee

Het Japanse agentschap NEDO heeft gisteren een Bronnen: nieuw onderzoeksprogramma aangekondigd (1) . 1. Aankondiging (Japans): Bedrijven, verenigingen en universiteiten kunnen www.nedo.go.jp/koubo/FF1_100105.html zich tussen eind april en eind mei aanmelden met 2. NEDO: http://www.nedo.go.jp/english/index.html onderzoeksvoorstellen over energie uit de zee. Het gaat hier om voorstellen die economische Meer informatie opwekking van elektriciteit uit bronnen van de Rob Stroeks oceaan haalbaar maken, of nieuwe technologie Email: [email protected] ontwikkelen voor volgende generatie systemen op dit gebied. Het programma moet bijdragen IA Japan aan de commercialisering van energie uit de zee en bijdragen aan de internationale concurrentie positie. Doelstelling is om testen en onderzoek op open zee te stimuleren, en om de capaciteit van systemen verder verbeteren. Uiteindelijk moeten de kosten van dergelijke systemen omlaag, zodat ze na 2020 versneld ingezet kunnen worden op commerciële basis. De projecten hebben een duur van vier jaar. Het budget van het programma is nog niet bekendgemaakt, maar een vergelijkbare programma van afgelopen jaar had een budget van rond twintig miljoen euro. NEDO organiseert op korte termijn een uitlegmiddag over dit nieuwe programma.

De voorstellen kunnen alleen worden ingediend door in Japan ingeschreven organisaties, maar die kunnen samenwerken met buitenlandse organisaties. Voor geïnteresseerden is het dan ook aan te raden om met lokale Japanse partijen contact op te nemen en mogelijkheden te bespreken. Referentie voor betreffend project is Project Code P07015. IA-Tokio kan hier desgevraagd ondersteuning bij verlenen. Het kantoor is van plan bovenstaande uitlegmiddag bij te wonen.

NEDO is een agentschap van het Japanse ministerie van economische zaken (METI).

97 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Japan | Japanse demonstratieprojecten voor energie uit de zee

Japanse demonstratieprojecten voor energie uit de zee

Samenvatting Japan wordt steeds concreter in ambities en activiteiten rond energie uit de zee. Zo heeft de overheid recentelijk een tender uitgeschreven om demonstratieprojecten uit te voeren voor energie uit de zee. Vorige week berichtte staatssecretaris Yamamoto voor Oceaanbeleid dat zeven provincies voorstellen hebben ingediend, op gevarieerde thema’s als wind op zee en energie uit golven, zeestromingen, getijden en temperatuurverschillen in het water. In juni wordt de selectie bekendgemaakt en gaan de projecten van start. Ze moeten technologische ontwikkelingen versnellen en steun consolideren onder lokale belanghebbenden, zoals de visserij. Op langere termijn moeten de projecten bijdragen aan commerciële winning van energie uit de zee. Voordat dat zo ver is, zullen kosten verder omlaag moeten. Bekabeling, aansluiting op het net, efficiënte planning en onderhoud behoren tot de thema’s waar Nederland een bijdrage kan leveren met kennis, technologie en producten om de ambities van Japan waar te maken (1).

Figuur 1 Potentie van energie uit de oceaan (bron: NEDO, 3)

Details Daarnaast streeft het innovatieve eilandenrijk De zee rond Japan krijgt steeds meer aandacht naar een vooraanstaande positie als het gaat om als grondstoffenbron voor energie. Al sinds de marine technologie. De potenties zijn voor de oliecrisis van de jaren zeventig is er veel onder- eerst in detail beschreven in het Ocean Basic Plan zoek gedaan naar potentie en mogelijkheden met van 2008, een beleidsplan dat reikte tot 2013. energie uit de zee. Door lage elektriciteitsprijzen Inmiddels is het tweede plan geformuleerd, dat en lastige gesprekken met belanghebbenden, zoals veel concretere doelstellingen en maatregelen de visserij, bleef de implementatie ervan tot nu toe beschrijft dan het eerste plan (2). Zo financiert beperkt. Mede door de dialoog over de energie- agentschap NEDO (New Energy and Industrial huishouding sinds de kernramp in Fukushima, Technology Development Organization) (3) van is Japan naarstig op zoek naar eigen bronnen. het Japanse ministerie van Economische Zaken

98 | IA Water Special Japan | Japanse demonstratieprojecten voor energie uit de zee Japan | Japanse demonstratieprojecten voor energie uit de zee

tieprocedure zijn dit belangrijke criteria, naast inhoudelijke criteria als verwachte energieopbrengst, technische haalbaarheid en aandacht voor milieu assessment. Het Cabinet Office laat zich in de selectieprocedure assisteren door een adviesco- mité van acht personen. Rond juni 2014 zal de selectie afgerond zijn en worden de projecten uitgeschreven. Op de vraag uit het publiek waarom het Cabinet Office zolang wacht nu de voorstellen zijn ingediend, reageerde Yamamoto dat grondig gecheckt moet worden of de verschillende (lokale) partijen ook echt achter de voorstellen staan. Om snel van start te kunnen gaan met de projecten, heeft het Cabinet Office de procedure met lokale overheden ver- simpeld. De centrale overheid wil hiermee de ontwikkeling op dit gebied versnellen en activiteiten stimuleren. De volgende provincies hebben voorstellen ingediend (zie ook figuur 2):

• Iwate prefecture: energie uit golven en wind op zee voor de kust van Kamaishi Figuur 2 Locaties van voorstellen voor demonstratieprojecten (bron: Cabinet Office, 6) city; • Niigata prefecture: energie uit stroming/ wind op zee (zwart), energie uit golven (blauw), getijden, golven en wind op zee voor de stroming (rood), getijden (groen) en temperatuurverschillen in het water (paars) kust van Awashimaura; • Wakayama prefecture: energie uit stroming voor de kust van Kushimoto; • Saga prefecture: energie uit stroming/ projecten op gebied van wind op zee. golven, zeestromingen, getijden en tem- getijden en wind op zee voor de kust van Satoshi Abe, counsellor voor oceaanbeleid peratuurverschillen in het water. Om de Karatsu; van het Cabinet Office, presenteerde in ontwikkeling van technologie te versnel- • Nagasaki prefecture: energie uit getijden juni 2013 tijdens een bijeenkomst geor- len en steun van lokale belanghebbenden en wind op zee (drijvend) voor de kust ganiseerd door IA-Tokio het onderstaand te consolideren, heeft de overheid een van Goto island; energie uit getijde voor plaatje (figuur 1) met de Japanse potentie tender uitgeschreven voor veldtesten en de kust van Saikai; van energie uit de oceaan (4). demonstratieprojecten door lokale over- • Kagoshima prefecture: energie uit heden. Hierop hebben zeven provincies getijden voor de kust van Nagashima; Demonstratieprojecten in zeven gereageerd met voorstellen in elf Japanse energie uit stroming voor de kust van provincies zeegebieden. Deze hebben de goedkeu- Jujima; Ichita Yamamoto, staatssecretaris ring van lokale organisaties, visserij en • Okinawa prefecture: energie uit (Minister of State for Special Missions) projectontwikkelaars. Tijdens de selec- temperatuurverschillen van zeewater voor Oceaanbeleid, hield op 20 maart een persconferentie en een presentatie over de Japanse ambities en plannen met ‘rene- Vorige week berichtte staatssecretaris Yamamoto wable ocean energy’ (5). Hij schetste dat het belang van de oceaan als energiebron voor Oceaanbeleid dat zeven provincies voorstellen enorm is toegenomen na de kernramp in Fukushima, en dat de regering in zijn hebben ingediend, op gevarieerde thema’s als geheel versneld beleid en maatregelen voorbereidt om de potentie uit de rijke wind op zee en energie uit golven, zeestromingen, zee rondom Japan beter in te zetten. Het getijden en temperatuurverschillen in het water. gaat daarbij om wind op zee en energie uit

99 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Japan | Japanse demonstratieprojecten voor energie uit de zee

Figuur 3 SKWID: hybride systeem voor energie uit wind en stromingen uit de zee (bron: Modec, 7)

(OTEC, Ocean Thermal Energy con version) voor de kust van Kumejima; Aandachtspunten voor de komende tijd zijn energie uit golven voor de kust van Ishigaki. bekabeling en aansluiting op het

SKWID: hybride wind en stroming elektriciteitsnetwerk, veilige en efficiënte Medio 2013 maakte MODEC (Mitsui Ocean Development & Engineering Co.) (7) opstelling van projecten, voorziening in speciale bekend een hybride systeem te hebben schepen en relevante apparatuur en goed gepland ontwikkeld voor energie uit wind en stroming in de zee. De SKWID (Savonius Keel onderhoud. & Wind Turbine Darrieus) bestaat uit een windturbine met verticale as van 47 meter Om tot daadwerkelijke implementatie van www.rvo.nl/sites/default/files/ hoog en een onderwater turbine, die energieprojecten uit de zee te komen, is Maritiem%20Japan.pdf energie levert voor stromingen tot 15 meter verdere verlaging van kosten onontbeer- (3) NEDO brochure wind op zee (2013): onder de zeespiegel (figuur 3). Door de lijk. Aandachtspunten voor de komende www.nedo.go.jp/content/100534312.pdf drijvende constructie denken de ontwik- tijd zijn bekabeling en aansluiting op het (4) De hele presentatie van Satoshi Abe is kelaars de invloed op het milieu tot een elektriciteitsnetwerk, veilige en efficiënte opvraagbaar bij IA-Tokio. minimum te kunnen beperken. Het stand- opstelling van projecten, voorziening in (5) Persconferentie van staatssecretaris alone systeem is geschikt voor de vele speciale schepen en relevante apparatuur Yamamoto: eilanden die vaak zelf moeten voorzien in en goed gepland onderhoud. www.cao.go.jp/minister/1212_i_yamamoto/ hun stroomvoorziening. kaiken/2014/0320kaiken.html (Japans) In al deze activiteiten heeft het Cabinet Office (6) Presentatie van staatssecretaris Yamamoto: Lagere kosten een coördinerende rol. Het werkt hiervoor www.cao.go.jp/minister/doc/ De veldtesten zijn onderdeel van een lan- samen met het ministerie van Economische 20140320_i_yamamoto.pdf gere termijn planning, waarin de vergaarde Zaken, Milieu, Infrastructuur, Onderzoek en (7) SKWID brochure: technologie en steun van belangheb- Wetenschap, visserij en Buitenlandse Zaken. http://www.modec.com/fps/skwid/pdf/skwid. benden de basis vormt voor commerciële pdf levering van energie uit de oceaan. Men Bronnen richt zich daarbij op verdere afstemming (1) Zie ook een eerder artikel van IA-Tokio: Meer informatie met andere gebruikers van de zee, veilig- www.rvo.nl/actueel/nieuws/ Rob Stroeks heidsaspecten van te gebruiken apparatuur succesvolle-kennismissie-renewable-offshore- Email [email protected] en concrete methodes voor mariene milieu energy-naar-japan assessment. (2) Zie ook een eerder artikel van IA-Tokio: IA Japan

100 | IA Water Special Japan | Japanse demonstratieprojecten voor energie uit de zee Japan | Japan voortvarend in methaan uit water

Japan voortvarend in methaan uit water

Samenvatting Dit artikel beschrijft de huidige status van ontwikkelingen in Japan op gebied van methaanhydraten uit de oceaan. Het bouwt voort op een eerder artikel van IA-Tokio uit 2012 (1). Het beschrijft de recente veranderingen in beleid, een aantal opvallende technologische en wetenschappelijke successen en geeft aange- scherpte ambities weer van het publiek-private consortium MH21 (2). Het artikel sluit af met een overzicht van behoeftes die Japan heeft om te komen tot commerciële winning van gas uit methaanhydraten. Doelstelling is dat de industrie vanaf 2023 het voortouw neemt in de exploitatie ervan.

Details aandacht voor methaanhydraat groeide dan ook Begin 2009 formuleerde het Japanse ministerie van sterk. Methaanhydraat is in grote hoeveelheden economische zaken (METI) een beleid voor energie voorhanden in de oceaan die Japan omringd. en grondstoffen uit de oceaan (3). Aanleiding was de internationaal toenemende druk op grondstof- Publiek-privaat consortium haalt gas uit fen door opkomende economieën zoals China. methaanhydraat Voor Japan, dat zich voor zijn grondstoffenbehoef- In maart 2013 had Japan een wereldprimeur, te bijna volledig laat voeden door buitenlandse door daadwerkelijk gas uit methaanhydraat uit leveranciers, een ongemakkelijke situatie omdat de Nankai-trog in de zee ten zuiden van Japan te het genoodzaakt werd om alternatieven te zoeken. halen, een van ’s werelds rijkste velden met deze Het land is omringd door grote marine gebieden grondstof (5). De actie toonde aan dat het delven en een diepe oceaan, en het lag voor de hand ervan technisch haalbaar is. Een opsteker: Japan is om zich te richten op energie uit de oceaan en technisch aan het voorfront, en op weg naar een deposieten op de oceaanbodem. Het METI-beleid realistische oplossing voor het tekort aan energie beschreef de potentie van methaanhydraten, olie uit eigen bodem. Het succes is toe te schrijven aan en gas in de Japanse wateren, en deposieten op het ‘Research Consortium for Methane Hydrate de bodem van de diepe zee rond Japan. Het beleid Resources’ in Japan, MH21, een in 2001 opgerichte was het startsein voor verschillende soorten acties, groep met deelnemers uit overheid, industrie waaronder: het beter in kaart brengen van de en kennisinstellingen met plannen tot 2018. De hoeveelheid bruikbare grondstoffen, technologie planning bestaat uit drie fasen. Fase 1, in 2008 ontwikkelen om die grondstoffen op commerciële afgerond, heeft substantiële reserves methaanhy- manier te delven, monitoring en maatregelen op draten en het daarin aanwezige methaangas in de gebied van milieueffecten. Japanse wateren in kaart gebracht (figuur 1). Dit is belangrijke kennis: de hoeveelheid te winnen gas Daar bovenop kwam in 2011 de schok van uit de oceaan is afhankelijk van de condities en Fukushima. Om de stilgelegde kerncentrales te hoeveelheid methaan hydraten die erin voorko- compenseren, voerde Japan grote hoeveelheden men. In fase 2, die loopt tot 2015, is bestemd voor extra fossiele brandstoffen in. De prijs die Japan veldtesten om de technologische haalbaarheid van voor deze brandstoffen betaalde, groeide met meer het exploiteren van methaangas aan te tonen, en dan een derde: van 125 miljard euro in 2010 naar in fase 3 (2016-2018) wordt de technologie verder 170 miljard euro in 2012. Olie(-producten) groeide ontwikkeld voor commerciële exploitatie met van 80 naar 105, gas (LNG+LPG) van 30 naar 50 voldoende aandacht voor impact op het milieu. en kolen bleef constant op 15 miljard euro. (4). Het resultaat moet zijn een duurzame, betaal- Fossiele brandstoffen vormen de grootste bijdrage bare en ecologisch verantwoorde methode om aan het handelstekort van Japan, en met de lage methaangas uit de oceaan te winnen. Het is daarna koers van de yen zal dit niet snel verbeteren. Het aan de industrie om de winning van methaangas te is dan ook te verwachten dat het land de komende exploiteren. tijd zal blijven investeren in alternatieven. De

101 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Japan | Japan voortvarend in methaan uit water

ge ontwikkelingen rond methaanhydraten vallen binnen het Methaanhydraten Ontwikkelingsprogramma van het ministerie van economische zaken (METI). Dit programma is gerelateerd aan het Ocean Basic Plan van het Cabinet Office, en heeft een budget van ongeveer honderd miljoen euro voor boekjaar 2014 (dat begint in april). AIST en JOGMEC coör- dineren samenwerking met industrie en universiteiten binnen het programma. Er vindt ook fundamenteel onderzoek plaats, bijvoorbeeld aan de universiteit van Okayama, waar professor Hideki Tanaka eerder deze maand in het nieuws kwam. Met behulp van supercomputer Miyako van onderzoeksinstituut RIKEN heeft hij voor het eerst het scheidingsmechanisme van methaanhydraat blootgelegd. Op 7 februari werden de resultaten gepubliceerd in het Amerikaanse blad Journal of Physical Chemistry B (9). Daarin beschrijft hij hoe de methaanmoleculen vrijkomen in een vloeibare fase en uiteindelijk gasbellen vormen (figuur 2). Door de verandering in concentratie methaan in deze toestand blijkt de kinetische eigenschappen bij het scheidingsmechanisme van methaan hydraat te beïnvloeden. De snelheid van Figuur 1 Methaangas in Japanse wateren (2009) (6) dit mechanisme neemt af totdat de bellen zijn gevormd, en nemen daarna weer toe. De verwachting is dat dit nieuwe inzicht de ontwikkelingen voor de winning van Een belangrijke vraag die de onderzoekers (stroming) van vloeibare gedeeltes in de methaanhydraat zal versnellen. AIST heeft momenteel bezighoudt, is de methode aardlaag, waardoor het methaanhydraat in op zijn beurt gevalideerde rekenmodellen waarop het methaanhydraat gescheiden aanraking komt met andere temperatuur- en velddata overhandigd aan betrokken kan worden in methaangas en watermo- gebieden in zijn omgeving. Dit veroorzaakt bedrijven, die daarmee simulaties hebben leculen. Geen eenvoudige opgave, als je het scheidingsmechanisme. Het voordeel ontwikkeld van de kinetica in de aardlagen bedenkt dat dit kristallijn materiaal is van de decompressiemethode is dat er dat onder grote druk en lage tempera- geen continue toevoer van thermische tuur onder de zeebodem ligt. Het schei- energie nodig is. Maar verder onderzoek is dingsmechanisme kan in werking treden nodig over hoe de vloeibare gedeeltes en door druk weg te halen (decompressie), de temperatuur zich door de aardse lagen temperatuur te verhogen of met behulp verplaatsen, en hoe ze elkaar beïnvloeden. van externe stimuli. De effectiviteit is Om deze onderzoeksresultaten in te kun- onder andere afhankelijk van de condities nen zetten in fase 3 en te komen tot een van het methaanhydraat, zoals de vorm en concept voor commerciële winning, heeft grootte van de poriën. Onderzoekers van MH21 vier nieuwe studiegroepen gevormd, het nationaal onderzoeksinstituut AIST (7) die vanaf 2015 van start gaan (8). richten zich dan ook op het beter begrijpen van dit mechanisme. Met behulp van Scheidingsmechanisme van laboratoriumonderzoek en rekenmodellen methaanhydraat ontrafeld toonde AIST aan dat de decompressieme- Dr. Hideo Narita, directeur van het Figuur 2 Scheidingsmechanisme volgens thode het beste zou werken in de Nankai- Methane Hydrate Research Center van AIST prof. Tanaka van Okayama University (9) trog. De onderdruk zorgt voor beweging zegt desgevraagd tegen IA-Tokio: ‘De huidi-

102 | IA Water Special Japan | Japan voortvarend in methaan uit water Japan | Japan voortvarend in methaan uit water

Figuur 3 Methaangaswinning (links) en onderzoek voor formatie van zeebodem (rechts) (11)

waarin het methaanhydraat zich bevindt. bovengenoemd METI beleid uit 2009 een vaartuigen die zelfstandig onder water De modellen en simulaties zijn van uitwerking is, beschreef alleen de winning varen (autonomous underwater vehicle internationaal hoge kwaliteit en praktisch van methaangas uit methaanhydraten in of AUV) is de zeebodem verder in detail toepasbaar’, aldus Narita. zandlagen onder de zeebodem. Het nieuwe onderzocht. plan zet deze plannen de komende vijf • In september 2013 is een op afstand Coherent beleid jaar voort (figuur 3) en voegt daar nog een bestuurbare onderwater-robot De primeur die Japan in maart 2013 had, nieuwe activiteit aan toe: methaanhydraten (Remotely operated vehicle of ROV) zorgde voor veel aandacht in media en die als sediment niet onder maar op de geïnstalleerd die het komende jaar leidde tot nieuwe ambities bij betrokke- zeebodem liggen. Japan onderzoekt tussen veranderingen in het milieu en ecologie nen. In april 2013 publiceerde het Cabinet 2013 en 2015 de hoeveelheden in de Japanse in het gebied gaat meten. Tijdens die Office de tweede Basic Ocean Policy; een wateren. Afgelopen jaar zijn drie projecten operatie zijn voor het eerst opnames nieuw, coherent beleid voor het gebruik uitgevoerd: gemaakt van de binnenkant van een van de oceaan. Dit vijfjarenplan geeft • In juni en juli 2013 zijn sonarpeilingen chimney (10). Hiermee is de aanwezig- houvast voor ambities met de oceaan, en uitgevoerd over grote oppervlakten in de heid van methaangas onomstotelijk coördineert activiteiten van verschillende Japanse Zee, om de formatie en de aangetoond. betrokken ministeries, waaronder METI. De opbouw van de zeebodem in kaart te commerciële winning van methaangas uit brengen. Analyses daarvan wezen uit dat In de komende jaren zullen verdere metin- methaanhydraten heeft speciale aandacht: er op 225 locaties methaanhydraten gen en veldtesten uitgevoerd worden. tot 2018 het formuleren van een realistische kunnen zijn, met een doorsnee van Figuur 4 geeft een overzicht voor 2013 methode waarmee de industrie vanaf 2023 tussen 200 en 500 meter. (rood), 2014 (blauw) en 2015 (groen), en op commerciële basis gaat exploiteren. De • In juli 2013 is gedetailleerd onderzoek figuur 5 geeft de twee locaties van de veld- eerste Basic Ocean Policy uit 2008, waarvan uitgevoerd op specifieke locaties. Met testen van 2013.

Japan is technisch aan het voorfront, en op weg naar een realistische oplossing met methaanhydraten voor het tekort aan energie uit eigen bodem Figuur 4 Veltesten voor methaanhydraten die als sediment op de zeebodem liggen (12)

103 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Japan | Japan voortvarend in methaan uit water

Waar heeft Japan behoefte aan? • Er is behoefte aan speciale schepen en calamiteitenplanning, een gewaarborg- Het MH21-consortium heeft het volgende bijbehorende apparatuur, die voor de scheidingsmethode in gas en langetermijnconcept geformuleerd, met langere periode economisch en stabiel watermoleculen die ook om kan gaan daarbij de aandachtspunten om dat inzetbaar zijn, onafhankelijk van met variaties in de geleverde hoeveel- concept te implementeren (figuur 6). Dit weer- en marinecondities; heid gas, flow assurance zodat methaan- geeft inzicht in de behoeftes van Japan om • Technologie voor een gezonde, veilige gas en watermoleculen niet weer terug de ambities waar te maken, en daarmee en milieuverantwoordelijke winning van methaanhydraat vormen, omgaan met de kansen voor Nederlandse partijen die methaangas. zeestromingen; expertise, technologie of producten op dit • ontwikkeling van duurzame technologie • technologie om de productiestabiliteit gebied hebben. en apparatuur op de bodem van de zee te monitoren; en transport naar de oppervlakte: • apparatuur op oceaanbodem en in de connectie naar de oppervlakte, communicatie met apparatuur aan boord van de schepen. • Well integrity en maatregelen tegen uitstroom van zand naar de omgeving in de oceaan: planning die rekening houdt met evaluatie van opvangcapaciteit in aardse lagen, aantal en opstelling van boringen. • Inbouwen van flexibiliteit voor maximale balans tussen calamiteitenpreven- tie en maximale productie.

Bronnen 1. ‘Japan boort onder zee naar methaanhydraten’, IA-Tokio artikel, mei 2012 2. Research Consortium for Methane Hydrate Resources in Japan, MH21: www.mh21japan.gr.jp/english 3. METI beleid voor energie en grondstoffen uit de Figuur 5 Locatie (Japanse Zee) van de veldtesten in 2013: Nobori (links) en Joetsu (12) oceaan (Japans) 4. bron: Ministerie van Financiën, omgerekend met 1 euro = 140 yen 5. Nieuwsbericht op website van Japan Oil, Gas and Metals National Corporation (“JOGMEC) 6. Bron: website van MH21 7. AIST Environment and Energy (Engels) 8. Methane Hydrate Research Center (Japans) 9. Laboratory of Theoretical Chemistry, Okayama University 10. Een methane chimney is een opgehoopte locatie in de vorm van een schoorsteen waar het gas uit de zeebodem de oceaan instroomt. 11. Bron: Budget aanvraag METI voor boekjaar 2014 12. Bron: Persbericht METI , november 2013 13. Bron: document MH21

Meer informatie Rob Stroeks Email [email protected]

IA Japan Figuur 6 Illustratie op website van MH21 over doelstellingen en uitdagingen (13)

104 | IA Water Special Japan | Japan voortvarend in methaan uit water Taiwan | Taiwan’s Shihmen Reservoir Restoration Framework

Taiwan

Taiwan’s Shihmen Reservoir Restoration Framework

This article presents a restoration framework carried out and industrial. However, the water intake tunnel in the Shihmen Reservoir watershed in response to the was installed at the lower part of the dam, where soil-water disasters brought by typhoons which greatly density currents during typhoon seasons are plague the reservoir since its commissioning in 1965. mostly located. As a result, clean water supply has After years of operation, the major water use has shifted become a challenging task. A density current is a from agricultural use to domestic and industrial. Due to belt of turbid water with high suspended sediment the water intake tunnel installed in the lower level of the concentration (SSC), formed by the sediment from dam, turbid water has become a serious problem for river erosion and landslide mass. domestic and industrial uses. Turbid water brought by the 2004 Typhoon Aere lasted for 18 days and caused The effective storage capacity of the Shihmen the water treatment plant to shut down. Consequently, Reservoir decreases from 309 million m3 in 1964 to pipe water supply ceased for 2 weeks. Moreover, after 219 million m3 in 2007. Looking into the statistic many years of operation, more than 1/3 of the storage record, several drastic capacity decreases are found capacity has been silted up. Several projects under this to happen during typhoons. Figure 2 illustrates framework have been carried out to revive the reservoir that the reservoir capacity posed a cliff jump in and enhance water security. 2004 due to Typhoon Aere, which flushed 27 million m3 of sediment into the reservoir. The turbid Introduction water with SSC over 10,000 ppm shut down the Shihmen Dam, completed in 1964, is located in water treatment plant for 18 days. The rainfall- Shihmen Valley in the midstream of the Dahan triggered landslide mass and river erosion are River (see Figure 1) in the northern part of Taiwan. investigated (Yang et al, 2008) as the top 2 culprits The contributing catchment of the Shihmen in sediment sources. Reservoir is 763 km2 with an average annual rainfall of 2,350 mm, mostly brought by typhoons In order to assist the government departments to in summer. Due to industrial development and establish the suitable sustainable strategies for the population growth, the major water use has Shihmen reservoir, such as watershed conserva- gradually shifted from agricultural use to domestic tion, reservoir desilting, and water supply system

Figure 1 Location of Shihmen Reservoir watershed Figure 2 Shihmen Reservoir capacity decreases over time

105 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Taiwan | Taiwan’s Shihmen Reservoir Restoration Framework

Figure 3 Landslide model validation using the 2004 Typhoon Aere rainfall event Figure 4 Landslide risk map under different rainfall amounts

improvement, the NCTU-DPWE research center formed a cross-disciplinary team. It focuses on the three most urgent issues: (1) reservoir inflow sediment estimation, (2) sediment transport in river and reservoir, (3) infrastructure construction and renovation, and (4) Reservoir operation. More details are addressed in Sections 2 - 5.

Reservoir inflow sediment estimation The purpose of inflow sediment estimation is to understand sediment sources, and the amount that can be brought into the reservoir per year and/or per single rainfall event. Yang et al (2006, 2007 and 2008) concluded that the main sources of the sediment are the landslide mass, and river erosion. In which, the landslide mass is the Figure 5 Annual sediment deposition volume in the Shihmen Reservoir number 1 culprit, while the river erosion is number 2, far behind the landslide mass. The landslide model was developed to investigate the potential landslide locati- watershed to give the initial values for the escalation shows in both the landslide ons and volumes under several rainfall sce- landslide model. area (1,031 – 1,479 hectares) and volume narios. Figure 3 demonstrates the landslide (4.51 – 6.31 million m3) with the rainfall model validated using the 2004 Typhoon Figure 4 illustrates the landslide area and amount. Within the second range of 400 Aere rainfall event. The simulated landslide volume evaluated under different rainfall – 700 mm rainfall, the landslide area and locations agree well with the real landslide scenarios. The landslide volume and area volume show a mild increase (1,479 – 1,616 sites. In Yang et al (2006, 2007 and 2008), can be grossly divided by 4 rainfall ranges. hectares, 4.51 – 6.84 million m3) with the several FBG (Fibre Bragg Grating) and TDR The first range is 0 - 400 mm where the rainfall amount. However, the pore water (Time Domain Reflectometry) inclinome- slopes with weak geologic conditions pressure still escalates in the slopes. In ters and piezometers were deployed in the encounter landslide risks first. Thus, rapid the third range of 700 – 1200 mm, the soil

106 | IA Water Special Taiwan | Taiwan’s Shihmen Reservoir Restoration Framework Taiwan | Taiwan’s Shihmen Reservoir Restoration Framework

those locations are too remote to deploy heavy duty vehicles for soil conservation purposes.

Sediment transport in the rivers & reservoir In order to reduce the sediment deposition in the reservoir, the behaviors of the sediment transport are the key issue for further investigation. The studies carried out by Lin et al. (2006-2013) investigated the sediment transport through monitoring and modeling. TDR SSC instrument developed by the NCTU-DPWE were deployed at several locations, including the downstream sections of the Dahan River and reservoir, Figure 6 TDR SSC measurements at the upstream section of the reservoir to carry out real-time SSC measurements. TDR SSC measurements were used for the validation of the 2D and 3D models. Figure 6 shows the TDR SSC measurements at the Section 24 (Figure 7) near the upstream of the reservoir during the 2008 Typhoon Fung-Wong. In which, one can find the relative clean water near the water surface (elevation of 230 m - 240 m). The density current occurred at the elevation of 215 m – 225 m. Moreover, one can notice that, in Figures 6 and 7, the turbid water brought by typhoons can easily reach up to more than 20,000 ppm (mg/l) which is far beyond the purification capability (<10,000 ppm) of water treatment plants.

The 2D and 3D sediment transport models can be employed to evaluate the performance of sediment sluice tunnels at different locations.

Infrastructure construction & renovation Based on the TDR SSC monitoring data Figure 7 2D and 3D SSC simulation by RESED2D and Qusai-3D models and simulation results given by the 2D/3D sediment transport models, Water Resources Agency (WRA) of Taiwan carried out two major construction and renova- shear stress decreases due to the escalating Considering the recurrence period of the tion projects. pore water pressure, the landslide area rainfall events and river erosion, the reser- (1) To install a stratified water intake shaft and volume show another rapid increase voir annually receives 3.2 million (expected (Figure 8, completed in 2009) that can take (1,616 – 2,461 hectares, 6.84 – 9.93 million value) m3 of sediment (red line in Figure 5). relatively cleaner water from the reservoir m3) with the increased rainfall. Within this If the sediment flushing efficiency can be water surface with inlets located at 220 m, range, most slopes are nearing saturation improved to 40%, the annual deposition 228 m, and 236 m, respectively, to ensure in the watershed. In the last range of 1200 can be decreased to an expectation of 2.7 the water taken from the shaft is cleaner mm and above, the landslide area and million m3 (blue line in Figure 5). than 3000 ppm SSC. Clean water has never volume show another mild increase (2,461 The landslide model also identified the been an issue after the stratified water – 2,594 hectares, 9.93 – 10.35 million m3). potential landslide locations. However, intake shaft installation. Figure 9 depicts

107 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Taiwan | Taiwan’s Shihmen Reservoir Restoration Framework

the water shortage probability under different water turbidity. After installation of the shaft the water shortage due to typhoon has substantially reduced to less than 3%, depending on the water level.

(2) To modify the water intake tunnel of the power plant for sediment sluicing purpose. The renovation was completed in early 2013 and functioned successfully in the two typhoons in the summer of 2013. The water intake tunnel of the power plant sits at the elevation of 173 m, close to the reservoir bottom after years of sediment deposition. Thus, the density current also flows near the tunnel inlet which makes it a good location for sediment sluicing. Figure 10 demonstrates the turbid water (red dashed area) released from the power plant water intake tunnel. The spillways release relati- Figure 8 Stratified water intake shaft during construction, completed in 2009 vely clean water at a higher water level for (Photos taken from http://wcis.pcc.gov.tw/) the dam safety purpose. The performance of the Shihmen Reservoir has substantially improved in terms of water security and sediment sluicing

Reservoir operation Table 1 expresses the sediment discharge efficiency of the facilities in different -typ hoon events. After a series of investigation, planning, construction, and renovation, sediment discharge efficiency (defined as the outflow sediment volume/inflow sediment volume) has substantially improved Figure 9 Water shortage probability after the stratified water intake shaft installation from an average of 13% (first 5 typhoons) to 36% (typhoons Sulik and Trami). The operation of the facilities is also essential to a successful sediment discharge. The determine when and where to operate the work have the following achievements, gate operations, presently, rely on the real- gates for sediment flushing purposes. including: time SSC measurement by TDR monitoring (1) Inflow sediment estimation based on system. When the density current intrudes Conclusion landslide modeling incorporating TDR into the reservoir, the first TDR SSC station The performance of the Shihmen Reservoir (Time Domain Reflectometry) and FGB will detect this. Estimating the time that has substantially improved in terms of (Fibre Gratt Grating) monitoring tech- density current requires to reach different water security and sediment sluicing. The nologies for geotechnical parameters; in facilities, the reservoir administration can projects carried out under this frame- which, a landslide model was developed to evaluate the potential landslide locations

108 | IA Water Special Taiwan | Taiwan’s Shihmen Reservoir Restoration Framework Taiwan | Taiwan’s Shihmen Reservoir Restoration Framework

for the sediment sluice tunnels. NCTU- DPWE is now collaborating with Deltares on building the 3D Shihmen Reservoir model on DELFT3D. (4) Sediment sluice tunnels locationing based on the 2D/3D modeling and TDR SSC monitoring; several locations were investigated for different sediment sizes and their performance. (5) Power plant water intake renovation for sediment sluicing. One of the two intake tunnels was renovated and completed in early 2013 for sediment sluicing operation, which has successfully discharged up to 36% of the incoming sediments in the follow-up typhoon events. This figure was only about 13% before the intake renovation. (6) Stratified water intake shaft construction for domestic use. From the previous projects, the water was found relatively Figure 10 Sediment sluicing after power plant water intake tunnel renovation (Photo taken from cleaner near the surface than deeper, http://www.wra.gov.tw) where the water can be purified by water treatment plants. The stratified water intake construction was, thus, implemented to enhance the water security. The water intake shaft was designed to discharge the surface water from different water levels at 220 m, 228 m, and 236 m. The domestic water supply has been secu- red from many typhoons since the start of its operation in 2008. The projects carried out in recent years though can revive the reservoir, slowing down the silting process and prolonging its economic life. Restoring the Shihmen Reservoir is still a long term mission for water resources management. Enlarging Table 1 Sediment discharge efficiency of the facilities in typhoon events its effective storage capacity will remain a Note: * represents occurrence of typhoons after 2013 the power plant water intake tunnel renovation challenge in the future.

Acknowledgement The authors would like to thank the Dutch and volume. The landslide model was later SSC monitoring technology was developed Government to invite NCTU-DPWE to write integrated into Deltares’s FEWS platform to do the real-time high SSC monitoring this article and participate in the 2014 in 2013. FBG monitoring instruments were which is highly accredited by the Water Dutch Water Conference on Innovations also deployed in the 2012 IJkdijk project Resources Agency (WRA) of Taiwan. The on Global Water Challenges. to measure the porewater pressure (with real-time sediment concentration moni- Jinn-Chuang Yang (1) , Chih-Ping Lin (2) , piezometers) and deformation (with IPI tored data are very fundamental to the 3D Yung-Chia Hsu (3) , Chih-Chung Chung(3)3, inclinometers). TDR monitoring system modeling, tunnel and sediment sluicing and Yin-Lung Chang3 ((3)) is also another reliable and cost-effective operations. (1)Director, Disaster Prevention and Water alternative to carry out the same work as (3) 2D/3D reservoir modeling taking Environment (DPWE) Research Center, the FBG instruments. account the sediment sluicing operations; National Chiao Tung University, Hsinchu, (2) Suspended Sediment Concentration the 2D/3D Shihmen reservoir model was Taiwan (SSC) monitoring by the TDR system; TDR developed to investigate the best locations

109 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Taiwan | Taiwan’s Shihmen Reservoir Restoration Framework

(2) Professor, Department of Civil and sediment deposition in Shihmen watershed Engineering and DPWE, National Chiao (1/3). A report of NCTU-DPWE submitted to Water Tung University, Hsinchu, Taiwan Resources Agency of Taiwan. (3) Assistant Research Fellow, DPWE, • Yang, JC, Huang, AB, Tsai, TL, and Chang, YL National Chiao Tung University, Hsinchu, (2007) A study on risk assessment of landslide and Taiwan (Corresponding to Yung-Chia Hsu: sediment deposition in Shihmen watershed (2/3). [email protected]) A report of NCTU-DPWE submitted to Water Resources Agency of Taiwan. References • Yang, JC, Huang, AB, Tsai, TL, and Chang, YL • Lin, CP, Chung, CC (2006) Improving Sediment (2008) A study on risk assessment of landslide Monitoring Technique and Establishing Pilot and sediment deposition in Shihmen watershed Monitoring Stations (1/2). A report of NCTU- (3/3). A report of NCTU-DPWE submitted to Water DPWE submitted to Water Resources Agency of Resources Agency of Taiwan. Taiwan. • Lin, CP, Chung, CC (2007) Improving Sediment Internet resources Monitoring Technique and Establishing Pilot Some photographic materials are taken from http:// Monitoring Stations (2/2). A report of NCTU- www.wra.gov.tw and http://wcis.pcc.gov.tw/ DPWE submitted to Water Resources Agency of Taiwan. More information • Lin, CP, Chung, CC (2008) Improvement of Kasper Nossent Sediment Monitoring Technique (1/2). A report of Email: [email protected] NCTU-DPWE submitted to Water Resources Agency of Taiwan. IA Taiwan • Lin, CP, Chung, CC (2009) The observation and measurement of sediment transport and the studies of application and development of density current simulation model in Shihman Reservoir (1/2). A report of NCTU-DPWE submitted to Water Resources Agency of Taiwan. • 2009 Improvement of Sediment Monitoring Technique (2/2). A report of NCTU-DPWE submitted to Water Resources Agency of Taiwan. • Lin, CP, Chung, CC, and Wu, PL (2011) Long-Term measurement of sediment transport and density current simulation in Shihman Reservoir (1/2). A report of NCTU-DPWE submitted to Water Resources Agency of Taiwan. • Lin, CP, Chung, CC, and Wu, PL (2012) Long-Term measurement of sediment transport and density current simulation in Shihman Reservoir (2/2). A report of NCTU-DPWE submitted to Water Resources Agency of Taiwan. • Lin, CP, Chung, CC, and Wu, PL (2012) Development And Establishment of River Suspended Sediment Concentration Measurement Platform. A report of NCTU-DPWE submitted to Water Resources Agency of Taiwan. • Lin, CP, Chung, CC, and Wu, YL (2013) Establishment of TDR Full Runoff Suspended Sediment Monitoring and Application of Sediment Information Platform. A report of NCTU-DPWE submitted to Water Resources Agency of Taiwan. • Yang, JC, Huang, AB, Tsai, TL, and Chang, YL (2006) A study on risk assessment of landslide

110 | IA Water Special Taiwan | Taiwan’s Shihmen Reservoir Restoration Framework China | Water Sector in China

China

Water Sector in China

Samenvatting China heeft te kampen met waterschaarste in het noorden en overvloedige regenval in het zuiden. Het land heeft de laatste jaren veel expertise en ervaring opgedaan in de uitvoering van grote hydraulische en infrastructurele werken. Dit kan niet verhinderen dat de technologische achterstand ten opzichte van ontwikkelde landen groot is. Er worden grote investeringen gedaan om deze kloof te dichten. De totale benodigde investeringen in de watersector worden geschat op 100 miljard euro in de komende tien jaar.

Inleiding Toegang tot voldoende schoon water, het terugdringen van milieu- en water verontreiniging en duurzame economische ontwikkeling vragen om concrete oplossingen in China. Dit artikel over de watersector zal ingaan op vier grote uitdagingen waar het land mee te kampen heeft: de toegang tot water, vervuiling, infrastructuur en het beleid. China heeft een technologische achterstand in vele deelsectoren. Dit artikel zal daarom ook aandacht schenken aan China’s 2050 Roadmap voor Watertechnologie.

Uitdaging 1 Waterkwantiteit De gevolgen voor milieu en samenleving door toe- Figuur 1 nemende industrialisatie en urbanisatie in China worden steeds schrijnender. Waterschaarste en milieuvervuiling hebben aanzienlijke invloed op het welzijn van de bevolking. Daarnaast spelen ook In figuur 2 is per stroomgebied de ontwikkeling in economische factoren een rol. Gebrek aan water watervoorziening weergegeven. De onbalans in de is de voornaamste rem op economische groei in toegang tot en de vraag naar water is de afgelo- Noordwest China. Ook is er een structureel water- pen decennia toegenomen. Daarnaast is er een gebrek in de groter wordende stedelijke gebieden. verschuiving zichtbaar in het gebruik van het water voor landbouw naar gebruik in industrie en stede- 46% van de totale bevolking in China woont in het lijke gebieden. Deze trends zijn zichtbaar gemaakt noordelijk deel dat te kampen heeft met waterin onderstaande figuur. schaarste. De situatie in Zuid China is omgekeerd, dit deel van het land bevat ruim 80% van alle Uitdaging 2 Waterkwaliteit waterbronnen en heeft regelmatig te maken met Recentelijk zijn de kwaliteitsstandaarden voor overstromingen door overvloedige regenval. In drinkwater verhoogd. Desondanks is het systeem het zuidelijk deel is maar 35% van het beschikbare nog onvoldoende up-to-date om deze kwaliteit te landbouwareaal van China te vinden. waarborgen. Vooral in de landelijke gebieden is de drinkwaterkwaliteit nog ondermaats en dit wordt De waterhuishouding in China is geografische veroorzaakt door vervuiling van het oppervlakte- onderverdeeld aan de hand van de grootste en grondwater in deze gebieden. De vervuiling stroomgebieden van rivieren of de ‘main river basins’. wordt onder andere veroorzaakt door het ontbre-

111 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 China | Water Sector in China

ken van (industriële) afvalwaterzuivering. Daarnaast is er een gebrek aan infrastructuur zoals riolering, zuiveringsinstallaties en slibverwerkende faciliteiten.

De waterkwaliteit in China heeft een kri- tisch punt bereikt. Figuur 4 geeft data van vervuiling over de laatste jaren weer. Hier is te zien dat de kwaliteit van het oppervlaktewater in het zuiden van China inmiddels de gemiddelde waarde van ‘matige’ kwaliteit heeft bereikt. In het noorden van China is de vervuiling dermate sterk toegenomen dat het oppervlakte water van de meeste rivieren te vervuild is voor industri- ële toepassing of zelfs menselijk contact. De ergste vervuiling is in de stroomgebieden van de Liao, Huai en Hai.

Uitdaging 3 Infrastructuur Duizenden kades, dammen en dijken Figuur 2 Waterbronnen in China langs rivieren en zeeweringen zijn slecht Bron: Ministry of Water Resources of China bulletins 1987 - 2011 gebouwd of verouderd en voldoen niet aan de veiligheidsnorm. Irrigatiesystemen zijn verouderd en kampen met grote verliezen. Bij calamiteiten zoals extreme droogte of overstromingen, zijn er weinig tot geen back-up voorzieningen. Ondanks effectieve planning en beleid in de stroomgebieden van de rivieren, ontbreekt het aan handhaving- en controlemechanismes om de verliezen en watervervuiling het hoofd te bieden.

Uitdaging 4 Beleid & beleidsstruc- tuur- Inefficiënt prijsmechanisme Omdat watervoorziening, waterzuivering en infrastructuur van oudsher taken van de overheid zijn, speelt deze in de gehele sector een grote rol. Private investeringen Figuur 3 en financiering in de meeste deelsectoren van de water en milieutechnologie zijn vanaf 2012 toegestaan. Private investeringen zien we met name in infrastructuur De zogenoemde vijfjarenplannen zijn een beleids- en kwantitatieve doelstellingen voor landbouw (irrigatie), stedelijk en belangrijke pijler voor het beleid in China. tijdens het vijfjarenplan. industrieel watergebruik en zuivering. Een Gezien de impact van water op economie, complicerende factor in hervormingen is landbouw en voedselzekerheid is het geen In de huidige prijs voor drinkwater en de grote autonomie van de provincies en verrassing dat water een van de prioriteits- waterzuivering zijn niet alle kosten verdis- steden bij de implementatie van waterbe- gebieden in het huidige vijfjarenplan is. De conteerd. De (lokale) overheid houdt de leid. Daarnaast hebben diverse ministeries Nationale overheid erkent het belang van kostprijs van diverse ‘basisbehoeften’ als te maken met de water en waterinfrastruc- grootschalige hervormingen. Het belang- water laag en wil prijsinflatie voorkomen. tuur. Regelmatig is er onduidelijkheid rijkste beleidsdocument voor de watersec- Hierdoor is echter een disbalans ontstaan over verantwoordelijkheden. Dit zorgt tor in het vijfjarenplan is het zogenoemde tussen de gevraagde en de socio-economi- voor vertragingen in de besluitvorming en ‘No. 1 Water Policy Document’. Het beleidsdo- sche prijs van drinkwater en waterzuive- uitvoering van het (lokale) waterbeleid. cument bevat een nadere uitwerking van

112 | IA Water Special China | Water Sector in China China | Water Sector in China

kilometer water van Zuid China naar de droge gebieden in het noorden wordt omgeleid. Op termijn dient op deze manier jaarlijks meer dan 40 miljard m³ water via de opleidingstrajecten (het oostelijke, het centrale en het westelijke) naar het noorden verplaatst te worden.

Op onderzoeksgebied heeft China de afgelopen jaren vooral de fundamentele mechanismes voor watervoorziening, vervuiling, sedimenten en processen in kaart gebracht. Op basis van deze theo- rieën dienen nieuwe (watermanagement) technologieën ontwikkeld worden. Om op een systematische manier te werken aan oplossingen voor de diverse vraagstukken in China, is de ‘China’s 2050 water resources development road map’ gemaakt. Deze Roadmap geeft op een duidelijke wijze de Figuur 4 Water Kwaliteit in China. status en technologische behoeften van Bron: Ministry of Water Resources of China bulletins 1987 – 2011 de watersector weer. Er is aandacht voor de gebieden waarbij een achterstand is ten opzichte van de meeste Westerse landen en wetenschappelijke en technische uitdagingen zijn nader omschreven. In de Roadmap is onderscheid gemaakt in korte, (2020), middellange termijn (2030) en lange termijn (2050) ontwikkeling. Hierbij is er aandacht voor 5 deelgebieden: • Water resources (supply) • Water environment (pollution) • Water ecology (ecology) • Water disaster (flood/drought/extreme events) • Water management (laws/regulations/ policies)

Uit deze roadmap is een lijst gedefinieerd van 16 essentiële technologieën voor onderzoeken ontwikkelingsprogramma’s. Deze lijst is in de Roadmap in meer detail uitgewerkt. Figuur 5 Waterkenniscentra in China De rol van de overheid in de gehele watersector is ook duidelijk waarneembaar ring. Hervorming van het waterprijsmecha- direct in het oog. China heeft in de laatste in onderzoek. Onder het Ministry of Water nisme hebben meer aandacht nodig. decennia een groot aantal dammen, water- Resources bevinden zich twee belangrijke reservoirs en waterkrachtcentrales aange- onderzoeksinstituten die in hun program- Technische ontwikkeling & legd. Een groot (en controversieel) project ma’s een mix hebben van fundamenteel Technologie gebieden dat momenteel wordt uitgevoerd, is het en toegepast onderzoek. De twee institu- Gelet op de technologische ontwikkeling Zuid-Noord Water Omleidingsproject. ten die vanuit dit Ministerie gefinancierd van China in de afgelopen jaren, springt de Waarbij een netwerk van drie kanalen/ worden, zijn: schaal van enorme hydraulische projecten tunnels van een totale lengte van 3.000

113 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 China | Water Sector in China

• China Institute of Water Resources and elders is geprobeerd. Er is veel financiering Hydropower Research (IWHR); beschikbaar voor toepassing en industriali- • Nanjing Hydraulic Research Institute satie van technologie. Bijvoorbeeld op het (NHRI) gebied ban ontzilting. Momenteel is veel Beide instituten hebben verschillende van de technologie van ontziltingsfacilitei- vestigingen met testopstellingen en water- ten in China afkomstig van buitenlandse loopkundige laboratoria. aanbieders. China wil dit veranderen en zelf deze technologieën onder de knie te Ook op regionaal niveau zijn er diverse krijgen. wateronderzoekscentra. Deze worden vanuit de lokale of provinciale overhe- Bronnen den gefinancierd en hebben een meer • EU SME Center, The Water Sector in China, 2013 toegepast karakter. Meer academisch en • China: Wastewater Treatment Industry - fundamenteel onderzoek vindt plaats bij Sovereign 2013 China’s Wastewater Treatment de onderzoekscentra onder de Chinese Industry Report Academy of Science. Onderstaande institu- • China Daily: China Lacks Government Support for ten zijn de belangrijkste. Desalination Programs Posted date: May 07, 2013 • Institute of Soil and Water Conservation; • Ministry of Water Resources of China bulletins • Research Center for Eco-Environmental 1987 - 2011 Sciences; • Institute of Geographic Sciences and Meer informatie Natural Resources Research; Dirk Jan Boudeling • Institute of Hydrobiology. Email: [email protected]

Een aantal excellente onderzoeksinstitu- IA China ten bij universiteiten en private laboratoria ontvangen rechtstreeks financiering vanuit de centrale overheid. Deze State Key Laboratories zijn er ook op wateronderzoek. • State Key Laboratory of Estuarine and Coastal Research; • The State Key Laboratory of Pollute Control and Resources Reuse; Waarbij de eerste genoemde nauwe samenwerking heeft met TUD, Deltares, NIOO-KNAW.

De meest toonaangevende universiteiten (onder het Ministry of Education) zijn: Hohai University dat tevens een joint research center heeft met TUD, Department of Hydraulic Engineering aan Tsinghua University, Sichuan University, Tongji University, Nanjing University en Wuhan University. De laatst genoemde werkt nauw samen met UT-ITC in Nederland.

Op het gebied van onderzoek zijn er een groot aantal thema’s gelijk aan Nederland. Zo zijn er bij NHRI ook experimenten uitgevoerd met dijkdoorbraken waarbij de dijken van sensors zijn voorzien. China is niet toonaangevend in dit onderzoek maar herhaalt regelmatig onderzoek dat

114 | IA Water Special China | Water Sector in China Zuid-Korea | Koreaanse ICT geleidt water van regen tot kraan

Zuid-Korea

Koreaanse ICT geleidt water van regen tot kraan

Samenvatting Wateroverlast in de zomer, droogte in de winter en een bevolking die het eigen drinkwater niet vertrouwd zijn enkele van de water gerelateerde problemen waar Korea mee kamt. Om problemen tijdig op te sporen, heeft Korea een aantal ICT-systemen op gezet die real-time waterkwaliteit- en kwantiteit meten. Systemen zijn overwikkeld om oppervlaktewateren, grondwater en drinkwater te monitoren en informatie beschikbaar te stellen aan instanties en aan het publiek.

Inleiding is een aantal systemen ontwikkeld, zodat zij ook Met bijna twee maal zoveel neerslag als Nederlands, real-time kunnen meekijken lijkt Korea geen tekort aan water te kunnen hebben. Maar niets is minder waar. Van de 1.450 millimeter die Structuur gemiddeld per jaar in Seoel valt, valt ongeveer de helft Kwaliteit en kwantiteit van water vallen onder in de maanden juli en augustus. Op zeer regenachtige de verantwoordelijkheid van twee verschillende dagen in deze maanden kan plaatselijk zelfs 250 ministeries. Het ministerie van milieu (MEV) is millimeter regen op een dag vallen. De wintermaanden het ministerie dat verantwoordelijk is voor beleid zijn daarentegen met 20 millimeter tot 25 millimeter per op de kwaliteit van het Koreaanse water. De Korea maand erg droog. en zet druk op de watervoorziening Environment Corporation (KECO), dat onder MEV voor onder andere de landbouw in de lente. valt, controleert of aan de opgelegde eisen en reguleringen voldaan wordt. Het National Institute of Naast droogte, veroorzaakt de onbalans in neer- Enironmental Research (NIER), dat gefinancierd wordt slag een aantal andere uitdagingen voor Korea: door MEV, doet onderzoek naar de waterkwaliteit voldoende en kwalitatief goed drinkwater voor en -vervuiling. Het ministerie van land, infrastruc- de stedelijke gebieden, overstromingen tijdens tuur en transport (MOLIT) houdt zich bezig met de heftige regenval, modderlawines tijdens de heftige kwantiteit van water door ondere andere plannen regenval, en vervuilde rivieren. op ze zetten voor de aanleg van stuwdammen. De Korea Water Corporation (K-Water), dat onder Korea is voor tweederde bedekt met bergen MOLIT valt, ontwikkelt en beheert waterbronnen en leent zich dus goed voor stuwmeren. Na de (onder andere grondwater), en bouwt en beheert Koreaanse oorlog heeft Korea een groot aantal de stuwdammen in Korea. dammen gebouw om water in stuwmeren op te vangen voor de droge periodes. Een aantal van Huidige systemen deze dammen is ook voorzien van turbines, die nu Oppervlaktewateren gezamelijk 2% van de electriciteit produceren. Korea heeft vier belangrijke rivieren en een aantal stuwmeren die van groot belang zijn voor de land- Om de kwaliteit van het water in deze stuwmeren, bouw en die de waterbedrijven voeden met water waterwegen en de grond te waarborgen, om over- voor het maken van drinkwater. Zowel kwantiteit stromingen te voorkomen en om waterbedrijven als kwaliteit zijn belangrijk. het gehele jaar van een constante watertoevoer te voorzien, heeft Korea een aantal ICT-systemen Sinds midden jaren ’60 houdt Korea waterstan- ontwikkeld en uitgerold om real-time de kwanti- den van rivieren en stuwmeren bij. Om de totale teit en kwaliteit te monitoren. Ook voor burgers hoeveelheid beschikbaar water te monitoren en mogelijk overstromingen te voorspellen, is in de

115 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Zuid-Korea | Koreaanse ICT geleidt water van regen tot kraan

loop der tijd een scala aan meetwaarden (onder andere regenval, grondwaterpeil, stroomsnelheid en watergebruik door drinkwaterbedrijven) toegevoegd. In 2002 heeft het MOLIT besloten om al deze informatie indien mogelijk real-time te gaan verzamelen.

Sinds 2005 verzamelt het Water Management Information System (WAMIS) van K-Water al deze informatie. Via de website van dit systeem (www.wamis.go.kr/ ENG/main.aspx) zijn historische data met betrekking tot rivieren, stuwmeren, grondwater, watergebruik en regenval bekijken. Watergerelateerde instanties kunnen gebruikmaken van de real-time data die WAMIS verzamelt.

Een voorbeeld hiervan is het Han River Flood Control Office(HRFCO). Deze instantie moni- tort met behulp van WAMIS het waterpeil van de Han-rivier, de rivier die door de Figuur 1 Overzicht van Water-TMS. Bron (1). hoofdstad Seoel stroomt. Ook controleert het systeem alle stroomopwaartse rivier- takken en stuwmeren die de Han-rivier voeden. Door deze data te combineren met Afvalwater van de riaal, turbiditeit, stikstof, fosfor en de de (verwachte) regenval stroomopwaarts, pH-waarde. Een data-logger maakt vijf- en probeert het HRFCO in het regenseizoen industrie en riool 60-minuten gemiddelden en stuurt deze overstromingen te voorkomen en hoge data iedere 5 minuten automatisch via een waterstanden in Seoel te voorspellen. waterzuiveringsinstal- internetverbinding naar één van de vijf KECO-controlecentra die over het land zijn Om de waterkwaliteit te controleren heeft laties moet volgens de verspreid. KECO op 69 verschillende plaatsen in de Koreaanse wet 24 uur rivieren apparatuur geïnstalleerd. Die Wanneer bepaalde grenswaarden worden meten 24 uur per dag de watertempera- per dag gemonitord overschreden of wanneer een controlecen- tuur, conductiviteit, pH, DO en TCO meten trum waarneemt dat de waarde van een en via een internetverbinding doorsturen worden via een bepaald item langzaam stijgt, dan wordt naar KECO. Stroomafwaarts van industrie de betreffende installatie gewaarschuwd, meet KECO ook de concentratie van een telemonitoringsysteem zodat deze maatregelen kan nemen. aantal zware metalen en gebruikt het daphnia, micro-organismes en algen om gemonitord worden via een telemonito- Het water telemonitoring systeem telt nu de waterkwaliteit te monitoren. Data ringsysteem. Alle waterzuiveringsbedrijven bijna 700 meetpunten, en controleert 95 van al deze meetpunten wordt real-time voor industriële complexen en rioolwa- procent van al het water dat geloosd wordt. doorgestuurd naar een centraal con- terzuiveringsinstallaties die meer dan 700 Door dit systeem is sinds 2008 de vervui- trolestatation. Wanneer grenswaarden ton water per dag lozen en afzonderlijke ling in de Koreaanse oppervlakte wateren overschreden worden of dreigen te worden bedrijven die meer dan 200 ton water lozen met ruim een derde afgenomen. overschreden, gaan er alarmen af en wordt moeten sinds 2009 hun afvalwater contro- de watertoevoer naar de drinkwaterbedrij- leren via dit systeem. Vanaf midden 2014 Grondwater ven stopgezet. moeten alle bedrijven die water lozen aan K-Water heeft een telemonitoring systeem het telemonitoringsysteem gekoppeld zijn. voor het grondwater opgezet. Waterniveau, Afvalwater temperatuur en elektrische geleiding (wat Ook afvalwater van de industrie en Alle apparatuur, die door de lozer on-site als een maat wordt gebruikt voor vervui- rioolwaterzuiveringsinstallaties moet geïnstalleerd moet worden, meet iedere 10 ling) worden iedere uur op 360 verschil- volgens de Koreaanse wet 24 uur per dag seconden automatisch organisch mate- lende plekken automatisch gemeten en

116 | IA Water Special Zuid-Korea | Koreaanse ICT geleidt water van regen tot kraan Zuid-Korea | Koreaanse ICT geleidt water van regen tot kraan

Deze worden in laboratoria onderzocht op 67 verschillende mogelijke vervuilingen. De resultaten worden ingevoerd in GIMS.

Ook het Ministerie van landbouw, voedsel en plattelandszaken (MAFRA) voedt GIMS met data. MAFRA meet op 127 plekken de hoeveelheid zeewater dat het grondwater insijpeld.

Alle data die in GMIS staan, zijn via een webapplicatie (www.gmis.go.kr) te bekijken. Voor een voorbeeld, zie figuur 2

Informatie voor burgers Ondanks dat het Koreaanse kraanwater aan strenge regels voldoet, drinkt slechts twee Figuur 2 GIMS toont grondwatertemperatuur in de webapplicatie. Bron (8). procent van de Koreanen water rechtstreeks uit de kraan. Ruim tachtig procent van de Koreanen kookt het kraanwater of gebruikt een filter voordat ze het water drinken. De reden is dat men het water gewoonweg niet vertrouwd. Voor deze bezorgde burgers is een aantal websites ontwikkeld waar zowel real-time als historische data over waterkwaliteit opvraagd kan worden.

Via de website van de National Waterworks Information System van KECO (www.waternow. go.kr) kunnen burgers informatie over het drinkwater opvragen. Naast allerlei ach- tergrond informatie over hoe drinkwater wordt gezuiverd en hoe water uiteindelijk bij de mensen thuis komt, is per waterreservoir, zuiveringsinstallatie en verdeel- station te zien wat de kwaliteit is. Recent gemeten pH-waardes, turbiditeit, hoeveelheid chloor die na zuivering is achtergeble- ven is in het water en de algemene status worden in een tabel getoond. Zie figuur 3.

De website van het Korea Real-time Water Quality Information System laat de kwaliteit van het water in de vier Koreaanse riviersystemen zien. Recente meetwaarden van Figuur 3 Overzicht van de drinkwaterkwaliteit in één van de wijken in Seoel. Bron (5). 68 verschillende sites zijn te vinden op de website. De moeilijk begrijpbare cijfers zijn omgezet in makkelijk te begrijpen kleuren. Zie figuur 4. doorgestuurd naar het Integrated Ground mogelijke vervuiling, zoals industriële Water Information System (GIMS). complexen en gesloten mijnen. Deze Smart Water Grid controle op de bijna 2.200 plekken vindt De Smart Water Grid Research Group (SWG) KECO houdt de kwaliteit van het grond- niet automatisch plaats. Vier keer per jaar onder MOLIT werkt aan de toekomst van water bij in de buurt van bronnen van worden op iedere site monsters genomen. het Koreaanse water: een smart water grid.

117 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Zuid-Korea | Koreaanse ICT geleidt water van regen tot kraan

7. River Management GIS, RIMGIS, http://www. river.go.kr/index.aspx (alleen Koreaans) 8. Integrated Ground Water Information System, (GIMS), http://www.gims.go.kr/igis/MapView. aspx?RegnCode=2900000000 9. Han River Flood Control Office, HRFCO, http:// www.hrfco.go.kr/html/eng/eng_main.jsp 10. Ministerie van milieu, MEV, http://eng.me.go.kr/ eng/web/main.do 11. Ministerie van Land, Infrastructuur en Transport, MOLIT, http://english.molit.go.kr/intro.do 12. Water TMS, www.watertms.or.kr 13. Smart Water Grid Research Group, http://www. swg.re.kr/index_e.htm

Meer informatie Peter Wijlhuizen Email: [email protected]

IA Zuid Korea

Figuur 4. Waterkwaliteit in de vier Koreaanse riviersystemen. Rood – uitstekend; groen – goed; geel – okay; oranje – slecht; rood – heel slecht; grijs – geen data; zwart – gestopt. Bron (4)

Voor dit “grid” moet alle watergerelateerde Bronnen en meer informatie informatie real-time in een systeem verza- 1. Korea Environment Corporation, KECO, http:// meld worden. Waterzuiveringsinstallaties www.keco.or.kr/en/main/index.do moeten energie efficienter worden. 2. Korea Water Corporation, K-Water, http:// Waterleidingen en riolen moeten ook english.kwater.or.kr/ automatisch geïnspecteerd worden om 3. National Institute of Environmental Research, (mogelijke) pijpbreuken in een vroeg NIER, http://www.nier.go.kr/eric/portal/eng stadium te detecteren. Met dit project, 4. Korea Real-time Water Quality Information wil Korea het aantal problemen in het System, http://www.koreawqi.go.kr/index_web. waterdistributiesysteem met de helft terug jsp brengen, tien procent energie besparen op 5. National Waterworks Information System, NWIS, het gehele watersysteem en de onder- http://www.waternow.go.kr/ (Alleen Koreaans) houdskosten met twintig procent terug 6. Water Management Information System, brengen. WAMIS, http://www.wamis.go.kr/ENG/main.aspx

118 | IA Water Special Zuid-Korea | Koreaanse ICT geleidt water van regen tot kraan Zuid-Korea | Korea’s Smart Water Grid and hybrid desalination technology

Korea’s Smart Water Grid and hybrid desalination technology

Summary According to a Korea survey on drinking water in 2012, only two percent of the respondents drank tap water without further treatment. Over 80 percent answered that they treated tap water by boiling or purifying it before drinking. About 10 percent of the people surveyed only drank bottled water. Even though tap water passes the 155 water quality inspection items that WHO recommended, vague anxiety over health issues topped the reasons for not drinking tap water. To dispel worries, the Korean government provides a service that government official visits a house and checks the water quality based on request. Nevertheless, the concern has not been eased and it is causing considerable economic and environmental loss. As the drinking water case shows, water related issues are sensitive and complicated. Therefore, the Korean government and research institutes put lots of effort not only to satisfy the nation but also to become a global leading country in water technology.

Details tion water management system. It uses advanced In the past, Korean water policy was mainly information and communication technologies focusing on the water and sewage system due to to overcome the limitations of existing water its industry structure. However, recently occurred resource management systems. abnormal floods and drought triggered the need As a total water management system, the Smart of integrated watershed development. The Korean Water Grid is designed to: water industry turned their eyes on the high- • make use of water sources including rainwater, value-added market items, such as membrane and ground water and seawater; intelligent water management systems combining • distribute, manage and transport water IT with the existing system. The government is also efficiently to ease the imbalance of water active in fostering the water industry and has incre- resources; ased R&D investment in development of core water • monitor the stability of water resource networks treatment technology and fundamental technolo- in real time by using an advanced sensor gy and restoration of healthy aquatic ecology. The network; government R&D budget in water will be doubled to 95 million Euros by 2017 in collaboration with different ministries.

The Smart Water Grid In July 2012 the Smart Water Grid (SWG) Research Group was launched under the Ministry of Land, Infrastructure and Transport (MOLIT) of Korea. The Smart Water Grid is a high-efficiency next-genera-

Only 2 percent drinks tap

water without further Figure 1 The background of Smart Water Grid treatment

119 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Zuid-Korea | Korea’s Smart Water Grid and hybrid desalination technology

The Smart Water Grid is a high-efficiency next-generation water management system that uses advanced information and communication technologies to overcome the limitations of those

water resource Figure 2 Distribution system of Smart Water Gird management systems.

• distribute and carry clean water to the water resource networks. With a combination of information and communication technologies and water resource management systems, this intelligent water management system helps ease the regional and temporal imbalance of water resources. By accurately controlling water demand and supply on a real-time basis through a two-way water resource information network, it allows relevant information to be exchanged in real time. See figure 1.

The SWG is a four-year project with 250 people and an investment of about 20 million euros by 2016. It is expected to consi- Figure 3 FO-RO hybrid desalination technology by KIMM derably stabilize the water supply. A highly efficient water management system will greatly help reducing operational energy, while enhancing the efficiency of water grid and water quality should be stable. It nation technology that is a combination of resource use. See figure 2 for the details of will be achieved by improving reliability forward osmosis (FO) and reverse osmosis distribution systems. of the monitoring system and its data. The (RO). See figure 3. The advantage of this It is aiming to achieve security attain- effective management solution can be hybrid technology is that it can significant- ment, safety attainment and find effective completed by a low energy, high-efficiency, ly reduce the energy consumption. management solution. To attain water intelligent water resources design and Osmosis is a spontaneous process in which security, the SWG will ensure stable water management. water is transported through a semi-per- resource and minimize the gap between meable membrane due to a difference in rural and urban area. One of the goals is Forward osmosis (FO) - Reverse chemical potential between two solutions. to increase as much as thirty percent of osmosis (RO) Hybrid Desalination Water will naturally diffuse through the the water self-sufficiency ratio in cities. Technology membrane from the solution with the The current ratio of Seoul is 5.9 percent. The Korea Institute of Machinery & lower concentration to the solution with To attain water safety, the water supply Materials (KIMM) developed a new desali- the higher concentration.

120 | IA Water Special Zuid-Korea | Korea’s Smart Water Grid and hybrid desalination technology Zuid-Korea | Korea’s Smart Water Grid and hybrid desalination technology

The hybrid technology has two steps. The Sources first step is Forward osmosis (FO). Seawater • Smart Water Grid Research Group - http://www. is on one side of the membrane and a draw swg.re.kr/index_e.htm solution, a MgSO4 solution, with a higher • Korea Institute of Machinery and Materials - concentration than seawater, will be on http://www.kimm.re.kr/english/html/index.php the other side of the membrane. Water will • Smart Water Grid, LEOTEK - http://www.leotek. move from the seawater side to the draw co.kr/business/water-managing-business/ solution side by the difference in chemical smart-water-grid/ potential. The diluted draw solution goes • Business Korea - http://www.businesskorea.co.kr/ into the second step. article/2679/ The second step is Reverse osmosis (RO). new-seawater-desalination-technology-kimm- This process is used to get fresh water from develops-advanced-energy-saving-seawater the diluted draw solution. High pressure is • What’s the future for forward osmosis? – Bennett applied to the diluted draw solution side http://workingwithwater.filtsep.com/view/35723/ to overcome the osmotic pressure. It will what-s-the-future-for-forward-osmosis/ drive water from the diluted draw solution • Water Expo & Conference Korea: http://www. side through the membrane to the fresh waterexpo.co.kr/eng/ water side. More information KIMM had a pilot test at Korea Maritime Yewon Cha University in Busan with a plant that Email: [email protected] produces 20 ton of fresh water per day. It showed that this new process can save IA Zuid-Korea about 20 percent of energy compared to the existing RO process, consuming 4 kWh to 10 kWh to produce one ton of fresh water. It will allow the fresh water production cost to be lower than 0.65 Euros per ton. The FO-RO hybrid process can also be utilized for the treatment of sewage and super high-salinity waste water. The research team is working on the expanded application of the pilot plant to commercial plants. It is planning to set up a demonstration plant in 2015.

121 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Verenigde Staten en Canada | Waterverontreiniging in de VS

Verenigde Staten en Canada

Waterverontreiniging in de VS

De recente verontreiniging van een rivier (en het voorziening van honderdduizenden inwoners in omliggende woongebied van 300.000 mensen) in West de omliggende gemeenschappen van het rurale Virginia door chemicaliën die gebruikt worden in de gebied. steenkoolwinning zet de groeiende problematiek van waterverontreiniging in de VS in de schijnwerpers. Niet Veel van de steenkool in West Virginia wordt met alleen industriële lozingen, ook agrarische afvloei en de de zogenaamde ‘mountaintop-removal mining’ metho- toename van farmaceutische middelen (medicijnen en de gewonnen. Het mijnbouwbedrijf blaast de top cosmetica) in het afvalwater zorgen voor gezondheidsri- van de berg op om de steenkool te bereiken. Het sico’s. In veel landen waaronder Nederland is dit een overgebleven materiaal wordt in een nabijgelegen probleem. Conventionele waterzuiveringsmethoden vallei gedumpt. In gebieden waar deze mijnbouw kunnen bijvoorbeeld farmaceutische middelen niet veel plaatsvindt wordt al jaren een toename van verwijderen. Er is zelfs (nog) geen regelgeving die het gezondheidsproblemen waargenomen. Die groei monitoren van verontreinigingen en de verwijdering wordt toegeschreven aan deze praktijken. ervan verplicht stelt. Veelbelovende oplossingen voor het Dergelijke chemische verontreiningen zijn vaker probleem staan nog aan het begin van de testfase, maar voorgekomen in de VS. Tot voor kort injecteerden er wordt aan gewerkt. mijnbouwbedrijven hun chemisch afval direct in de grond of in verlaten mijnen, waar het makkelijk Introductie het grondwater kon bereiken. West Virginia is na De lozing van 4-methyl cyclohexaan methanol Mississippi de staat met het laagste inkomen per (MCHM, dat gebruikt wordt in de kolenindustrie) capita in de VS en is afhankelijk van de steenkool in de Elk River, West Virginia, in januari 2014 en chemische industrie. De oorzaak en verant- onderstreept het gevaar van waterverontreiniging woordelijkheid van de recente lozing wordt nog in de Verenigde Staten. De chemicaliën kwamen onderzocht maar de vervuiling zet een groeiend terecht in het grondwater, bron voor de waterprobleem in de schijnwerpers. Bewoners in deze

Figuur 1 De Elk River na de lozing in januari 2014. [Bron: http://www.courier-journal.com/article/20140114/ NEWS01/301140043/River-intakes-stay-open]

122 | IA Water Special Verenigde Staten en Canada | Waterverontreiniging in de VS Verenigde Staten en Canada | Waterverontreiniging in de VS

Daarnaast onderzochten wetenschappers aan Oregon State University, de University Onderzoekers van of Washington en McGill University in lokale waterbronnen naar bewijs van ille- Carnegie Mellon gaal drugsgebruik. Op 4 maart 2008 verza- University hebben een melden zij watermonsters in 96 stedelijke gebieden (die samen 65% van de bevolking set van moleculen van Oregon bevatten) om te testen op de aanwezigheid van methamphetamine, ontwikkeld die cocaïne en ecstasy. Verbazingwekkend werd in elke stad methamphetamine endocriene gevonden. Momenteel wordt dergelijk ontregelaars kunnen onderzoek niet voor anticriminele doelein- den gebruikt, maar de onderzoekers gaven afbreken Figuur 2 Farmaceutische middelen aan dat dergelijke metingen ook gebruikt komen in het water terecht via urine of kunnen worden om drugsgebruik in indi- omdat ze opzettelijk door het toilet worden vuele huizen op te sporen. blemen bij vissen en mosselen vanwege gespoeld. [Bron: Wikipedia] antidepressiva. Op mensen zouden er Ander verbindingen die in het water kun- gevolgen kunnen zijn voor de voorplan- nen worden aangetroffen zijn cafeïne, anti- ting, hormoon-ontregelingen, antibiotica- epilepsie medicijnen, cholesterolverlagers, resistentie en onvoorziene synergistische rurale gebieden beklagen zich al jaren en geurstoffen. Wanneer deze (genees) effecten. over de kwaliteit van hun beekjes en het middelen worden uitgeplast door mensen kraanwater (kleur, geur en smaak). Velen en dieren (of met opzet worden geloosd Het gebruik van medicijnen neemt toe hebben hun lokale grondwaterbronnen of door het toilet gespoeld, bijvoorbeeld door de toename van het aantal nieuwe moeten verruilen voor een aansluiting op omdat ze over datum zijn) komen ze in het medicijnen en doordat steeds meer het stedelijke watersysteem. Dit systeem afvalwater en de riolering terecht, waarna mensen de beschikking krijgen over is tijdens deze laatste verontreiniging ze niet meer worden verwijderd. Er zijn geneesmiddelen. Conventionele afvalwa- ook zodanig vervuild geraakt dat 300.000 momenteel geen federale of lokale stan- terbehandeling verwijdert gelukkig wel mensen gezegd is dat ze enkele weken lang daarden of monitoringseisen voor PPCP’s enkele medicijnresten, zoals ibuprofen en geen kraanwater mochten gebruiken voor in het water. naproxen (beide pijnstillers), maar doet wassen, koken of drinken. dat niet voor andere zoals carbamazepine Er is vooralsnog onvoldoende onderzoek (een anti-epilepticum) en diclofenac (een Een groeiend probleem gedaan naar de levensduur van deze pijnstiller). Echter, wanneer deze middelen Het drinkwater in de VS is mogelijk geneesmiddelen in het water of hun toevallig wel worden verwijderd en in de verontreinigd met een grote reeks van effecten over langere perioden op mensen, overgebleven slurrie terechtkomen, kunnen ‘pharmaceutical and personal care products’ (of dieren en het ecosystem. Er zijn echter wel ze uiteindelijk via kunstmest weer in het PPCP’s), door de overheid gedefinieerd als aanwijzingen dat er gevolgen zijn in dieren ecosysteem vrijkomen. Wanneer bleek- alle producten gebruikt door individuen zoals het aannemen van vrouwelijke ken- middel wordt gebruikt om bacteriën en voor de persoonlijke gezondheid of om merken door mannelijke vissen vanwege andere pathogenen te verwijderen, wat in cosmetische redenen, of gebruikt door anticonceptiva in het water, gedragsveran- de VS het geval is, worden acetaminophen landbouwbedrijven voor het vergroten deringen bij vissen en voortplantingspro- (paracetamol), codeïne (in hoestdrank) en van de groei of gezondheid van het vee en sulfathiazole (een antibioticum) afgebro- pluimvee. Veelvoorkomende voorbeelden ken of verwijderd. zijn: residuën van anitconceptiemiddelen en andere hormonen, antidepressiva, De Amerikaanse Environmental Protection pijnstillers, antibiotica voor mensen, Agency heeft tien farmaceutische middelen vee en pluimvee, bloeddrukmedicijnen, (één antibioticum en negen hormonen) hartmedicijnen, shampoos, et cetera. Een aan de lijst van potentiële schadelijke onderzoek van het U.S. Geological Survey stoffen toegevoegd, waar meer onderzoek vond in 1999 en 2000 significante hoeveel- naar moet worden gedaan. Het Europese heden van één of meerdere medicijnen in parlement heeft twaalf nieuwe middelen 80 procent van de watermonsters uit 139 aan haar lijst toegevoegd, waaronder twee beken in 30 staten. Figuur 3 Anticonceptiva. [Bron: Wikipedia] hormonen (17 alpha-ethinylestradiol (EE2) and 17 beta-estradiol (E2), synthetische

123 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Verenigde Staten en Canada | Waterverontreiniging in de VS

bij de streefdoses was er schade tijdens msnbc.com/melissa-harris-perry/ de ontwikkeling van de embryo’s. Bij true-costs-west-virginia-coal-keep-rising verhoogde doses en bij enkele structuren • “Drugs in the water”, Harvard health Letter, juni van de TAML-activators was dat echter 2011: http://www.health.harvard.edu/newslet- wel het geval. De onderzoekers hebben ters/Harvard_Health_Letter/2011/June/ uiteindelijk enkele kandidaatmoleculen drugs-in-the-water overgehouden voor verdere studie en • “New chemicals, drugs added to EU water ontwikkeling. pollution watch list”, EurActiv.com, juli 2013: http://www.euractiv.com/health/ De testen met de zebravisjes vormen het new-chemicals-pharmaceuticals-ad-news-529073 figuur 4 Een zebravisje embryo is vierde onderdeel van een (Five-) ‘Tiered • “Fighting Drugs In Drinking Water”, Clean Water doorzichtig. Protocol for Endocrine Disruption’ (TiPED) Action, 2008: http://www.cleanwateraction.org/ [Bron: http://www.fishforpharma.com/ why-zebrafish-17] systeem dat door 24 onderzoekers, waaron- programinitiative/fighting-drugs-drinking-water der Collins, is ontwikkeld om te bepalen of • “External Medicine: Discarded Drugs May een chemische stof endocriene ontrege- Contaminate 40 Million Americans’ Drinking lingsactiviteit vertoont. Alle onderzoeken Water”, Scientific American, september 2011: oestrogeen in anticonceptiva) en de tonen aan dat de TAML-moleculen nog http://www.scientificamerican.com/article/ diclofenac. steeds goede potentiële kandidaten zijn pharmaceuticals-in-the-water/ voor waterbehandeling. • “Mapping Drug Use by Testing Sewer Water”, Endocriene ontregelaars Schneier on Security, juli 2009: https://www. Onderzoekers van Carnegie Mellon Conlusies schneier.com/blog/archives/2009/07/ University hebben een set van moleculen Verontreiniging door PPCP’s in het water mapping_drug_us.html ontwikkeld die endocriene ontregelaars is een steeds groter wordend probleem. Er • Environmental Protection Agency, PPCP: http:// kunnen afbreken. Voorbeelden van is nog geen wetgeving in de VS (of Europa) www.epa.gov/ppcp/ endocriene ontregelaars zijn synthe- voor het standaard monitoren van het • “Drugs Are in the Water. Does It Matter?”, NY tische en natuurlijke hormonen zoals voorkomen van de langetermijneffecten Times, april 2007: http://www.nytimes. ethinylestradiol in anticonceptiepil- van deze stoffen op mensen en het ecosy- com/2007/04/03/science/earth/03water. len. Nieuw onderzoek bewijst dat deze steem. Er is meer onderzoek nodig. Wel html?pagewanted=all stoffen gemakkelijk afgebroken kunnen zijn al enkele stoffen, waaronder endo- • Tiered Protocol for Endocrine Disruption: http:// worden. De actieve stoffen zelf hebben criene ontregelaars, op de ‘Watch Lists’ van www.tipedinfo.com/ niet dezelfde schadelijke werking op vis- de VS en de EU gezet. Deze stoffen zouden • TAML® Activators: http://www.chem.cmu.edu/ sen. Dit is bewezen op zebravis embryo’s verantwoordelijk zijn voor het vrouwelijk groups/Collins/about/about.html in ontwikkeling. De moleculen worden worden van mannelijke vissen in stromen • Dr. Terry Collins, Carnegie Mellon University: TAML® activators genoemd en zijn ontwik- en rivieren en voor voortplantingsproble- http://www.chem.cmu.edu/groups/Collins/ keld door Dr. Terry Collins. men. Ook andere medicaties en cosmeti- about/members/collins.html sche stoffen kunnen voor grote gezond- Dierproeven met endocriene ontrege- heidsproblemen zorgen. Onderzoek aan de Meer informatie laars tonen aan dat deze stoffen betrok- Carnegie Mellon University geeft hoop dat Karin Louzada ken kunnen zijn bij een aantal moderne er in de toekomst mogelijkheden zijn om Email: [email protected] (gezondheids)problematiek epidemiën deze stoffen onschadelijk te maken, maar zoals enkele vormen van kanker, leer- er is nog een lange weg te gaan. IA-Verenigde Staten problemen, obesitas en immuniteits- en voortplantingsproblemen. Het onderzoek Bronnen toont aan dat de TAML’s, in combinatie • “West Virginia Chemical Spill Exposes a New Risk met waterstofperoxide, gemakkelijk en to Water From Coal”, Wunderground.com, effectief steroïde hormonen, waaronder januari 2014: http://www.wunderground.com/ ethinylestradiol, uit water in één behande- news/ ling kunnen verwijderen. west-virginia-chemical-spill-exposes-new-risk- water-coal-20140118 De onderzoekers stelden de zebravisem- • “Coal mining’s long legacy of water pollution in bryo’s bloot aan zeven verschillende West Virginia”, Aljazeera America, januari 2014: TAML-activators. Het buitenste membraan http://america.aljazeera.com/articles/2014/1/13/ van de visjes, de chorion, was verwijderd coal-pollution-miningwestvirginiamassey.html om hun gevoeligheid voor chemicaliën te • “The true costs of mining coal in West Virginia vergroten. De resultaten waren positief: keep rising”, MSNBS, februari 2014: http://www.

124 | IA Water Special Verenigde Staten en Canada | Waterverontreiniging in de VS Verenigde Staten en Canada | Studeer water in Colorado

Studeer water in Colorado

Samenvatting Nederland staat op de wereldkaart bovenaan als het om water gaat. “Water” studeren in Nederland is daardoor natuurlijk zeer aantrekkelijk en excellent. Niet iedereen kan in Nederland studeren. Gelukkig zijn er goede alternatieven elders in de wereld, zoals in de VS in de staat Colorado.

Een nationaal onderzoek naar duurzaamheids- Colorado staat dus voor verschillende ecologische inspanningen op universiteiten en hogescholen uitdagingen. Colorado State University doet er dan in de VS, heeftColorado State University (CSU) ook alles aan om zo duurzaam mogelijk met de onlangs de hoogste “STARS”-score ooit toege- beschikbare schaarse middelen om te gaan. kend. STARS staat voor “Sustainability Tracking, Assessment & Reporting System”. Colorado State Meer dan 75 procent van CSU’s onderzoekers houdt University is internationaal bekend om zijn groene zich bezig met aan duurzaamheid gerelateerd initiatieven en schone-energie-onderzoek met onderzoek. Van de 2633 cursussen die CSU biedt, inbegrip van alternatieve brandstoffen, schone hebben er 794 een duurzaamheidsthema. Tachtig motoren, zonne-energie, “slimme” grid-techno- procent van de CSU studenten beweegt zich over logie, de waterhuishouding, en atmosferische de campus met een fiets. Tevens is Colorado State toezichts-en volgsystemen op basis van satellieten. trotse eigenaar van een enorm zonnepaneel. De 5,3 Ook staat CSU bekend om zijn inspanningen voor megawatt, 30 hectare, met 23.000-panelen uitge- duurzaamheid op de campus en in het buitenland. ruste zonne-fabriek is gevestigd op CSU Foothills Campus. Colorado is een dunbevolkte staat met een zeer uiteenlopend landschap. Het is de enige staat Ook op watergebied heeft CSU steeds meer te in Amerika die in zijn geheel boven de 1000 bieden: meter ligt. In het westen bevinden zich de Rocky Mountains met als hoogste piek Mount Elbert, Het Urban Water Center bij de afdeling civiele met 4401 meter de hoogste berg van de Rocky techniek werd in 1999 opgericht om het onderwijs Mountains. Het oosten van de staat is vlak. De jaar- en onderzoek op het gebied van stedelijk waterbe- lijkse neerslag is hier met gemiddeld 300 tot 460 heer te bevorderen. mm per jaar laag. Er wordt in het algemeen niet geïrrigeerd voor de landbouw en de nederzettingen De missie van het Colorado Water Instituut (CWI) hebben een watertoren en een graansilo. Colorado , een filiaal van de Colorado State University, is om is een droge staat. De zon schijnt zo’n 300 dagen de water expertise van het hoger onderwijs aan te per jaar en de meeste neerslag valt als sneeuw. laten sluiten op de veranderende waterzorgen en –problemen van alle Colorado-burgers.

Het CSU Water Center fungeert als coördinatie- punt om water gerelateerd onderzoek, onderwijs en outreach te verbeteren. CSU biedt een van de meest water’rijke’ onderzoeks-en educatieve instellingen ter wereld. Er worden meer dan 150 watergerelateerde cursussen op bachelor en afstu- deerniveau aangeboden. Ruim 100 docenten focussen zich binnen hun discipline op watervraagstuk- ken en -problemen . Ook houden CSU docenten zich bezig met het oplossen van de watervoorraden problemen over de hele wereld .

Bron: Wikipedia Onlangs is CSU ook begonnen met een online Masters-studie in Water Resources Engineering

125 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Verenigde Staten en Canada | Studeer water in Colorado

die opleidt tot een Masters in Engineering of een Masters in Science (in Civil Engineering).

Tevens heeft CSU speciale programma’s gericht op Afrika: The African Ecosystems and Societies Program (AESoP) doet onderzoek naar de relatie tussen het behoud van biodiversiteit, ecosystemen en menselijk welzijn in Afrika. Zij zoeken naar oplossingen voor milieuproblemen door het uitvoeren van vraag- en probleemgestuurd onderzoek.

Het Center for the Advancement of Sustainable Enterprise (CASE) heeft post-graduate MBA-programma’s op Afrika gericht.

Bronnen • http://green.colostate.edu/stars-2014.aspx • http://www.green.colostate.edu/water-resources. aspx • http://watercenter.colostate.edu/ • http://www.online.colostate.edu/degrees/ civil-engineering/water-resources-engineering. dot • http://biz.colostate.edu/CASE/Programs/Pages/ sembaa.aspx

Meer informatie Gerda Camara Email: [email protected]

IA Verenigde Staten

126 | IA Water Special Verenigde Staten en Canada | Studeer water in Colorado Verenigde Staten en Canada | Big Data and the Future of Water Management

Big Data and the Future of Water Management

The ubiquitous growth of data provides value ner, e.g., in a map, huge efficiencies can Silicon Valley has looked into Big Data in almost every domain of society and the be gained. Big Data analytics could add technologies to conserve water in the water domain is not an exception. From predictive models to finally look through region. A one-year pilot was started to preventing man-made disasters like the car’s front window so that main- deliver a Software as a Service (SaaS) tool overflowing rivers containing toxic waste, to tenance at the right time and place for to residents to empower them with the natural flooding, to raising public awareness further optimizing the balance between capabilities to crunch data and provide in water conservation and minimizing the performance and reliability. They may themselves and others with feedback and impacts of drought in arid regions. Finally, also prevent man-made disasters, such as tips for cutting their water consumption. simply saving costs by improving the sudden drops in water quality, which may The pilot was funded by the California reliability of a city’s public water works has not be detected until after they are repor- Water Foundation and its basis had tremendous value. All of these goals are ted in the media or after the outbreak of a its origin from an independent study possible with the effective use of Big Data contagious disease. that shows when participants received technologies. This article will show what big information about comparing water data can do, not only by a short analysis of The role model sewer system in consumption to neighborhood avera- Big Data in the water utilities, but also by South Bend, Indiana ges, their usage would decrease by 5% illustrating the value of big data with The city of South Bend in Indiana was on average. This effort is part of a whole real-life examples in the US. facing enormous (political?) pres- package to reduce the water usage by sure, under punishment of huge fines, 20% statewide. Another company (Leak Big Water to address federal requirements to Defense) has developed a water leakage Sensor and monitoring systems are cur- improve the city’s water systems. Past device for consumers similar to a smoke rently providing water utility companies improvements of the water systems detector. The device is installed at the with large amounts of near real-time did not succeed and the city wanted to central intake pipe of a residential home flows of data. However, this flow of data know whether there were other ways to detect the inflow of water. Whenever does not comprise Big Data yet. Big Data to optimize the current water system there are irregularities, like a running toi- encompasses much more. To illustrate without merely adding bigger and more let, the device can alert the homeowner this fact, consider operational data pipes. Thus the city started using IBM’s from a distance with its Wi-Fi connection. derived from sensors from valves and Intelligent Operations in 2012 to mitigate water pumps, which be seen in monitors sewer overflows. This project’s integra- Storm Flood Map at any given time, but the data from these tion of hundreds of sensors was unique When hurricane season approaches, supervisory control and data acquisition in the world and many (smart cities) are many crisis managers, policy makers and (SCADA) systems mainly focus on what now looking to South Bend, Indiana citizens could use a tool that would allow is happening now or what has happened as an example for improving their own them to receive an advanced warning in the past. This situation would be like sewer systems (see figure 1). The results and detailed information about the relying on your rearview mirror to drive of the system have been remarkable: the impact and extent of possible storm a car; not very effective if the route has system has saved roughly $100 million by surge flooding, the greatest threat when unexpected curves ahead. Fortunately, not having to enlarge the sewers pipeline it comes to vulnerable coastal areas. The these SCADA systems could potentially infrastructure and saved around $60 National Hurricane Center (NHC) aims tell much more: they could improve the million in fines with better insights that to offer this tool and launch the Storm network’s efficiency, energy use and even prevented waste water overflows in rivers. Flood Map in 2014 (see figure 2). Within conditions that can affect their relia- 60 minutes of a hurricane warning, the bility and maintenance requirements, Water conservation in California new interactive map will provide detailed especially when combined with data from In large agricultural areas such as in graphics of land and river systems, water elsewhere in the infrastructure itself or California, rainfall and water are extre- infrastructure and flooding information. from outside the water system (such as mely important as the area is known The public and first responders never consumer use and weather data). Big for drought. These drought conditions have had this type of critical information Data analytical platforms could do just not only affect agricultural businesses, before and it could potentially help save that. Sometimes by simply storing and but also the citizens and thereby the lives. The NHC plans to further develop viewing the data in a user friendly man- other related businesses in the area. the tool and is working towards imple-

127 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Verenigde Staten en Canada | Big Data and the Future of Water Management

Figure 1 - South Bend, Indiana - Combined Sewer Overflow system (source: IBM Intelligent Operations, 2013)

Figure 2 - Storm Flood Map (source National Hurricane Center, 2014) mentation by embedding it in Google Sources uploads/1389391749-Watersmart_evaluation_ Maps. • McKinsey 2011. Big data: The next frontier for report_FINAL_12-12-13(00238356).pdf; innovation, competition, and productivity; • Marshall et al. April 2014. Storm Surge Maps. The future of Big Data • Neemann et al. 2013. Manager to Manager -- Retrieved from gcn.com/blogs/emerging- As the American examples above show, Will Data Analytics Change the Way We Deliver tech/2014/04/storm-surge-maps.aspx. Big Data can provide various ways of Water? American Water Works Association; achieving better water management, • IBM April 2014. IBM Intelligent Water. Retrieved More information: more adequate crisis management and from www-03.ibm.com/software/products/nl/ Cy Cheung and Martijn Nuijten even encouraging lower overall water intelligentwater/; Email: [email protected] consumption. These goals can be reached • East Bay Municipal Utility District’s 2013. Get a by an effective use of data that is often grip on that drip! Retrieved from www.ebmud. IA Verenigde Staten already in place and available. The future com/water-and-wastewater/water-conservati- of Big Water is looking bright indeed. To on/get-grip-drip; learn more about the different science • Mitchell et al. Dec 2013. Evaluation of East Bay and application domains of Big Data in Municipal Utility District’s Pilot of WaterSmart the US, please contact the Netherlands Home Water Reports. M.Cubed. Report URL: Office for Science and Technology. californiawaterfoundation.org/

128 | IA Water Special Verenigde Staten en Canada | Big Data and the Future of Water Management Verenigde Staten en Canada | Geen leven zonder ultra puur water?

Geen leven zonder ultra puur water?

Introductie en kan tot 99,99999975 procent zuiver geprodu- Geen leven zonder water en geen smartphones ceerd worden. Vrijwel iedere waferfabriek heeft zonder ultra puur water, zoveel is duidelijk. De een aparte fabriek om UPW te produceren, vaak halfgeleiderindustrie is voor de productie van uitbesteed aan gespecialiseerde bedrijven. microchips en wafers met toepassingen over de hele breedte van de moderne maatschappij, afhan- De industriële productie van UPW is een complex kelijk van de beschikbaarheid van ultra puur water. proces met meer stappen. Het omvat de verwijdering van zwevende, vaste deeltjes, anorgani- De Amerikaanse halfgeleiderindustrie is sinds sche stoffen, mineralen, organische moleculen, het ontstaan zo’n vijftig jaar geleden nog steeds opgeloste gassen en - een steeds groter probleem - wereldleider in de productie van halfgeleiders micro-organismen, inclusief biologische molecu- (wafers) en alle hoog technologische toepas- len. Water wordt behandeld met een combinatie singen. Van de ongeveer US$ 300 miljard omzet van “gewone” zuiveringstechnieken, zoals filtratie, per jaar wereldwijd wordt ca. US$ 150 miljard in tot hyper-filtratie, omgekeerde osmose, actieve de VS gerealiseerd. De wereldwijde markten voor kool, UV-behandeling, hitte, ozonisatie, water- de toepassingen en aanverwante services hebben stofperoxide en combinaties van verschillende een omvang van respectievelijk ongeveer US$ 1,5 technologieën en chemische processen die de biljoen en US$ 5 biljoen, samen goed voor ca 10 verontreinigingen zo grondig als mogelijk moeten procent van het wereldwijde BNP. De industrie verwijderen. Bijvoorbeeld wordt voor de verwij- kent grote spelers als Intel, Texas Instruments dering van bacteriën gebruik gemaakt van UV254 en IBM in de VS, STMicroelectronics en NXP in licht en ozonisatie ook al in de voorbehandeling Europa, Samsung en NEC in Azië. Een investering om microbiële verontreiniging te voorkomen. Dit in een nieuwe waferfabriek ligt in de ordegrootte moet in een atmosfeer plaatsvinden zonder zuur- van US$ 2,5 miljard. Veel van deze fabrieken staan stof en kooldioxide (bijvoorbeeld onder stikstof ) in Taiwan, Zuid Korea en Japan, maar van de totaal om ionen als verontreiniging te voorkomen en de ongeveer 400 fabrieken wereldwijd staan er nog groei van bacteriën tegen te gaan. steeds 250 in de VS. Ondanks dat blijkt het zo goed als onmogelijk om De fabrieken produceren wafers van micro-chips vervuilende micro-organismen volledig te verwij- (135mm, 200mm en 300mm diameter) in meer- deren. In de hele installatie zijn voldoende plekken staps processen, waarbij een aantal malen geëtst waar micro-organismen kunnen gedijen en zijn en gepolijst wordt. Veel moderne microchips er ook bacteriën die bijvoorbeeld stikstof kunnen bestaan uit acht of meer lagen, die in meer dan 300 binden en blijven groeien. Ook de verwijdering van opeenvolgende stappen geproduceerd worden. organische verbindingen als chloroform, ureum, Bij elk van de stappen ontstaat “afval” (slijpgruis, isopropylalcohol, afkomstig uit de afbraak van in polijstafval) dat steeds volledig verwijderd moet de natuur voorkomende en door de mens gemaak- worden. Naarmate de elektronische schakelingen te chemicaliën (kunstmest, medicijnen, e.d.) is in een chip kleiner worden, is het noodzakelijk complex en kan niet volledig gerealiseerd worden. om naar verhouding steeds grondiger tot absoluut Bijvoorbeeld de oxidatie van isopropylalcohol schoon te maken. Een deeltje van enkele nano- levert als product aceton op, dat hoegenaamd niet meters groot kan de efficiëntie van de microchip is te scheiden van water. Voor die verwijdering zijn negatief beïnvloeden, of zelfs onbruikbaar maken. daarom weer andere specifieke technieken nodig.

Ultra puur water Al met al moet UPW geproduceerd worden met Voor het schoonmaken wordt water en ultra puur <1,5 microgram/liter (ppb) niet gasvormige anor- water (UPW) gebruikt. Water kan namelijk bijna ganische verbindingen en <1 microgram/liter (ppb) alle chemische stoffen in zekere mate oplossen. organische verbindingen om effectief te zijn. Ter Honderd procent puur water bestaat uitsluitend uit vergelijking: 1 ppb is ongeveer 1 seconde op 32 jaar. watermoleculen H2O in evenwicht met H+ en -OH. UPW is het zuiverste oplosmiddel dat we kennen

129 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Verenigde Staten en Canada | Geen leven zonder ultra puur water?

Het UPW is na gebruik sterk vervuild en micro-elektronica producten. Voor veel kan niet zonder meer geloosd worden. De mensen is dat heden ten dage eveneens industrie moet zich aan strenge regelge- synoniem met “geen leven.” ving houden, waaronder de Clean Water Act van de Environmental Protection Zie ook Agency (EPA) en aanvullende van staat tot • International Technology Roadmap for staat verschillende regels. Het afvalwater Semiconductors: http://public.itrs.net/ wordt opgevangen en gezuiverd, waarvoor • http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/ wederom complexe zuiveringsprocessen PMC123900/ nodig zijn. De vervuiling bestaat bijvoor- • http://www.water.siemens.com/en/semiconduc- beeld uit zware metalen die niet goed met tor-solar/semiconductor/Pages/upw-apps-semi- traditionele processen te zuiveren zijn, conductor-industry.aspx of waardoor afvalproducten ontstaan • https://www.millipore.com/references/files/ die in sommige staten (o.a. Californië) pmc_url/$file/RD004EN00.pdf beschouwd worden als chemisch afval. • http://www.globalwaterintel.com/archive/10/10/ De waterzuivering brengt dus weer eigen market-insight/pure-water-semiconductors-and- problemen met zich mee. the-recession.html • http://www.fastcompany.com/1750612/ Hoeveelheden en kosten dangerously-clean-water-used-make-your-iphone De hoeveelheden UPW nodig voor de productie van wafers is van veel factoren Meer informatie afhankelijk. Zo hebben 200 mm wafers Roger Kleinenberg minder nodig dan 300 mm wafers en Email: [email protected] geheugenchips weer minder dan logische chips, omdat ze uit minder lagen bestaan. IA Verenigde Staten Uit industriestatistieken blijkt dat voor de productie van een 300 mm wafer ongeveer 10.000 liter water nodig is, waarvan ongeveer 6.000 liter UPW is. In totaal komt dat neer op 2.000 - 10.000 liter UPW per minuut per fabriek. Een complete installatie voor UPW-productie en afvalwaterverwerking kost ongeveer US$ 25 - 40 miljoen. De jaarlijks terugkerende kosten voor de halfgeleiderindustrie zijn ongeveer US$ 1 miljard voor water en waterzuivering.

De industrie is dus hard op zoek naar kostenreductie en procesinnovaties. De “International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS)” gaat hier op in en benadrukt het belang van verdere reductie van organische en anorganische vervuilingen, verminderd watergebruik en verbeterde opwerking/recycling van UPW uit afvalwater. Dit laatste zou een jaarlijkse besparing van US$ 100 miljoen in de VS kunnen opleveren.

Tot slot Het maken van UPW is een complex en kostbaar proces, maar het is een onmisbaar onderdeel voor de productie van hoogwaardige halfgeleiders. Zonder ultra puur water geen smartphones en andere

130 | IA Water Special Verenigde Staten en Canada | Geen leven zonder ultra puur water? Verenigde Staten en Canada | Watertechnologie in de Verenigde Staten

Watertechnologie in de Verenigde Staten

De watertechnologiesector in de Verenigde Staten omvat is 15% van de bevolking niet aangesloten op een drie deelsectoren (drinkwater, afvalwater en waterkwa- drinkwaterleiding. Deze groep maakt gebruik van liteit) en wordt gekenmerkt door een groot aantal privébronnen. [2, 4] voornamelijk publieke betrokken partijen. Net als in Nederland gaat het om heel veel kleinere partijen en een Afvalwater wordt in de meeste gevallen samen paar grote. De sector wordt gereguleerd door de met regenwater afgevoerd in een gecombineerd Environmental Protection Agency (EPA). De uitdagingen rioolsysteem naar afvalwaterzuiveringsinstal- zijn: hoe kan de verouderde infrastructuur betaalbaar laties. Gemeenten zijn verantwoordelijk voor onderhouden of vervangen worden? Hoe kan worden de verzameling (riool) van afvalwater. De circa omgegaan met vervuiling van rivieren en meren? Hoe 22.000 afvalwaterzuiveringsinstallaties, die vooral kunnen waardevolle stoffen teruggewonnen worden? huishoudelijk afvalwater en regenwater verwerken, Hoe om te gaan met riooloverstort problemen in de zijn bijna allemaal in publieke handen (gemeenten steden en hoe kan watermanagement toegepast worden of speciale districten). Commerciële afvalwater- in afgelegen gebieden? En hoe kunnen consumenten zuiveringsinstallaties verwerken voornamelijk bewust worden van de werkelijke prijs van water en industrieel afvalwater. Het verwerkte water wordt tevens duurzaam gebruik stimuleren? Het uitgangspunt direct geloosd op oppervlakte water of alsnog in bij al deze uitdagingen is het realiseren van een goede het riool. Ook deze sector kent hele grote afvalwa- waterkwaliteit om de gezondheid te beschermen, niet terfaciliteiten (3% bedient 62% van de bevolking) primair het milieu. Veel van deze uitdagingen spelen of en een heleboel kleine(re). 25 Procent van de speelden ook in Nederland en de Europese Unie. bevolking is niet aangesloten op het riool. Deze groep maakt gebruik van privé afvalwatersystemen Introductie van de sector (bijv. septic tanks). [0, 3, 4] De watertechnologiesector kent drie deelsectoren: drinkwater, afvalwater en sectordoorsnijdend, Rol van de overheid waterkwaliteit. Doordat waterkwaliteit belangrijk De US Environmental Protection Agency (EPA) is voor drinken afvalwater wordt het daarin mee- en de state environmental agencies, die aangestuurd genomen. In de Verenigde Staten is het grootste worden door de tien lokale kantoren van de EPA, gedeelte van de 40.000 drinken afvalwater nuts- zijn verantwoordelijk voor de regulering van drink- bedrijven in publieke handen: gemeenten (munici- waterproductie en -voorraad en afvalwaterverwer- palities), counties, steden of gemeenschappen. king. De EPA maakt en handhaaft milieuwetgeving door het vaststellen van waterkwaliteit- en techno- Drinkwater uit grondwater gaat naar een derde logiestandaarden en -vereisten. In sommige staten deel van de bevolking. De rest krijgt drinkwater worden op staatsniveau vergunningen verleend, uit oppervlaktewater. In beide gevallen wordt wordt waterkwaliteit gemonitord en handhaving standaard fluoride en chloor toegevoegd aan het gedaan. Daarnaast is de EPA de grootste bron van drinkwater na het zuiveringsproces. Er zijn onge- federale financiering voor staats- en lokale drink- veer 155.000 drinkwaterfaciliteiten die door de water en afvalwater nutsbedrijven. EPA gecontroleerd worden, privé bronnen vallen hier niet onder. De verantwoordelijkheid voor het De EPA werkt op basis van twee wetten voor de onderhoud ligt bij de eigenaar (overheid, bedrijf, watertechnologiesector. De “Safe Drinking Water Act” privé persoon). De sector kenmerkt zich door een (SDWA) uit 1974 en de “Clean Water Act” (CWA) uit aantal drinkwaterfaciliteiten die heel groot zijn 1972. Beide wetten zijn gecreëerd om de kwaliteit (ca 1% die levert aan 45% van de bevolking) en een van het oppervlaktewater te verbeteren, om de heleboel die klein(er) zijn (80% voor kleine tot hele fysische, chemische en biologische waarden te kleine gemeenschappen). [1, 4] De publieke facili- herstellen en om federale financieringsmogelijk- teiten voorzien 76% van de bevolking van drink- heden te scheppen om dit te ondersteunen. De water, commerciële faciliteiten 9% en daarnaast CWA heeft secundaire afvalwaterzuivering verplicht

131 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Verenigde Staten en Canada | Watertechnologie in de Verenigde Staten

gesteld voor alle publieke installaties en daardoor kan het doorverkocht worden waar zoetwater schaars is, kosteneffectief het heeft een verbod ingesteld op het en is watertransport van het ene naar het omgaan met het energiegebruik tijdens zonder vergunning lozen van vervuild andere stroomgebied toegestaan. Dit kan waterproductie (en vice versa: waterge- water op ‘navigeerbaar’ water vanuit een leiden tot onbalans in de waterverdeling bruik tijdens energieproductie), toepas- puntbron. De SDWA is gecreëerd voor de tussen de verschillende stroomgebieden. sen van nieuwe desinfectietechnieken(oa bescherming van de volksgezondheid, met Bijvoorbeeld in California bestaan daar- UV, oxidatie, ozon, biologische filtratie), nationale, monitorbare en handhaafbare door problemen met de verdeling van (het voldoen aan de nieuwe waterkwaliteitsei- standaarden voor drinkwaterbedrijven. schaarse) water tussen bewoners, boeren, sen van EPA (ook in afgelegen gebieden), Voor drinkwatergebruik uit bronnen gel- industrie en de natuur. [0] en het managen van regenwater in locaties den adviesrichtlijnen. met een gecombineerd riool. Tenslotte Innovatieve technologieën en is er de uitdaging: hoe kan consumen- De 55.000 drinkwater en 20.000 afvalwa- trends tenbewustzijn worden gecreëerd over de ter “state agencies” zijn verantwoordelijk Nieuwe en innovatieve technologieën op werkelijke prijs van water? voor het toezicht op de watervoorziening, de watertechnologiemarkt in de Verenigde -gebruik en -verdeling (op basis van gel- Staten brengen is niet makkelijk vanwege Daarnaast zijn er een aantal uitdagingen dende waterrechten), afvalwatermanage- het complexe systeem van federale, staats waar momenteel vooral nog onderzocht ment en de monitoring van waterkwaliteit en lokale eisen. Het proces om een nieuwe wordt hoe deze in de toekomst aangepakt en -kwantiteit. Door de vele state agencies technologie geaccepteerd, geadopteerd moeten worden. Namelijk: de economi- is de overheidsinvloed op de sector zeer en gebruikt te krijgen is lang, gemiddeld sche haalbaarheid van nutriënten ver- gefragmenteerd, er is niet één partij die 10 jaar. Gelukkig bieden verscheidene wijdering, -terugwinning en hergebruik, alles regelt. [0] onderzoekstichtingen de mogelijkheid aan om via hun leden met een onderzoekspro- Waterrechten in de Verenigde ject aan te tonen dat de nieuwe innovatie “De manier waarop Staten goed werkt en veilig is, dit doen o.a. de Gebruik van water is een belangrijk recht EPA, de Water Research Foundation (WRF) Amerikanen drinken in de VS. Anders dan in Nederland wordt en de WaterReuse Research Foundation dit recht op twee verschillende manieren (WRRF). [5,6, 7] Er zijn ook meerdere water afvalwater aangepakt. In de meeste staten in het clusters en initiatieven verspreid over de oosten van de VS wordt de verdeling van VS die deze mogelijkheden bieden. Meer behandeling water gebaseerd op het “Riparian waterrights” informatie hierover is te vinden in het benaderen komt in de principe. Dit betekent dat de eigenaar van artikel “Water onderzoek en innovatie in land aangrenzend aan een waterlichaam de Verenigde Staten” in deze IA-special. meeste opzichten (rivier, meer, stroompje) het recht heeft om water in alle redelijkheid te gebruiken In de watertechnologiesector zijn momen- overeen met voor zwemmen, vissen, zeilen en andere teel een aantal trends en uitdagingen nuttige doelen (irrigatie, water voor het te zien waar veel over gesproken wordt, Nederland” vee, tegengaan van verontreiniging). Dit maar waar niet altijd een afdoende en/of recht kan niet worden verkocht of over- kosteneffectieve innovatieve technologie het invoeren en gebruiken van een smart gedragen los van het betreffende gebied. voorhanden is op de interne markt. Dit is waternetwerk (slimme meters, lekkage Watertransport van het ene naar het andere bijvoorbeeld het geval met bepaalde water- monitoring, betere afstemming vraag en stroomgebied is niet toegestaan. vervuilende stoffen (o.a. farmaceutica, aanbod) en de verwijdering van nu nog nano materialen, pesticiden). Het komt ongereguleerde vervuilingen in water die In de meeste staten in het westen van de ook voor dat er wel oplossingen zijn, maar een potentieel gevaar vormen voor de VS wordt de verdeling van water gebaseerd niet voldoende geld om deze te implemen- volksgezondheid of het milieu (oa farma- op het “First in time, first in right” principe. teren. Dit is bijvoorbeeld het geval bij de ceutica, nano materialen, persoonlijke ver- Dit betekent dat de eerste persoon die vernieuwings- en onderhoudsbehoefte zorgingsproducten, hormoonontregelende een bepaalde hoeveelheid water gebruikt voor de waterinfrastructuur. stoffen, pesticides, perfluorverbindingen). van een waterlichaam het recht verwerft om deze hoeveelheid in de toekomst te De VS staat momenteel voor een aantal Uitgebreide informatie over de kansen en mogen blijven gebruiken. Het recht moet uitdagingen die ook interessant zijn voor uitdagingen in de watertechnologiesector vastgelegd worden. Iedereen die daarna de Nederlandse watertechnologiesector. in de VS is te vinden in het stagerapport komt mag alleen een deel van de over- Namelijk: de noodzaak tot vernieuwing “Watertechnology sector in the United gebleven hoeveelheid gebruiken (en het en onderhoud van de waterinfrastructuur, States”. [0] recht daarover verwerven). Dit recht is besparing door recycling en hergebruik niet verbonden met gebied of eigendom, van water, ontzilting van water in gebieden

132 | IA Water Special Verenigde Staten en Canada | Watertechnologie in de Verenigde Staten Verenigde Staten en Canada | Watertechnologie in de Verenigde Staten

Conclusies • [6] “The Foundation: Research Programs: Focus De watertechnologie sector in de VS wordt Area Program” WRF www.waterrf.org/ gekenmerkt door veel verschillende drink- the-foundation/research-programs/Pages/ of afvalwater bedrijven waarvan een paar Focus-Area-Program.aspx heel groot zijn en de rest klein(er). De • [7] ”About the Research Foundation” WRRF www. meeste van deze bedrijven zijn in over- watereuse.org/foundation/about heidsbeheer. Een relatief groot deel van de bevolking in de VS is niet aangesloten Meer informatie op een drinkwaterleiding (15%) en/of riool Jantienne van der Meij-Kranendonk (25%), deze mensen wonen veelal op het Email: [email protected] platteland. IA Verenigde Staten De sector wordt gereguleerd door de EPA en door state agencies die een deel van de uitvoeringstaken van de EPA gedelegeerd hebben gekregen. Hierdoor is de overheidsinvloed behoorlijk gefragmenteerd, er is niet één partij die alles regelt.

Voor Nederlandse bedrijven, kennisinstellingen en universiteiten zijn er meerdere onderwerpen die spelen in de VS waarop kansen voor (commerciële) samenwerking liggen. Waarbij het vooral belangrijk is om in gedachten te houden dat de manier waarop Amerikanen drinken afvalwater behandeling benaderen in sommige opzichten fundamenteel anders zijn dan in Nederland (bijv. gebruik van chloor en fluor), maar in de meeste opzichten over- eenkomen met Nederland (bijv. schoon en veilig drinkwater aanbieden aan de klant).

Bronnen • [0]“Watertechnology sector in the United States.” M.A. Bosma 2013 www.rvo.nl/sites/default/ files/2013/10/The water technology sector in the US.pdf • [1] “Public Drinking Water Systems: Facts and Figures” EPA http://water.epa.gov/infrastructure/ drinkingwater/pws/factoids.cfm • [2] “Estimated water use in the US in 2000” USGS, 2004 http://pubs.usgs.gov/circ/2004/circ1268/ htdocs/text-do.html • [3] “Clean water, drinking water & waste water issues” US ASCE www.asce.org/Public-Policies- and-Priorities/Federal-Priority-Issues/ Clean-Water,-Drinking-Water,---Wastewater- Issues/ • [4] “Water and Energy: Leveraging Voluntary Programs to Save Both Water and Energy” EPA, 2008 http://water.epa.gov/scitech/wastetech/ upload/Final-Report-Mar-2008.pdf • [5] “Science for a Sustainable Future” EPA www. epa.gov/research/research-programs.htm

133 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Verenigde Staten en Canada | Wateronderzoek en innovatie in de Verenigde Staten

Wateronderzoek en innovatie in de Verenigde Staten

Door de versnipperde watertechnologiesector in de De Office of Research & Development van de EPA Verenigde Staten is het lastig om een overzicht te krijgen beheert zes transdiciplinaire onderzoekspro- van lopend watertechnologie onderzoek en innovatie. In gramma’s elk met een specifiek Strategic Research deze casestudie is geprobeerd een zo compleet mogelijk Action Plan. Deze zes programma’s beslaan het overzicht te bieden van universiteiten met drinkwateron- hele werkveld van de EPA (klimaat, water, gezond- derzoek, mogelijkheden om onderzoek te financieren en heid, duurzaamheid, chemische veiligheid en watertechnologieclusters en initiatieven die in de milieu-rampenpreventie). Voor de watertechno- afgelopen jaren zijn ontstaan in de VS. Zowel op logiesector is vooral het onderzoeksprogramma onderzoek- als innovatiegebied zijn er kansen voor de op watergebied relevant (Safe and Sustainable Water Nederlandse sector om te partneren met partijen in de VS. Resources). Het SSWR-programma focust op het

Universiteiten Veel universiteiten in de Verenigde Staten doen Universiteit: Nr. Universiteit: Nr. watertechnologie-onderzoek. De American Water Drexel Univ. 1 Univ. of Florida 1 Works Association (AWWA) heeft een lijst opge- George Mason Univ. 2 Univ. of Central Florida 2 steld met de meest invloedrijke onderzoeksgroe- George Washington Univ. 2 Univ. of Miami 3 pen in het drinkwateronderzoek. Deze lijst geeft Howard Univ. 2 Florida Atlantic Univ. een overzicht van waar in de Verenigde Staten Old Dominion Univ. 3 Univ. of Illinois 4 drinkwateronderzoek gedaan wordt. Zie figuur 1 Virginia Polytechnic Inst. 4 Univ. of Kentucky 5 en bijbehorende tabel 1, de kleuren en nummering & State Univ. zijn willekeurig. Helaas is zo’n lijst voor afvalwater- Johns Hopkins Univ. 5 Univ. of Wisconsin-Madison 6 onderzoek niet beschikbaar. North Carolina State Univ. 6 Univ. of Iowa 7 Duke Univ. 7 Univ. of Cincinnati 8 De meeste invloedrijke onderzoeksgroepen op Univ. of North Carolina Miami University (Ohio) 9 drinkwatergebied zitten in het (noord)oosten van Clemson Univ. 8 Kansas Univ. 1 de Verenigde Staten. De weergegeven onderzoeks- Georgia Institute of 9 Univ. of Texas - Galveston 2 groepen doen onderzoek naar drinkwaterzuive- Technology ring, microverontreiniging en drinkwaterbeleid. Emory Univ. 9 Univ. of Colorado 3 De groepen voor drinkwaterbeleid liggen vooral in Harvard Univ. 1 Utah State Univ. 4 de staten rondom Washington DC. [1] Tufts Univ. 1 Univ. of Washington 5 Univ. of New Hampshire 2 Arizona State Univ 6 Onderzoeksfinanciering Univ. of Massachusetts- 3 Univ. of Arizona 7 Verschillende partijen in de VS financieren onder- Amherst zoek, meestal door subsidies. De belangrijkste Worcester Polytechnic 3 Univ. of California-LA 8 partijen zijn: Institute Syracuse Univ. 4 Univ. of California-Riverside 8 • De Environmental Protection Agency (EPA) Clarkson Univ. 5 Univ. of California-Davis 9 • Water Research Foundation (WRF) Yale Univ. 6 Univ. of Waterloo (Canada) 3 • National Science Foundation (NSF) – Center of Univ. of Pittsburgh 7 Indiana Univ. 4 Advanced Materials for the Purification of Water Carnegie Mellon 7 Michigan State Univ. 5 with Systems (WaterCAMPWS ) Penn State Univ. 8 Montana State Univ. 6 • WaterReuseResearch Foundation (WRRF) Penn State Univ. (Harrisburg) 9 Rutgers Univ. 7 • National Institutes for Water Resources (NIWR) Univ. of California-Berkeley 1 University of Texas - Austin 8 • American Water Works Association (AWWA) / Univ. of Alaska 2 Water Environment Federation (WEF) Tabel 1 Invloedrijke universiteiten en bijbehorende nummering zoals weergegeven in figuur 1. [1]

134 | IA Water Special Verenigde Staten en Canada | Wateronderzoek en innovatie in de Verenigde Staten Verenigde Staten en Canada | Wateronderzoek en innovatie in de Verenigde Staten

onderhouden en beschermen van drink waterinstituten) interdisciplinair samen. met federaal geld, waarbij de eis is dat waterbronnen en ecosystemen. [2] Focus is het verbeteren en vergroten van elke dollar federale financiering gematcht de globale watervoorraad aan de hand wordt met twee dollar niet federale finan- De WRF richt zich vooral op drinkwater- van twee thema’s: water & gezondheid en ciering (o.a. bedrijven, industrie, non- onderzoek. Voor de komende jaren zijn water & energie. Het onderzoek is vooral profit organisaties). Dit heeft een enorm elf focusgebieden geïdentificeerd (beslaan fundamenteel. [4] vliegwieleffect op het geld dat beschikbaar 60% van het jaarlijkse onderzoeksbud- is voor dit soort onderzoek. [6] get): Geïntegreerd watermanagement, De WaterReuse Research Foundation risicocommunicatie over “Contaminants (drinkwater en afvalwater) is opge- Doordat er zoveel verschillende partijen of Emerging Concern” (CEC), drinkwaterbe- richt door het Bureau of Reclamation, zijn die watertechnologieonderzoek finan- drijfsfinanciën, drinkwaterinfrastructuur, de California State Water Resources cieren is er altijd wel een partij te vinden voorspellen van waterbehoefte, biofiltra- Control Board en de California Energy die een “call” open heeft staan voor een tie, NDMA (N-Nitrosodimethylamine) en Commission. Missie is toegepast onder- bepaald soort onderzoek. Nadeel daarvan andere Nitrosamines, zeswaardig chroom, zoek en het bevorderen van terugwinning, is dat het wel tijd kost om uit te vinden bij omgaan met CEC, water-energy nexus en recycling, hergebruik en ontzouting van welke partij welk onderzoek past. carcinogene VOCs (Vluchtige Organische water. Verschillende actuele vraagstuk- stoffen). De overige 40% van het onder- ken worden onderzocht, zoals chemische Innovatieclusters en initiatieven zoeksbudget gaat naar twee andere verontreiniging, microbiële agents, zuive- De afgelopen jaren zijn er verschillende onderzoeksprogramma’s: het “Emerging ringstechnologieën, management van het watertechnologieclusters gevormd waarin Opportunities” programma waarbij in het zoutgehalte, publieksperceptie, economie bedrijven, industrie, universiteiten en loopjaar ingespeeld kan worden op nieuwe en marketing. [5] andere organisaties samenwerken om eco- uitdagingen en het “Tailored Collaboration” nomische groei en (technologische) inno- programma waar één op één onderzoek In elke staat is er een Water Resources vatie te bevorderen. Daarnaast zijn er ook gedaan kan worden met leden voor zaken Research Institute. Ze vallen onder het watertechnologie initiatieven ontstaan, die die minder impact hebben of regionaal National Institutes for Water Resources in hun ontwikkeling minder rijp zijn dan spelen. [3] en zijn opgericht om de sponsoring en de clusters. In figuur 2 en bijbehorende coördinatie van de overheid op het gebied tabel 2 is te zien waar deze clusters en De National Science Foundation heeft van watergerelateerd onderzoek te verbe- initiatieven zich bevinden. [7] verschillende Wetenschap & Technologie teren (“Water Resources Research Act” uit 1964 centra die innovatief en potentieel en 1984). De Water Resources Research In de VS coördineert en assisteert de EPA transformatief onderzoek doen. Eén Institutes zijn gevestigd op de “land grant deze clusters en initiatieven. Ze richten van die centra is het Center of Advanced university” van een staat stimuleren zich niet allemaal op dezelfde onderwer- Materials for the Purification of Water onderzoek naar het oplossen van proble- pen, maar afvalwaterzuivering, industrieel with Systems (WaterCAMPWS). Hierin men in de watervoorziening en -kwaliteit afvalwaterzuivering en watermanagement werken tien universiteiten (o.a. Yale en op lokaal, staats-, regionaal en nationaal komen veel voor. Veel van deze clusters MIT) en zeven partners (nationale labs en niveau. De instituten worden gefinancierd staan open voor internationale samen

Waterclusters (EPA) Letter Waterinitiatieven Nr. The Blue TechValley A San Francisco 1 Living Laboratory Las Vegas Cluster Effort B 2 Indianapolis Arizona Cluster Effort C Philadelphia 3 Colorado Water D Vancouver, Canada 4 Innovation Cluster Milwaukee Water Council E Portland 5 Green Jobs for Blue Waters F WaterTap Ontario, Canada 6 Initiative Confluence WTIC G The Akron Water Initiative 7 NorTech Water H Florida 8 Water Economy Network I Massachusetts Water J Innovation Initiative Figuur 2 Waterclusters en waterinitiatieven in de VS. [7] Tabel 2 Lijst van waterclusters en initiatieven met bijbehorende nummering zoals weergegeven in fig. 2. [7]

135 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Verenigde Staten en Canada | Wateronderzoek en innovatie in de Verenigde Staten

werking om wetenschappelijk onderzoek • [4] “The WaterCAMPWS” www.watercampws. te doen, technologieën te helpen commer- uiuc.edu/index.php?menu_item_id=2 cialiseren en R&D partnerschappen aan te • [5] ”About the Research Foundation” WRRF www. gaan met bedrijven. Dit biedt kansen voor watereuse.org/foundation/about de Nederlandse watertechnologiesector. • [6] “The National Institutes for Water Resources” NIWR https://niwr.net/public/Migration/ Meer informatie over de verschillende about-national-institutes-water-resources watertechnologieclusters en initiatie- • [7] “Watertechnology sector in the United States.” ven is te vinden in het stagerapport M.A. Bosma 2013 www.rvo.nl/sites/default/ “Watertechnology sector in the United files/2013/10/The water technology sector in the States”. [7] US.pdf

Conclusies Meer informatie Er wordt veel onderzoek gedaan in de VS Jantienne van der Meij-Kranendonk op het gebied van watertechnologie. De Email: [email protected] meeste universiteiten die drinkwateronderzoek doen en beleidstudies verrichten IA Verenigde Staten zitten aan de oostkust, met een uitloper naar een deel van het middenwesten van de VS.

Watertechnologie onderzoek wordt door verschillende partijen gefinancierd, vaak middels subsidie. Welk deel van het watertechnologie onderzoek gefinancierd wordt hangt sterk af van de partij waar het geld vandaan komt. Elke partij heeft zijn eigen speerpunten. Het voordeel is dat er altijd wel een partij te vinden is die een “call” open heeft staan voor een bepaald soort onderzoek. Nadeel is dat het tijd kost om uit te vinden bij welke partij welk onderzoek past.

Er zijn in de afgelopen jaren veel watertechnologie clusters en initiatieven gevormd in de VS. Veel van deze clusters staan open voor internationale samenwerking om wetenschappelijk onderzoek te doen, technologieën te helpen commer- cialiseren en R&D partnerschappen aan te gaan met bedrijven. Dit biedt kansen voor de Nederlandse watertechnologiesector.

Bronnen • [1] Alan Roberson, Director of Federal Relations (2013). Datasheet with leading drinking water professors and microbiology professors. American Water Works Association (AWWA) • [2] “Science for a Sustainable Future” EPA www. epa.gov/research/research-programs.htm • [3] “The Foundation: Research Programs: Focus Area Program” WRF www.waterrf.org/ the-foundation/research-programs/Pages/ Focus-Area-Program.aspx

136 | IA Water Special Verenigde Staten en Canada | Wateronderzoek en innovatie in de Verenigde Staten Verenigde Staten en Canada | Investeren en innoveren in watertechnologie in het westen van de Verenigde Staten

Investeren en innoveren in watertechnologie in het westen van de Verenigde Staten

Water is in de Verenigde Staten ongelijk verdeeld. Zo De US Geological Survey heeft onderzocht hoe de hadden de orkanen Katrina in 2005 en Sandy in 2012 depletie van grondwater in de VS de afgelopen catastrofale overstromingen in respectievelijk New eeuw heeft plaatsgevonden [1]. Orleans en New York tot gevolg. Tegelijkertijd hebben het midden en westen van de Verenigde Staten echter te De staat Arizona heeft onlangs een strategische kampen met extreme droogte vanwege een gebrek aan visie op een duurzame watervoorziening voor de neerslag. In het artikel van Natasha Chatlein in deze rest van de 21e eeuw uitgebracht [2]. Hierin wordt special wordt de droogte in Californië in meer detail onderkend dat de behoefte aan water verder bekeken, met name de gevolgen ervan voor de zal toenemen en er dus nieuwe bronnen zullen landbouw. Maar droogte is niet alleen in Californië een moeten worden gezocht, en dat water een cruciale probleem. Ook staten als Texas, Nevada en Arizona factor is in de verdere economische groei van hebben er momenteel mee te maken. Arizona. Op dit moment vindt er binnen Arizona een publieke consultatieronde plaats waarbij De extreme meerjarige droogte van 1950-1957 heeft gezocht wordt naar input en draagvlak. geleid tot het besluit om de waterreserves in Texas te verdubbelen. Dat leek tot 2011 een afdoende oplossing. Het Decision Center for a Desert City (DCDC) [3] Nu staan de meren in Texas op een kwart tot de helft van is een onderdeel van Arizona State University. het niveau waar ze volgens het langjarige gemiddelde Het is in 2004 opgericht door de National Science horen te zijn. En het Texaanse stadje San Angelo was in Foundation, om milieutechnische en ecologische 2012 slechts dagen verwijderd van totale droogte, wat langetermijnbeslissingen, gebaseerd op weten- inhoudt dat er geen water meer uit de kraan komt. Er schappelijk onderzoek, onder de condities van moet in de Verenigde Staten een flinke ramp gebeuren, onzekerheid te kunnen nemen. Het DCDC werkt wil er worden geïnvesteerd in de toekomst. Nu kiest men ook nauw samen met het Global Institute of slechts voor kortetermijnoplossingen. Zodra het gevaar Sustainability [4] van Arizona State University waar- geweken is, gaan de Amerikanen weer over tot de orde mee er in Phoenix een krachtig kenniscentrum op van de dag. Diezelfde mentaliteit leidt tot een sterk het gebied van langetermijnplanning over water en verouderde infrastructuur op het vlak van water, energie droogte is neergezet. en het wegennet. In Californië speelt droogte momenteel ook een Weinig water vs. teveel water grote rol (zie het artikel van Natasha Chatlein), De extreme droogte wordt verergerd door een aan- maar de Golden State maakt zijn reputatie van tal factoren: landbouw (gebaseerd op verouderde extremen ook op watergebied waar. Terwijl het waterrechten), olie- en gaswinning door middel in de Central Valley extreem droog is, wordt 100 van hydraulische fracturing (‘fracking’), gebrekkig kilometer westwaarts de San Francisco Bay door watermanagement en extreme bevolkingsgroei, zeespiegelstijging bedreigd. De Californische bijvoorbeeld in de stad Phoenix, Arizona. Deze overheid en de San Francisco Bay Conservation staat is voor het grootste deel (half )woestijn and Development Commission [5] zijn bezig om met extreem warme zomers. Toch vinden er veel in kaart te brengen wat de zeespiegelstijging voor economische activiteiten plaats, die veel water de gebieden rondom de baai betekent. Dit is van verbruiken. Dit is mogelijk doordat er onder de groot economisch belang. Behalve het internatio- grond een enorm netwerk van aquifers bestaat dat nale vliegveld van San Francisco, dat maar enkele zich over meerdere staten uitstrekt. Echter, deze tientallen centimeters boven het waterniveau van aquifers worden in hoog tempo leeggepompt, de baai ligt, staan ook delen van Silicon Valley op wat voor de toekomst van het hele zuidwesten van de gevarenlijst. Hier bevinden zich allerlei tech- de Verenigde Staten een grote bedreiging vormt. nologiereuzen, die meerdere tientallen miljarden

137 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Verenigde Staten en Canada | Investeren en innoveren in watertechnologie in het westen van de Verenigde Staten

als Sacramento en Stockton die zich ogen- schijnlijk ver in het binnenland bevinden zouden aan de baai komen te liggen.

Het Pacific Institute in Oakland, Californië is een zeer gerenommeerd instituut dat veel werk verricht bij het in kaart brengen van de mogelijke consequenties op de Californische kust van onder andere zeespiegelstijging en erosie. Een zeer uitgebreid en gedetailleerd rapport in opdracht van de staat Californië over de impact van zeespiegelstijging op de kust staat op de website van het Pacific Institute [6]. Inmiddels zijn Nederlandse bedrijven zoals Arcadis, Fugro en Hansje Brinker, en kennisinstellingen zoals TUDelft en Deltares actief in Californië - zowel in de rol van gesprekspartner als van opdrachtnemer van concrete projecten.

Figuur 1

dollars aan economische waarde vertegen- woordigen. Daarnaast moet het gebied rekening houden met een grote aardbeving in de toekomst. Een vloedgolf van slechts 50 cm hoog zou het vliegveld en delen van Silicon Valley, inclusief delen van de regio’s grootste stad San Jose, zelfs onder de huidige omstandigheden al onder water kunnen zetten. Desondanks lijken de grote bedrijven niet geïnteresseerd om gezamenlijk naar deze gevaren te kijken.

Een poging van het Nederlandse Consulaat-Generaal in San Francisco enkele jaren geleden om die dialoog met de private sector te starten, heeft niet tot follow-up geleid.

De voorspellingen gaan uit van een zeespiegelstijging van rond de 40 cm in 2050, tot meer dan een meter in 2100. Wat weinig mensen zich realiseren is dat bij een zeespiegelstijging van één meter, via de noordelijke corridor van de San Francisco Bay het laagland verder landinwaarts onder water kan komen te staan. Hierdoor gaan Figuur 2 grote landbouwgebieden verloren. Steden

138 | IA Water Special Verenigde Staten en Canada | Investeren en innoveren in watertechnologie in het westen van de Verenigde Staten Verenigde Staten en Canada | Investeren en innoveren in watertechnologie in het westen van de Verenigde Staten

Vergelijk bijvoorbeeld de overname door Google van de intelligente NEST thermos- taat (3,2 miljard dollar) met de aankoop van NanoH2O door LG Chem (200 miljoen dollar). Deze spin-off van UCLA heeft een membraantechniek ontwikkeld waarmee de kosten voor waterzuivering en ontzilting flink verlaagd kunnen worden. Eerder investeerden ander andere BASF, Khosla Ventures, Total en het Californische over- heidspensioenfonds CALPers in NanoH2O. Dr. Eric Hoek, van UCLA en een van de Figuur 3 sprekers op het IA Congres Innovations for Global Water Challenges, stond mede aan de wetenschappelijk-technologische basis van NanoH2O [10]. Investeren in watertechnologie De Innovatie Attaché-post San Francisco Californië, met name Silicon Valley, staat heeft toegang tot de i3 database en heeft Een ander interessant bedrijf is BioIonix. bekend om zijn ecosysteem van wereldver- goede contacten met de Cleantech Group. Dit bedrijf is actief in de ontsmetting van maarde universiteiten, hightechbedrijven Afgelopen maart heeft IA samen met het afvalwater in de voedselverwerkende indu- en private venture capital-investeerders. ministerie van Buitenlandse Zaken en RVO strie. BioIonix heeft een proces ontwikkeld Daarbij komt dat de staat Californië – als meegeholpen een cleantech-bedrijven- waarbij het afvalwater door een katalysator een van de weinigen – een actief beleid missie te organiseren naar het Cleantech stroomt, waarop een wisselspanning is voert als het gaat om duurzaamheid. Dit Forum in San Francisco. Dit is de grootste aangebracht. Die wisselspanning zorgt maakt dat in Californië veel geïnvesteerd investeerdersbeurs op cleantech-gebied ervoor dat de vloeistof wordt gereinigd wordt in nieuwe technologie en innovatie in Noord-Amerika. Er zat ook een aantal zonder dat er chemicaliën aan te pas in verschillende cleantechsectoren. De Nederlandse start-ups op watergebied in de komen. Bedrijven als Kraft/Oscar Mayer, Cleantech Group [7] die gevestigd is in San delegatie. Op 23-24 september aanstaande Costco, Michael Foods en Foster Farms Francisco en claimt de uitvinder te zijn van organiseert de Cleantech Group in Berkeley behoren tot hun klanten. BioIonix haalde de term “cleantech’, speelt een belangrijke haar jaarlijkse Water Innovation Summit in 2012 als veelbelovende start-up de Top rol bij het volgen van – met name private [8], een must voor innovatieve bedrijven 50 van het Artemis Project, waar NanoH2O - investeringen in deze technologie. Water die nieuwe wateroplossingen hebben. overigens ook in stond [11]. is één van de sectoren die zij volgen. In hun i3 database houdt de Cleantech Group Zo raakt het Nederlandse bedrijfsleven Hoe de private investeringen in watertech- informatie bij van 1787 wereldwijde bedrij- aangesloten op de waterontwikkelingen, nologie zich gaan ontwikkelen is ondui- ven, actief in water en afvalwater. In die zowel individueel als in een verband delijk. In algemene zin is gebleken dat het bedrijven is in totaal 18,96 miljard dollar als het OrangeGoesGreen Partners for rendement op cleantech-investeringen - op geïnvesteerd. International Business-programma [9] een aantal interessante uitzonderingen dat samen met IA en het Nederlandse na - te wensen over laat, of erger nog, Als bedrijf kun je er passief in hun data- Consulaat-Generaal in San Francisco negatief is. Bovendien zijn cleantech- base staan; je kunt het aan de Cleantech Nederlandse kennisinstellingen en ontwikkelingen meer kapitaalintensief en Group overlaten je bewegingen te volgen. bedrijven ondersteunt in het opzetten van duren zij langer dan ontwikkelingen in de Maar sinds kort kan het ook actief: als projecten en businesscases op het gebied core business van Silicon Valley: IT. Het zal bedrijf houd je zelf je bewegingen in de i3 van cleantech. daardoor voor een investeerder moeilijker database bij, en geef je aan of en waar je worden geld op te halen voor een nieuwe naar op zoek bent. Dat kunnen bijvoor- Hoewel het totaal geïnvesteerd vermogen investeringsronde. Daar staat tegenover beeld klanten, investeerders of partners van een kleine 19 miljard dollar indrukwek- dat grote bedrijven, zoals bovengenoemde zijn. Dit is in wezen vergelijkbaar met je kend lijkt, zijn de individuele investeringen BASF, LG Chem en Total in het gat sprin- persoonlijke profiel op LinkedIn. In plaats in watertechnologie nog relatief beschei- gen. Dat heeft dan weer als bijkomend van dat iedereen een verouderde kaarten- den. Daar waar in andere cleantechsecto- voordeel dat dit kan worden ingepast in bak bijhoudt, worden de kaarten door de ren in individuele deals honderden milde bestaande productenstrategie van die belanghebbende partij zelf geactualiseerd. joenen en soms zelfs miljarden gemoeid bedrijven. En tenslotte zal bij een aan- En daarmee begint de i3 database meer en zijn, betreft het hier eerder tientallen en houdende waterschaarsteproblematiek meer uit te groeien tot een brokerage en soms honderden miljoenen, verdeeld over er echt naar nieuwe technologie gezocht matchmaking platform. een groot aantal (44) aandachtsgebieden.

139 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Verenigde Staten en Canada | Investeren en innoveren in watertechnologie in het westen van de Verenigde Staten

moeten worden, wat dan ook kansen voor Bronnen Nederlandse bedrijven biedt. 1. http://pubs.usgs.gov/sir/2013/5079/ SIR2013-5079.pdf Universiteiten 2. http://www.azwater.gov/AzDWR/ Tot slot nog even kort aandacht voor Arizonas_Strategic_Vision/ de ontwikkelingen op het gebied van 3. http://dcdc.asu.edu/ watertechnologie, die op de universiteiten 4. http://sustainability.asu.edu/ in het westen van de Verenigde Staten en 5. http://www.bcdc.ca.gov/ Canada plaatsvinden. De watertechnologie 6. http://www.pacinst.org/wp-content/ richt zich vooral op de waterschaarstepro- uploads/2013/02/report16.pdf blematiek, waarbij naast technologische 7. http://www.cleantech.com/ oplossingen ook het maatschappelijk 8. http://events.cleantech.com/waterfocus/ debat wordt gevoerd. Vier universiteiten 9. http://www.orangegoesgreen.org/ noemen we hier met name: University of 10. http://www.cee.ucla.edu/faculty/hoek/profile California, [12], Arizona State University 11. http://artemistop50.com/2012-artemis-top-50/ [13], de University of British Columbia in 12. http://www.watercenter.ucla.edu/ Canada [14] en de University of Hawaii 13. http://researchmatters.asu.edu/water [15]. Laatstgenoemde is onderdeel van 14. http://sustain.ubc.ca/campus-initiatives/water de National Institute of Water Resources, 15. http://www.wrrc.hawaii.edu/index.shtml onder management van de US Geological 16. https://niwr.net/public/Migration/niwr.net Survey (USGS) [16]. Het voert te ver om de 17. http://ligtt.org/programs/ waterprogramma’s van deze universiteiten health-water-sanitation in detail te bespreken. De referenties bij de bronnen verwijzen naar de websites van de Meer informatie verschillende onderzoeksprogramma’s van John van den Heuvel en Robert Thijsen deze universiteiten. Email: [email protected]

Van een andere orde is het Lawrence IA Verenigde Staten Berkeley National Lab, Institute for Globally Transformative Technologies (LIGTT) [17]. Bij LIGTT worden technolo- gieën vertaald naar toepassing in ontwikkelingslanden, waar toegang tot kwalitatief goed water vaak een probleem is. Dit heeft grote gezondheidsproblemen tot gevolg. Systemen en oplossingen worden bij LIGTT zo ontwikkeld dat ze in deze landen met schaarse kennis en middelen draaiend gehouden kunnen worden.

140 | IA Water Special Verenigde Staten en Canada | Investeren en innoveren in watertechnologie in het westen van de Verenigde Staten Verenigde Staten en Canada | Water, or the lack there of in California

Water, or the lack there of in California

The state of California is currently going through that price seems low already, consider that it is four its driest year on record in half a millennium, times what water would cost in normal times. exacerbated by two below-normal rainfall years previously. New figures from the U.S. Drought Not everyone, however, is experiencing drought: Monitor show (at time of writing) that 22.37% of old water rights holders in the Imperial Valley California is mired in “exceptional drought,” which are abundantly flooding their thirsty rice paddies is the highest designation the U.S. Department and continuing to have all the water that they of Agriculture has. Rainfall in the past weeks has need available. The Imperial Valley is not tied to brought that percentage down from a high of 26% California’s State Water Project; it gets 20% of its back in February. water from the Colorado River (which is more than Nevada and Colorado combined receive). Many of However, according to the report, over 90% of the these water rights owners are farmers who staked state is still in severe drought or worse. The current their water rights claims on the Colorado River drought isn’t a sudden appearance, and has been long ago, even before the Colorado River Compact coming for at least the past 6 years, which have from 1922. Essentially then, these farmers were been severely dry in large parts of the country. The grandfathered in, as water rights are governed by situation now is so dire that Governor Brown has one principle: “First in time, first in right.” declared a drought emergency. Together with other leaders, the state of California passed legislation As a result, Imperial County, with a population of back in March 2014 that will provide $687 million 175,000, gets 3.1 million acre-feet of water a year. to support drought relief through water, food, Contrast that with the Metropolitan Water District housing and ways to conserve water. President of Southern California, serving 19 million people: Obama has also made a $200 million emergency it gets about 1.1 million acre-feet. On the other drought relief package available. But it’s likely that hand, the Imperial Valley grows 80% of the United this aid will be absolutely dwarfed by expected States’ winter vegetables, so its importance as the losses, as the California Farm Water Coalition country’s food basket is unquestionable. This still forecasted farm production to fall by more than does not take away from the fact that seniority $3.5 billion, with total losses in the farm economy in water rights puts these districts at the front (equipment, employment, feed, fertilizers) of a of the line for copious amounts of water, even if formidable $7.5 billion. This is bad news for the that means that the rest of the state as well as the most agriculturally productive state in the US: environment suffer. California grows almost 50% of all fruits, nuts and vegetables of the entire United States. The agricul- Carpinteria is also doing okay when it comes to tural industry is worth $44.7 billion, has more than water. Says Dutch flower grower Jan Brand of B and 80,000 farms and ranches, and grows more than H Flowers, whom I interviewed: “We have plenty 400 commodities, from nuts to strawberries, milk, of groundwater in Carpinteria and we have a well. nursery plants and cattle. Additionally, we capture all excess water from our greenhouses and use it for my lawn, which is nice Water rights, water wars and green! In contrast, Montecito, [the next city All this abundance does not come without signi- over by a 10 minute drive] is suffering so much ficant costs: California’s agricultural industry uses from the drought that they are even considering 80% of the state’s water. The reason: water has getting the Santa Barbara desalination plant out of historically been extremely cheap (read: heavily its instituted long-term storage mode to produce subsidized), so in times of plenty farmers were not water again.” employing efficient irrigation methods at all, yet flood-irrigating acres and acres of farmland while Drought Implications not recycling water. Back in January 2014, one For farmers and ranchers acre-foot (1,232,000 liters of water) sold for $1,135 • Ranchers are culling herd due to rising feed at the Buena Vista Water Storage District during a prices, which has already led to a 20% increase in bidding war on 12,000 acre-feet of surplus water. If the price of hamburgers. The same can be

141 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Verenigde Staten en Canada | Water, or the lack there of in California

expected for dairy, with higher prices for Environmentally like sorghum and teff, a desert grain from milk, cheese, yogurt and other dairy California’s water hub, the sprawling delta Ethiopia. products. of the Sacramento and San Joaquin rivers, is essentially collapsing ecologically. This More efficient ways of watering crops • Farmers are bulldozing or letting large collapse is due to several factors, not the Farmers are increasingly turning to drip portions of their farms whither. So far, least the relentless pumping by federal irrigation rather than plain flooding. about 800,000 acres of agriculturally and state water projects. These projects productive land have been fallowed by divert water supplies hundreds of miles Using groundwater rather than surface water farmers, which is roughly 10%. south to the San Joaquin Valley for agri- Groundwater is more expensive than California’s almond crop is a particular cultural purposes as well as further south surface water, as it has to be pumped up. source of concern, as almond trees to urban areas. Due to this, the delta’s Also, farmers are finding that groundwater cannot be ’put on hold‘ for a year, the native fish population is facing extinction. quality is poor due to farm runoffs and way row crops can: they must get water Additionally, the water is infested with could even damage crops. to be kept alive. Almonds are nearly as invasive species and tainted by farm and big a business in the state as grapes, urban runoff, which in turn taints ground- Water desalination projects worth $4.35 billion in 2012. This super water. This is the same groundwater that With water costing four times its normal crop came to be as companies such as farmers are turning to as a last resort, only price, the previously prohibitively expen- Blue Diamond Growers built worldwide to find that it’s unsuitable to water their sive process of desalination is becoming demand for almonds, increasing acreage crops due to all the pollutants it contains. an attractive option. As farmers are turning devoted to almond trees by 40% since to groundwater to water their crop they 2003. This year Blue Diamond Growers But it’s not all gloom and doom: find that it is unsuitable for watering crops are worried that they will not be able to Lessons and Opportunities due to heavy pollution of farm and urban meet customer demand. Switching up crops, experimenting with new runoff. Enter WaterFX’s solar water desa- ones lination plant in the Panoche district in • It is estimated that 20,000 farm workers In neighboring Nevada, where severe the fertile Central Valley. For the past year, will lose their jobs. In farm towns, such drought is also crippling the agricultural engineers at the plant have been quietly as Coalinga, the unemployment rate in industry, farmers are trying their hands testing the desalination plant’s new solar January was 14.8%. And an even darker at new, less thirsty crops, such as grapes. technology and turning salty, briny and future could lie ahead: Experts say that Alfalfa is the primary crop in the state, but mineral laden run-off water coming from even though most farmers could it is also a crop that is notoriously thirsty, the foothills into pure liquid. What farmers toughen out this year’s drought, many of using ten times the amount of water using WaterFX’s water are most excited them would not be able to survive grapes do. Farmers are also experimenting about: the water produced by the plant another severe one. with other lower-water grain alternatives, costs about one quarter of conventionally desalinated water at $450 an acre-foot, which is competitive with what farmers pay during “wet” years ($300 per acre-foot). Conventionally desalinated water using reverse osmosis costs $2,000 an acre-foot.

The desalination process is deceptively simple, hence the competitive price. It works as follows: runoff water from irrigation (unfit for human consumption due to the salt, boron and other minerals it contains) is captured by the solar plant through a series of pipes and tanks where the 525-foot-long solar reflector heats the salty water in a solar thermal array. The steam created condenses the water while separating impurities and yields newly distilled clean water.

Alex Mansell, co-founder of WaterFX is WaterFX Solar Water Desalination Plant’s solar reflector excited about the opportunities. Currently, the plant purifies 14,000 gallons per day.

142 | IA Water Special Verenigde Staten en Canada | Water, or the lack there of in California Verenigde Staten en Canada | Water, or the lack there of in California

His plan is to get that number up to 2 mil- and nutrients utilizing a process that is 720 • Fox News: Drought leaves California farmers lion gallons a day within a year. times more efficient than compost. choosing which crops get water and which whither http://www.foxnews.com/ Forcing innovation Surge in water efficiency techno- weather/2014/02/25/ It is interesting to note that Silicon Valley, logy investments? drought-leaves-california-farmers-choosing- the hotbed for new tech and innovation, Not so much. Venture capitalists, burned which-crops-get-water-and-which/ has not been so for innovation in the by previous investments in cleantech gone • SF Gate: California’s drought-prone pattern agricultural industry. Venture Capitals typi- awry are not eager to jump on the water forcing farmers to adapt http://www.sfgate.com/ cally want a quick (read: less than 2 years) technology bandwagon. Water has always science/article/California-s-drought-prone- tenfold turn-around on their investments. been cheap and still is, relatively, even pattern-forcing-5300681.php Investments in agriculture usually tend to as water prices have been rising in parts • NPR: Switching up crops have a 10-year return. The drought, howe- of the country to four times or more the • http://www.npr.org/blogs/ ver, has forced residents, the government regular price during wet years. And water thesalt/2014/03/20/291179944/ and alas, the agriculture industry to turn is overall just not a very good fit for the nevada-farmers-hack-the-drought-by-switching- to the world of tech for (sometimes high traditional venture capital model which up-the-crops tech) solutions like the ones I saw last week puts an emphasis on raising funds and • The Guardian: California’s drought hurting at the Imagine H2O (www.imagineh2o.org) generating 10x returns quickly. But corpo- farmers, but helping environmentalists http:// Water Gala. rate investors and family offices that don’t www.theguardian.com/money/2014/mar/18/ face these same pressures are perhaps the californias-drought-hurting-farmers-helping- Imagine H2O best places for water startups to look for environmentalists Imagine H2O is a global nonprofit capital. Large corporations that are also • LA Times: For Imperial Valley farmers, abundant organization that seeks to foster entre- heavy water users, such as Coca Cola, are water amid drought http://www.latimes.com/ preneurial solutions to water challenges. very much interested in protecting their local/la-me-imperial-valley- Their vision: ’To turn water challenges resources. The company has instituted water-20140317,0,7579263.story#ixzz2wMPBAydB into opportunities.’ This year marked a water stewardship program to make • SFGate: California drought: Solar desalination their 5th Annual Business Innovations its operations more water efficient in all plant shows promise http://www.sfgate.com/ Competition. Winners receive cash prizes facets of its manufacturing: water as the science/article/California-drought-Solar- totaling $200,000, but most importantly, actual ingredient in Coca Cola’s products, desalination-plant-5326024.php the chance to partake in an accelerator pro- the water that is used to cool, wash, clean • http://www.sfgate.com/science/article/ gram where these entrepreneurs are con- and rinse at the manufacturing facilities, California-drought-Solar-desalination- nected with world leaders in government, and also water used for growing the agri- plant-5326024.php the water sector and social enterprise to cultural products it uses. Under the water • GigaOm: Amidst drought growing population scale their ideas into high-impact solutions stewardship water usage has fallen by 5% water tech quietly emerges http://gigaom. as viable businesses. while output has risen by 12%. com/2014/01/31/amidst-drought-and-growing- population-water-tech-quietly-emerges/ http:// During the Imagine H2O 2014 Water Gala Sources www.cnn.com/2014/03/21/tech/innovation/ NOST San Francisco got a chance to meet • Modern Farmer: What the California Drought drought-water-tech/ with the finalists of this year’s compe- means for your grocery bill http://modernfarmer. tition. The focus of this year’s competi- com/2014/02/ Meer informatie tion was on Food and Agriculture. In the california-drought-means-grocery-store-prices/ Natasha Chatlein early stage track, aerial crop monitoring • Scientific American: As California’s record Email: [email protected] startup TerrAvion came out as the winner. drought strengthens, organic milk faces financial TerrAvion flies specially equipped Cessnas crisis http://www.scientificamerican.com/article/ IA Verenigde Staten to capture aerial imagery in four spectral as-californias-record-drought-strengthens-orga- formats of agricultural land: regular color nic-milk-faces-financial-crisis/?print=true imagery, color infrared imagery, NDVI • LA Times: A drier California than ever? Pretty (Normalized Difference Vegetation Index), much http://www.latimes.com/opinion/ and thermal imagery. These images are commentary/la-oe-ingram-california-drou- then digitally transferred to the farmer via ght-20140203,0,5178537.story#axzz2sJDGXxnV their web portal (OverView) within a day. • NBC News: Farmer Loses 1,000 Acres of Almond Trees in California Drought http://www.nbcnews. In the Growth Stage Track, California Safe com/storyline/california-drought/ Soils came out on top. CSS partners with farmer-loses-1-000-acres-almond-trees-califor- grocery chains and restaurants to take their nia-drought-n38601 food waste from which they recover water

143 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Brazilië | Nederlands succes smaakt naar meer

Brazilië

Nederlands succes smaakt naar meer

Recent werd bekend dat het Nederlandse advies- Rijkdom slecht verdeeld bureau Arcadis één van de grootste opdrachten op Op onze planeet is slechts 1% van het beschikbare het gebied van watermanagement en engineering water geschikt voor consumptie, en Brazilië is rij- in Brazilië heeft binnengehaald. Arcadis-Logos (de kelijk bedeeld:15% van het drinkwater is in het land Braziliaanse tak van Arcadis) was al sinds het begin aanwezig. Het beschikbare water is echter slecht (2005) betrokken bij het project en het heeft nu verdeeld over Brazilië. 70% is geconcentreerd in het een vervolgopdracht gekregen van de Braziliaanse noorden en het noordoosten beschikt slechts over overheid voor het ‘São Francisco Rivier Integration 3%, terwijl 28% van de Brazilianen daar woont. Project’. Een van de belangrijkste bronnen is de São Het project is het grootste waterinfrastructurele Francisco rivier. De op drie na grootste rivier van project in Brazilië en wordt door de federale over- Latijns-Amerika (2.914 kilometer) heeft een gewel- heid uitgevoerd. De totale investering betreft 6,4 dige rol gespeeld in de ontwikkeling van het land. miljard US dollar. De vervolgopdracht voor Arcadis bedraagt zo’n 35 miljoen US dollar, verdeeld over De federale regering is van mening dat de rivier een periode van ongeveer 3 jaar. meer water aanvoert dan in het stroomgebied nodig is en heeft daarom een ambitieus project Arcadis levert managementservices en technische voorgesteld om water vanuit deze rivier over vele ondersteuning en zorgt ook voor de algemene honderden kilometers te transporteren en zo coördinatie van het project en de monitoring van de kwaliteit van leven te verbeteren voor onge- de milieu-impact en bouwwerkzaamheden. De veer 12 miljoen Brazilianen. En natuurlijk levert omvangrijke problemen in Brazilië met water en Nederlandse expertise hier een bijdrage aan. waterbeheer biedt meer kansen voor inbreng van Nederlandse expertise en kennis.

Figuur 1 São Francisco rivier

144 | IA Water Special Brazilië | Nederlands succes smaakt naar meer Brazilië | Nederlands succes smaakt naar meer

Het project bestaat uit twee kanalen die het water naar kleine rivieren en stuwen leidt die normaal droog vallen in de staten Ceará, Rio Grande do Norte, Paraíba en Pernambuco.

De CEO van Arcadis-Logos, Manoel Antonio Avelino zegt hierover “This reflects our proven expertise and experience in providing integrated consulting engineering and programmanagement services to solve complex challenges, thereby improving the quality of live around the world.”

De eerste fase van het project betreft de aanleg van twee hoofdkanalen met een totale lengte van 480 kilometer en de tweede bestaat uit de aanleg van vier secundaire kanalen van 240 kilometer, inclusief aquaducten, tunnels en reservoirs. Water zal naar de drooggevallen waterbekkens worden met het doel de drinkwateraanvoer te kunnen bestendigen en irrigatie mogelijk te maken.

Aqueduto=aquaduct; Açude=dam; Figuur 2 Loop São Francisco rivier canal=kanaal; Estações de Bombeamento=pompstation; Túnel=tunnel; Galeria=tussenstation; Segmento de canal=kanaalsegment; Reservatório=reservoir

Wederom een voorbeeld van de grote Nederlandse inbreng op het gebied van watermanagement en engineeringexpertise.

Water megaproject voor de dorstige Agreste. Het ‘São Francisco Integration Project’ heeft dus tot doel om water vanuit het São Francisco rivier naar de semi-aride noord- oostelijke regio van Brazilië te leiden. Deze regio is de zogenaamde Agreste regio in de staat Pernambuco. Deze regio heeft in de afgelopen 150 jaar meer dan 70 periodes van extreme droogte meegemaakt. Figuur 3 Overzicht São Francisco project (bron Arcadis) Het idee om water om te leiden naar het Noordoosten is een idee dat al sinds het jaar 1858 wordt bediscussieerd. Het is Volgens het Ministerie van Nationale irrigeren en 2.000 kilometer drooggevallen bestudeerd door zowel koloniale machten Integratie zal het project uiteindelijk meer rivierbeddingen weer tot leven wekken. als militaire en burgerregeringen. In 1943 dan 12 miljoen Brazilianen van water startte de Vargas-regering met serieuze voorzien, 330 duizend hectare kunnen plannen en pas recent, in 1997 werd groen

145 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Brazilië | Nederlands succes smaakt naar meer

licht gegeven voor de implementatie van een megaproject.

Pernambuco is een staat van extremen. Zo’n 80% van deze staat kent grote droogte maar ook rivieren die buiten de oevers treden en bosgebieden met hoge neerslag, tot 2.000 millimeter per jaar en tenslotte het semi-aride Agreste en het gortdroge Sertão.

De Agreste, het armste regio van Brazilië, beslaat een zeer uitgebreid gebied dat zich uitstrekt over meerdere staten van het noordoosten en is het ecologisch over- gangsgebied tussen de Atlantische bossen en de Sertão. Dit gebied ontvangt slechts 400 tot 600 millimeter regen per jaar en de Agreste beschikt ook niet over een Figuur 4 Overzicht structuur São Francisco project (bron Arcadis) bruikbare ondergrondse watervoorraden en veel water kent een hoog zoutgehalte. Bovendien zijn vele kleine rivieren dicht- geslibd of is het oppervlaktewater sterk vervuild door pesticiden en ongezuiverd afvalwater.

De Agreste kent dus serieuze waterproblemen en is één van de dichtstbevolkte semi- aride gebieden in de wereld met slechte klimaatcondities en bodemgesteldheid.

Maar de regio, waar circa 3 miljoen mensen wonen, wordt een groot potentieel toegedicht wat de ontwikkeling van handel betreft en is één van de belangrijkste centra voor textielindustrie in Brazilië. Maar op de regionale ontwikkeling wordt al vele decennia gewacht als gevolg van het Figuur 5 Hoofdelementensysteem (bron: Arcadis) waterprobleem.

Het São Francisco project heeft veel kri- tiek te verduren gekregen. Tegenstanders vinden het ronduit extravagant om op deze wijze droogte in een deel van Brazilië aan te pakken in de wetenschap dat er sinds 1988 meer dan 8 miljard US dollar is uitgegeven aan projecten om de droogte te bestrijden - zonder noemenswaardig resultaat. Critici van het project, waartoe ook de Wereldbank behoorde, wijzen op de onvermijdelijke impact op het milieu. Die wordt veroorzaakt door de constructie van meer dan 700 kilometer kanaal, meerdere aquaducten, tunnels en buizen, zo’n 30 Figuur 6 Agreste stuwdammen en 9 pompstations.

146 | IA Water Special Brazilië | Nederlands succes smaakt naar meer Brazilië | Nederlands succes smaakt naar meer

Het programma is onder meer tot stand in kosten voor volksgezondheid. Ook Bronnen gekomen door inbreng, en aanvankelijke wordt met het vooruitzicht dat de water- • www.Arcadis.com.nl tegenwerking, van ASA, een netwerk van problemen tot het verleden behoren, • http://www.ffconsultores.com.br/ circa 700 NGO’s, vakbonden, gemeentes en flink geïnvesteerd in de aanleg van de crise-de-agua-democratica-e-suprapartidaria/ kerkelijke die zich inzetten voor voorna- ‘Transnordestino’-treinverbinding, irrigatie- • The water crisis in Brazil; Economic Brasil, 6 melijk de landelijke en arme gebieden van en sanitatiesystemen. De regering verwacht March, 2014 het semi-aride noordoosten van Brazilië. dat deze tot belangrijke sociaaleconomi- • http://www.adenildobezerra.com/ De angst was gerechtvaardigd dat de sche veranderingen zullen leiden. news/a-crise-da-agua-no-brasil/ omvangrijke ingrepen in het landschap • Issues and Trends in Water Resource Management diepe en onomkeerbare impact op het Kansen voor Nederland in Brazil; Henrique M.L. Chaves, School of milieu, flora en fauna zou veroorzaken. Zoals ook in de andere artikelen verwoord, Technology, Universitity of Brasilia. Zo zouden, bijvoorbeeld, de kanalen grote kent Brazilië nog zeer vele, en meestal zeer barrières vormen voor migratie en habitat omvangrijke problemen met water. Daarbij Meer informatie van dieren. valt te denken aan overstromingen in urba- Theo Groothuizen ne en rurale gebieden, zeer ernstige vervui- Email: [email protected] Uiteindelijk werd rond 2009, nadat een ling van rivieren, meren, oppervlakte- en consortium van bedrijven -waaronder grondwater, aan grote sociaaleconomische IA Brazilie Arcadis- de plannen had heroverwogen en problemen rondom grote stuwdammen en geherformuleerd, door IBAMA (Nationaal bedreiging van de energiezekerheid door Instituut voor het Milieu) goedkeuring afhankelijkheid van de beschikbaarheid gegeven voor de uitvoering van het project. van water (80% van de energie wordt middels waterkracht opgewekt). De verwachting is dat deze oplossing afdoende zal zijn de droogte te bestrijden. Veel van deze problemen zijn terug te Voorstanders zeggen dat het de redding is voeren op gebrek aan managementerva- voor de staat Pernambuco en de Agreste ring en de integrale aanpak van complexe regio. waterbouwkundige projecten. Het gebruik van onbetrouwbare gegevens, de onjuiste Schaarste interpretatie van data en het onvermogen Ingeval minder dan 1.500 m3 per persoon om noodzakelijke disciplines voor ontwerp per jaar beschikbaar is, spreekt men van en uitvoering effectief te laten samenwer- een kritieke watersituatie. Pernambuco ken worden, ook door Braziliaanse experts heeft aan reserves zo’n 1.300 3m terwijl en academici, gezien als zwakten. de Agreste over niet meer dan 800 m3 aan reserves beschikt. Nederland heeft juist op deze gebieden een ongeëvenaarde staat van dienst die de Het project ‘Adutora do Agreste’ is het meest Nederlandse experts, zoals Arcadis, grote ambitieuze project van Pernambuco kansen biedt omvangrijke opdrachten bin- en wordt gezien als één van de grootste nen te slepen. geïntegreerde waterprojecten ter wereld, met de mogelijkheid de gehele bevolking Om deze reden meen ik dat het tijd wordt van 68 steden en 80 dorpen van water te een omvangrijke missie op het gebied van voorzien. Het project omvat ook een water- water en watermanagement naar Brazilië behandelingsinstallatie met een capaciteit te organiseren. Zo kunnen we deze unieke van 4.000 liter per seconde waarmee de Nederlandse expertise nog duidelijker over levering van water met meer dan 100% het voetlicht brengen. verhoogt. Dat wordt bereikt met slechts 1 procent van het watervolume van de São Francisco rivier.

Economische en sociale voordelen. De World Water Council heeft de stad De Federale Universiteit van Pernambuco Brasilia en Brazilië geselecteerd om heeft berekend dat elke Real die in het het 8e World Water Forum in 2018 te wateren sanitatieproject wordt geïnves- organiseren. teerd een besparing van 4 Real oplevert

147 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Brazilië | Water en Informatie en Communicatie Technologie in Brazilië

Water en Informatie en Communicatie Technologie in Brazilië

De Informatie en Communicatie Technologie (ICT) Het instituut claimt dat het met zijn mogelijk is in de watersector wordt in Brazilië vooral ingezet met zijn technologie het gebruik van water en voor: energie met 5 tot wel 20% terug te dringen en dat dit, waar er nog geen beheer bestaat, tot 40% kan • Beheer van water in steden; oplopen. Dit is zeker de moeite waard voor bedrij- • bepaling van de waterbehoefte voor irrigatie; ven die tussen de € 30 en 130 miljoen uitgeven aan • efficiëntie in distributie en gebruik van water; energie en water. • milieu management; • early warning voor natuurrampen; Ook helpt het instituut helpt de overheid met de • vermindering van de invloed van aanpassing aan de mogelijkheden die de informa- klimaatverandering. tie en communicatietechnologie biedt. Zij geeft adviezen over informatica, apparatuur, software en ICT voor beheer van water in de steden hoe zij het Internet kan gebruiken voor haar dien- Zowel bedrijven als de overheid zijn steeds meer stenverlening en informatievoorziening. Zo wordt betrokken bij het efficiënt beheer van schaarse de efficiëntie van het openbare bestuur verhoogd, hulpbronnen. Water neemt daarin een steeds de toegang tot en uitwisseling van informatie voornamere plaats in. Bedrijven worden door de verbeterd en de sociaaleconomische ontwikkeling veeleisende consument aangezet tot een sociaal bevorderd. Een eerste aanzet daartoe is het instal- en milieubewust beleid. Voor de overheid is het leren van een ICT-netwerk dat verschillende over- belangrijk zo goed en efficiënt mogelijk water te heidsinstellingen met elkaar verbindt. Die kunnen beheren en de goede kwaliteit van de drinkwa- dan gegevens uitwisselen en communiceren met tervoorziening te garanderen. In een wereld van de bevolking. Goede planning en dimensionering toenemende globalisering is het versterken van van dit netwerk is essentieel. de concurrentiepositie van bedrijven van steeds groter belang. Daarvoor dienen de kosten worden Op het gebied van water draagt dit informatie- gedrukt en het verbruik van productiefactoren netwerk bij aan vermindering van verliezen in verminderd. Zowel water als energie zijn grote de drinkwatervoorziening, door de kennis van kostenposten in bedrijven. De informatietechno- het functioneren van het distributiesysteem te logie is van primair belang voor het verhogen van verbeteren. Ook wordt het systeem uitgerust met efficiënt gebruik hiervan. meetinstrumenten. Van afstand kan de drinkwatervoorziening gemonitord worden, de druk in de In Brazilië is het Onderzoeks- en leidingen binnen de juiste waarden worden gehou- Ontwikkelingscentrum voor Telecommunicatie den, het onderhoud verbeterd en het aanbod op de (CPqD) een onafhankelijk instituut zonder winst- vraag afgestemd. Het systeem wordt steeds verder oogmerk dat zich richt op innovatie van digitale geperfectioneerd. techniek. Het heeft als doelstelling het vergroten van het concurrentievermogen van het land en het Zo heeft het waterzuiveringsbedrijf van de Staat verspreiden van digitale, technologische kennis São Paulo (Sabesp), dat ook verantwoordelijk is en vaardigheden. CPqD onderhoudt het grootste voor de drinkwatervoorziening een meetsysteem ICT-onderzoeks- en ontwikkelingsprogramma ingevoerd waarbij aan iedere watermeter van de van Latijns-Amerika. De oplossingen op worden gebruikers een voorziening is aangebracht die de gebruikt in verschillende sectoren: communicatie verzamelde gegevens via mobiele telefonie continu en multimedia, financiën, industrie, bedrijfskun- doorseint naar het bedrijf. Het waterverbruik de, gebruiksvoorwerpen, software, overheidsadmi- kan zo in ‘real time’ worden gevolgd. De gegevens nistratie, defensie en beveiliging. worden zichtbaar gemaakt in tabellen en grafie- ken, zodat onmiddellijk kan worden ingegrepen als er ergens een lek of andere storing ontstaat.

148 | IA Water Special Brazilië | Water en Informatie en Communicatie Technologie in Brazilië Brazilië | Water en Informatie en Communicatie Technologie in Brazilië

medewerking van federale regering, die van de staten en NGO’s werden de technologische voorzieningen uitgebreid, vooral ten behoeve van de plattelands- bevolking. Het Nationale Programma voor Telecommunicatie op het Platteland verstrekte toegang voor de rurale bevolking aan collectieve diensten via telefoon en breedbandverbinding in het 450 – 470 MHz frequentiegebied. Met ondersteuning van het Ministerie van Telecommunicatie hadden in 2010 ten minste 5.300 gemeenten van de 5.565 in Brazilië al een tele- communicatiekit ontvangen die het de gemeente mogelijk maakte een LAN-house in te richten. De kits waren samengesteld uit een server, 10 computers, een moni- toringcentrum met videocamera en een draadloze router, 11 stabilisatoren, een Meting op afstand van het waterverbruik. laserprinter, een multimediaprojector, 21 stoelen, een tafel voor een leraar, 11 computertafels, een printertafel en een kast. Groepen die traditioneel als digitaal Het alarm gaat automatisch af als zich lectief modem dat het verbruik digitaal buitengesloten werden beschouwd: kleine ergens een afwijking van het gebruikelijke vastlegt. De modem leest om de vier boeren, settlers van landhervormingspro- patroon voordoet, zoals het stilstaan van minuten de gegevens van alle aangesloten gramma’s, afstammelingen van gevluchte de watermeter of extreem hoog of laag ver- watermeters. Die gegevens worden vervol- slaven pasten zich spoedig aan de nieuwe bruik. De consument wordt dan meteen via gens via mobiele telefonie (GSM of GPRS) situatie aan en via speciale programma’s e-mail en SMS op de hoogte gebracht. Ook doorgegeven aan de centrale. Ze kunnen werden zij bij het digitale netwerk betrok- hebben de verbruikers op internet toegang door de consument via het internet wor- ken. De afgelopen jaren heeft de ICT in tot alle nodige gegevens over de gemeten den afgelezen. Brazilië een grote vlucht genomen, ook consumptie en de kwaliteit. Metingen van voor de doorsneegebruiker. de fysieke en chemische eigenschappen ICT voor irrigatie van het drinkwater verricht in de contro- Door de snelle toename van het internet Een belangrijk voorbeeld van een spe- lelaboratoria worden ook online aan de en de infrastructuur die de toegang tot cifiek ITC programma betreft de geïr- consument kenbaar gemaakt. Behalve dat dit net mogelijk maakt speelt de ICT een rigeerde landbouw. Onderzoekers dit systeem de efficiëntie van de drinkwa- steeds grotere rol in de plattelandsontwik- van Het Braziliaanse Bedrijf voor tervoorziening vergroot, draagt het ook bij keling. De agrarische producenten staan Landbouwonderzoek – EMBRAPA in aan verbeterd milieubeheer en duurzaam- steeds meer onder druk om hun concur- Planaltina in het Federale District - hebben heid. Ook in andere delen van het land rentiepositie te verbeteren. Landbouw, onderzoek gedaan naar het gebruik van wordt de meting op afstand van het drink- veeteelt en administratie maken gebruik water in irrigatie. Daaruit blijkt dat de water toegepast. van een gevarieerd scala aan software. agrarische producent nauwelijks gebruikt Actuele informatie over de markt voor de maakt van rationele criteria. In de praktijk In bovenstaand figuur wordt aangegeven commercialisering van de productie en gebruikt men de ‘punt van de laars- hoe het systeem van het drinkwaterbedrijf voor informatie over de consumentvraag, methode’: het woelen in de grond met de van de staat Pernambuco (COMPESA) helpen producenten in hun productie- punt van de voet om zo de waterbehoefte werkt. De individuele watermeters van de en verkoopbeslissingen. Verder maken van het gewas te bepalen. Dit kan een consumenten zijn voorzien van een elektri- de noodzaak voor duurzame productie, verspilling van 20% irrigatiewater beteke- sche pulsgenerator. Dit is een magnetische schaarser wordende arbeid op het platte- nen. Daarbij komt ook nog dat inefficiënt sensor die met flexibele lamellen een rote- land en dure financiering rationalisatie van watergebruik de productiviteit benadeelt. rend magnetisch veld kan waarnemen en de productie noodzakelijk. Doorweekte bodems worden compacter en laagfrequente elektrische signalen afgeeft. bemoeilijken de beluchting en de activiteit Iedere liter water dat door de meter gaat, In 2009 kwam de regering met maatre- van micro-organismen. Ook kan dit ziekten resulteert in een elektrische “ping”. Deze gelen die de toegang tot het internet en veroorzaken, vooral schimmels en worden pulsen worden opgeslagen door een col- digitale technologie verruimden. Met bodemnutriënten uitgespoeld.

149 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Brazilië | Water en Informatie en Communicatie Technologie in Brazilië

Naast het gebruik van tensiometers kan den blootgesteld de gelegenheid bieden onmiddellijk kan worden gewaarschuwd. een goede planning de irrigatie drastisch dit risico te vermijden of te verminderen Helaas wijst onderzoek uit dat in veel verbeteren. Veel landbouwers beschouwen en een effectief antwoord hierop voor te gevallen goede communicatiesystemen en water niet als waardevol. Het wordt koste- bereiden. Het bestaat uit vier elementen: actieplannen ontbreken. loos uit de rivier gepompt zonder ermee kennis over het risico, monitoring en rekening te houden dat de drinkwatervoor- voorspellen, verspreiden van informatie en De VN onderscheidt verschillende milieu- ziening, scheepvaart, fauna en flora ook reactie. dreigingen, weergegeven in onderstaande water nodig hebben. tabel. • Kennis van het risico wordt geleverd Het Departement van Cultuurtechniek door fundamentele informatie die een Deze tabel maakt een onderscheiding tus- van het Centrum voor Landbouw basis vormen voor strategieën voor sen enerzijds korte termijn hydrometeoro- wetenschappen van de Federale riscovermijding en afzwakking en het logische risico’s, uitgezonderd droogte als Universiteit van Santa Maria in de Staat ontwikkelen van systemen voor actuele en snel overvallende bedreigingen Rio Grande do Sul, heeft een succesvol vroegtijdig alert; en anderzijds droogte en klimaatsveran- systeem ontwikkeld voor irrigatie dat door • monitoring en voorspellen worden deringen als langzaam zich opbouwende de landbouwers via het Internet kan wor- mogelijk via systemen die tijdig bedreigingen. Kusterosie, verlies aan wet- den geraadpleegd, na zich geregistreerd mogelijke risico’s en gevaren kunnen lands en flessenwater worden tot de laatste te hebben. Het Irriga – systeem is goed inschatten voor gemeenschappen, de categorie gerekend. ontvangen in Brazilië en ook daarbuiten. economie en het milieu; Het systeem bepaalt de ideale periode • voor het verspreiden van informatie zijn In Brazilië zijn de ervaringen met early en de hoeveelheid water voor irrigatie communicatiesystemen nodig die tijdig warning systemen nog erg recent. In 2011 gebaseerd op bodemeigenschappen, de lokale en regionale autoriteiten en werden de hooglanden van de staat Rio de meteorologische informatie ter plaatse en het publiek kunnen waarschuwen voor Janeiro getroffen door zware landverschui- de methoden van bevloeiing. De afgelopen dreigend gevaar; vingen. Duizenden lieten daarbij het leven. twee jaar is het geïrrigeerde gebied dat • voor een goede reactie zijn coördinatie, De steden Petrópolis, Teresópolis en Novo door het systeem wordt gevolgd praktisch goed management, goede actieplannen, Friburgo liepen zware schade op aan hui- verdubbeld tot meer dan 100.000 hectare. voorbereiding en training van de zen, straten en bruggen. Volgens specialis- Ongeveer 1.000 producenten raadplegen bevolking nodig. ten worden dit soort rampen veroorzaakt dagelijks het systeem om te bepalen of en door gebrekkige planning en uitvoering hoeveel zij gaan bevloeien. Het systeem Systemen voor vroegtijdig alert kunnen het van stadsuitbreiding. De bergen vormen wordt toegepast in vrijwel alle staten van aantal slachtoffers en economische schade een natuurlijke barrière voor regenwolken Brazilië waar geïrrigeerd wordt, als ook in beperken door juiste en tijdige informatie die hun lading uitstorten over de steden Uruguay, Paraguay, Mexico en de Verenigde te verstrekken, zodat direct tegenmaatre- op de hellingen. Het regenwater dringt de Staten. gelen kunnen worden genomen. Dit heeft ondergrond binnen die doorweekt raakt alleen zin als er een goed actieplan of en zich losmaakt van de rotsen. Een grote Het irriga-systeem kent twee aandachts- een rampenplan bestaat en de bevolking hoeveelheid modder komt vervolgens als velden: research en ontwikkeling dat plaatsvindt in de Federale Universiteit van Santa Maria waar meer dan 20 studenten aan technologische innovatie werken en dienstverlening aan de gebruikers waaraan meer dan 25 personen meewerken.

Ook is het gebruik van ICT interessant voor de landbouw in verband met eventuele risico’s voor het gewas of uitzonderlijke klimatologische omstandigheden. ICT word dan ook in toenemende mate gebruikt in early warning systems.

ICT en early warning Early warning, of vroegtijdig alert, kan worden gedefinieerd als de tijdige en effectieve informatie door geïdentificeerde Tabel types of environmental threats instituties die personen die aan risico wor-

150 | IA Water Special Brazilië | Water en Informatie en Communicatie Technologie in Brazilië Brazilië | Water en Informatie en Communicatie Technologie in Brazilië

een lawine naar beneden, alles op zijn weg meesleurend. Het werd pijnlijk duidelijk dat men onvoldoende was voorbereid op deze ramp.

Vanaf 2013 organiseren het stadbestuur en de Bescherming Bevolking informatie- sessies om de bevolking voor te lichten over hoe te handelen bij zware regenval. Deelnemers kunnen zich gratis inschrijven om SMS- waarschuwingsberichten te ontvangen in geval van mogelijk gevaar door regen, storm, brand, landverschuivingen, overstromingen en dergelijke. Ook krijgen zij gegevens over informatie en acties van de Bescherming Bevolking over trainingen van de gemeenschap, locatie van de steunpunten in de wijken en de werking van een netwerk van sirenes. Dit alles om geruchten die paniek kunnen veroorzaken in de kiem te smoren en concrete informatie te verstrekken over overheidscam- pagnes van contributies, bloedbanken en Cyclus van strategische rampenbeheer bestrijding van ziekten en epidemieën. Dit werk werd beloond met een diploma van de Verenigde Naties en besproken in Santiago in het Regionale Netwerk voor Het waterzuiverings- mode staan, inschakelen en onmiddellijk Rampenbestrijding. Daarnaast startte de waarschuwingsberichten uitzenden. gemeente een project met steun van de bedrijf van de Staat Japanse Bilaterale Samenwerking (JICA) op Brazilië maakt deel uit van het Regionaal het gebied van overdracht van kennis en São Paulo (Sabesp) Initiatief voor Latijns-Amerika en de technologie voor geplande stadsuitbrei- Cariben voor Rampenmanagement. ding, ruimtelijke ordening en het opstellen gebruikt een meetsy- Daarvoor onderhoudt het speciale cen- van richtlijnen en protocollen voor reactie steem waarbij iedere tra, zoals het Nationale Centrum voor op rampen. Naast de genoemde SMS Management van Risico’s en Rampen berichten maakt de gemeente ook met watermeter bij consu- (CENAD) en het Nationale Centrum voor succes gebruik van media als Twitter en Monitoring en Alert voor Natuurrampen Facebook. Informatie over alle commu- menten verzamelde (CEMADEN). De Universiteit van São Paulo nicatiekanalen van de gemeente zijn te (USP) en de Federale Universiteit van vinden op haar site: www.pmnf.rj.gov.br. gegevens via mobiele de Staat Santa Catarina (UFSC) hebben telefonie continu door- Studiecentra voor Rampen. Op de website Naast de beschreven communicatie via van UFSC kan een interactief informatie- internetsites en sociale netwerken als seint naar het bedrijf boekje gevonden worden over het voorko- Facebook en Twitter blijven meer traditio- men van natuurrampen (http://www.lid. nele media ook belangrijk. Niet alleen in educacaocerebral.org/#). noodgevallen, maar ook voor opleiding De opkomende digitale televisietechniek en voorlichting, zodat men goed voorbe- maakt interactieve berichtgeving mogelijk. De betrokkenheid van de Universiteit reid is als noodsituaties zich voordoen. Het Braziliaanse Digitale Televisiesysteem van de staat Santa Catarina kan worden Voorlichtingsboekjes voor huis-aan-huis (SBTVD) kan hierbij een belangrijke rol verklaard door de tropische orkaan die verspreiding en scholen, radio en televisie spelen, omdat de tv nog altijd het ver- de kust in 2004 trof met windsnelheden kunnen de nodige informatie doorge- reweg meest verspreide medium is. Het van 120 tot 150 kilometer per uur. Meer ven. Deze communicatiekanalen zijn maakt deel uit van een Emergency Warning dan 300.000 personen werden hierdoor belangrijk als voorbereiding, training en Broadcasting System (EWBS). Dit kan van dakloos, tijdelijk ontheemd, gewond of verspreiding van rampenplannen, zodat afstand televisietoestellen die in standby- gedood. Naast de aantasting van het milieu iedereen snel kan reageren als dat moet. werd de materiële schade geschat op R$

151 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Brazilië | Water en Informatie en Communicatie Technologie in Brazilië

100 miljoen, ongeveer € 35.000. Deze ramp verraste de getroffen bevolking volkomen, omdat een dergelijk fenomeen zich nooit eerder had voorgedaan in de zuidelijke Atlantische regio. Een goed netwerk van satellietwaarnemingen had wellicht tijdig kunnen waarschuwen.

Het tot stand brengen van een dergelijk netwerk van satellietwaarnemingen is de doelstelling van het genoemde Regionale Initiatief voor Latijns-Amerika en de Cariben voor Rampenmanagement. Het voorzien in de ontwikkeling van een geïntegreerd regionaal netwerk waarin de Nationale Coördinatiecentra (CENAD en CEMADEN) maximale nationale autori- teit bezitten. Intraregionale en lokale netwerken zijn in het grote omvattende netwerk opgenomen. Deze netwerken zullen worden ondersteund door gegevens die worden verzameld door diverse satellieten, Platform voor rampenbeheer voor telecommunicatie, waarneming en meteorologie, evenals door telecentra verspreid over de regio’s. Deze gegevens worden verwerkt door een platform voor mische rehabilitatie, herstel van leefomge- worden opgeslagen in een Geographic wetenschappelijk onderzoek, milieumo- ving, gezondheidszorg en onderwijs. Information System (GIS). Het satelliet- nitoring, beheer van natuurlijke hulp- waarnemingssysteem wordt gevormd door bronnen en biodiversiteit, preventie, De volledige ondersteuning van deze één of meer geostationaire satellieten. voorbereiding, reactie, risicobeperking en beheerscyclus hangt af van een goede infra- Het systeem verzamelt informatie en geeft herstel van rampen, conform onderstaand structuur van ICT-netwerken en noodtele- dit door, waarop tijdige reactie mogelijk schema: communicatienetwerken via breedband op wordt, zoals weergegeven in de volgende land en in de ruimte. Modellen voor deze figuur. De onderdelen van de cyclus zijn: systemen zijn uitgewerkt door gespecialiseerde organisaties van de Verenigde Naties ICT en klimaatverandering Voorbereiding: Medische voorzieningen, zoals de International Telecommunication ICT-systemen zijn ook van toepassing zijn technische teams, systeem voor vroeg- Union (ITU), United Nations Environment bij vermindering van en aanpassing aan tijdig alert, training, kit met hulpgoe- Programme (UNEP) en UNESCO. Ook is er klimaatveranderingen. Deze systemen deren en logistiek - Gevaar - Reactie op samenwerking met andere globale en regi- kunnen continu de emissies van broeikas- gevaar: Berichtgeving en informatie over onale initiatieven die deel uitmaken van gassen in de economie monitoren en zo het gevaar, waarschuwing, vaststelling het platform van de Verenigde Naties voor bijdragen aan het nemen van de nodige van de mogelijke schade en evacuatie Space-based Information for Disaster Management voorzorgsmaatregelen. Op het gebied van indien nodig - Leiding - Vermindering and Emergency Response (UN-SPIDER) en met waterbeheer komt dit voornamelijk neer van Risico: Beheersplan voor moge- de Zuidoost Aziatische SENTINEL ASIA. op verbeteren van kustbeheer door de lijke gevolgen van gevaar, in kaart verwachte stijging van de zeespiegel en het brengen van bedreigde gebieden (GPS, Het Regionale Initiatief voor Latijns management van laaggelegen gebieden. GIS, Communicatie) - Netwerk voor America en de Cariben voorziet in de Het beheer van zoetwater kan worden Internationale Samenwerking - participatie installatie van een infrastructuur van aangepast aan risico’s van overstromingen, van de getroffenen, onderzoek en ontwik- netwerken die zijn geïntegreerd met de verzilting en droogte. keling, regelgeving, gedragscodes, terug- Centra voor Rampenbeheer in het gebied. kerende patronen, beleid, handleiding en Deze centra worden onderling verbonden Bronnen informatieverspreiding – Consolidatie en via een optisch netwerk van TELEBRAS/ • https://www.cpqd.com.br/mercado/cases/ Volledige Rehabilitatie: Meerjarenplan, TELESUR en via een alternatieve backbone gestao-de-energia-e-agua-garante-sustentabilida- humanitaire hulp, fysieke en sociaalecono- over breedband satellietverbindingen. de Gegevens over mogelijke gevaren kunnen

152 | IA Water Special Brazilië | Water en Informatie en Communicatie Technologie in Brazilië Brazilië | Water en Informatie en Communicatie Technologie in Brazilië

• http://www.sabesp.com.br/CalandraWeb/Calandr aRedirect/?temp=4&proj=AgenciaNoticias&pub= T&db=&docid=A89952EE468C5FC6832576870049 60AE • http://comciencia.scielo.br/scielo. php?script=sci_arttext&pid=S1519- 76542009000600005&lng=en&nrm=iso • http://www.xilema.com.br/artigos/manejo_ irrigacao.htm • http://jcrs.uol.com.br/site/especial. php?codn=125889 • http://www.buscalegis.ufsc.br/revistas/files/ journals/3/articles/34282/public/34282-45842-1- PB.pdf • http://www.lid.educacaocerebral.org/# • https://na.unep.net/geas/docs/Early_Warning_ System_Report.pdf • http://scielo.iec.pa.gov.br/scielo. php?pid=S1679-49742010000400009&script=sci_ arttext • http://www.unicap.br/tede/tde_busca/arquivo. php?codArquivo=168

Meer informatie Hans Dorresteijn Email: [email protected]

IA Brazilie

153 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Brazilië | Hoge kosten voor Brazilië door gebrek aan efficiënt water management.

Hoge kosten voor Brazilië door gebrek aan efficiënt water management.

Brazilië is gezegend met een grote zoetwatervoor- Daarnaast zijn de Braziliaanse landbouw en vee- raad. Maar liefst 11,6% van ‘s werelds zoetwater teelt sterk afhankelijk van water. Hoewel slechts is in dit land te vinden. Het meest water in het 10% van de landbouwgronden (4,5 miljoen hecta- land is oppervlaktewater afkomstig van neerslag. res) beschikt over irrigatiesystemen, is deze sector Daarnaast zijn er grote ondergrondse voorraden voor 70% verantwoordelijk voor het totale waterge- in de waterhoudende grondlagen van Guaraní en bruik in Brazilië. Problemen zijn de lage efficiëntie Alter do Chão. bij irrigatie – verliezen worden geschat op 35% – en vervuiling van oppervlakte- en grondwater door Helaas is deze rijkdom erg ongelijk verdeeld. gebruik van pesticiden. Verreweg het meeste oppervlaktewater (80%) is te vinden in het Amazonegebied, de noordelijke De grote steden kampen met ernstige waterver- regio, waar slechts 7% van de bevolking woont. vuiling door gebrekkige riolering en een tekort In veel gebieden, vooral het Noordoosten is het aan waterzuiveringsinstallaties. Slechts 44,5% water schaars. Zo heeft de staat Pernambuco in het van de bevolking is aangesloten op het openbaar Noordoosten de beschikking over 1.320 liter per rioleringsnet, terwijl maar 38% van het rioolwater inwoner per jaar en het Federaal District (Brasília, daadwerkelijk gezuiverd wordt. De WHO schat dat in het Centrumwesten) 1.700 liter per inwoner jaarlijks 28 duizend Brazilianen overlijden door per jaar. De door de Verenigde Naties aanbevolen ziektes die door vervuild water worden veroor- hoeveelheid is 2.000 liter. Periodieke droogte zaakt, zoals hepatitis A, cholera, leptospirose, komt regelmatig voor, zoals vorig jaar in het dengue, dysenterie, paratyfus en schistosomiasis. Noordoosten, de ernstigste in 50 jaar. Tijdens overstromingen is er gevaar voor epide- mieën, vooral van leptospirose. Water is ook belangrijk voor de energievoorziening. Bijna 70% van de energie wordt opgewekt Maar liefst 35 miljoen van de 200 miljoen inwoners door waterkrachtcentrales. hebben geen stromend water. Een aantal geleden voorspelde het Nationale Water Agentschap (ANA)

Figuur 1 Figuur 2

154 | IA Water Special Brazilië | Hoge kosten voor Brazilië door gebrek aan efficiënt water management. Brazilië | Hoge kosten voor Brazilië door gebrek aan efficiënt water management.

dat bij aanhoudende bevolkingsgroei meer Nationale Wateragentschap een autar- dan de helft van de Braziliaanse gemeenten kie, het Secretariaat voor Waterresources Intense regenbuien zorgen vaak voor over- vanaf 2015 problemen dreigt te krijgen met en Stedelijk milieu en de Nationale stromingen in urbane en rurale gebieden. hun drinkwatervoorziening, tenzij op korte Council voor Waterresources, alle van het Het is een hardnekkig probleem in Brazilië. termijn minstens stevig wordt geïnves- Ministerie van Milieu. Niet alleen vanwege de zware tropische teerd in diversificatie van waterbronnen, regenbuien, maar vooral vanwege de men- versterking van de productie-, opslag- en Dan zijn er nog de Centra voor selijke ingrepen op het milieu. Elk jaar is distributiecapaciteit van drinkwater en in Waterresources van de staten, de lokale de economische schade en menselijk lijden de infrastructuur voor waterzuivering. Watercomités en die van de stroomgebie- aanzienlijk. De belangrijkste gevolgen van den. De genoemde Centra voor rampen- overstromingen zijn: Deze investeringen vormen één van de bestrijding vallen onder het Ministerie van prioriteiten van het Nationale Programma Wetenschap, Technologie en Innovatie. • verlies aan mensenlevens en materiele ter Stimulering van de Groei. Vorig jaar De opzet van een rampenbestrijdingsplan schade; stelde de Federale Regering zich ten doel is nog in een initieel stadium, ondanks de • onderbreking van economische tot 2030 vrijwel de gehele bevolking lancering van een groot “National Plan for activiteiten; van schoon drinkwater te voorzien en Risk Management and Response to Natural • blootstelling van de getroffen bevolking 88% van het huishoudelijk afvalwater te Disasters”, met een financiering van US$ aan besmetting door via water overge- behandelen. Helaas zijn deze kostbare 9,3 miljard. In 2012 startte het Wereldbank dragen ziekten (leptospirose en cholera; en ambitieuze projecten nog nauwelijks project Interaguas met een financiering • vervuiling van water door het onderlo- van de grond gekomen. Het Tweede van US$ 150 miljoen, met verschillende pen van opslagplaatsen met vergiftige Stimuleringsprogramma voorziet in componenten: waterbeheer, rampenbe- stoffen en waterzuiveringsinstallaties; investeringen van rond de € 15 miljard strijding, irrigatie, drinkwatervoorziening • verkeersopstoppingen die in een stad als voor drinkwatervoorziening, riolering en en sanitaire voorzieningen. São Paulo soms de totale lengte van afvalverwerking. 1.000 kilometer bereiken. Hoewel Brazilië het ’s werelds rijkste land Overstromingen komen veel voor in is aan rivierwater zijn er veel verliezen door Overstromingen komen vooral voor in het Zuidoosten, het Zuiden in het vervuiling en verspilling, die in de grote het Zuidoosten, het Zuiden en in het Amazonegebied. Het berggebied van de steden tot 70% van het drinkwater kun- Amazonegebied. Opvallend is dat het eco- Staat Rio de Janeiro lijdt onder land- nen oplopen. Doorgaans is er ook regen nomische centrum van Brazilië, de stad São verschuivingen. Voor bestrijding deze genoeg die voor overvloed zorgt, behalve Paulo veel onder dit kwaad lijdt. Vandaar calamiteiten reserveert het Tweede in de semi-aride gebieden die vooral in het aandacht voor dit specifieke geval. Stimuleringsprogramma nog eens € 3,5 Noordoosten liggen, waar de rivieren niet miljard. Ook zette Brazilië instituties op: het hele jaar door water bezitten. het Nationale Centrum voor Management van Risico’s en Rampen (CENAD) en het Nationale Centrum voor Monitoring en Alert voor Natuurrampen (CEMADEN). Verder hebben de Universiteit van São Paulo (USP) en de Federale Universiteit van de Staat Santa Catarina (UFSC) Studiecentra voor Rampen.

Een belangrijke hindernis voor een effectief watermanagement is het feit dat zich maar liefst 6 Ministeries op dit terrein begeven: het Ministerie van Wetenschap, Technologie en Innovatie, het Ministerie van Milieu, het Ministerie van Landbouw, het Ministerie voor Stadsontwikkeling, het Ministerie van Transport en het Ministerie voor National Integratie. Elk van deze Ministeries heeft zijn eigen instituties en programma’s die zich met de diverse aspecten van het waterbeheer Foto overstroming (Bron Nieuwsblad Estado de São Paulo). bezighouden. De belangrijkste zijn het

155 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Brazilië | Hoge kosten voor Brazilië door gebrek aan efficiënt water management.

Wat te doen? Het is technisch mogelijk deze problemen het hoofd te bieden. Maar, zo legt Ingenieur Mauro Lozano uit, “dat zou werk voor verschillende generaties met zich meebrengen. Tenzij er een drastische omwenteling van de huidige benadering plaatsvindt en de betrokken personen de risicogebieden verlaten, is er geen kortetermijnoplossing voorhanden.” De reservoirs die stroomopwaarts zijn aangelegd en die infiltratie bevorderen en tijdelijk water opslaan, leveren milieuproblemen op door vervuiling en mogelijke verspreiding van ziekten. Als andere maatregelen stelt hij voor parken, pleinen en andere groene gebieden aan te leggen in laaggelegen gebieden om de schade in te perken. Verder kunnen de rivieren wor- Foto: Google maps. De marges van de rivier Tietê gebruikt als doorgaansweg door het centrum van den uitgediept, en dichtslibbing worden São Paulo tegengegaan door herstel en conservering van de bossen op de hellingen. Goede verwerking van huis- en bouwafval zijn verder noodzakelijk. Wateroverlast in São Paulo is gedaan om ingewikkelde en kostbare Geschat wordt dat alleen al de overstro- onteigeningprocedures te vermijden. Bonduki stelt verder voor dat alle gebou- mingen in de stad São Paulo een gemiddel- “Hierdoor”, zegt hij, “ontstond een nieuwe wen en huizen waterreservoirs aanleggen de jaarlijkse schade van € 33 miljoen heeft logica voor de stedelijke ruimtelijke op de lage delen van hun terrein. Die veroorzaakt gedurende de periode van ordening.” In plaats van tijdelijke opslag- moeten groot genoeg zijn om de grote 2008 tot 2012. Voor het gehele land zou dit mogelijkheden voor overtollig water, hoeveelheden water die bij zwarte regenval bedrag op € 70 miljoen kunnen uitkomen. zijn er wegen gekomen die onder water naar beneden komen te verzamelen. Oorzaken van overstromingen zijn voor- lopen. Ook is volgens hem de fout begaan Onafhankelijk van verdere maatregelen namelijk dichtslibben van rivierbeddingen de gebieden rond deze valleien te bebou- dient de stedelijke planning te verbeteren ten gevolge van ontbossing, onregelma- wen. De voorzieningen die zijn getroffen en de ongebreidelde groei van wijken te tige huizenbouw in de stad en gebrekkige om water af te voeren zijn veel te gering. worden ingeperkt. urbane planning. Ook de afwezigheid van Bovendien kon door de het bewerken van buffers voor de opvang van extra water, de grond het grondwater naar de opper- Landverschuivingen slechte waterafvoer door verstopping van vlakte komen. Landverschuivingen treffen ieder jaar weer goten en riolen met huisvuil, ondoor- de bebouwde hellingen van steden. Ze dringbaarheid van de bebouwde bodem en Mauro Hernandez Lozano, geotechnisch worden gekenmerkt door het loslaten van stijging van de grondwaterstand spelen het ingenieur vindt dat dit probleem al 50 grond, stenen, bouwmateriaal en vegetatie land parten. Tijdens tropische stortbuien, jaar geleden te voorzien was. Alle statisti- na zware regenval op hellingen waarvan waarbij in korte tijd er veel water naar sche gegevens waren toen al beschikbaar de originele vegetatie is verdwenen. Door beneden komt openbaren deze problemen voor de juiste berekening van de beno- het inweken van grote hoeveelheden water zich dramatisch. digde drainage. Helaas is deze nu ruim laat de ondergrond, die vaak niet dikker onvoldoende, wat nog verergerd wordt is dan een of twee meter, los en komt met Volgens de architect Nabil Georges door de verdere uitbreiding van de stad geweld de helling af, alles op zijn weg ver- Bonduki, professor van de Projectafdeling langs de bovenloop van de rivieren Tietê nietigend. Hele huizen worden bedolven van de Faculteit voor Architectuur en en Pinheiros, die de stad doorkruisen of komen naar beneden. Deze ramp treft Stedelijke Planning van de Universiteit van en waarvan de oevers als belangrijkste voornamelijk de arme bevolking die een São Paulo zijn de belangrijkste redenen verkeersaders dienen. Zodoende is een nog woonplaats zoekt op de riskante hellingen voor de wateroverlast het onjuiste gebruik ruimer gebied ontstaan waar water niet in van de buitenwijken. van de bodem van de riviervalleien die de ondergrond kan komen. stad doorkruisen. Deze werden namelijk Belangrijkste maatregelen die genomen omgezet in belangrijke verkeersaders. Dit kunnen worden zijn:

156 | IA Water Special Brazilië | Hoge kosten voor Brazilië door gebrek aan efficiënt water management. Brazilië | Hoge kosten voor Brazilië door gebrek aan efficiënt water management.

dakloos werden. Negen steden riepen de noodtoestand uit. In maart 2014 kwam de rivier al weer boven de kritieke waterstand van 14 meter, waarbij overstromingsalert wordt gegeven. De federale regering gaf ruim € 1,5 miljoen uit ter ondersteuning van de slachtoffers. Ook hier zijn de sociale gevolgen aanzienlijk.

Was in maart het niveau van de Acre rivier al weer gedaald tot onder de 12 meter, ondertussen dienden nieuwe problemen zich aan in de Staat Rondônia. De gevolgen van de aanleg van stuwmeren voor elektriciteitsopwekking, waarbij niet wordt nagedacht over de gevolgen voor mens en milieu, worden geïllustreerd door de Madeira rivier die begin maart 2014 het Landverschuivingen hoogste niveau bereikte in 47 jaar. Dit is de periode waarin de waterstand syste- matisch gevolgd wordt. Tot begin 2013 kwam de waterstand nauwelijks boven de • ontruiming van de wijken die groot Overstromingen in het 16 meter uit terwijl gedurende de eerste risico lopen; zo heeft de gouverneur van Amazonegebied maanden van 2014 het 19 meterpeil ruim de Staat Rio de Janeiro onlangs ruim Gedurende de maand februari 2012 werd de overschreden werd. Het water dat door de € 300 miljoen ter beschikking gesteld Staat Acre, die grenst aan Bolivia, getroffen turbines loopt veroorzaakt grote golfbe- om de bevolking van de gebieden met door zware overstromingen veroorzaakt wegingen die grote delen van de rivieroe- het grootste risico te verplaatsen; door extreme waterstanden in de rivieren. vers onder water zet, zonder woningen • handhaven en beschermen van de Zo bereikte de rivier de Acre een historisch daarbij te ontzien. 120 families ontvingen originele vegetatie; niveau van een schadevergoeding van tussen de 90 • zorgen voor goede en beschermde en 150 duizend reaal (€ 27 tot 45.000) en waterafvoer; 17,64 meter, waardoor ten minste 103.000 werden tijdelijk ondergebracht in hotels en • management van afval, zodat afvoeren personen tijdelijk elders moesten worden appartementen in wijken die te duur zijn open blijven; ondergebracht en zeker 12.000 mensen voor hen om er definitief te wonen. Een • bescherming van de hellingen door aanplant met soorten, die met lange wortels de grond vasthouden.

De economische schade is veelal gerin- ger dan bij de overstromingen, maar het verlies aan levens en de materiële schade voor de arme bewoners is enorm. Vaak verergeren deze rampen de sociale problemen doordat verlaten wijken en huizen onderdak bieden aan druggebruikers.

De kosten om de gevolgen van landverschuivingen te compenseren zijn hoger, omdat het verplaatsen van bevolking naar minder risicovolle gebieden met goede infrastructuur veel geld kost. Daarbij dient een goede planning en maatregelen ter voorkoming van nieuwe vestiging van personen op de stadshellingen worden Onbewoonbaar verklaarde woning die druggebruikers dient (Foto: Tijdschrift Época). ingevoerd.

157 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Brazilië | Hoge kosten voor Brazilië door gebrek aan efficiënt water management.

getroffen door sterfte. “Het water was zo zwart als koffie”, zo vertelt een van de getroffenen. Rottend organisch materiaal had het zuurstofgehalte van de rivier aangetast. Als alternatief zou men vis kunnen kweken buiten de rivier, maar dan heb je elektriciteit nodig om zuurstof in de vijvers te pompen. Ironisch genoeg is de gemeenschap nog niet op het net aangesloten.

Tania Pacheco, consultant van het Project Duurzaam Brazilië van een bekende milieu-NGO (FASE), spreekt op haar blog van ‘milieuracisme’. Dat definieert zij als het sociale en milieuonrecht dat kwetsbare etnische groepen en andere gemeen- Foto De Acre Rivier in de hoofdstad Rio Branco in February 2012 (Reuters). schappen treft die worden gediscrimi- neerd op basis van hun “ras”, oorsprong mogelijk alternatieve wijk, “de driehoek” is Een aantal geleden voorspelde het Nationale uitgesloten voor hun huisvesting omdat er een toeristencomplex gepland is. Water Agentschap (ANA) dat bij aanhoudende

Een bijzonder kenmerk van de Madeira bevolkingsgroei meer dan de helft van de rivier is dat de derde rivier is in hoeveelheid sediment die het vervoert. Vanaf zijn Braziliaanse gemeenten vanaf 2015 problemen oorsprong in het Andesgebergte sleept hij dreigt te krijgen met hun drinkwatervoorziening, dagelijks bomen en 500 ton aan sediment mee. Op sommige plaatsen kalft land af en tenzij op korte termijn minstens stevig wordt op andere plaatsen legt de rivier sediment neer. De aangelegde stuwmeren verzame- geïnvesteerd in diversificatie van waterbronnen, len sedimenten, doordat de instromende rivier aan snelheid verliest. Dit kan nieuwe versterking van de productie-, opslag- en distri- erosie veroorzaken nadat de turbines butiecapaciteit van drinkwater en in de infrastruc- gepasseerd zijn. Met deze en mogelijk andere effecten is geen rekening gehouden tuur voor waterzuivering. bij het opstellen van de milieurapportage. Daarbij komt nog dat 529 km2 onder water naar de bronnen van de Madeira rivier in of huidskleur. Ook bestaat er in Brazilië gezet is, meer dan het dubbele van de Peru. Kennelijk kunnen zij niet der aange- een Beweging van de Benadeelden door geplande 230 km2. legde kanalen langs de turbines komen. Stuwdammen. Deze NGO opkomt voor de Duizenden vissers kunnen nu niet meer in rechten van de getroffenen. Behalve dat mensen terrein en huizen heb- hun levensonderhoud voorzien. Volgens ben verloren, hebben degenen die van de een studie van de Universiteit van de Staat Naast ingrijpende veranderingen in de visserij leefden hun bestaansmiddel verlo- Rondônia werd in 2004 gedurende één rivieren door de aanleg van stuwdammen, ren. In het beste scenario was voorzien dat maand 40 ton meerval gevangen door 219 worden de overstromingen veroorzaakt gedurende de eerste jaren de visstand met vissers. Daarbij werd ook ontdekt dat de door buitensporig zware regenval en 50% zou afnemen. Maar de vissers houden rivier een enorme diversiteit kent van maar ontbossing in de bovenloop van de rivie- voet bij stuk dat de belangrijkste waarde- liefst 957 soorten vis. ren. Ondanks deze jaarlijks terugkerende volle vissoorten bijna niet meer gevangen situatie, gaat de bevolking gewoon weer worden. Dit is het geval voor de belang- Als alternatief hebben 230 vissers zich terug naar hun huizen in de laag gelegen rijkste soort, een meerval (Brachyplatystoma al van te voren georganiseerd en zijn vis gebieden als alles droog is. Een herves- rousseauxii), die 1,8 meter lang kan worden. gaan kweken in kooien in de rivier met tigingsbeleid is hier op zijn plaats. Een Deze vissoort migreert over 5000 kilometer financiering van Petrobras. Toen na twee complicerende factor is dat de rivieren in van de monding van de Amazonerivier jaar de vis bijna oogstrijp was werd deze het buurland ontspringen, zodat Brazilië

158 | IA Water Special Brazilië | Hoge kosten voor Brazilië door gebrek aan efficiënt water management. Brazilië | Hoge kosten voor Brazilië door gebrek aan efficiënt water management.

Kansen voor het Nederlandse bedrijfsleven De situatie in Brazilië duidt op een probleem van management van natuurlijke hulpbronnen. Haast in de uitvoering van grote stuwmeren en de economische en politieke belangen daarachter leiden tot onvoldoende voorbereidende studies naar invloed op milieu en sociale gevolgen in de regio. Veelal zijn de bouwbedrijven zelf verantwoordelijk voor de impactstu- dies. Onvoldoende technische kennis en onvoldoende tijd voor diepgaande studies zijn verantwoordelijk voor tragedies als beschreven voor de Madeira rivier.

Het is voor de Braziliaanse overheid ernst om de waterproblematiek aan te pakken. Foto: Waterreservoir in São Paulo in maart 2014 Nederlandse kennis en technologie kunnen hieraan een belangrijke bijdrage leveren. De grootste kansen voor Nederlandse bedrijven liggen op het gebied van tech- afhankelijk is van de Peruaanse (waar de af van de centrale Itaipu op de grens met nologie voor drinkwaterbehandeling en rivier ontspringt)en Boliviaanse autoritei- Paraguay, dat op ruim 800 kilometer ligt. afvalwaterzuivering, hardware (pompen, ten voor maatregelen tegen ontbossing. Energieverliezen lopen op tot 20%, terwijl motoren, kleppen etc.), slibverwerking, deze verliezen in Chili 6% en in Europa 7% anaerobe zuivering en energie uit afval- Watertekort in São Paulo bedragen. Om blackouts door storingen in water (omzetten van methaan in energie) Brazilië is een land van tegenstellingen. de transmissielijnen tegen te gaan worden en overstromingspreventie. Bij het laatste Naast overstromingen en wateroverlast zijn de elektriciteitsnetten aan elkaar gekop- gaat het voornamelijk om leveranties van er ook tekorten. In maart 2014 zagen de peld zodat kan worden geschakeld naar hydrometeorologische meetapparatuur, autoriteiten van São Paulo zich gedwongen een andere lijn als er ergens in het systeem ontwerp en beheer van vroegtijdige waar- het drinkwater in São Paulo te rantsoene- iets fout gaat. schuwing voor overstroming, communi- ren. De hoeveelheid water in de stedelijke catiesystemen en opleidingen en training. reservoirs bereikte een niveau van slecht Conclusies Ander mogelijkheden zijn studies naar 15,7% van de totale capaciteit – het laagste De problemen van wateroverlast worden rivieren, zoals het consortium ARCADIS- niveau sinds de in gebruik name in 1974. meestal veroorzaakt door onzorgvuldig om logos, dat de opdracht kreeg een strate- De bevolking wordt aangespoord om te gaan met de leefomgeving en onvol- gisch rivier – transportplan voor Brazilië uit het waterverbruik te minimaliseren door doende stadsplanning. Ontbossing van te werken. Het thema “Smart cities“ voor minder lang te douchen en wasmachines rivieroevers en de aanleg van wegen en stedelijk waterbeheer, voorkoming van volledig te vullen. Het water van de rivieren bebouwing op ongeschikte plaatsen leiden overstromingen, watertekorten, verbete- Tietê en Pinheiros is te vervuild om drink- snel tot grote problemen. De oplossingen ring van verkeersstromen en “smart grids” water te leveren. Dit is een uitzonderlijke hiervoor brengen hoge kosten met zich bieden ook kansen voor het Nederlandse situatie. Het is niet direct duidelijk of de mee. Het stoppen van winstbejag door bedrijfsleven, zeker nu Brazilië heeft aan- droogte aan klimaatsverandering is te speculatie en het invoeren van een betere gegeven internationaal een leidende rol te wijten. Er zijn ook grote water tekorten in ruimtelijke ordening en planning lijken willen spelen op dit terrein. Op het gebied de reservoirs van de waterkracht centrales, in eerste instantie moeilijk te realiseren, van stedelijke planning en herhuisvesting waardoor al verscheidene maanden een maar leveren zeer zeker goede resultaten van bevolkingsgroepen kan ook worden deel van de energievoorziening wordt en belangrijke besparingen op aan materi- bijgedragen. overgenomen door thermo-elektrische ële en sociale schade. Duidelijk is ook dat centrales, voornamelijk op gas. Het model er nieuwe uitdagingen zijn om waterte- Bronnen van gecentraliseerde elektriciteitsvoorzie- korten te voorkomen. Dit jaar laat wel zien • http://www-wds.worldbank.org/external/default/ ning van uit grote waterkrachtcentrales dat het land beter voorbereid moet zijn op WDSContentServer/WDSP/LCR/2013/09/24/09022 levert het nadeel van transmisselijnen over calamiteiten. 4b081f111c5/1_0/Rendered/PDF/ aanzienlijke afstanden. De energievoor- Brazil000BR0Fe0Report000Sequence004.pdf ziening van São Paulo hangt grotendeels

159 | jaargang 52 - 2014, nummer 1 Brazilië | Hoge kosten voor Brazilië door gebrek aan efficiënt water management.

• http://geoconceicao.blogspot.com/2011/09/ escassez-de-agua.html • http://www.redebrasilatual.com.br/blogs/ desafiosurbanos/2014/02/enchentes-em-sao- paulo-causam-prejuizo-anual-de-mais-de-r- 200-milhoes-para-o-brasil-5194.html • http://tetera.com.br/tecnologia/ sao-paulo-precisa-parar-dizem-especialistas • http://veja.abril.com.br/noticia/brasil/ acre-enfrenta-a-pior-enchente-da-sua-historia • http://www.apublica.org/amazoniapublica/ madeira/um-rio-em-furia • http://noticias.r7.com/sao-paulo/ cantareira-chega-ao-menor-nivel-historico-e- racionamento-de-agua-preocupa-sp-12032014

Meer informatie Hans Dorresteijn Email: [email protected]

IA Brazilie

160 | IA Water Special Brazilië | Hoge kosten voor Brazilië door gebrek aan efficiënt water management.

161 | IA Special | mei 2014 Colofon

Dit is een publicatie van: Overname van artikelen RVO.nl Overname van (delen van) artikelen is toegestaan met bronvermelding. Stuur Bezoekadres of mail u afdruk van de overname aan Prinses Beatrixlaan 2 IA-thuisbasis. 2595 AL Den Haag T (088) 602 15 04 Illustraties, tabellen en weblinks E [email protected] De kwaliteit van illustraties, tabellen www.ianetwerk.nl en weblinks kan bij het publiceren in Postadres themapublicaties niet altijd voldoende Postbus 93144 gewaarborgd worden. Daarom treft u in 2509 AC Den Haag plaats daarvan een verwijzing naar onze website, www.ianetwerk.nl. Verwijzingen © Rijksoverheid | mei 2014 naar weblinks kunt u terugvinden onder ISSN: 1572-6045 het artikel of nieuws item van de betreffende post. RVO.nl is een agentschap van het Ministerie van Economische Zaken. RVO. Meer informatie nl voert beleid uit voor diverse overheden Heeft u vragen , stel uw vraag aan de als het gaat om duurzaamheid, innovatie IA post in uw regio. Verderop vindt u en internationaal. RVO.nl is hét aanspreek- de adressen. Stel uw vraag per mail, bij punt voor bedrijven, kennisinstellingen voorkeur via de website:www.ianetwerk. en overheden. Voor meer informatie en nl. Geef ook aan in welk kader en met welk advies, financiering, netwerken en weten doel u zoekt. U kunt uw vraag ook richten regelgeving. aan de IA-thuisbasis in Den Haag. Deze stuurt de vraag door naar de betreffende IA Netwerk IA-post(en). Berichten over internationale R&D en technologische ontwikkelingen worden samen- Eindredactie gesteld door de Innovatie Attachés (IA’s), Kris Kras Design verbonden aan de Nederlandse ambassades in de Verenigde Staten, Canada, Ontwerp Japan, Korea, Taiwan, India, Singapore, Tigges, strategie, concept, ontwerp, China, Duitsland (incl Zwitserland), België Rijswijk (EU), Frankrijk, Turkije, Israël, Rusland en Brazilië. IA publicatie is een uitgave Drukwerk en verzending van RVO.nl. Ook kunt u Innovatie Attaché VijfKeerBlauw Netwerk vinden op LinkedIn: www.linkedin.com/pub/innovatie-a`ach%C3%A9- twanetwerk/ 48/91b/987

162 | IA Water Special IA China 7 uur later IA Taiwan 6 uur later IA Den Haag - Thuisbasis Embassy of the Kingdom of the Netherlands Netherlands Trade & Investment Office Prinses Beatrixlaan 2 | 2595 AL Den Haag Netherlands Office for Science and Netherlands Office for Science & Technology Postbus 93144 | 2509 AC Den Haag Technology 13F-2, 1 Songgao Road Bart Sattler, Hans Bosch, Roy Paulissen, Lies 4, Liangmahe Nanlu Xinyi District Timorason, Wiwik Khohonggiem Beijing 100600, China Taipei-11073 (Farglory Financial Center) T 088 602 5021 Jan Reint Smit, David Pho (Science Attaché / OCW), Taiwan E [email protected] Han Wesseling, Qing Ma (project officer), Maurits Kasper Nossent W www.ianetwerk.nl van Dijk (office manager) T +886 (02) 87587223 T +86-10-853 20259 E [email protected] IA Frankrijk F +86-1085320302 Ambassade du Royaume des Pays-Bas E [email protected] IA Rusland 2.00 uur later Service pour la Science et la Technologie Sam Linsen (Shanghai), Dirk Jan Boudeling Embassy of the Kingdom of the Netherlands 7 Rue Eblé (Shanghai) Netherlands Office for Science and F-75007, Paris E [email protected] Technology Eric van Kooij, Joannette Polo-Leemreis, Elisabeth Jingmin Kan (Guangzhou) Kalashny pereulok 6 | 115127 | Moscow | van Zutphen E [email protected] Russian Federation T + 33 1 40 62 33 33 Russia F + 33 1 40 62 34 56 IA Zuid-Korea 7 uur later Joyce Ten Holter E [email protected] Embassy of the Kingdom of the Netherlands T +7 495 797 29 69 Netherlands Office of Science and Technology F +7 495 797 29 07 IA Duitsland & Zwitserland 10F Jeongdong Building E [email protected] Botschaft des Königreichs der Niederlande 15-5 Jeong-dong, Jung-gu Büro für Wissenschaft und Technologie Seoul, 100-784 IA Verenigde Staten & Canada Klosterstrasse 50 South-Korea Washington 6 uur vroeger D-10179 Berlin Peter Wijlhuizen, Yewon Cha Embassy of the Kingdom of the Netherlands Eelco van der Eijk, Joop Gilijamse, Rianne T +82 2 311 8600 Netherlands Office for Science & Technology Baerselman (office manager) F +82 2 311 8650 4200 Linnean Avenue N.W. T + 49 30 2095 6219 E [email protected] Washington DC 20008-3896, USA F + 49 30 2095 6471 Roger Kleinenberg, Karin Louzada, Martijn Nuijten, E [email protected] IA India 3.30 uur later Jantiene van der Meij (assistent), Gerda Camara Embassy of the Kingdom of the Netherlands (office manager) IA EU Netherlands Office for Science & Technology T +1 202 274 27 27 Permanent Representation of the 6/50-F, Shantipath, Chnakyapuri, F +1 202 966 0737 Netherlands to the EU New Delhi- 110 021 E [email protected] Research & Atomic Questions division India Avenue de Cortenbergh 4-10 Jelle Nijdam, Vikas Kohli (assistent), Akanksha San Francisco 9 uur vroeger 1040 Brussel Sharma Netherlands Office for Science and België T +91 11 24197625 direct of Technology Dave Pieters algemeen +91 11 24197675 1 Montgomery Street, Suite 3100 T +32-2-679 1665 M +91 9873076764 San Francisco, CA 94104 secretariaat: +32 2 679 1527 F +91 11 24197710 USA E [email protected] E [email protected] Robert Thijssen, John van den Heuvel, Natasha Freek Jan Frerichs (Mumbai) Chatlein (assistent) IA Turkey 1 uur later E [email protected] T +1 415 2912080 Embassy of the Kingdom of the Netherlands F +1 415 291 2049 Turan Güneş Bulvarı IA Singapore 6 uur later E [email protected] Hollanda Caddesi No. 5 Embassy of the Kingdom of the Netherlands 06550 Yildiz Ankara Netherlands Office for Science and IA São Paulo 5 uur vroeger Turkije Technology Consulate General of the Kingdom of the Rory Nuijens 541 Orchard Road, 13-01 Netherlands T +90 312 409 1819 Liat Towers Singapore 238881 Netherlands Office for Science & Technology M +90 530 844 2810 Susan van Boxtel, Susanne van Loon (assistent), Avenida Brigadeiro Faria Lima, 1779 - 3de F +90 312 409 1896 Briek Starink verdieping E [email protected] T +65 67 39 11 11 Jardin Paulistano E [email protected] F +65 67 37 24 31 01452-001 São Paulo SP E [email protected] Brazil IA Israël 1 uur later Theo Groothuizen Embassy of the Kingdom of the Netherlands IA Tokio 7 uur later T + 55 (0) 11 - 3811 3307 Office for Science and Technology Embassy of the Kingdom of the Netherlands F + 55 (0)11 - 3814 0802 Beit Oz, 13e verdieping Netherlands Office for Science and E [email protected] 14 Abba Hillel Street / Ramat Gan 52506 Technology P.O. Box 1967 / Ramat Gan 52118 3-6-3 Shibakoen IA Brasilia Tel Aviv Minato-ku, Tokio 105-0011 Embassy of the Kingdom of the Netherlands Paul Jansen Japan Netherlands Office for Science,Technology T +972 (3) 75 40 744 direct of algemeen: Paul op den Brouw, Rob Stroeks, Kugako Sugimoto, SES - Quadra 801, Lote 05 +972 (0)3 7540 777 Kikuo Hayakawa, Mihoko Ishii (assistent) 70405-900 Brasília – DF E [email protected] T +81 3 5776 5510 Brazil F +81 3 5776 5534 Hans Dorresteijn E [email protected] T +55 61 3961 3236 F +55 61 3321 4769 E [email protected] 6 | Trendwatchers voor innovatie en technologie IA Special | mei 2014 Water