duurzamer Utrecht door Digitale Dubbelganger

Er zijn meer huizen nodig, maar tegelijkertijd willen we wonen in een omgeving met meer groen. We willen wonen in een stad die goed bereikbaar is, maar tegelijkertijd vinden we gezonde lucht belangrijk, en sfeervolle, autovrije voetgangersgebieden. We willen dat winkels goed bevoorraad worden, maar willen geen overlast van vrachtverkeer. Allemaal wensen die elkaar lijken tegen te spreken. Terwijl ze uiteindelijk allemaal hetzelfde doel dienen: een stad waarin mensen fijn kunnen wonen, werken en recreëren. Betekent het aanleggen van meer groen echter wel automatisch minder plek voor woningen? En gaat een goede luchtkwaliteit per definitie samen met een minder goede bereikbaarheid? Of kan het ook anders? Dat onderzoeken de provincie Utrecht en Hogeschool Utrecht. Studenten, onderzoekers en samenwerkingspartners van de HU ontwikkelen een digital twin van de stad Utrecht. Hierin brengen we CO₂-en fijnstofuitstoot, hittestress en verkeersstromen van de stad in kaart zodat stedenbouwkundigen en betrokken partijen naar optimale oplossingen kunnen zoeken. Als je kunt aantonen dat een aanpassing in de stad een optimaal resultaat geeft, is er sneller draagvlak voor de aanpassing. Bovendien kan zo'n optimale aanpassing veel overlast en geld schelen. 

In de Digital Twin van de stad Utrecht worden data van de stad in 3D verbeeld. Je ziet precies bij welke gebouwen of pleinen er sprake is van hittestress; waar in de stad de CO₂-uitstoot of fijnstofuitstoot te hoog is; maar ook waar verkeersopstoppingen plaatsvinden. Het verband tussen deze factoren is meegenomen in de twin. In de digital twin kun je scenario's testen. "Dus als je een terugkerende verkeersopstopping verhelpt, zie je ook wat dat doet met de fijnstof- en CO₂-uitstoot", aldus Koen Smit, onderzoeker aan Hogeschool Utrecht. De digital twin helpt overheden, stadsplanners en bewoners van een stad om zich in te leven in de gevolgen van beslissingen voor de stad. "Een van de dingen die we onderzoeken in de digital twin is hoe we zo duurzaam mogelijk woningen kunnen bouwen, want dan kunnen we meer bouwen en dat is nodig vanwege de huidige woningnood."

De nieuwe wijk Cartesius is zo'n bouwproject waar verduurzaming via de digital twin wordt onderzocht. HU-student Jippe Heijnen hielp met het uitbreiden en aan elkaar koppelen van data en het analyseren van vervoersstromen bij de bouwplaats Cartesius. Jippe: "We hebben veel relevante data van de omgeving in de digital twin verwerkt en we hebben twee scenario's met elkaar vergeleken. Aan de ene kant: wat het qua verkeersoverlast en CO₂- en fijnstofuitstoot zou betekenen als bouwmaterialen naar de bouwplaats worden gebracht met vrachtwagens - wat nu gebruikelijk is. Aan de andere kant hebben we in beeld gebracht wat het zou betekenen als de materialen naar de bouwplaats worden gebracht met elektrische boten. Cartesius ligt namelijk dicht bij het Amsterdam-Rijnkanaal. Gebruik van de waterweg zorgt voor minder hoge uitstoot. Maar ook voor minder verkeersopstoppingen. Er is namelijk nog veel ruimte op de Nederlandse waterwegen. Terwijl de autowegen flink belast zijn. Een mooie kans, dus. Maar je ziet in de twin ook waar problemen kunnen ontstaan: Als je onze digitale boot neemt naar het digitale Cartesius, zie je dat een grote buis de waterweg naar Cartesius blokkeert. Dat had je in een doorrekening op papier niet gezien. Omdat je nu de omgeving bijna in het echt ziet, komen dit soort praktische consequenties meteen boven water. Een ander vraagstuk is: hoe komen bouwelementen van boord? Moeten er kades aangelegd worden? Of moeten er op het water tijdelijke platforms komen? En waar dan? Ook met dat soort vragen kun je in de digital twin bekijken wat verstandig is."

De digital twin is nog niet uitontwikkeld. HU-onderzoeker Koen Smit: "Er zijn nog allerlei doorontwikkelingen mogelijk. Zowel voor de stad Utrecht als breder. De twin is bijvoorbeeld ook bruikbaar voor waterbeheer. Je zou scenario's kunnen testen waarin het waterpeil stijgt. Of denk aan het in kaart brengen van oplossingen voor problemen met het elektriciteitsnetwerk. Bijvoorbeeld het plaatsen van windmolens. Bewoners kunnen in de toekomst in de twin misschien ervaren of een windmolen overlast mee zich meebrengt. Als we dat willen, moeten er wel extra datasets in de digital twin gezet worden, en moeten verbanden onderzocht worden." Ook internationaal biedt de digital twin van een stad kansen. Rob Peters van de provincie Utrecht: "Wij lopen in Nederland voorop in digital twinning van steden. Dat is niet zo gek: in Nederland meten we ontzettend veel. In veel andere landen zijn al deze data niet voor handen. Wij zijn dus eigenlijk bovengemiddeld goed toegerust om oplossingen te verzinnen, op basis van deze data. En in de twin kunnen we de praktische consequenties overzien. Zodat we zeker weten dat die oplossingen 'in het echt' ook slímme oplossingen zijn."

HU-Opleiding ICT

HU-lectoraat Betekenisvol Digitaal Innoveren

HU-lectoraat Building Future Cities 

Provincie Utrecht

Cartesius Utrecht