Het ingeslagen pad is voor technici een handig keurslijf

Overal ter wereld komt er wisselstroom uit het stopcontact. Maar voor hoe lang nog? Zonnepanelen produceren gelijkstroom. Ook batterijen leveren elektriciteit als gelijkstroom. Die stroom moet nu voortdurend worden omgezet voordat het getransporteerd kan worden op het elektriciteitsnet, of gebruikt kan worden in een apparaat. Er gaan daarom stemmen op delen van het net weer om te bouwen tot gelijkstroom.

Daarmee laait een oude strijd weer op. In de Verenigde Staten werd eind 19de eeuw fel gediscussieerd over de beste inrichting van het stroomnet, in wat later de ‘stroomoorlog’ is gaan heten. Uitvinder Thomas Edison streed voor gelijkstroom, waarvoor hij al een elektromotor had en waar zijn gloeilampen het goed op deden. Ondernemer George Westinghouse zag meer in wisselstroom, dat efficiënter over grote afstanden getransporteerd kon worden. Hij kon er ook licht mee laten branden, maar tot hij Nikola Tesla ontmoette had hij nog geen elektromotor om apparaten te laten draaien.

Edison elektrocuteerde honden en paarden om zijn gelijk te bewijzen: wisselstroom is gevaarlijk. En kijk naar de elektrische stoel! Die werkte op wisselstroom. Edison probeerde voor elektrocuteren het werkwoord ‘westinghousen’ te introduceren. De strijd werd beslecht op de wereldtentoonstelling in 1893 in Chicago, waar Tesla en Westinghouse de wisselstroom-elektromotor demonstreerden. Wisselstroom won. Het is mooi verfilmd in de film The Current War (2017).

#145 Het Begin: het ontstaan van technologie

Deze podcast luister je ook in onze app

De inzet was hoog. Want meteen aan het begin van de stroomrevolutie was er het besef: elektriciteit moet je op grote schaal regelen. Installaties en apparaten zijn dan overal toe te passen. Dat is commercieel slim, en bovenal handig in het gebruik.

Maar nu zitten we ermee, met het wisselstroomnet. Een keuze die is gemaakt aan het begin van een technische ontwikkeling, is nu de standaard waar verder op moet worden voortgebouwd.

Beperken de keuzes aan het begin toekomstige techniek? Of vergroten standaarden juist de wereld?

„Ik wilde ooit uitvinder worden, helemaal nieuwe dingen bedenken. Ik vond dat standaarden in de weg stonden van ultieme vindingrijkheid”, zegt Steven Dorrestijn, lector ethiek en techniek aan Hogeschool Saxion. „Mijn eerste associatie bij standaarden was dus beperking.” Met hoge verwachtingen begon hij een studie werktuigbouwkunde. Hij moest daar nieuwe constructies bedenken, op basis van materiaaleigenschappen die in het modellenboek stonden. „De bouwblokken voor innovatie lagen al klaar, we stuurden alleen een beetje bij. Ik vond het teleurstellend. Later besefte ik dat het onwerkbaar is om steeds helemaal opnieuw te beginnen.”

Eendimensionale mensen

In de (techniek)filosofie, en meer nog in de sociologie en geschiedenis van de techniek, wordt veel nagedacht over standaardisering, zegt Dorrestijn. Het gaat dan vaak over de negatieve bijsmaak. „Bijvoorbeeld het begrip pad-afhankelijkheid. Eenmaal een weg ingeslagen, kom je er moeilijk weer vanaf. Je ziet het in al ons vervoer op fossiele brandstoffen, het blijkt heel lastig om daarmee te stoppen.”

Ook als het gaat over macht (veel) en keuzevrijheid (weinig) komen standaarden er niet goed vanaf. „Het boek One-dimensional man van Herbert Marcuse, al uit de jaren 60, gaat onder meer daarover”, zegt Dorrestijn. „Marcuse is bang dat technische optimalisering tot gelijkschakeling leidt en dat wij eendimensionale mensen worden.” Een andere wegbereider in de techniekfilosofie, Jacques Ellul, vreesde dat die gelijkschakeling onvermijdelijk meekomt met de techniek. „In de techniek is er volgens hem altijd maar one best way. Als je maar lang genoeg rekent, is er technisch gezien één beste manier. Of dat inderdaad zo is, is een fundamentele vraag in de techniekfilosofie.”

Met de vraag wat ‘de beste manier’ is, houden ze zich bij NEN dagelijks bezig. Het Koninklijk Nederlands Normalisatie Instituut is spin in het web bij de totstandkoming van normen en standaarden. In talloze commissies moeten belanghebbenden tot afspraken komen. „Normen worden door sommigen gezien als belemmerend voor innovatie”, zegt Willem Wolf, hoofd van de afdeling elektrotechniek en ICT van NEN. „Ik zie onszelf juist als een aanjager. Misschien niet meteen op het moment van innovatie, maar wel vlak daarna, als een techniek volwassen moet worden. Dankzij standaarden sluit alles op elkaar aan.”

NEN en collega-instituten begonnen bij elektriciteit en licht. „Wil je gloeilampen verkopen in Amerika, Europa en Rusland, dan moet de fitting overal hetzelfde zijn. Het moet passen en het moet veilig zijn”, zegt Wolf. „De International Electrotechnical Commission, die internationaal doet wat wij in Nederland doen, werd in 1906 opgericht door hotemetoten uit de markt die dat mondiale goed inzagen. Een van de grootste doelen was zorgen dat elektriciteit veilig werd. Veiligheid verkoopt.”

Bierflesjes in een kratje

Dankzij het succes van de instituten ligt voor fabrikanten die meedoen aan de normen meteen de hele wereld open. „Het is geen toeval dat bierflesjes in een kratje passen, die opgestapeld netjes op een palletwagen passen, in de magazijnstelling, in de lift, in de vrachtwagen”, zegt Wolf. „Hetzelfde geldt voor zeecontainers. Ooit deden alle vervoerders de dingen op hun eigen manier. Nu passen containers op zeeschepen, in hijskranen, op treinen en vrachtwagens over de hele wereld.”

Maar wie een eigen, misschien wel slimmere, zeecontainer ontwerpt, komt er niet meer tussen. „Een bekend voorbeeld daarvan is het videosysteem dat Philips ontwikkelde, Video 2000”, zegt Dorrestijn. „Het verhaal is altijd dat het superieur was aan het VHS-systeem. Maar ze kwamen te laat, VHS was al groot en hun alternatief kon de prullenbak in. Dat was een harde les voor Philips. Bij het ontwikkelen van de cd zochten ze meteen al samenwerking met Sony. Ze spraken zelf bewust een standaard af.”

Er moest een heel nieuw stopcontact ontworpen worden, anders hadden de Belgen voorsprong

Willem Wolf Koninklijk Nederlands Normalisatie Instituut

Dat je bijvoorbeeld op reis toch zo’n onhandige wereldstekker nodig hebt, is een politieke kwestie. „Een jaar of 30 geleden is geprobeerd om alle stopcontacten te harmoniseren. Wel zo handig als je scheerapparaat overal in het stopcontact past”, zegt Wolf. „De technische commissies vonden het stopcontact met aardpin, dat onder meer in België wordt gebruikt, het beste stopcontact. Die zou overal ingevoerd moeten worden. Daar waren andere landen het niet mee eens. Er moest een heel nieuw stopcontact ontworpen worden, anders hadden de Belgen voorsprong. Dat is gestrand.”

De argumenten vóór standaardisering klinken voornamelijk commercieel, niet zozeer technisch. „De aard van de mens is ook nog een belangrijke factor. Die kan niet goed omgaan met totaal nieuwe dingen”, zegt Dorrestijn. „Een mooi voorbeeld is het qwerty-toetsenbord. Toetsenborden zijn zo ingedeeld omdat dat voor de typemachine handig werkte, zo raakten de hamertjes het minst in de knoop. Dat is nu helemaal niet meer van belang. Er zijn toetsenbord-indelingen bedacht waarmee sneller typen mogelijk is. Maar met een nieuwe indeling moeten mensen opnieuw leren typen, die inspanning is te groot.”

„Ons lijf kent ook pad-afhankelijkheid, we weten waar de toetsen zitten”, zegt Dorrestijn. „Industrieel ontwerper Raymond Loewy vatte de kans van slagen voor nieuwe technologie in de jaren vijftig in het acroniem maya: most advanced, yet acceptable. Iets nieuws moet aansluiten bij wat mensen al kennen. Een helemaal nieuw ontwerp kan technisch wel beter zijn, maar het wordt onmogelijk als de mens er niet mee overweg kan. Techniek evolueert daarom vaak in kleine stapjes.”

Mixer en stofzuiger

De huidige energietransitie zou wel varen bij nieuwe standaarden die in één klap worden ingevoerd. Maar zo ‘eenvoudig’ als eind 19de eeuw, is het nu niet. „Je ziet nu veel dingen die technisch onlogisch zijn”, zegt Wolf. „Ons kantoorpand heeft bijvoorbeeld alleen ledverlichting, dat gelijkstroom nodig heeft. Uit het stopcontact komt wisselstroom, dat wordt dus omgezet voor de lampen. Terwijl we ook zonnepanelen op het dak hebben, waarmee gelijkstroom wordt opgewekt. Maar wat daar vanaf komt, wordt aan het elektriciteitsnet geleverd, en dus wordt het omgezet in wisselstroom. Dat is niet bepaald een afgestemd model.”

Dat je in Australië links moet rijden is even lastig, maar het maakt een reis wel bijzonderder

Steven Dorrestijn lector ethiek en techniek

„Maar je mixer, je stofzuiger, die draaien op wisselstroommotortjes. Die kosten niks”, zegt Wolf. „Je kunt ook niet zomaar gelijkspanning op al je schakelaars in huis zetten, dat werkt in het distributienet echt heel anders dan wisselspanning. Alleen al qua veiligheid zou je allemaal nieuwe technieken moeten verzinnen. En dan moeten alle gebruikers de stopcontacten vervangen, daar zit niemand op te wachten. Zo’n transitie gaat heel langzaam.”

Toch is de techniek niet het ingewikkeldst, denkt Wolf. Het organisatorische en menselijke bij elkaar brengen maakt dat het lang duurt. Het proces om tot een nieuwe norm te komen duurt al gauw een jaar. „Dat is veel te lang voor mensen die met innovatie bezig zijn”, zegt Wolf. Daarom werkt de NEN ook met een soort pre-normalisatie. „Toen zonnepanelen net een beetje begonnen, was er bijvoorbeeld geen eenduidige manier om die aan het net te koppelen. Dat hield de boel erg tegen. De afspraak die we daarvoor in drie maanden tijd ontwikkelden, hebben we uiteindelijk ook internationaal ingebracht en die is breed geaccepteerd.”

„Of er one best way is, kun je je afvragen als je kijkt naar de geschiedenis van stroom en de huidige energietransitie”, zegt Dorrestijn. „Jacques Ellul zou verbaasd zijn over wat er nu gebeurt. Hij ging ervan uit dat technische vooruitgang zou leiden tot overal dezelfde technologie. Maar we zien nu: wat technisch gezien heel lang de beste oplossing lijkt, kan toch raar over de kop gaan.”

Verrassende wendingen

„Ik moet aan media- en techniekfilosoof Marshall McLuhan denken als ik zie dat de nieuwe generatie elektrische apparatuur weer veel met gelijkstroom doet”, zegt Dorrestijn. Volgens McLuhan maakt elke opvolgende technologie iets wat bij de oude technologie hoort overbodig, maar wordt er ook weer iets teruggehaald, zoals nu gelijkstroom. „Ik ben meer op zijn hand dan op die van Ellul. Technologische ontwikkeling zwalkt, er zijn verrassende wendingen mogelijk.”

„Als we allemaal maar dezelfde systemen gebruiken dan zou alles vlekkeloos en optimaal lopen. Maar dat gaat nooit zo zijn. Dat vind ik interessant, en eigenlijk ook wel leuk”, zegt Dorrestijn. „Dat je in Australië links moet rijden is even lastig, maar het maakt een reis wel bijzonderder. Alles in standaarden gieten is wel efficiënter, maar het maakt het leven saai.”

Saai of niet, de kluwen opladersnoertjes die in menig lade ligt, laat zien hoe irritant het leven zou zijn als nergens een standaard voor afgesproken was. De kant die het stopcontact in gaat, is bij allemaal hetzelfde. Voor stopcontacten bestaan immers al honderd jaar standaarden. Maar die andere kant…

Meermaals is de ‘snoertjesbranche’ door onder meer de EU gevraagd om de kluwen te ontwarren en af te spreken dat één soort stekkertje de standaard is. Maar vragen hielp niet, er is nu een wet in de maak. „Het gaat geloof ik richting usb-C”, zegt Wolf. „Dat is een mooi stekkertje.”