Wat is een Professional Doctorate: 'Het is vooral gericht op het oplossen van praktijk­problemen'

De Professional Doctorate (PD) op het hbo is het equivalent van promoveren op het wo. Het PD-traject duurt 4 jaar. Nederlandse hogescholen zijn in 2023 gestart met een pilot voor dit eigen doctoraatstraject. Een van de kandidaten is Sander Dijk. Hij doet zijn onderzoek binnen het domein Energie & Duurzaamheid en doet dit vanuit ENTRANCE. Marloes Nieuwenhuis interviewde hem hierover. 

Wat is een Professional Doctorate? 
"Je moet het zo zien, een PhD is door universiteiten opgezet. Als je het heel plat slaat gaat het erom dat je nieuwe kennis ontwikkelt en daarmee creëer je veel vragen. De hogenscholen in Nederland willen ook een soort PhD graad aanbieden, maar dan niet op het gebied van kennis ontwikkelen maar meer op het gebied van impact maken door middel van interventies bij complexe vraagstukken in het werkveld. Het is eigenlijk een soort aanvulling op een PhD en het is vooral gericht op het oplossen van praktijkproblemen en het teweegbrengen van een verandering bij een ‘maatschappelijk’ en complex probleem."

Hoe ben jij erbij gekomen om dit te gaan doen?
"Ik vind de energietransitie erg interessant en ben enorm gepassioneerd op bij deze uitdaging een rol van betekenis te kunnen spelen. De rol van Groen gas is naar mijn inziens nog onderbelicht, terwijl het belang ervan overduidelijk is. Ik heb vorig jaar mijn master gehaald. Dit was de European Master in Renewable Energy. Ik heb enorm genoten van mijn tijd bij de master. Vervolgens ging ik weer werken als docent en toen besefte ik mij dat ik eigenlijk wel wilde blijven doorleren. Ik wilde graag inhoudelijk vernieuwend bezig blijven. Hierdoor kwam ik uiteindelijk in gesprek met Jan Jaap Aué en die gaf aan dat mijn profiel past bij het PD traject. En zo is het balletje gaan rollen, ik had alleen nog geen opdracht klaarliggen."

En toen?
"Nou, toen moest ik een opdracht gaan vinden. Ik heb hiervoor tien jaar bij Enexis gewerkt en heb hier veel ervaring en kennis opgedaan van onder andere de gaswereld. Hierdoor wist ik dat daar grote uitdagingen liggen. Het leek mij daarom mooi om daar een interventie voor te ontwikkelen. Vervolgens ben ik in gesprek gegaan met verschillende netbeheerders, waaronder Rendo en Coteq, waar ik nu mijn onderzoek voor ga doen. Uiteindelijk ging het eigenlijk vrij snel. Er kwam al gauw een concrete vraag met betrekking tot een dilemma waar ze nu tegen aanlopen."

Wat mooi dat dit zo snel tot een project kwam! Waar ga je hen nu bij helpen? 
"We hebben natuurlijk aardgasverbruik in Nederland en dat willen we vergroenen. We willen enerzijds van aardgas af, maar anderzijds niet per se van het gas op zich af. Een van de alternatieven hiervoor is waterstof, maar een andere mogelijkheid kan ook groen gas zijn. Groen gas is opgewekt biogas dat is gemaakt door het vergisten van producten, zoals plantaardige biomassa of restproducten en/of dierlijk mest. Als je dat biogas vervolgens op aardgas kwaliteit brengt dan mag je dat groen gas noemen en dan mag je dat invoeren in het aardgas netwerk. Dat invoeren gebeurt op dit moment al en dat moet eigenlijk met 20 procent per jaar groeien tot uiteindelijk 1,1 miljard m³ per jaar in 2030. In 2023 is er 280 miljoen (of 0,28 miljard) m³ groen gas ingevoerd en blijft de benodigde jaarlijkse groei om de doelstelling te halen achter. Hier liggen een aantal oorzaken aan ten grondslag. Één daarvan is de stikstof problematiek, maar een andere oorzaak is ook dat de netbeheerder tegen zijn limieten loopt."

Limieten? Wat bedoel je daarmee?
"Goede vraag! In de winter gebruiken we natuurlijk veel gas voor onder andere het verwarmen van ons huis en in de zomer hoeft dat niet, dus gebruiken we logischerwijs veel minder. Wat dit ingewikkeld maakt is dat de productie van groen gas heel continue is en het duurt ook vrij lang. Je stopt er op dag een beetje biomassa in en pas na circa 30 dagen kun je er gas uit halen. Dus het idee is dat je er elke dag een beetje in stopt en er elke dag een beetje gas uitkomt. Maar dat is dus vrij continue, terwijl we niet het hele jaar dezelfde hoeveelheid gas nodig hebben. Dat betekent dat we op een bepaald moment in het jaar meer groen gas produceren dan we kunnen verbruiken en, tja, waar moet je dat dan laten?"

Dus je wekt eigenlijk altijd dezelfde hoeveelheid op, alleen je maakt niet altijd gebruik van diezelfde hoeveelheid. Zou je dat netcongestie kunnen noemen?
"Dit is een balansprobleem tussen vraag en aanbod, maar een vervolg hiervan is ook dat er netcongestie ontstaat. De bedrijven die groen gas produceren zijn vaak boerenbedrijven of bedrijven die in het buitengebied gelokaliseerd zijn, dit betekent dat het gas ergens anders heen getransporteerd worden. Dus het gasnetwerk moet het ook mogelijk maken om dat gas überhaupt te kunnen transporteren, helaas is daar niet altijd ruimte voor en dan krijg je een congestie probleem."

Nou, dat klinkt als een heel concreet probleem. En daar ga jij nu een oplossing voor vinden? 
"Ja, dat is wel de bedoeling. Rendo wil bijvoorbeeld in 2030 100 procent duurzaam gas transporteren door hun leidingen, maar die zitten nu nog maar op 11 procent. Dus die hebben nog een enorme groei te maken. En dan moet je bedenken dat zij tegelijkertijd op dit moment in de zomer eigenlijk al tegen hun limieten aanlopen en daarmee niet vanzelfsprekend nieuwe groen gas invoeders kunnen aansluiten. Kortom, ze lopen er nu al tegenaan dat ze die 100 procent wel willen halen, maar in de zomer niet hun net kunnen opblazen. Zij beseffen zich nu ‘we moeten echt wat gaan doen, anders redden we het niet’."

Ah, duidelijk. En wat ga jij specifiek doen om hierbij te helpen?
"Ik zie dat de netbeheerders binnen hun systeem (gasnet in dit geval) naar mogelijkheden zoeken en die ben ik samen met de impact hiervan ook in kaart aan het brengen. Er wordt nog niet gekeken naar oplossingen die buiten het gasnetwerk liggen. Deze systeemintegratieve aanpak wil ik gaan toepassen en onderzoeken of er ook oplossingen interessant zijn die in een ander systeem liggen. Ik wil bijvoorbeeld onderzoeken of we groen gas kunnen gebruiken om groene stroom te maken. Zodat we op gezette tijden het groene gas kunnen omzetten naar elektriciteit en dat dan weer in kunnen voeren in het stroomnetwerk. Een ander onderdeel dat ik wil onderzoeken is het toepassen van dynamisch netbeheer. Dat betekent dat je met drukverschil in de leidingen gaat spelen. Hierdoor kan je tijdelijk een beetje gas opslaan in je netwerk. Dit kan met stroom niet, maar wel met gas. Dan bouw je overdag een beetje druk op en die laat je dan ’s avonds los wanneer je het nodig hebt. Ik wil dan gaan berekenen wat de potentie hiervan zou zijn. Verder wil ik ook gaan kijken naar een koppeling met de waterstof backbone die door het gebied heen loopt. Verder zouden we in principe het gas ook kunnen omzetten in waterstof, dat is op zich niet nieuw, maar het is wel interessant om te kijken wat dit zou opleveren."

Klinkt veelbelovend allemaal. Waterstof is op dit moment natuurlijk nog niet op het niveau dat we het op grote schaal volledig kunnen toepassen in de praktijk. Terwijl het probleem dat je schetst iets is dat nu speelt. Hoe kijk je daar tegen aan?
"Ja dat klopt, er zal dan ook ongetwijfeld een prioritering komen. Er zijn ook nog veel meer opties, daarom ben ik momenteel bezig met alle opties in kaart te brengen voor mijn onderzoek. Koppelen aan een warmtenet zou bijvoorbeeld ook kunnen of het vloeibaar maken zodat je er voor mobiliteit gebruik van maken."

Wat interessant! Waar kijk je zelf het meest naar uit met betrekking tot dit onderzoek?
"Het lijkt mij heel tof als ik straks een scenario kan simuleren en dan kan uitrekenen hoeveel groei één van de eerdergenoemde opties zou kunnen opleveren en in hoeverre dit kan bijdragen aan het verminderen van aardgasverbruik tegen de maatschappelijk laagste kosten. Ik ga gebruik maken van het DOT-framework, dat is beschreven in het Handboek ontwerpgericht wetenschappelijk onderzoek. Hierbij staat het eerste jaar van mijn onderzoek in het teken van theorieverkenning en praktijkverkenning. Ik ga daarvoor literatuuronderzoek doen en reeds geïmplementeerde oplossingen in de praktijk in kaart brengen. Daarnaast ga ik een inventarisatie maken van beschikbare modelleringstools en deze toetsen op bruikbaarheid voor mijn onderzoek. Vervolgens staat mijn onderzoek vooral in het teken van het integratieve ontwerp. Dit betekent dat ik ga kijken naar mogelijke systeemintegratieve oplossingen. Verder zal ik ook een theorievalidatie doen, waarbij ik de potentiële oplossingen ga modelleren en daarbij de potentie van deze oplossingen zal bepalen. In de laatste jaren van mijn onderzoek wil ik één of meerdere technische oplossingen in de praktijk implementeren op zo de impact hiervan te meten en daarna het afwegingskader ver te ontwikkelen. Ik wil de werkelijkheid na kunnen bootsen om vervolgens het in de praktijk te gaan testen bij de netbeheerder. Ik zou het fantastisch vinden al één van mijn bevindingen een concrete oplossing kan bieden voor de toekomst!"