Digital Twin kan tot 40 procent energiebesparing opleveren: ‘We onderschatten de impact enorm’

De energietransitie wordt vaak gekoppeld aan nieuwe technologieën zoals warmtepompen, zonnepanelen en batterijen. Maar volgens Christa De Vaan, Associate Director Sustainability,en Digital Transformation bij Arup, ligt de grootste en goedkoopste winst ergens anders: in het slimmer laten functioneren van gebouwen die er al staan. Digital Twins kunnen daarin een sleutelrol spelen. Niet als een hype of een nieuw dashboard, maar als een fundamenteel andere manier van denken over gebouwen. Zij sprak hier eerder over tijdens het event Netcongestie & Vastgoed van SPRYG Real Estate Academy.

Meer dan een 3D-model met sensordata

Een 3D-model, gebouwbeheersysteem of dashboard met realtime data is volgens haar nog geen Digital Twin.
"Een echte Digital Twin bestaat uit drie onderdelen: een fysisch simulatiemodel, sensordata uit het gebouw en een continue validatie tussen die twee. Die combinatie maakt het mogelijk om niet alleen te monitoren wat er in een gebouw gebeurt, maar ook te voorspellen wat er gaat gebeuren. En dat is hard nodig, want juist in bestaande gebouwen gaat nog altijd veel energie verloren.”

"Ik denk dat de impact en noodzaak van Digital Twins op dit moment eerder worden onderschat dan overschat", zegt De Vaan. Dat klinkt ambitieus, zeker omdat de term de afgelopen jaren een buzzwoord is geworden. Vrijwel iedere digitale oplossing wordt tegenwoordig als een Digital Twin gepresenteerd. Volgens De Vaan zorgt dat voor veel verwarring.

De grootste energiebesparing zit al in gebouwen

Als het gaat om de energietransitie en de groeiende netcongestieproblematiek, ziet De Vaan energiebesparing als de meest kosteneffectieve oplossing. "De energie die je niet gebruikt, hoef je ook niet op te wekken, op te slaan of te transporteren."

Daarbij wordt volgens De Vaan vaak onderscheid gemaakt tussen twee vormen van energiebesparing. Enerzijds de fysieke maatregelen, zoals isolatie, LED-verlichting en warmtepompen. Anderzijds het slimmer aansturen van gebouwen en het elimineren van inefficiënties.

Juist dat laatste krijgt volgens haar nog te weinig aandacht. "Daar zit een enorme kans. Onderzoek laat zien dat het besparingspotentieel kan oplopen tot ongeveer 40 procent."

Achter de schermen gaat veel mis

In de praktijk blijkt volgens De Vaan dat veel gebouwen verre van optimaal functioneren. Systemen blijken tegelijkertijd te koelen en te verwarmen, regelkleppen lekken ongemerkt, installaties halen hun ontwerprendement niet en temperatuurinstellingen zijn inefficiënt. "Wat we zien, is eerder regel dan uitzondering."

Volgens De Vaan ligt de oorzaak deels bij de manier waarop gebouwen tegenwoordig worden geregeld. “Gebouwbeheersystemen zijn vooral ontworpen om te voorkomen dat bepaalde grenswaarden worden overschreden. De temperatuur mag niet te hoog worden, de ventilatie niet te laag. Maar hoe efficiënt een gebouw werkelijk functioneert, blijft grotendeels onzichtbaar.”

Tegelijkertijd verandert de energiewereld fundamenteel. “Door de snelle groei van zonne- en windenergie wordt het aanbod steeds dynamischer. Gebouwen zullen daarom niet alleen zuiniger moeten worden, maar ook slimmer moeten inspelen op de beschikbaarheid van duurzame energie. De optimale instelling van een gebouw wordt straks afhankelijk van voorspellingen over de toekomst. De eenvoudige 'als-dan'-regels waarmee gebouwen nu worden geregeld, zijn daarvoor niet meer voldoende."

Een digitale kopie van de werkelijkheid

Daar komt de kracht van een Digital Twin naar voren. Een Digital Twin maakt een digitale kopie van een gebouw en voorspelt de energiestromen en temperatuurstromen zich ontwikkelen op basis van natuurkundige berekeningen.

"Als je één scenario kunt voorspellen, kun je ook duizenden andere scenario's doorrekenen. Dat maakt de technologie ook interessant voor kunstmatige intelligentie.”

Vaan vergelijkt het met ChatGPT. "Voordat ChatGPT een antwoord kan geven, wordt het getraind met enorme hoeveelheden data. Voor gebouwen werkt dat eigenlijk hetzelfde." Het verschil is dat je een echt gebouw niet bewust inefficiënt kunt laten functioneren om een algoritme te trainen.

"Je kunt niet zomaar alle instellingen aanpassen en installaties expres verkeerd laten werken om een gebouw te leren wat goed en fout gedrag is. Een Digital Twin maakt dat wel mogelijk. Door virtuele sensordata te genereren, kunnen duizenden situaties worden doorgerekend en ontstaat een rijke trainingsomgeving voor AI. Daardoor leert het systeemfouten herkennen, inefficiënties opsporen en optimalisaties voorstellen nog voordat problemen zich voordoen.”

Tot 39 procent energiebesparing zonder investeringen

De technologie levert inmiddels ook tastbare resultaten op. Bij het provinciehuis van Zuid-Holland koppelde Arup een Digital Twin aan bestaande sensordata. Daaruit bleek dat alleen al door instellingen van het gebouwbeheersysteem aan te passen een energiebesparing van 39 procent mogelijk was, zonder extra investeringen.

Daarnaast ontstonden nieuwe inzichten rondom luchtkwaliteit. Waar sensoren alleen verhoogde CO₂-waarden registreerden, kon de Digital Twin de daadwerkelijke oorzaken achterhalen. Zo bleken sommige vergaderruimtes structureel overbezet, werkten ventilatiekleppen niet optimaal en had zelfs verkeersdrukte rondom het gebouw invloed op de luchtkwaliteit.

Ook bij een ander kantoorgebouw leverde de technologie opvallende resultaten op. Daar bleek ongeveer 30 procent energiebesparing mogelijk door uitsluitend de gebouwregeling te optimaliseren. Een ingrijpende gevelrenovatie bleek daardoor niet langer noodzakelijk om aan de Paris Proof-doelstellingen te voldoen.

"Dat scheelt miljoenen euro's aan investeringen en voorkomt bovendien extra CO₂-uitstoot door nieuwe materialen."

Waarom wordt dit nog niet massaal toegepast?

Ondanks de bewezen potentie blijft brede adoptie nog uit. Volgens De Vaan ligt dat niet aan de technologie zelf, maar aan de manier waarop gebouwen worden beoordeeld.

"Gebouwen worden nog steeds afgerekend op theoretische prestaties. Energielabels en certificeringen kijken vooral naar de aanwezigheid van maatregelen, zoals dubbel glas, zonnepanelen of een warmtepomp. Maar of een gebouw in de praktijk daadwerkelijk goed presteert, wordt nauwelijks gecontroleerd.

Daarnaast ontbreekt het volgens De Vaan vaak aan de juiste prikkels binnen organisaties. "Nieuwe inzichten kunnen confronterend zijn. Maar dit is niet iemands fout, het is vooral het gevolg van hoe de markt jarenlang is ingericht."

Eerst de digitale basis op orde

Op de vraag of Digital Twins wettelijk verplicht te stellen, is De Vaan nog voorzichtig.Wel ziet ze kansen om onderdelen ervan te koppelen aan bestaande regelgeving, zoals GACS. “Maar eerst moet de basis op orde zijn.”

Dit bestaat volgens De Vaan uit actuele gebouwinformatie, een goed BIM-model, correcte assetinformatie en betrouwbare sensordata. En juist daar loopt de sector nog achter. Bij bestaande gebouwen ontbreken regelmatig actuele tekeningen, onderhoudsgegevens en informatie over installaties. "Veel gebouwen zijn simpelweg nog niet digitaal op orde." Volgens haar zou het daarom logisch zijn om als eerste stap het actueel houden van gebouwinformatie verplicht te stellen.

Vastgoed kan leren van de auto-industrie

Als er één sector is waar de vastgoedwereld een voorbeeld aan kan nemen, dan is het volgens Vaan de auto-industrie. Daar worden digitale modellen al jarenlang ingezet om voertuigen te verbeteren, simulaties uit te voeren en software-updates op afstand door te voeren.

Zelfrijdende auto's worden bijvoorbeeld getraind in een digitale omgeving voordat ze de weg op gaan. Volgens De Vaan staat de gebouwde omgeving aan de vooravond van een vergelijkbare ontwikkeling.

“In de toekomst kunnen gebouwen zichzelf optimaliseren, nieuwe instellingen uitproberen in een digitale omgeving en de beste oplossingen automatisch doorvoeren naar het fysieke gebouw. Je gaat van achteraf problemen oplossen naar vooraf optimaliseren en uiteindelijk automatisch bijsturen."

De technologie ontwikkelt zich volgens haar bovendien razendsnel. Net als bij AI zal er een omslagpunt komen waarop de vraag niet langer is óf een gebouw een Digital Twin heeft, maar hoe volwassen die is.

En juist daarom doet de vastgoedsector er volgens haar goed aan om nu al te beginnen met het op orde brengen van de digitale basis. Want wie wacht tot de technologie de nieuwe standaard is, dreigt straks achter te lopen, wat zich dan aantoonbaar vertaald naar hogere energiekosten, lager comfort en productiviteit en grotere risico’s voor de energieleveringzekerheid.