Stikstofaanpak blauwdruk voor alle duurzame uitdagingen

Nederland staat voor een reeks grote uitdagingen, waarin de bouw een centrale rol speelt. De krapte op de woningmarkt leidt tot een forse woningbouwopgave, van bijna een miljoen extra woningen voor 2030. Tegelijkertijd vraagt de energietransitie om het verduurzamen van de bestaande woningvoorraad en uitbreiding en modernisering van onze energie-infrastructuur.

Een forse belemmering voor deze ambities vormt de uitstoot van stikstof, die op tal van plekken in Nederland de limieten nadert of al overschrijdt. Om de biodiversiteit te beschermen, wordt hard op de rem getrapt: emissievergunningen worden ingehouden of ingetrokken en talloze bouwprojecten lopen vertraging op of worden geschrapt.

60% stikstofreductie

Om het tij te keren, moet de stikstofemissie drastisch omlaag. Voor 2030 wordt gestreefd naar 60% stikstofreductie ten opzichte van 2018, naar 0,4 Mton CO₂-reductie ten opzichte van 1990, en 75% minder fijnstofuitstoot ten opzichte van 2016. Maar hoe? Beleidsmakers en de bouwsector hopen gezamenlijk antwoorden te vinden in het kennis- en innovatieprogramma Emissieloos Bouwen, waarvoor de overheid tot eind 2023 vijftig miljoen euro heeft uitgetrokken.

Dit programma, in 2021 opgestart door het Bouw en Techniek Innovatiecentrum (BITC), dat inmiddels is overgegaan in TKI Bouw en Techniek, bestaat uit zeven deeltrajecten. Elk traject heeft een heldere onderzoeksvraag. Zo wordt er gewerkt aan methoden die meer inzicht geven in de emissies van deelsegmenten in de bouw. Ook de inzet van laag- en nul-emissie-bouwmaterieel en het toepassen van slimme bouwlogistiek worden onderzocht.

Wijdverbreid netwerk

In dit magazine staan de resultaten van deeltraject 4 centraal: Industriële Modulaire Prefab (IMP), waarvan TNO penvoerder is. Een nieuwe rol, erkent Mario de Rooij, Principal Project Manager bij TNO, die het deeltraject aanstuurt. "Een overheidsprogramma leiden is inderdaad nieuw voor ons, maar binnen TNO groeit het enthousiasme hierover. Onze grootste toegevoegde waarde is ons wijdverbreide netwerk, waardoor we allerlei partijen uit verschillende disciplines aan elkaar kunnen schakelen."

"Zowel binnen overheden als de bouwsector en andere kennisinstellingen kennen we de weg. Het aansturen van dit soort programma’s geeft ons bovendien de mogelijkheid om beleid en onderzoek in Nederland bij te sturen. Beleidsmakers zien die voordelen ook en hebben inmiddels twee nieuwe verzoeken bij ons neergelegd om programma’s te leiden."

Geen tijd te verliezen

Zowel de bescherming van de natuur als het versnellen van de bouw vragen om snel ingrijpen. "We moeten van de huidige 75.000 gebouwde woningen richting 100.000 per jaar zien te komen", stelt Mario de Rooij. "Tegelijkertijd speelt een tekort aan bouwvakkers. Daarom hebben we de oorspronkelijke BTIC-ambitie van pure stikstofreductie omgebogen in industrialisatie van de bouw. Met geïndustrialiseerde prefab-bouw in een fabriek kun je namelijk niet alleen sneller bouwen, maar je verlaagt automatisch ook de stikstofuitstoot op de bouwplaats."

Om tijd te winnen en sneller resultaten te boeken, paste TNO ook een vernieuwende aanpak toe bij dit deeltraject. "Er liepen meerdere trajecten tegelijk, waarbij de uitkomsten grotendeels onduidelijk waren. Voor de 21 deelprojecten die we samen met ongeveer 120 partners zijn gestart, kozen we daarom voor samenwerking in een adaptief consortium, op basis van een programma met doelen en resultaten op hoofdlijnen. Die adaptieve vorm gaf ons de mogelijkheid om elk kwartaal de onderzoeksvoorstellen te evalueren en eventueel bij te stellen."

Gelijk speelveld

Stikstof was tot voor kort geen issue in de bouw, een sector die al met veel milieunormen geconfronteerd wordt. "Toen we tweeënhalf jaar geleden met Emissieloos Bouwen begonnen, kon eigenlijk geen van de partners aangeven hoeveel stikstof er door hen werd uitgestoten", herinnert De Rooij zich.

"Dat kwam met name doordat er geen eenduidige meetmethodes of rapportages waren voor stikstof. Mede dankzij dit programma komt daar steeds meer eenduidigheid in. Samen met de ministeries werken we aan een gelijk speelveld." Inmiddels merkt De Rooij dat er veel meer bewustwording is gekomen rond stikstof in de bouw. "Maar misschien nog wel belangrijker: er is inzicht gekomen dat we op een heel andere manier moeten gaan samenwerken. Om emissieloos te kunnen bouwen heb je de hele keten nodig."

Prefab als totaalconcept

Die intensievere samenwerking is essentieel voor de brede toepassing van industriële prefab-bouw, als manier om stikstofuitstoot op de bouwplaats drastisch te verlagen. "Een van de belangrijkste trends die ik zie in de deelprojecten is dat er steeds vaker naar prefab-bouw wordt gekeken als totaalconcept, in plaats van alleen voor ruwbouw. Van 2D- of 3D-gevelelementen tot complete woningmodules met alle installaties geïntegreerd."

Deze manier van bouwen vraagt om een gedetailleerde ontwerpfase, waarin vooraf goed wordt nagedacht over materiaalgebruik, het productieproces en het transport naar de bouwplaats. "Hoe ontwerp ik een natte cel waar alle leidingen al in zijn geïnstalleerd, en die zo efficiënt mogelijk te produceren en te vervoeren is? Dat lukt alleen als je in het ontwerp al met zeer kleine toleranties werkt. Op de bouwplaats is straks nauwelijks nog ruimte om fouten te herstellen."

Woningen van de lopende band

Die productielocatie wordt in toenemende mate geautomatiseerd en gerobotiseerd, met de hightech productielijnen van de auto-industrie als voorbeeld. Of het zo geavanceerd wordt, is nog maar de vraag. "Nu zie je vaak nog dat een timmerman die normaal op de bouwplaats staat, nu datzelfde werk in een productiehal doet." Maar het kan ook anders, weet De Rooij, die een inspirerend voorbeeld aanhaalt uit een van de deelprojecten.

"Een aantal onderwijsinstellingen heeft gekeken naar het automatiseren van de houten knoop, als duurzaam alternatief voor zware staal- of betonverbindingen in prefab-gebouwen. Vanuit hun ervaring met restauraties zijn ze in oude houtbouwtechnieken gedoken. Vervolgens zijn ze gaan kijken hoe ze die traditionele verbindingen kunnen automatiseren, zodat ze met een CNC-freesmachine kunnen worden gemaakt. Dat heeft tot een reeks mooie alternatieven geleid."

Welke eisen zijn leidend?

Zo’n gestandaardiseerd en gedigitaliseerd productieproces biedt als groot bijkomend voordeel dat je emissies vooraf kunt berekenen. "Bij verschillende deelprojecten wordt met dashboards gewerkt", constateert De Rooij. "Daarmee zie je direct wat de gevolgen van bijvoorbeeld ontwerp- of materiaalkeuzes zijn voor de stikstofuitstoot. Dat was voor de meeste partijen echt nieuw terrein."

Tegelijk roepen deze vers verworven inzichten ook nieuwe vragen op. "Een vraag waar veel partners tegenaan lopen, is naar welke parameters je moet optimaliseren. Naast stikstofeisen stelt de overheid bijvoorbeeld BENG-eisen voor het gebruik en MPG-eisen voor de bouw zelf: allemaal verschillende eisen. Dan ontstaan discussies als: wat is schadelijker, een paar weken extra uitstoot tijdens de bouw, of 30 jaar hogere emissies tijdens het gebruik van de woning? De vraag is of we al die eisen niet iets meer bij elkaar kunnen brengen. In deze programma-opzet kunnen we dit soort praktische dilemma’s snel terugkoppelen naar beleidsmakers. Daar wordt nu dus veel meer over nagedacht."

Modelberekeningen met rekentool

Naast het bouwproces is ook de bouwlogistiek een belangrijk onderdeel in dit deeltraject. "De stikstofuitstoot wordt vooral veroorzaakt door dingen met een motor", licht Mario de Rooij toe. "Naast bouwmaterieel is dus transport van en naar de bouwplaats een wezenlijk aandachtspunt. In de markt is vrijwel geen kennis van de impact van bouwlogistiek op stikstofemissies. Vanwege de complexiteit heeft de programmaraad besloten dit onderwerp als extra onderzoeksvraag bij TNO uit te zetten."

Op basis van eerdere onderzoeken naar emissies in de logistiek ontwikkelde TNO een rekentool om modelberekeningen voor stikstof, fijnstof en CO₂ te kunnen uitvoeren voor het hele bouwproces. De Rooij: "Voor verschillende voertuigcategorieën, van zwaar materieel tot personenvervoer, kun je de uitstoot berekenen voor het transport van en naar de bouwplaats. Ook kun je de impact van een bouwhub zien. Bovendien zie je met de tool precies de uitstoot van het materieel op je bouwplaats. In de toekomst willen we de tool uitbreiden met extra mogelijkheden, door bijvoorbeeld ook het bouwproces op te nemen. Met deze eerste versie willen we vooral het gesprek tot stand brengen tussen beleidsmakers en de bouwsector."

Hoe nu verder?

Nu deeltraject 4 is afgerond, is het tijd om vooruit te kijken. Hoe gaat het nu verder? "Wat betreft Emissieloos Bouwen plant BZK een vervolg, dat van 2024 tot en met 2026 gaat lopen. Als ik verder naar de toekomst kijk, zeg over vijf jaar, dan hoop ik dat bouwen in de fabriek met prefab veel meer de norm is geworden."

"Daarnaast hoop ik dat we de stikstofuitstoot onder controle hebben, en dat we deze programma-aanpak straks ook als blauwdruk zullen gebruiken voor andere duurzaamheidsuitdagingen. Zo kijken we met beleidsmakers alvast vooruit naar de Kaderrichtlijn Water, waar doelstellingen voor 2027 aan zijn gekoppeld en waarbij we ook tegen grenzen aanlopen."

"Ook gaan we straks hopelijk anders met vergunningen om, door de daadwerkelijke uitstoot als uitgangspunt te nemen. Voor de handhaving hebben we betrouwbare praktijkmetingen nodig. Tot slot wil ik benadrukken dat we dit alles doen vanuit ons primaire doel om de natuur te herstellen. Natuurlijk is er een sterke basale behoefte om te blijven bouwen. Maar bouwen aan een gezonde toekomst voor Nederland is minstens zo belangrijk. En daar hebben we de natuur hard voor nodig."