Het BIQ-huis Hamburg: algenbioreactor in de gevel als praktijkcase
Stel je voor: je loopt door Hamburg en ziet een gebouw dat ademt.
De gevel zit vol met groene bubbels die van kleur veranderen. Dit is het BIQ-huis, een experimenteel gebouw dat een levende algenbioreactor in zijn gevel heeft. Het is een van de meest spraakmakende voorbeelden van biobased bouwen in de praktijk. Het bouwde de stad letterlijk met levende organismen.
Dit huis is veel meer dan alleen een mooi plaatje. Het is een levend laboratorium dat laat zien hoe we energie opwekken, water zuiveren en materialen creëren, allemaal tegelijkertijd.
Het BIQ-huis (Bio-Intelligent Quotient) werd in 2013 gebouwd voor de International Building Exhibition in Hamburg.
Het project werd ontwikkeld door een consortium van wetenschappers en bedrijven, waaronder de Hamburg University of Technology. Het doel was simpel maar revolutionair: maak een gebouw dat een actieve bijdrage levert aan zijn eigen energiebehoefte en omgeving. In plaats van energie te verbruiken, produceert het. In plaats van een gesloten systeem te zijn, is het een open systeem dat reageert op de zon, het weer en de behoeften van de bewoners.
Wat is een algenbioreactor in de gevel?
Een algenbioreactor is een gesloten systeem waarin algen groeen en zich vermenigvuldigen.
In het BIQ-huis zitten deze systemen in de gevel. Denk aan een reusachtige aquariumwand aan de buitenkant van het gebouw. De gevel bestaat uit glazen buizen die gevuld zijn met water en micro-algen. Deze algen, meestal soorten zoals Chlorella of Spirulina, hebben slechts drie dingen nodig: water, voedingsstoffen en zonlicht.
De zon schijnt op de gevel. De algen gebruiken dit licht voor fotosynthese.
Ze groeien razendsnel en vermenigvuldigen zich. Dit proces zorgt voor een aantal interessante dingen.
Ten eerste produceren de algen zuurstof. Ten tweede zorgen ze voor een natuurlijke zonwering. Doordat de algen groener worden, houden ze een deel van het zonlicht tegen en koelen ze het gebouw.
Het is een dynamisch systeem dat reageert op de intensiteit van het zonlicht. Maar het allermooiste is wat er met de algen gebeurt als ze zijn 'volgroeid'.
Het overtollige biomateriaal wordt uit de buizen gehaald. Dit kan worden gebruikt voor verschillende doeleinden. Je kunt er biogas van maken, wat een hernieuwbare energiebron is.
Je kunt er bioplastics van produceren of het als hoogwaardige compost gebruiken.
Zo sluit je de cyclus: de zonnestralen worden omgezet in groene energie en waardevolle materialen. Dit is circulair bouwen in optima forma.
Hoe het BIQ-huis precies werkt: de kern van de techniek
De gevel van het BIQ-huis bestaat uit 129 modules. Elke module bevat een reeks glazen buizen.
In totaal gaat er ongeveer 10.000 liter water door het systeem. Dit water is een voedingsbodem voor de algen. Een gesloten circuit pompt het water constant rond. De algen zitten in dit water en worden blootgesteld aan zonlicht.
De temperatuur van het water wordt continu gemonitord. De zonnewering is een direct gevolg van de algenactiviteit.
Als de zon fel schijnt, groeien de algen sneller. Ze worden donkerder groen.
Hierdoor wordt tot 50% van het zonlicht geabsorbeerd voordat het het gebouw binnenkomt. Dit verlaagt de koellast aanzienlijk. In de zomer kan dit leiden tot een besparing van wel 20% op de airconditioning-kosten.
De gevel is dus geen passieve schil, maar een actieve, ademende huid. Na ongeveer 3 tot 4 weken is het water te vol met algen.
Het is dan een dikke, groene pap. Dit overtollige water wordt afgevoerd naar een biogasinstallatie in de kelder van het gebouw. Daar worden de algen 'geoogst'.
Via een proces van vergisting wordt er biogas uit gewonnen. Dit gas wordt gebruikt om een warmtekrachtcentrale aan te drijven.
Die centrale levert elektriciteit voor het gebouw en warmte voor het tapwater en de verwarming. De cyclus is rond.
De totale energieopbrengst van het systeem is indrukwekkend. De combinatie van warmtekrachtcentrale en zonnewering levert een netto-energievoorziening die hoger is dan het verbruik van de bewoners.
Het gebouw is een 'energie-plus' gebouw. Het produceert meer energie dan het verbruikt. Dit is het summum van duurzaam bouwen en energieneutraal wonen.
De kosten en varianten: wat kost zo'n levende gevel?
Het BIQ-huis was een experimenteel project. De initiële bouwkosten waren aanzienlijk hoger dan een traditioneel gebouw. De specifieke geveltechnologie kostte ongeveer €500-€700 per vierkante meter.
Voor een gemiddelde woning van 100 m² geveloppervlak kom je dan al snel uit op een meerprijs van €50.000 tot €70.000.
Dit is exclusief de installaties voor de biogasopwekking en de pompsystemen. Er zijn inmiddels verschillende varianten op de markt.
Sommige systemen zijn kleinschaliger en specifiek gericht op zonnewering. Bedrijven als BIQ GmbH (de ontwikkelaar) en andere startups werken aan schaalbare versies. Een eenvoudiger systeem, zonder de biogasopwekking, is al verkrijgbaar vanaf €250 per m².
Dit is een 'passieve' algengevel als levend bouwmateriaal die vooral fungeert als zonwering en groene wand.
De prijs hangt sterk af van de complexiteit. Wil je de biogasopwekking integreren? Dan komen er kosten bij voor de vergister, de warmtekrachtcentrale en de besturingssystemen. Reken op een totaalpakket van €750-€900 per m² gevel voor een systeem dat zowel zonnewering als energieopwekking biedt.
Dit lijkt veel, maar vergeet niet dat je dan ook een energiesysteem en een zonwering in één koopt. De terugverdientijd is lastig te berekenen omdat het afhangt van energieprijzen en subsidieregelingen.
In Duitsland waren er forse subsidies voor dergelijke innovatieprojecten. In Nederland hangt het af van de SDE++ subsidie en de salderingsregeling.
Een realistische inschatting is een terugverdientijd van 15 tot 20 jaar, mits je de warmte en elektriciteit optimaal benut. Op lange termijn is het een investering die zichzelf terugbetaalt in lagere energielasten en een hogere vastgoedwaarde.
Praktische tips voor toepassing in circulaire projecten
Wil je met zo'n systeem aan de slag? Begin klein. Een volledige gevel is een flinke investering. Kijk eerst naar toepassingen voor een serre of een atrium.
Daar heb je vaak al een glazen constructie en een hoog energieverbruik.
Een algenwand van 10 m² kan al een significant verschil maken in de zonnewering en luchtkwaliteit. Denk na over de integratie met urban mining.
Het BIQ-huis toont aan dat materialen uit afvalstromen (algen) weer hoogwaardig ingezet kunnen worden. Je kunt de geoogste algen gebruiken voor de productie van bioplastics voor interieurelementen. Of je gebruikt het als bodemverbeteraar voor groendaken.
Zo koppel je de gevel aan andere circulaire systemen in het gebouw, een proces dat vaak wordt geoptimaliseerd binnen innovatieve fieldlabs voor de bouw.
Houd rekening met het onderhoud. Een levende gevel heeft aandacht nodig. De pompen moeten draaien, de waterkwaliteit moet gecontroleerd worden en de biogasinstallatie moet bediend worden. Dit vergist expertise. Zorg dat je een facility management partner vindt die ervaring heeft met bio-technische installaties.
Het is niet zomaar 'even installeren en vergeten'. Financiering is key. Onderzoek lokale subsidiemogelijkheden voor biobased bouwen en duurzame energie, zoals het praktijkgericht circulair bouwonderzoek van de HvA.
In Nederland zijn er daarnaast regelingen via de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO).
Ook provincies hebben vaak speciale fondsen voor innovatieve klimaatprojecten. Combineer de investering met een EPC (Energie Prestatie Coëfficiënt) of BENG (Bijna Energie Neutraal Gebouw) doelstelling. De investering telt vaak mee voor een betere energieprestatiescore, wat fiscale voordelen kan opleveren.
Tot slot: kijk naar de context. Het BIQ-huis staat in een stedelijke omgeving. Het haalt stadsvervuiling (CO2) op en zet dit om in zuurstof en energie.
Dit is een perfect voorbeeld van 'urban mining' in de breedste zin van het woord: je 'mijnt' de stadsatmosfeer.
Gebruik dit concept in je ontwerp. Maak van je gebouw niet alleen een consument, maar een producent van schone lucht en duurzame energie.