Grondslagen van de Duurzame Engineering
Uitgebreide samenvatting met formules
Les 1 t.e.m. Les 6 + Stortplaatsontginning
Onderwerpen:
1. Duurzame ontwikkeling en economische groei
2. Duurzaamheid – concepten
3. Technologie en innovatie
4. Technologie en diffusie
5. Circulaire economie
6. Techno-Economische beoordeling (TEA)
7. Levenscyclusanalyse (LCA)
8. Stortplaatsontginning — introductie en context
9. Stortplaatsontginning — responsie en beoordeling
,Hoofdstuk 1 — Duurzame ontwikkeling en economische
groei
De centrale vraag van dit hoofdstuk: kan onze economie blijven groeien op een eindige planeet? We
bekijken eerst wat economische groei betekent en hoe ze gemeten wordt. Daarna staan we stil bij
de ecologische grenzen die deze groei begrenzen. Tot slot zien we welke alternatieve economische
modellen ontwikkeld zijn — steady-state, donut-economie en degrowth — en hoe ze van elkaar
verschillen.
1.1 Wat is economische groei? Het BBP
Economische groei wordt klassiek gemeten via het Bruto Binnenlands Product (BBP). Dat is de
marktwaarde van alle goederen en diensten die in één jaar in een land worden geproduceerd.
Wanneer het BBP toeneemt, spreken we van nominale groei. Wanneer we de invloed van
prijsstijgingen (inflatie) eruit filteren, krijgen we de reële groei — dat is de werkelijke
productietoename.
BBP t − BBP t −1
Reële groei= × 100 %
BBP t −1
Bijna alle overheden hanteren het BBP als belangrijkste maatstaf voor welvaart, en stimuleren
economische activiteit via het vrijwaren van het marktmechanisme, fiscaal beleid en publieke
investeringen. De impliciete veronderstellingen zijn:
• “A rising tide lifts all boats” — meer productie levert meer welzijn voor iedereen.
• Er bestaat een positieve correlatie tussen BBP per capita en levensverwachting,
geletterdheid en scholingsgraad.
• Economische groei is nodig om armoede te bestrijden, jobs te creëren en de welvaartstaat
te financieren.
• Economische groei zou duurzaam kunnen zijn — men hoopt op een “ontkoppeling” van
groei en milieu-impact.
Kritiek op het BBP als maatstaf
Het BBP meet activiteit, niet welzijn. Robert Kennedy stelde in 1968 al dat het BBP luchtvervuiling,
sigarettenreclame, ambulances en gevangenissen meetelt als economische activiteit, maar niet de
kwaliteit van onderwijs, gezondheid of relaties. Een ramp die geld doet rollen (reparatie, nieuwe
woningen) verhoogt het BBP. Vrijwilligerswerk, mantelzorg en huishoudelijk werk tellen niet mee.
Daarom worden vandaag aanvullende indicatoren gebruikt: HDI (Human Development Index), GPI
(Genuine Progress Indicator), ISEW, OESO-Better Life Index.
Eigen uitleg — Een hoger BBP zegt niet vanzelf dat de samenleving beter af is. Twee landen
met hetzelfde BBP per capita kunnen sterk verschillen in levensverwachting, ongelijkheid,
vrije tijd of milieuvervuiling. Wie alleen op het BBP stuurt, stuurt op één getal in een
dashboard met tien.
,1.2 De grenzen aan de groei (1972)
Het rapport The Limits to Growth (Meadows e.a., 1972) van de Club van Rome bestudeerde de
wisselwerking tussen vijf trends: (1) bevolkingsgroei, (2) voedselproductie, (3) industriële productie,
(4) uitputting van niet-hernieuwbare hulpbronnen en (5) vervuiling. De auteurs lieten een
wereldmodel doorrekenen onder verschillende beleidsveronderstellingen — geen voorspellingen,
wel scenario’s.
Hoofdconclusies:
• Onze natuurlijke hulpbronnen zijn te beperkt om aanhoudende bevolkings- en economische
groei te ondersteunen — ook niet met geavanceerde technologie.
• Een systeem dat enkel op groei gestoeld is, kan ineenklappen wanneer het ecologische
grenzen raakt en de maatschappij te traag reageert.
• Dertig jaar later (Meadows e.a., 2004) bleek de baseline-projectie verrassend goed overeen
te komen met de werkelijke evolutie.
1.3 Duurzame ontwikkeling: het Brundtland-rapport (1987)
De klassieke definitie komt uit Our Common Future (Brundtland-rapport, 1987):
“Een ontwikkeling die tegemoetkomt aan de noden van het heden zonder de
behoeftevoorziening van toekomstige generaties in het gedrang te brengen.”
Twee tijdsdimensies zitten verstopt in deze definitie:
• Intergenerationele solidariteit (dimensie TIJD): rechtvaardigheid tussen generaties.
• Intragenerationele solidariteit (dimensie RUIMTE): rechtvaardigheid binnen de huidige
generatie, tussen rijk en arm, tussen Noord en Zuid.
Twee belangrijke kritieken op Brundtland: economische groei blijft centraal staan, en
machtsverhoudingen worden buiten beschouwing gelaten. Een ruimere, ‘sterke’ versie van
duurzaamheid integreert drie pijlers — sociaal, ecologisch, economisch — in een veranderingsproces
waarin hulpbronnen, investeringen, technologie en instituties op zowel huidige als toekomstige
behoeften worden afgestemd.
1.4 De SDG’s — Sustainable Development Goals
De Verenigde Naties hebben in 2015 zeventien Duurzame Ontwikkelingsdoelstellingen (SDG’s)
vastgelegd voor 2030. Ze vertalen het brede duurzaamheidsbegrip naar 17 concrete doelen met
meetbare indicatoren: van armoedebestrijding (SDG 1) en honger (SDG 2) over gezondheid (3),
onderwijs (4), gendergelijkheid (5), water en sanitair (6), schone energie (7), waardig werk (8),
industrie/innovatie (9), ongelijkheid (10), duurzame steden (11), verantwoorde consumptie (12),
klimaatactie (13), leven onder en op het land (14, 15), sterke instituties (16) en partnerships (17).
1.5 Ecologische grenzen: de wetten van de thermodynamica
De economie is een open deelsysteem binnen het grotere ecosysteem (de ecosfeer). De ecosfeer is
eindig, niet groeiend en materieel gesloten — alleen energie (zonnestraling) stroomt erdoorheen, en
infrarode straling weer eruit. Twee fysische wetten leggen daarmee een harde grens op aan elke
economie.
, Eerste wet — Behoud van energie (kwantiteit)
Energie kan niet gemaakt of vernietigd worden, alleen omgezet:
ΔU =Q −W
De verandering in inwendige energie ΔU van een systeem is gelijk aan de toegevoegde warmte Q
min de geleverde arbeid W. Economische implicatie: we kunnen niets uit het niets maken en alles
wat we produceren moet ergens naartoe. Meer economische activiteit betekent onvermijdelijk meer
onttrekking aan én meer afval naar het ecosysteem.
Tweede wet — Entropie (kwaliteit)
Entropie (symbool S) is een maat voor wanorde of onbruikbaarheid van energie. In een geïsoleerd
systeem geldt:
ΔS totaal ≥0
Energie verspreidt zich spontaan van geconcentreerde, bruikbare vormen (lage entropie) naar
verdunde, onbruikbare vormen (hoge entropie). Geconcentreerde energie kan tijdelijk gecreëerd
worden, maar alleen door telkens nieuwe lage-entropie energie toe te voegen — die ergens vandaan
moet komen.
Nicholas Georgescu-Roegen vatte dit samen in de metafoor van de zandloper:
• Bovenkamer = lage entropie, geconcentreerde grondstoffen, klaar om arbeid te verrichten.
• Onderkamer = hoge entropie, verspreid afval, niet meer bruikbaar.
• De totale hoeveelheid zand (materie) verandert niet, maar de bruikbaarheid neemt af.
• Het Universum is geïsoleerd (noch materie noch energie kan ontsnappen); de Aarde is een
gesloten systeem (energie komt erin via zonlicht en gaat eruit via warmtestraling, materie
blijft erbinnen).
Eigen uitleg — Economische activiteit kan geen nieuwe materie of energie scheppen. Ze kan
alleen orde uit de natuur (lage entropie) omzetten in wanorde (hoge entropie). Élke
productie kost dus iets aan de planeet — ook ‘groene’ productie. Zelfs een zonnepaneel
vereist materie en arbeid om gemaakt te worden, en wordt ooit afval.
Lege wereld versus volle wereld
Herman Daly maakte een belangrijk onderscheid. In een lege wereld is de economie klein ten
opzichte van het ecosysteem — conflict tussen groei en ecosysteem lijkt onbestaand. In een volle
wereld is de bevolking zo groot dat reproductie alleen kan via een grote doorstroom: uitputting van
lage-entropie grondstoffen aan de ene kant, en hoge-entropie afval aan de andere kant terug naar
de ecosfeer. We leven sinds enkele decennia in zo’n volle wereld. De impact van de economie raakt
nu aan haar fysieke grenzen.
1.6 Schaal, distributie en efficiëntie (Daly & Farley)
Herman Daly en Joshua Farley (Ecological Economics, 2011) onderscheiden drie
beleidsdoelstellingen voor duurzame ontwikkeling, in een specifieke volgorde:
Uitgebreide samenvatting met formules
Les 1 t.e.m. Les 6 + Stortplaatsontginning
Onderwerpen:
1. Duurzame ontwikkeling en economische groei
2. Duurzaamheid – concepten
3. Technologie en innovatie
4. Technologie en diffusie
5. Circulaire economie
6. Techno-Economische beoordeling (TEA)
7. Levenscyclusanalyse (LCA)
8. Stortplaatsontginning — introductie en context
9. Stortplaatsontginning — responsie en beoordeling
,Hoofdstuk 1 — Duurzame ontwikkeling en economische
groei
De centrale vraag van dit hoofdstuk: kan onze economie blijven groeien op een eindige planeet? We
bekijken eerst wat economische groei betekent en hoe ze gemeten wordt. Daarna staan we stil bij
de ecologische grenzen die deze groei begrenzen. Tot slot zien we welke alternatieve economische
modellen ontwikkeld zijn — steady-state, donut-economie en degrowth — en hoe ze van elkaar
verschillen.
1.1 Wat is economische groei? Het BBP
Economische groei wordt klassiek gemeten via het Bruto Binnenlands Product (BBP). Dat is de
marktwaarde van alle goederen en diensten die in één jaar in een land worden geproduceerd.
Wanneer het BBP toeneemt, spreken we van nominale groei. Wanneer we de invloed van
prijsstijgingen (inflatie) eruit filteren, krijgen we de reële groei — dat is de werkelijke
productietoename.
BBP t − BBP t −1
Reële groei= × 100 %
BBP t −1
Bijna alle overheden hanteren het BBP als belangrijkste maatstaf voor welvaart, en stimuleren
economische activiteit via het vrijwaren van het marktmechanisme, fiscaal beleid en publieke
investeringen. De impliciete veronderstellingen zijn:
• “A rising tide lifts all boats” — meer productie levert meer welzijn voor iedereen.
• Er bestaat een positieve correlatie tussen BBP per capita en levensverwachting,
geletterdheid en scholingsgraad.
• Economische groei is nodig om armoede te bestrijden, jobs te creëren en de welvaartstaat
te financieren.
• Economische groei zou duurzaam kunnen zijn — men hoopt op een “ontkoppeling” van
groei en milieu-impact.
Kritiek op het BBP als maatstaf
Het BBP meet activiteit, niet welzijn. Robert Kennedy stelde in 1968 al dat het BBP luchtvervuiling,
sigarettenreclame, ambulances en gevangenissen meetelt als economische activiteit, maar niet de
kwaliteit van onderwijs, gezondheid of relaties. Een ramp die geld doet rollen (reparatie, nieuwe
woningen) verhoogt het BBP. Vrijwilligerswerk, mantelzorg en huishoudelijk werk tellen niet mee.
Daarom worden vandaag aanvullende indicatoren gebruikt: HDI (Human Development Index), GPI
(Genuine Progress Indicator), ISEW, OESO-Better Life Index.
Eigen uitleg — Een hoger BBP zegt niet vanzelf dat de samenleving beter af is. Twee landen
met hetzelfde BBP per capita kunnen sterk verschillen in levensverwachting, ongelijkheid,
vrije tijd of milieuvervuiling. Wie alleen op het BBP stuurt, stuurt op één getal in een
dashboard met tien.
,1.2 De grenzen aan de groei (1972)
Het rapport The Limits to Growth (Meadows e.a., 1972) van de Club van Rome bestudeerde de
wisselwerking tussen vijf trends: (1) bevolkingsgroei, (2) voedselproductie, (3) industriële productie,
(4) uitputting van niet-hernieuwbare hulpbronnen en (5) vervuiling. De auteurs lieten een
wereldmodel doorrekenen onder verschillende beleidsveronderstellingen — geen voorspellingen,
wel scenario’s.
Hoofdconclusies:
• Onze natuurlijke hulpbronnen zijn te beperkt om aanhoudende bevolkings- en economische
groei te ondersteunen — ook niet met geavanceerde technologie.
• Een systeem dat enkel op groei gestoeld is, kan ineenklappen wanneer het ecologische
grenzen raakt en de maatschappij te traag reageert.
• Dertig jaar later (Meadows e.a., 2004) bleek de baseline-projectie verrassend goed overeen
te komen met de werkelijke evolutie.
1.3 Duurzame ontwikkeling: het Brundtland-rapport (1987)
De klassieke definitie komt uit Our Common Future (Brundtland-rapport, 1987):
“Een ontwikkeling die tegemoetkomt aan de noden van het heden zonder de
behoeftevoorziening van toekomstige generaties in het gedrang te brengen.”
Twee tijdsdimensies zitten verstopt in deze definitie:
• Intergenerationele solidariteit (dimensie TIJD): rechtvaardigheid tussen generaties.
• Intragenerationele solidariteit (dimensie RUIMTE): rechtvaardigheid binnen de huidige
generatie, tussen rijk en arm, tussen Noord en Zuid.
Twee belangrijke kritieken op Brundtland: economische groei blijft centraal staan, en
machtsverhoudingen worden buiten beschouwing gelaten. Een ruimere, ‘sterke’ versie van
duurzaamheid integreert drie pijlers — sociaal, ecologisch, economisch — in een veranderingsproces
waarin hulpbronnen, investeringen, technologie en instituties op zowel huidige als toekomstige
behoeften worden afgestemd.
1.4 De SDG’s — Sustainable Development Goals
De Verenigde Naties hebben in 2015 zeventien Duurzame Ontwikkelingsdoelstellingen (SDG’s)
vastgelegd voor 2030. Ze vertalen het brede duurzaamheidsbegrip naar 17 concrete doelen met
meetbare indicatoren: van armoedebestrijding (SDG 1) en honger (SDG 2) over gezondheid (3),
onderwijs (4), gendergelijkheid (5), water en sanitair (6), schone energie (7), waardig werk (8),
industrie/innovatie (9), ongelijkheid (10), duurzame steden (11), verantwoorde consumptie (12),
klimaatactie (13), leven onder en op het land (14, 15), sterke instituties (16) en partnerships (17).
1.5 Ecologische grenzen: de wetten van de thermodynamica
De economie is een open deelsysteem binnen het grotere ecosysteem (de ecosfeer). De ecosfeer is
eindig, niet groeiend en materieel gesloten — alleen energie (zonnestraling) stroomt erdoorheen, en
infrarode straling weer eruit. Twee fysische wetten leggen daarmee een harde grens op aan elke
economie.
, Eerste wet — Behoud van energie (kwantiteit)
Energie kan niet gemaakt of vernietigd worden, alleen omgezet:
ΔU =Q −W
De verandering in inwendige energie ΔU van een systeem is gelijk aan de toegevoegde warmte Q
min de geleverde arbeid W. Economische implicatie: we kunnen niets uit het niets maken en alles
wat we produceren moet ergens naartoe. Meer economische activiteit betekent onvermijdelijk meer
onttrekking aan én meer afval naar het ecosysteem.
Tweede wet — Entropie (kwaliteit)
Entropie (symbool S) is een maat voor wanorde of onbruikbaarheid van energie. In een geïsoleerd
systeem geldt:
ΔS totaal ≥0
Energie verspreidt zich spontaan van geconcentreerde, bruikbare vormen (lage entropie) naar
verdunde, onbruikbare vormen (hoge entropie). Geconcentreerde energie kan tijdelijk gecreëerd
worden, maar alleen door telkens nieuwe lage-entropie energie toe te voegen — die ergens vandaan
moet komen.
Nicholas Georgescu-Roegen vatte dit samen in de metafoor van de zandloper:
• Bovenkamer = lage entropie, geconcentreerde grondstoffen, klaar om arbeid te verrichten.
• Onderkamer = hoge entropie, verspreid afval, niet meer bruikbaar.
• De totale hoeveelheid zand (materie) verandert niet, maar de bruikbaarheid neemt af.
• Het Universum is geïsoleerd (noch materie noch energie kan ontsnappen); de Aarde is een
gesloten systeem (energie komt erin via zonlicht en gaat eruit via warmtestraling, materie
blijft erbinnen).
Eigen uitleg — Economische activiteit kan geen nieuwe materie of energie scheppen. Ze kan
alleen orde uit de natuur (lage entropie) omzetten in wanorde (hoge entropie). Élke
productie kost dus iets aan de planeet — ook ‘groene’ productie. Zelfs een zonnepaneel
vereist materie en arbeid om gemaakt te worden, en wordt ooit afval.
Lege wereld versus volle wereld
Herman Daly maakte een belangrijk onderscheid. In een lege wereld is de economie klein ten
opzichte van het ecosysteem — conflict tussen groei en ecosysteem lijkt onbestaand. In een volle
wereld is de bevolking zo groot dat reproductie alleen kan via een grote doorstroom: uitputting van
lage-entropie grondstoffen aan de ene kant, en hoge-entropie afval aan de andere kant terug naar
de ecosfeer. We leven sinds enkele decennia in zo’n volle wereld. De impact van de economie raakt
nu aan haar fysieke grenzen.
1.6 Schaal, distributie en efficiëntie (Daly & Farley)
Herman Daly en Joshua Farley (Ecological Economics, 2011) onderscheiden drie
beleidsdoelstellingen voor duurzame ontwikkeling, in een specifieke volgorde:
