Zelfvoorzienend worden

Hans Timmerman

02-12-2021
Deel dit artikel:

Zelfvoorzienend worden

Voor velen is ‘het internet’ een vaag begrip. Net zoals elektriciteit en water weten velen bij het internet niet waar al die draden, kabels en leidingen uiteindelijk terecht komen. Internet is intussen een echte nutsvoorziening geworden: via je aansluiting heb je informatietechnisch toegang tot de hele wereld. Alle nutsvoorzieningen zijn in eerste instantie centralistisch opgezet. Op centrale plaatsen wordt elektriciteit, water of informatie aangeboden en via vertakte netwerken naar individuele gebruikers geleid. Of omgekeerd wordt riolering vanuit een vertakt netwerk geleid naar enkele centrale installaties.

Lokale creatie en gebruik

Onze nutsvoorzieningen zijn nooit ontwikkeld voor zowel lokale creatie als gebruik. Het zijn ‘eindpunten’ van een veel groter netwerk. In mijn tuin heb ik een eigen waterput die mij via pomp en aparte leidingen water levert om mijn tuin te sproeien, maar ook mijn wc, wasmachine, vaatwasser, douche en bad van water te voorzien. Hoewel het drinkbaar water is, mag ik dat water nooit terugpompen de officiële drinkwatervoorziening in. Immers het is niet getest en gecertificeerd. Deze eigen bron op 40 meter diepte reduceert echter wel 90% van mijn gebruik van dit ‘kostbare’ centrale drinkwater.

Hetzelfde geldt voor mijn warmtevoorziening. Met een bodem-warmtepomp (4 putten van 60 meter diep) kan ik in een groot deel van de warmtebehoefte van mijn (oude) woning voorzien. Grondwater heeft een constante temperatuur en de warmtepomp levert gemiddeld zeker 80% van mijn warmte. In de zomer koelt de warmtepomp door warmte mijn huis ‘uit te pompen’ het grondwater in. Hierdoor blijft, zelfs bij hittegolven, mijn huis zonder airco heerlijk koel. Omdat ik een honderd jaar oud huis heb, dat nooit nul op de meter wordt, heb ik een hybride systeem: een gas-ketel ondersteunt de warmtepomp bij koude dagen, nachten en vooral ochtenden. Voor de geïnteresseerde lezer hier een artikel over mijn installatie. En dit systeem reduceert mijn warmte-kosten die anders met gas of elektriciteit uit de centrale nutsvoorziening zou moeten worden geleverd.

Lokale productie en terugleveren

Ook voor elektriciteit zien we meer en meer lokale creatie. Een windmolen of zonnepaneel kan een deel van de elektriciteit leveren die je gebruikt. Maar op die windstille nacht wil je ook elektriciteit hebben en is aanvulling uit het elektriciteitsnet nodig. Water uit mijn bron of de warmte uit de grond haal ik er pas uit als ik het nodig heb. Ik ben geen water- of warmteleverancier voor anderen. Voor elektriciteit zou dat ook moeten gelden: gebruik de elektriciteit uit eigen zonnepanelen of windmolen alleen als je het nodig hebt. Dan belast jouw eigen productie die schone centrale voorziening niet. Daar zit de uitdaging: er is vaak meer elektriciteitsaanbod hebben dan we zelf nodig hebben. En kunnen het ook niet makkelijk opslaan. Op die momenten wil je de ‘gratis’ energie – immers de investering is al gedaan – graag aan derden ter beschikking stellen.

Teruglevering van elektrische energie bestaat al lang. Als jong elektrotechnisch ingenieur stond ik begin jaren 80 aan de basis van de elektronische aandrijvingen van zowel Haagse tram en het NS Intercity materieel. Recuperatie – terugleveren op het net – was niet de grootste uitdaging, wel het kunnen remmen op de elektromotor. Immers, door elektrisch te remmen konden we de fijnstof-uitstoot van het remmen met ruim 90% verminderen. Als we die opgewekte remstroom ook nog konden terugleveren in het gelijkstroom-net, was dat meegenomen, maar niet het hoofddoel. Als het net geen energie nodig had (er reden geen andere trams of treinen in e buurt), werd de rem-energie gewoon in weerstanden op het dak ‘verbrand’. Bij een dicht tramnet bleeks 37% recuperatie mogelijk, bij een uitgestrekt NS-net was dat niet meer dan 10 tot 15%. Energie terugleveren is immers alleen mogelijk als ergens anders op een bereikbare plaats behoefte is. 

Terugleveren en infrastructuur

Energie terugleveren vraagt een infrastructuur die daarop is ingericht. Onze elektriciteits-infrastructuur is dat niet. Via lagere spanningen en dunnere kabels wordt energie uit centrales via aders en haarvaten naar woningen en bedrijven geleid om daar te consumeren. Maar als gebruikers gaan terugleveren, ontstaan opeens heel andere energieroutes. Bijvoorbeeld van het onderstation in de wijk waar de zon fel schijnt naar een ander onderstation waar het bewolkt is en energievraag is. Daar is dat elektriciteitsnet nooit op uitgelegd. Een onderstation is berekend op een gemiddeld gebruik per woning, niet de piekmomenten als alle elektrische auto’s gelijktijdig worden aangesloten of alle warmtepompen bij een koude nacht aanslaan.

Dezelfde uitdaging ontstond toen het internet kwam. Onze oude telefoon infrastructuur was een distributiekanaal vanuit centrales naar individuele consumenten. Een telefoonlijn was een gecombineerd luister- en spreeksysteem, geen informatieleverancier. Het internet had een download-functie, maar ook een upload-functie. We konden ook informatie gericht terugleveren. Gelukkig maakte innovatie zowel over koper als over glas deze groeiende dubbele behoefte mogelijk. Serviceproviders koppelden vervolgens al die internetaansluitingen via ‘centrale’ knooppunten wereldwijd aan elkaar. Zie ook de geschiedenis van internet in Nederland.

Van decentraal naar centraal

Het internet was dus oorspronkelijk een decentrale oplossing die nodes met elkaar verbond en informatie in pakketjes via (wisselende) routes naar één eindpunt bracht en tot één bericht vormde. De schrik van de Russische Spoetnik (1957) deed de Amerikanen beseffen dat zij niet zo onkwetsbaar waren als zij eerder dachten. ARPA was één van de eerste antwoorden. ARPA moest instaan voor het ontwikkelen van technologie die de Amerikaanse defensie in staat zou stellen om niet (meer) verrast te worden door een technologisch geavanceerde vijand.

Oorspronkelijk was het ontwikkelde ARPA-net een decentraal netwerk dat ongevoelig was voor verstoringen in dat netwerk. Als er nodes zouden worden ‘uitgeschakeld’, moesten datapakketjes toch hun weg naar het gewenste eindpunt kunnen vinden. In 1971 waren 23 hosts met het ARPA-netwerk verbonden en een jaar later werd de Internationale Netwerk Werkgroep opgericht om protocollen uit te werken voor breder gebruik van dat net. De rest is eigenlijk historie. In 1984 ontstond het domein naam systeem (DNS), in 1986 de landen domeinnamen en in 1991 het hypertextsysteem dat de basis voor het World Wide Web werd. Vanaf 2001 werden internetverbindingen steeds vaker gekoppeld via een groeiend aantal serviceproviders die de logische centralisatie van het internet realiseerden.

Terug naar een decentraal internet

Zodra een knooppunt informatie linkt, routeert en doorstuurt, wordt het interessant die informatie te kennen en af te luisteren. Je kunt informatie encrypten en via virtueel veilige lijnen transporteren. Maar encryptie en virtuele omgevingen zijn kwetsbaar en hackbaar. Ook naties willen vaker ‘inzicht’ hebben in informatiestromen. Daarom zijn er personen en bedrijven die de oorspronkelijke peer-to-peer communicatie willen terugbrengen. Opdat die personen of bedrijven direct met elkaar kunnen communiceren, zonder centrale providers.

De uitdaging is dat elke ‘peer’ een eigen open platform moet hebben voor communicatie, verwerking en data-opslag. Immers pas dan kun je services met elkaar verbinden en data naar elkaar verzenden. Afgelopen tien jaar zijn oplossingen ontstaan die dit mogelijk maken. Een bedrijf als Threefold in België heeft als missie het potentieel van peer-to-peer te ontsluiten en ‘grenzeloze’ kansen voor de mensheid te creëren. Intussen zijn er door hen ruim 1100 nodes geleverd in 54 landen met 22.000 cores en ruim 75 PB data-opslagmogelijkheid. Gebaseerd op Digibyte als utility-cryptomunt voor zowel farming als betaling van gebruikte capaciteit. Dus écht decentraal internet zoals dat 60 jaar geleden werd bedacht. Zonder centrale provider of man-in-the-middle. Een toekomstige infrastructuur voor de metaverse ondersteund met blockchain en digitale identiteiten. Net als waterput, warmtepomp en zonnepaneel ook op informatie-gebied weer zelfvoorzienend worden. Mooie ontwikkelingen waarover komende weken meer, veel meer . . .

Door: Hans Timmerman (foto), Chief Data Officer bij DigiCorp Labs

Terug naar nieuws overzicht