‘Een tekort aan laadpalen is veel eerder bereikt dan je denkt'

Interview met promovendus Jurjen Helmus

14 mrt 2023 12:25 | Kenniscentrum Techniek

Toen Jurjen Helmus (1980) als kleine jongen naar de tv-serie Bassie & Adriaan keek, raakte hij gefascineerd door het personage van professor Archibald Chagrijn. Hij wist meteen: professor worden, dat wil ik ook. Nu, dertig jaar later, komt zijn jongensdroom steeds dichterbij, want op 17 maart promoveert hij aan de Universiteit van Amsterdam.

Waar gaat je onderzoek over?

‘Als je om je heen kijkt, zie je steeds meer elektrische voertuigen (EV's) in het straatbeeld, en dat aantal zal de komende jaren alleen maar toenemen. Daarom is het essentieel dat er in de openbare ruimte voldoende laadpalen te vinden zijn. Op dit moment passen beleidsmakers relatief eenvoudige strategieën toe om te bepalen of er nieuwe laadpalen nodig zijn. Ze bekijken bijvoorbeeld hoeveel KwH de huidige laadpalen verbruiken, hoeveel gebruikers ze hebben en hoe lang ze bezet zijn. Maar is dat voldoende? Met mijn onderzoek maak ik het normaal onmeetbare gebruikersgemak zichtbaar voor beleidsmakers, zodat ze de inzet en het gebruik van laadpalen kunnen optimaliseren.’

Waarom juist dit onderwerp?

‘Het zaadje daarvoor werd tien jaar geleden geplant, tijdens een teamuitje. We voeren op een boot door Amsterdam en ik zat naast Robert van den Hoed, die op dat moment nog lector Energie en Innovatie bij de HvA was. We bespraken het idee om een simulatiemodel te maken voor het systeem van laadpalen, zodat we de dynamiek binnen dat systeem konden bestuderen. Toen dacht ik: dat ga ik doen! Een paar jaar later was het zover, en begon ik aan mijn promotieonderzoek. Dit was onderdeel van het HvA-project IDO-LAAD, waarvoor we onderzoek deden naar laadinfrastructuur in de stad.’

Hoe heb je het onderzoek aangepakt?

‘De centrale gedachte in mijn onderzoek is dat je het laadgedrag van EV-rijders kunt zien als een Complex Systeem. Complexe Systemen bestaan ​​uit vele elementen die op een ongeordende manier interacties met elkaar aangaan en die lerend gedrag vertonen. Voorbeelden hiervan zijn mierenkolonies, maar ook de economie, het klimaat en ons zenuwstelsel. Ook bij laadpalen vinden veel interacties tussen gebruikers plaats. Zo zie je dat er competitie ontstaat als er weinig laadpalen beschikbaar zijn, maar ook samenwerking is een vorm van interactie.’

‘Zoals ik zei beslissen beleidsmakers nu of er nieuwe laadpalen nodig zijn door te kijken naar het verbruik van bestaande palen, het aantal gebruikers en hoe lang ze bezet zijn. Maar uit de literatuur over Complexe Systemen blijkt dat je, om zo’n systeem in kaart te brengen, ook moet kijken naar de interacties tussen gebruikers. Want alleen dan breng je het ongemak in kaart dat ontstaat als een gebruiker een bezette laadpaal aantreft en moet uitwijken naar een andere paal. Dat is cruciaal, want dat ongemak wil je voorkomen om het systeem van laadpalen goed te laten functioneren. Het lastige is alleen dat dit niet meetbaar is in de transactiedata van laadpalen.’

Hoe heb je dit soort interacties tussen gebruikers dan in kaart gebracht?

‘Ik heb een simulatiemodel ontwikkeld dat het laadgedrag van EV-rijders in beeld brengt. Daarvoor heb ik de laaddata van alle publieke laadpalen in de Metropoolregio Amsterdam sinds 2012 geanalyseerd. Uit deze miljoenen laadsessies heb ik kunnen afleiden wat typisch laadgedrag is, onder meer qua tijdsduur, frequentie en tijdstip. Met het simulatiemodel heb ik vervolgens de effecten van interacties tussen EV-gebruikers op de laadinfrastructuur kunnen onderzoeken.’

Aantal mislukte laadpogingen in Amsterdam volgens het simulatiemodel (rood: 80-100%, groen: 0-20%)

Welke resultaten kwamen daaruit?

‘Met het model heb ik laten zien wanneer EV-rijders hun voertuig nog op een gewenst laadpunt kunnen opladen, en wanneer ze noodgedwongen moeten uitwijken naar een andere laadpaal. Er blijkt een grens te zijn waarboven er extra laadpalen nodig zijn, omdat er anders ongemak onder gebruikers optreedt. Het interessante is: dat punt van ongemak is veel eerder bereikt dan je zou denken. Als je alleen kijkt naar het verbruik van bestaande palen, het aantal gebruikers en hoe lang ze bezet zijn, dan lijkt het of het huidige aantal palen volstaat. Toch kan er dan volgens het model al sprake zijn van ongemak bij gebruikers.’

‘Dit laat zien dat we op een andere manier naar het plaatsen van laadpalen moeten kijken. Het model dat ik heb ontwikkeld zou beleidsmakers hierbij kunnen helpen. Het is goed om te zien dat veel van de bevindingen uit mijn onderzoek nu al in de praktijk worden toegepast. Zo hebben de gemeentes Amsterdam, Den Haag, Utrecht en Rotterdam hun dashboard voor het monitoren van laadpalen al aangepast op basis van de onderzoeksresultaten. Hetzelfde geldt voor enkele laadpaalbeheerders waarmee we voor het project IDO-LAAD hebben samengewerkt.’

Waar ben je, terugkijkend op je onderzoek, het meest trots op?

‘Ik ben nogal fan van Herman Finkers. Daarom heb ik hem gevraagd of ik zijn lied ‘Daarboven in de hemel’ mocht gebruiken in het voorwoord van mijn proefschrift. In het nummer zingt hij:

Maar de veertigste van Mozart en de liedjes van Sjak Brel

Zijn ook ooit verzonnen, zei ik, toch bestaan ze wel

Iets kan zijn verzonnen en daardoor juist bestaan

Dat soms iets niet verzonnen is, neemt men zomaar aan

De indicatoren waarnaar wordt gekeken bij het plaatsen van laadpalen, zoals het aantal laadsessies en verbruik, zijn meetbaar. Voor mijn onderzoek ben ik de – tot op dat moment onmeetbare – indicatoren van het laadgedrag gaan meten. Doordat ik die indicatoren heb verzonnen, bestaan ze ook. Precies zoals hij in het nummer zingt. Het leuke is dat hij me in een persoonlijke mail toestemming heeft gegeven het nummer te gebruiken.’

Wat zijn je plannen na je promoveren?

‘Ik wil nog steeds graag professor worden! Daarom wil ik, aansluitend bij mijn functie als Lead van het Maintenancelab, een eigen lectoraat starten rond maintenance en digitalisering. Maar eerst heb ik op 17 maart maar liefst drie feestjes te vieren. Zelf promoveer ik, mijn vrouw studeert af als Remonstrants predikant én we gaan trouwen!’

Over Jurjen Helmus

Jurjen Helmus (1980) werkt bij de Hogeschool van Amsterdam, waar hij de minor Data Science coördineert en Lead Maintenancelab is. Hij studeerde Technische Bedrijfskunde aan de Rijksuniversiteit Groningen (RuG) en is gespecialiseerd in Innovatiemanagement. Daarnaast heeft hij aan de RuG Industrial Engineering afgerond met als specialisatie Chemical Engineering. Hij promoveert op 17 maart 2023 aan de Universiteit van Amsterdam op agent based simulatiemodellen voor de laadinfrastructuur van elektrische voertuigen.

Bij zijn onderzoek is hij bijgestaan door:

  • Promotor: professor Peter Sloot (Universiteit van Amsterdam)
  • Copromotors: Mike Lees (Universiteit van Amsterdam) en Robert van den Hoed (Nationaal Kennisplatform Laadinfrastructuur)
  • Het IDO-LAAD-team: Robert van den Hoed, Simone Maase en Rick Wolbertus