Net als in veel andere gemeenten in Nederland en wereldwijd, zijn klimaatadaptatie en energietransitie belangrijke thema’s in de gemeente Den Helder. In de Koegraspolder, nabij Julianadorp, vormen droogte en verzilting een groot probleem. De mate van verzilting hangt hier sterk samen met de beschikbaarheid van zoetwater. Verzilting ontstaat namelijk door indringend zeewater en door brak grondwater dat in de polders omhoogkomt, de zogenaamde zoute kwel. In de droge periodes verergert de verzilting.
Vooral kwekers krijgen te maken met verzilting. Het land dat door het verhoogde zoutgehalte minder of geen oogst oplevert, betekent minder inkomsten voor de kweker. Daardoor groeit de behoefte aan voldoende zoetwater om dit tegen te kunnen gaan.
In dit project onderzochten we welke ecologische, technische en economische oplossingen haalbaar zijn voor de ontwikkeling van een innovatief, geïntegreerd en toekomstbestendig systeem. Dit systeem richt zich op duurzame energieopwekking, het behoud van voldoende zoetwater en het tegengaan van verzilting in de Koegraspolder.
Overtollige opgewekte energie kan gedeeld worden met de omgeving, zoals andere boerderijen, vakantieparken of woningen. Opgevangen regenwater kan tijdens droge periodes, vaak van maart tot en met juli, ingezet worden om het land te besproeien. Tegelijkertijd kan warmte gewonnen worden in het opgeslagen water. Dit gebeurt via een warmtewisselaar en mogelijk een systeem met eigen opwek door een kleine turbine gedreven door biogas.
Het project levert een haalbaarheidsstudie op met oplossingen en visies om de verzilting in de Koegraspolder aan te pakken. Daarbij worden milieuvriendelijke, innovatieve en klimaatadaptieve concepten gepresenteerd die ook in andere gemeenten toepasbaar zijn en kunnen bijdragen aan de oplossing van vergelijkbare vraagstukken.
Denk aan concepten zoals een boerderij met een gezonde bodem die voldoende water kan vasthouden, waardoor er minder irrigatie nodig is tijdens het groeiseizoen en bij droogte. Opgeslagen regenwater kan deels voorzien in de irrigatiebehoefte, zodat er minder water uit sloten nodig is en het waterpeil op peil blijft. De regenwaterberging functioneert daarbij ook als warmte-koudeopslag en vormt een aanvulling op duurzame energie uit thermische zonnecollectoren, zonnepanelen en windturbines. Zonne- en windenergie of biogas drijven het irrigatiesysteem aan. Restbiomassa wordt ingezet om de bodem veerkrachtiger te maken of om biogas te produceren.
Ook collectieve oplossingen zijn denkbaar, waarbij meerdere boerderijen samenwerken en systemen delen. Dit kan aantrekkelijk zijn vanwege de uitwisseling van energie en lagere systeemkosten. Daarnaast kunnen concepten worden ontwikkeld waarin herinrichting van het landschap een rol speelt, met oog voor de historische ontwikkeling en de huidige situatie. Dit zou kunnen leiden tot minder intensieve landbouw en meer secundaire activiteiten door kwekers, waar zowel mensen als natuur van profiteren.
"Met dit geïntegreerde systeem proberen we eigenlijk de natuur na te bootsen, waar alle aspecten in balans en symbiose zijn. De natuur zelf zou als een van de stakeholders beschouwd moeten worden."
In dit project deden we onderzoek naar het ideale energiesysteem, zoals te zien op de afbeelding hiernaast. In dit systeem wordt regenwater niet alleen opgevangen, maar ook gebruikt voor de opslag van warmte en koude. Een kleine turbine in het gesloten systeem draait op biomassa of biogas van de boerderij en wekt zowel warmte als elektriciteit op. De opgewekte warmte wordt opgeslagen in het waterreservoir of direct benut op de boerderij.
De elektriciteit van de turbine, zonnepanelen en eventueel een windturbine wordt gebruikt voor onder andere irrigatiepompen en om in de stroombehoefte van de boerderij te voorzien. Bij een tekort kan dit worden aangevuld met ingekochte groene stroom.
Bij een overschot aan warmte of elektriciteit zijn er meerdere opties: leveren aan omliggende boerderijen, woningen of vakantieparken, tijdelijke opslag in een batterij, of teruglevering aan het elektriciteits- of warmtenet.
Uit financiële analyse blijkt dat een collectief energiesysteem – waarbij meerdere boerderijen samenwerken – vaak rendabeler is dan wanneer elke boerderij een eigen systeem opzet.
We begonnen met een literatuurstudie naar verzilting, geohydrologie, landbouw, landschap, duurzame energiesystemen en milieu. Daarnaast bezochten we de Koegraspolder en een boerderij die deelneemt aan het project Zoetwaterboeren — een project gericht op duurzame wateropslag.
Vervolgens onderzochten we verschillende onderdelen van het systeem: geohydrologie, regeneratieve landbouw, aquathermie, energieopslag in regenwater, landschapsanalyse en financiële haalbaarheid. Aan het einde van het project organiseerden we een workshop waarin partners hun onderzoeksresultaten presenteerden en gezamenlijk de impact analyseerden vanuit hun eigen vakgebied.
We namen ook grondmonsters bij vier kwekers in de Koegraspolder. Partner Nectaerra onderzocht deze op organische stof, een belangrijke factor voor het vasthouden van zoetwater en het tegengaan van verzilting. Daarnaast interviewden we de kwekers over hun bedrijfsvoering, waterbeheer, verzilting en duurzame energie.
De inzichten uit deze onderzoeken vormen de basis voor het advies aan kwekers over het versterken van hun bodemkwaliteit én het inzetten van een slim energiesysteem met warmteopslag.
Diverse studenten hebben binnen dit project opdrachten uitgevoerd, zoals modelstudies, veldwerk, interviews en analyses. Zij studeren aan verschillende opleidingen: Werktuigbouwkunde, Landscape and Environmental Management, Marketing en Communicatie, Business Studies en Bouwkunde.
Voor de studenten was het contact met het werkveld leerzaam en bood het kansen voor hun loopbaan. Zo werkten zij bijvoorbeeld samen met partner Nectaerra bij het afnemen van grondmonsters. Daarnaast namen zij interviews af bij boerderijen op locatie en gingen zij op werkbezoek bij onder andere de gemeente Den Helder en Sweco.
Alle studenten maakten deel uit van het projectteam. Hun bijdrage aan dit project heeft hun interesse gewekt voor onderzoek op het gebied van natuurbescherming, bodem- en watersystemen en energietransitie. Ook deden zij ervaring op met multidisciplinair samenwerken en met denken, ontwerpen en werken in een klimaatadaptieve en toekomstbestendige context.
Docenten kunnen de bevindingen uit het project integreren in het opleidingsmateriaal.
Bij het project zijn verschillende disciplines vanuit het werkveld betrokken, zoals agrariërs, adviseurs, projectleiders, onderzoekers, docenten en overheids- en beleidsmedewerkers. Deze professionals werken samen op het gebied van milieu, klimaatadaptatie, regeneratieve en innovatieve landbouw, horticultuur, energieopslag, landschapsarchitectuur en financiële haalbaarheid.
Voor het werkveld, inclusief onderzoek en onderwijs, is het belangrijk om te beseffen dat dit soort vraagstukken alleen opgelost kan worden door een multidisciplinaire aanpak en samenwerking tussen verschillende vakgebieden.
We werkten samen met de gemeente Den Helder als opdrachtgever (en expert op het gebied van milieu en klimaatadaptatie), Sweco (advies op het gebied van duurzame energie en landschapsanalyse), Nectaerra (onderzoek naar geohydrologie en regeneratieve landbouw) en Vertify (horticultuuronderzoek). HHNK (Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier) was aangesloten als adviseur op het gebied van aquathermie.
