Nikolic, universitair hoofddocent participatory multi-modelling, heeft aan de wieg gestaan de methode voor het maken van de multi-modellen van Gridmaster: "We hebben de mogelijke transitiepaden van de energiesystemen voor de komende dertig jaar omgezet in dit geïntegreerd multi-model. Daarbij maken we gebruik van beschikbare data en de plannen van de industrie en netbeheerders. Met Gridmaster kunnen we duizenden toekomstscenario’s in samenhang doorrekenen en analyseren. Stresstesten geven netbeheerders, overheden en bedrijven inzicht in de investeringen waar we de komende tientallen jaren het minst spijt van zullen hebben.” 

Fundamentele onzekerheid

Energie-infrastructurele projecten zijn duur, verlopen traag en als je eenmaal iets hebt gebouwd, dan blijft dat heel lang in gebruik. Nikolic: "Amsterdam benut nog steeds 70 tot 100 jaar oude koperen kabels omwikkeld met teerpapier als delen van de hoofdinfra. In Londen bestaat een deel van het drinkwaternetwerk nog steeds uit uitgeholde boomstammen. Dus alles wat je nu doet en investeert, heeft effect op de lange termijn. Daarnaast maakt de energietransitie het lastig om te voorspellen welke energie-infrastructuur de haven nodig heeft. Er zijn veel onzekere factoren waardoor het niet duidelijk is welke kant de ontwikkelingen op gaan. Elke beslissing kan allerlei dingen veroorzaken en tegenhouden. Door die fundamentele onzekerheid is het ingewikkeld om te komen tot toekomstbestendige investeringsplannen. Wat ook meespeelt bij grote infrastructurele projecten, is dat er meerdere partijen met verschillende belangen bij betrokken zijn, dus daar moet je rekening mee houden."

Samenwerken en data en kennis delen

Om de onvoorspelbaarheid en de complexiteit de baas te zijn, borduurt Nikolic voort op het proefproject Windmaster. Daarin heeft hij samen met negen marktpartijen van het Rotterdamse haven- en industriegebied vastgelegd in een versimpeld multi-model voor het toekomstige gebruik van windenergie. "We hebben in 2019 een Proof of Concept van Windmaster gerealiseerd en laten zien dat het multi-model bij benadering werkt. Essentieel daarbij is dat je de belangrijkste stakeholders in het ontwerpproces van zo'n model betrekt. Dat is de kern van participatory multi modelling for transition support: je gaat met mensen georganiseerd en gestructureerd een heel netwerk van families van modellen maken die begrijpbaar en acceptabel zijn. Ik vind het geweldig dat de betrokkenen de urgentie van samenwerken inzien. Ze delen beschikbare data en dat maakt de modellen beter, want in de simulatie kunnen we de mogelijke relaties tussen verschillende infrastructuren ook in kaart brengen."

Toekomstscenario’s doorrekenen

Met Gridmaster kunnen er duizenden toekomstscenario's worden doorberekend. Wat is de toekomstige vraag en aanbod van energie? Wat worden de primaire technologieën van de nieuwe energie-infrastructuur? In hoeverre gaan de verschillende energiedragers, zoals elektriciteit, groen gas, waterstof en warmte een geïntegreerd systeem vormen? Wordt afvangen en opslag van CO2 toegepast en wat wordt de energiemix in 2050? Welke keuzes gaan multinationals maken wat betreft vestigingsbeleid voor nieuwe (groene) fabrieken, is een duurzame Rotterdamse haven nog wel aantrekkelijk voor ze? Worden bestaande industrieën omgebouwd, en zo ja, wanneer en met welke technologie? Nikolic: "Keuzes die nu gemaakt worden, kunnen bijvoorbeeld leiden tot onvoldoende infrastructuur of tot investeringen die onnodig blijken. Met Gridmaster kunnen we adaptieve, robuuste investeringsplannen maken die toekomstbestending zijn."

Perfecte oplossingen bestaan niet

Nikolic zijn ogen schitteren als het over complexiteit, onvoorspelbaarheid en modelleren gaat. "De traditionele reflex van industrie, energiereuzen en overheden is onzekerheid buiten de deur te houden: ze bedenken drie opties en kiezen er eentje. Maar dat gaat niet helpen: de energie-infrastructuur en de energietransitie zijn een enorm groot, ingewikkeld en onvoorspelbaar schaakveld, waarbij elke actie van wie dan ook effect heeft op iedereen. Daarom pleit ik voor meerdere modellen participatief aan elkaar koppelen, het diepe onzekerheidsdenken omarmen, een veelheid van toekomstige investeringspaden verkennen en analyseren en adaptief investeringsdenken. Perfecte oplossingen bestaan helaas niet, alleen maar beslissingen waar je achteraf het minst spijt van hebt. Of laat ik het zo zeggen: je bent minder blind, want je neemt veel meer verschillende aspecten integraal mee, zoals investeringslogica, gedrag, interactie van gas met elektriciteit, distributie en industrie. Dat is de meerwaarde van een multi-model ecosysteem."

Nu in actie voor klimaat en milieu

Blijft de vraag hoe een 'multi-model nerd' zo betrokken is bij de duurzaamheid. "We hebben met milieu en klimaat een buitengewoon groot probleem als maatschappij. Ik slaap er slecht van, want het gaat niet goed met onze aarde en in ons welvarende Nederland ervaren we de urgentie helaas nog niet. Wakker worden en in nu actie komen voor klimaat en milieu, dat kan ik van de daken schreeuwen en dit maatschappelijke belang is cruciaal voor mij als wetenschapper. Ik ben opgeleid als biochemisch ingenieur en bestudeerde levende dingen en processen. Door een vak als 'chemie en maatschappij' werd ik de duurzaamheidsdiscussie ingetrokken en ik voelde toen al dat het niet goed zou gaan. Daarom ben ik destijds afgestudeerd bij het Centrum voor Milieuwetenschappen in Leiden. Computers zijn een leuke hobby van me en ik heb altijd gemodelleerd. Bij toeval werd ik door een oud-collega gevraagd mee te werken aan een project over industriële netwerken en hun veranderingen. Hartstikke leuk en toen heb ik daarin een nieuw instrumentarium binnengebracht: agent based modelling. Dit bleek uiterst effectief te zijn voor sociaal-technische systemen, waarin mensen, techniek, organisaties en processen een rol spelen. Door mijn contacten met sociale wetenschappers van onze faculteit TBM, heb ik samen met Geertje Bekebrede, universitair docent serious game design, het Infrarium gebouwd. Dit is een Energy Grid Game om urgentie, samenhang, onderlinge afhankelijkheid en complexiteit van de energietransitie fysiek en emotioneel te laten ervaren." 

Uitbreiden naar Nederlandse energie-infrastructuur

Het unieke simulatiemodel van Gridmaster maakt voor het eerst inzichtelijk welke toekomstbestendige investeringen in energie-infrastructuur een robuuste energietransitie in de Rotterdamse haven mogelijk maken. Nikolic: "Hiermee wordt het mogelijke risico op een toekomstig tekort of overschot aan netwerkcapaciteit geminimaliseerd en vereenvoudigen we de route naar een klimaatneutrale Rotterdamse haven in 2050. En wat mij betreft kijken we veel verder. Alle instrumenten, modellen en resultaten van Gridmaster zijn openbaar. Omdat het integrale energiesysteem in één netwerk van modellen en simulaties is ondergebracht, biedt dit veel onderzoeksmogelijkheden naar investeringen in andere delen van het energiesysteem, zoals de landelijke infrastructuur. Daarom ben ik in opdracht van de Topsector Energie en RVO ook betrokken bij het ontwikkelen van een nationaal multi-model energie-infrastructuur voor heel Nederland. Daar gaan we meters maken in duurzaamheid."

Fotocredits: Danny Cornelissen & Havenbedrijf Rotterdam