INfrastructure interdependencies in Sustainable and inclusivE CiTies

Samenvatting project

Steden staan voor de uitdaging om een transitie door te maken naar een meer duurzame en klimaatbestendige woon- en werkomgeving. Een overgang waarbij de verschillende transities op de terreinen van energie, klimaat, waterkwaliteit, mobiliteit en circulariteit gekoppeld moeten worden. Dergelijke overgangen zijn sterk afhankelijk van de gekozen infrastructuur, die wordt gekenmerkt door pad afhankelijkheden: vandaag genomen beslissingen over infrastructuur beïnvloedden de beslissingen van morgen (Cass et al., 2018). Hoewel de urgentie van een duurzaamheidstransitie door velen gedeeld wordt, is er geen consensus over welk pad te volgen om een dergelijke structurele verandering te bereiken.
Voor bijvoorbeeld de energietransitie worden veel oplossingen overwogen, waaronder biomassa, stadsverwarming, zonne-energie, “nieuwe sanitatie” (gescheiden en decentraal verwerken van afvalwaterstromen, meestal direct bij de bron), aardwarmte en waterstof. Voor water in de stad kennen we oplossingen als water op dak, gevel en of perceel vasthouden/vertraagde afvoer, wadi’s en infiltrerende verhardingen, waterbergende weg en kelders, open water, verschillende rioolsystemen, etc.
Verschillende oplossingen vereisen hun eigen infrastructuur maar ook andere betrokken partijen, financieringsstromen en overleg- en beslissingsstructuren.
De Omgevingwet en Structuurvisie ondergrond hebben hun invloed op thema’s als bodem en ondergrond die gerelateerd moeten worden aan de maatschappelijke opgaven mbt bodem energie, klimaatadaptatie, drinkwatervoorziening, bodemdaling, kabels en leidingen. Dit impliceert dat keuzen voor een of een andere infrastructuur m.b.t. bijvoorbeeld water of energie goed afgewogen moet worden (inzicht in de onderlinge relaties).
Investeren in een infrastructuur heeft gevolgen voor de andere infrastructuren maar ook op andere maatschappelijke opgaven en deze gevolgen kunnen negatief of positief zijn. Sommige infrastructuren hebben een positieve (symbiotische) wisselwerking, sommige negatief (competitie) en sommige gemengd (roofdier-prooi: Grübler et al., 1999; Magnusson en Berggren, 2018; Pistorius en Utterback, 1997; Sandén en Hillman, 2011).
Inzicht in het totale systeem van de duurzame klimaatbestendige stad, de afhankelijkheden en de gevolgen van (politieke en bestuurlijke) keuzen zijn daarbij onmiskenbaar noodzakelijk om het vertrouwen en de samenwerking tussen heel verschillende partijen en organisaties met verschillende (deel)belangen en ieder hun eigen financieringsstructuren te kunnen organiseren.
Dit als basis voor een meer risicogestuurde afweging (Assetmanagement op Life-Cycle Costing ) voor de verschillende netwerken binnen een stad (kabels, leidingen en riolering) om de functies in een stad te kunnen garanderen (riool van de toekomst).
NG-Infra wil met haar partners (o.m. Alliander, Vitens, RWS, ProRail) in samenwerking met de Radboud Universiteit en TU-Delft een geïntegreerd perspectief ontwikkelen op een veerkrachtige stedelijke infrastructuur om te kunnen komen tot meer geïntegreerde beslissingen in de context van noodzakelijke duurzaamheidstransities naar duurzame, klimaatbestendige steden.

Doel van het project

Dit onderzoek heeft tot doel die ontwikkeling van meer geïntegreerde beslissingen in de context van duurzaamheidstransities te ondersteunen door de onderlinge afhankelijkheden tussen de volgende generatie stadsinfrastructuren te bestuderen. Op dit moment erkennen duurzaamheidstransitieonderzoeken de belangrijke rol (mogelijk maken en beperken) van infrastructuur maar deze onderzoeken vinden geïsoleerd plaats (Cass et al. 2018). Dit onderzoek zal bijdragen aan de duurzaamheidstransitieliteratuur door het inzicht in de onderling afhankelijke karakter van die infrastructuren te vergroten. Daarnaast de bij het onderzoek betrokken cases met de nieuwe inzichten te ondersteunen.

Motivatie

Momenteel worden vele mogelijke oplossingen overwogen rond de verschillende infrastructurele transities van uit onder meer de klimaat en energie agenda. Vanwege de pad afhankelijkheden in de besluitvorming rond de verschillende typen infrastructuren is er grote behoefte aan een geïntegreerd perspectief op veerkrachtige stedelijke infrastructuur. Dit leidt tot vragen als: Hoe kom je tot een gezamenlijke ambitie? Hoe ziet die klimaatbestendige duurzame stedelijke omgeving eruit en kan hij zich blijven vernieuwen? Wat kan elke betrokken partij bijdragen en hoe worden kosten en baten verdeeld (samenwerkingsmodellen)?

Locatie

Delft

Uitgevoerde acties

Studie 1: Analyse van ontwikkelingen in transities naar duurzame en inclusieve stedenStudie 2: Een analyse van de onderlinge afhankelijkheden van infrastructuren bij transities naar duurzame en inclusieve stedenStudie 3: Documentatie van een meer geïntegreerde benadering van maatschappelijke kosten en baten van de volgende generatie infrastructuren voor veerkrachtige buurten

Verwachtte resultaten

Studie 1: Een analyse van symbiotische competitieve en predator-prooi interacties tussen de verschillende infrastructuren van de veerkrachtige stad.Rapportage en artikel en Populair artikelStudie 2: Overzicht en analyse van de afhankelijkheden van de verschillende infrastructuren bij de transitie naar duurzame inclusieve stedenRapportage en artikel Populair artikel en een nader in te vullen “spel”Studie 3: Een algemene procedure voor het uitvoeren van maatschappelijke kosten-batenanalyses van investeringen in de veerkracht van stedelijke buurtenWetenschappelijk rapportage en artikel Populair artikel en een nader in te vullen van een mogelijke “tool”Q1 2021 Progress: 25 different infrastructure solutions and interdependencies have been reviewed. Project has built a map of synergies and barriers between these solutions and added an encyclopedia-like data sheet. This is input for the interview sessions that are scheduled for Q2 en beyond. INSpECT Project Progression Report up to June 20211) Writing the first paper and industry reportBuilding an encyclopedia-like document on how technologies can synergize or obstruct each other. Hopefully and if developed well project developers can use this document as a cheat sheet while designing projects. Paper is focusing on the typology of Infrastructure Interdependencies in the context of infrastructure transitionsIndustry report is focusing on how different infrastructure interdependencies can create investment opportunities and risks for the Dutch transition. 2) Workshop DesignAll preparations for the online platform workshop design & scripts and workshop process are completed. Project is now ready to conduct workshops when opportunity presents itselfPresented the work-in-progress version of the first paper at 6th NEST conference at Bulgariahttps://transitionsnest.wordpress.com/6th-nest-conference/https://transitionsnest.files.wordpress.com/2021/04/20210408-6th-nest-program

Innovativiteit

Het voorgestelde onderzoek is zowel theoretisch als methodologisch innovatief. De theoretische nieuwheid bestaat uit het focussen op de onderlinge afhankelijkheden tussen bestaande en volgende generatie stedelijke infrastructuren die voortbouwt op de duurzaamheidstransitieliteratuur en die uitbreidt die tot nu toe geïsoleerde infrastructuren bestudeert (Cass et al. 2018). Door ons te concentreren op de onderlinge afhankelijkheden tussen infrastructuren produceert ons onderzoek kennis over zowel positieve als negatieve overloopeffecten van investeringen in verschillende volgende generatie infrastructuren die anders over het hoofd zouden worden gezien. De methodologische vernieuwing bestaat uit het toepassen van participatieve modellering die is geïdentificeerd als de weg vooruit in de literatuur over duurzaamheidstransformatie (Holtz et al. 2015) maar die tot nu toe nauwelijks is toegepast in het domein van duurzame stedelijke transities. Met participatieve modellering kunnen we domeinspecifieke kennis van verschillende infrastructuurspecialisten opnemen en synthetiseren. Door de verschillende expertisedomeinen constructief te confronteren (Rouwette et al. 2016) faciliteren we het creëren van nieuwe inzichten die niet vanuit één domein kunnen worden verkregen.

Valorisatie

Wetenschappelijk rapport/artikel Populair artikel: Onderzoekers Vakmensen; Radboud i.s.m. TU Delft NG Infra
In samenspraak met bij de case(s) betrokken organisaties wordt de behoefte en vorm van de instrumenten bepaald
Spel (deelproject 2) Tool (deelproject 3): Vakmensen/de praktijk; Radboud, NG Infra

Hoe gaan de participanten van het project om met intellectueel eigendom dat voorkomt uit deze projecten?

Afhankelijk van de gekozen vorm opname op website van onder meer NG Infra of te bestellen/op te vragen bij NG Infra

Op welke wijze wordt de informatie over dit project op eenvoudige wijze voor het algemene publiek kenbaar gemaakt (beschrijving van het onderzoek, deelnemers en de planning en voortgang)?

Afhankelijk van de gekozen vorm opname op website van onder meer NG Infra of te bestellen/op te vragen bij NG Infra

Projectvoorwaarden

Het is voor partijen mogelijk toe te treden tot het consortium waarbij onderzoekspartijen een duidelijke toegevoegde waarde dienen te hebben overheden en marktpartijen dienen duidelijk inhoudelijk belang te hebben willen zij toetreden tot het consortium.

Projecteigenaar en projectleider(s)

Projecteigenaar:
Rene de KWaadsteniet
Projectleider(s):
Lisanne Dorlas

Partners

  • Radboud Universiteit
  • Stichting Next Generation Infrastructures 2
  • TKI Deltatechnologie
  • TU Delft
  • Vitens N.V.

Resultaten

INfrastructure interdependencies in Sustainable and inclusivE CiTies-2020-3

Resultaat type
Publicatie(s) niet peer reviewed
Omschrijving

chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://www.nginfra.nl/wp-content/uploads/2020/05/INFRA-03-2020-LR.pdf (p20)

Wetenschappelijke publicatie?

INfrastructure interdependencies in Sustainable and inclusivE CiTies-2023-4

Resultaat type
Publicatie(s) niet peer reviewed
Omschrijving

https://magazine.nginfra.nl/nginfra-4-2023/infrastructuur-gebruiken-als-versneller-voor-duurzaamheid

Wetenschappelijke publicatie?

INfrastructure interdependencies in Sustainable and inclusivE CiTies-2024-1

Resultaat type
Publicatie(s) peer reviewed - gerealiseerd
Aantal
1
Omschrijving

District heating systems are considered a feasible heating alternative to replace natural gas to mitigate emissions in cities. However, urban transitions are very complex because energy systems often operate in densely populated areas, which gives rise to all kinds of interdependencies in cities. These interdependencies can result in unintended consequences which can indirectly help or hinder urban energy transitions. Understanding these influences the transition to climate neutrality. This research investigates the lessons learned from a project conducted in Rotterdam: a high-density city in the Netherlands which is expanding its district heating systems. We use qualitative system dynamics models to explore the underlying complexity and to recognize indirect consequences of policies. Our results cover both technologically oriented and policy-oriented insights, contributing to the literature on transition governance in cities. On the one hand, the national and urban strategies in the Netherlands activate mechanisms that support cities with district heating systems such as Rotterdam. On the other hand, the same strategies could also lead to a potential rivalry between energy efficiency and energy security, which are both crucial goals in urban transition governance. Participative modeling provides policy-makers with an analytical tool to detect systemic dependencies which can be used to identify synergies and barriers among different energy policy objectives. This helps avoiding potential unintended consequences including the use of carbon-heavy systems and displacing investments from energy efficiency and renewable heating systems.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214629624000410?via%3Dihub

Wetenschappelijke publicatie?

INfrastructure interdependencies in Sustainable and inclusivE CiTies-2023-3

Resultaat type
Publicatie(s) peer reviewed - gerealiseerd
Aantal
1
Omschrijving

Cities are increasingly recognized as potential motors of sustainability transitions. These transitions build on existing as well as new infrastructures, and these infrastructures mutually influence each other in many ways, a phenomenon known as infrastructure interdependencies. These infrastructure interdependencies have significant implications for both enabling or restricting urban sustainability transitions but their implications remain understudied. We elaborate the role of interdependent infrastructure systems from a socio-technical perspective and explore recent examples of how socio-technical interdependencies in infrastructure systems influence urban sustainability efforts. We analyze infrastructure interdependencies in the Netherlands which is relevant because of its high urbanization rate, dense urban areas, and innovative developments. We distinguish seven socio-technical infrastructure interdependency types that can influence urban sustainability transitions: functional, evolutionary, spatial, life-cycle, policy/procedural, market, and culture/norm interdependencies. We identify and discuss contrasting multi-mode relationships of each interdependency example. Our results offer an interdisciplinary framework and examples of potential influential infrastructure interdependencies to explore, understand, and discuss the implications of infrastructure interdependencies for urban sustainability transitions.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264275123002093?via%3Dihub

Wetenschappelijke publicatie?

INfrastructure interdependencies in Sustainable and inclusivE CiTies-2023-1

Resultaat type
Publicatie(s) niet peer reviewed
Aantal
1
Omschrijving

Currently writing a book chapter for Edgar Elgar publishing. This book chapter is also for scientists and master students who would like to work on sustainability challenges, including infrastructure transitions

Wetenschappelijke publicatie?

INfrastructure interdependencies in Sustainable and inclusivE CiTies-2022-4

Resultaat type
Publicatie(s) peer reviewed - verwacht
Aantal
1
Omschrijving

Co-authored an article for the System Dynamics Review Journal. The article is for scientists who work on sustainability challenges, including infrastructure transitions. The article is currently under review.

Wetenschappelijke publicatie?

INfrastructure interdependencies in Sustainable and inclusivE CiTies-2022-2

Resultaat type
Bijeenkomsten
Aantal
2
Omschrijving

Conducted two participative workshops in May 2022 with Rotterdam municipality, Eneco, and other stakeholders from Rotterdam to discuss the transition out of natural gas. (Second paper is actually about these workshops

Wetenschappelijke publicatie?

INfrastructure interdependencies in Sustainable and inclusivE CiTies-2023-2

Resultaat type
Publicatie(s) peer reviewed - verwacht
Aantal
1
Omschrijving

https://www.sciencedirect.com/journal/energy-research-and-social-science

Wetenschappelijke publicatie?

INfrastructure interdependencies in Sustainable and inclusivE CiTies-2022-2

Resultaat type
Tussentijds resultaat
Omschrijving

Paper aiming to be published in Sustainable Cities and Society journal.

Wetenschappelijke publicatie?

INfrastructure interdependencies in Sustainable and inclusivE CiTies-2021-4

Resultaat type
Publicatie(s) peer reviewed - gerealiseerd
Aantal
1
Omschrijving

In the Paris Agreement, many nations set ambitious global goals to stabilize and reduce carbon emissions to mitigate climate change. A large share of these emissions is caused by electricity production. Scientists have been debating the viability of using natural gas as a transition fuel while renewable energies mature technologically and economically. Although natural gas might help the energy transition by reducing emissions compared to coal, there are other long-term implications of investing in natural gas which can work against reaching climate goals. One concern is that investments in natural gas might crowd out investments in renewable alternatives.

This research reviews the literature on the role of natural gas in reducing carbon emissions to mitigate climate change and to bridge between coal and renewable technologies. We advance the debate by laying out how various positive and negative effects of natural gas interrelate. Our research warns that natural gas’ negative delayed and global effects can easily outweigh the positive immediate and local effects unless precautions are taken.

Existing studies agree that natural gas helps avoid greenhouse gas emissions in the short term, while unintended long term effects might also hinder the transition into renewables. Our review helps to inform the policy-making process by reviewing the systemic effects of using natural gas as a transition fuel and suggests policy actions to avoid the negative long term consequences.

Wetenschappelijke publicatie?