Van natuurkundige tot zonne-energiepionier

Al tientallen jaren doet professor Wilfried van Sark onderzoek naar de technologieën en systemen die de energietransitie vormgeven. Van de beginjaren van zonnecelonderzoek tot de huidige uitdagingen rond slimme elektriciteitsnetten, opslag en elektrische voertuigen: zijn loopbaan liep vrijwel parallel aan de opkomst van fotovoltaïsche zonne-energie. Nu hij met pensioen gaat, blikt Van Sark terug op een carrière gedreven door nieuwsgierigheid, interdisciplinariteit en een geloof in de kracht van studenten als “change agents”.

“Het rapport van de Club van Rome veranderde alles”

Van Sark’s interesse in duurzaamheid begon lang voordat zonnepanelen een vertrouwd beeld werden op Nederlandse daken. “Het startpunt was eigenlijk het rapport van de Club van Rome in 1973,” vertelt hij, verwijzend naar het invloedrijke rapport Grenzen aan de Groei, dat waarschuwde voor de ecologische en maatschappelijke gevolgen van onbeperkte economische en bevolkingsgroei op een eindige planeet. “Ik zat toen in mijn vroege tienerjaren op wat officieel een katholieke middelbare school was, maar in de praktijk erg links en milieubewust. Veel docenten en leerlingen werden sterk beïnvloed door het rapport, en dat heeft mijn denken gevormd.”

Hij ging natuurkunde studeren aan de Universiteit Utrecht en combineerde dat later met een milieukundige minor waarin studenten en onderzoekers uit biologie, sociologie en andere disciplines samenwerkten. “Het was interdisciplinair voordat we het überhaupt zo noemden,” lacht hij.

Het startpunt was eigenlijk het rapport van de Club van Rome in 1973.

Zijn weg naar zonne-energieonderzoek ontstond min of meer toevallig. Nadat een voorgesteld afstudeeronderzoek naar ondergrondse waterstromen werd afgewezen omdat het “niet natuurkundig genoeg” zou zijn, zag hij een kans om onderzoek te doen naar de efficiëntie van zonnecellen bij het FOM-instituut AMOLF in Amsterdam. Van daaruit bouwde Van Sark een carrière op die hem via de Radboud Universiteit, het Debye Instituut voor Nanomaterialen Wetenschap van de Universiteit Utrecht en uiteindelijk naar het Copernicus Instituut voor Duurzame Ontwikkeling bracht.

Zonne-energie integreren in de samenleving

Door de jaren heen verschoof Van Sarks werk van het verbeteren van de efficiency van zonnecellen in het lab naar bredere vragen over hoe zonne-energiesystemen functioneren binnen de samenleving. In 2018 werd hij benoemd tot hoogleraar Integration of Photovoltaics. “Mijn huidige werk gaat twee kanten op. Enerzijds gaat het om de fysieke integratie van fotovoltaïsche zonne-energiesystemen in de omgeving; in gebouwen, gevels, op landbouwgrond of zelfs op water. Anderzijds gaat het om hoe zonne-energie, die niet continu gedurende de dag wordt geproduceerd, geïntegreerd kan worden in het bredere energiesysteem.”

“Niet te veel zonne-energie, maar te veel op de verkeerde momenten”

Toen Van Sark begon met zonne-energieonderzoek was fotovoltaïsche zonne-energie nog een niche. Inmiddels heeft Nederland ongeveer 30 gigawatt aan geïnstalleerd zonnevermogen. “Wat me het meest verbaast is hoe ongelooflijk snel fotovoltaïsche zonne-energie is gegroeid,” zegt hij. “Maar ik ben ook verbaasd — en bezorgd — over hoe langzaam we fossiele brandstoffen uitfaseren.”

Wat me het meest verbaast is hoe ongelooflijk snel fotovoltaïsche zonne-energie is gegroeid. Maar ik ben ook verbaasd — en bezorgd — over hoe langzaam we fossiele brandstoffen uitfaseren.

Die snelle groei brengt ook nieuwe technische uitdagingen met zich mee. “Op een zonnige dag in mei produceert Nederland veel meer zonne-elektriciteit dan we direct nodig hebben,” legt hij uit. “Dat betekent niet dat we te veel zonne-energie hebben. We hebben gewoon te veel op de verkeerde momenten.” Daardoor worden opslag, slim laden, nauwkeurige voorspellingen en energiesysteemmodellering volgens hem minstens zo belangrijk als zonnepanelen zelf.

Kritisch op kernenergie

Van Sark staat bekend om zijn uitgesproken ideeën over de energietransitie, waaronder zijn scepsis tegenover kernenergie. “Als natuurkundige vind ik nucleaire technologie eigenlijk fascinerend,” zegt hij. Toch hebben de gevolgen voor het milieu en die voor de maatschappij hem er altijd van weerhouden voorstander te worden. In plaats daarvan gelooft hij dat Europa een betrouwbaar koolstofarm energiesysteem kan realiseren met combinaties van zonne- en windenergie, opslag en slim energiemanagement.

Als natuurkundige vind ik nucleaire technologie eigenlijk fascinerend. Toch hebben de gevolgen voor het milieu en die voor de maatschappij hem er altijd van weerhouden voorstander te worden

Die systeembenadering vormde ook een belangrijk onderdeel van zijn latere onderzoek. Van Sark wijst op zijn werk rond vehicle-to-grid-systemen, waarbij elektrische auto’s niet alleen stroom afnemen van het net, maar ook terug kunnen leveren. “In Lombok in Utrecht werken we samen met WeDriveSolar en hebben we inmiddels meer dan 100 bidirectionele elektrische auto’s en laadpunten,” vertelt hij. “Auto’s zoals deze zouden congestieproblemen in het elektriciteitsnet kunnen helpen oplossen als ze breder worden uitgerold.”

Van natuurkundige naar transdisciplinair onderzoeker

Lang voordat transdisciplinariteit een sleutelbegrip werd binnen duurzaamheidsonderzoek, combineerde Van Sark al natuurkunde met biologie en systeemdenken, terwijl hij nauw samenwerkte met maatschappelijke partners om gezamenlijk onderzoeksvragen te ontwikkelen. Voor iemand met een klassieke natuurkundige achtergrond was dat geen vanzelfsprekende route. Wanneer hem gevraagd wordt waar hij het meest trots op is, neemt hij even de tijd. “Waarschijnlijk die ontwikkeling van monodisciplinaire natuurkundige naar een transdisciplinaire onderzoeker die nauw samenwerkt met de samenleving,” zegt hij.

De meeste van onze alumni blijven werken in duurzaamheidsgerelateerde sectoren — bij ministeries, adviesbureaus, onderzoeksorganisaties en bedrijven. Zij zijn onze ‘change agents’. Dat geeft me hoop.

Een bijdrage die onverwacht nationale betekenis kreeg, was zijn werk aan het schatten van de Nederlandse zonne-elektriciteitsproductie. “Ongeveer tien jaar geleden ontwikkelden we samen met verschillende nationale partijen een kengetal dat aangeeft dat één kilowatt geïnstalleerd zonnevermogen ongeveer 875 kilowattuur per jaar zou opleveren,” vertelt hij. “CBS gebruikt dat cijfer al jaren in de nationale rapportage aan de EU. Het is in zekere zin ‘mijn getal’ geworden, tenminste zo wordt er vaak aan gerefereerd door anderen.”

Studenten als “change agents”

Onderwijs en begeleiding van studenten zijn altijd een van de meest waardevolle onderdelen van zijn carrière gebleven. “Bij promovendi vind ik het vooral mooi om hen te begeleiden bij het oplossen van onderzoeksproblemen,” zegt hij. “De mooiste momenten zijn wanneer ze me beginnen te verrassen: initiatief nemen, nieuwe ideeën ontwikkelen, zelfs hun eigen onderzoeksvoorstellen schrijven.” Hij geeft ook toe dat hij kleinschalige seminars leuker vindt dan grote collegezalen. “In een zaal met honderd studenten luisteren er misschien maar tien echt,” zegt hij glimlachend. “Dus richt ik me op die tien.”

Gevraagd of hij hoopvol is over de toekomst van duurzaamheid, wijst hij opnieuw naar studenten. “De meeste van onze alumni blijven werken in duurzaamheidsgerelateerde sectoren — bij ministeries, adviesbureaus, onderzoeksorganisaties en bedrijven,” zegt hij. “Zij zijn onze ‘change agents’. Dat geeft me hoop.”

Vooruitkijken

Met pensioen gaan betekent niet dat Van Sark volledig van de universiteit zal verdwijnen. Hij blijft actief als wetenschappelijk adviseur in verschillende consortia en verwacht nog regelmatig op de universiteit rond te lopen. “Het zal moeilijk zijn om helemaal van me af te komen, al zal ik managementvergaderingen absoluut niet missen,” zegt hij lachend. Naast af en toe een gastcollege kijkt hij er vooral naar uit meer tijd te hebben voor de dingen die hij leuk vindt. “Muziek en mijn bands, reizen, en minder stress en meer controle over mijn eigen werkdruk!”

In een zaal met honderd studenten luisteren er misschien maar tien echt. Dus richt ik me op die tien.

Vanuit zijn kantoor wijst Van Sark naar het Van Unnikgebouw, de voormalige thuisbasis van het Copernicus Instituut voor Duurzame Ontwikkeling, dat momenteel wordt gerenoveerd. Tijdens de eerste gesprekken over de herontwikkeling, zo’n tien jaar geleden, berekende hij al dat zonnepanelen op het dak alleen nooit voldoende zouden zijn om de toren van stroom te voorzien. “Je zou ook gevelintegratie nodig hebben,” zegt hij. Nu de herontwikkeling eindelijk doorgaat, is hij benieuwd wat er gaat gebeuren. “Misschien doen ze het nu eindelijk.”

Voordat hij vertrekt, geeft hij de volgende generatie nog één laatste advies mee. “Vertrouw niet te veel op AI,” zegt hij. “Mensen moeten zelfstandig kennis, kritisch denkvermogen en ervaring blijven ontwikkelen. Anders lopen we het risico intellectueel te lui te worden. Misschien is het goed om WALL-E nog eens terug te kijken.”