Achtergrond

Waar liggen de limieten in offshore wind?

Bij Van Oord staan ze er zelf ook van te kijken. De ontwikkelingen in offshore windenergie gaan zo snel dat plannen, schepen en kranen al na een paar jaar herzien en geüpgraded moeten worden.

In 2014 nam Van Oord de Aeolus in de vaart, een schip dat zichzelf net als een platform met vier enorme poten – elk 920 ton zwaar en 85 m lang – kan plaatsen op de zeebodem, tot een diepte van 45 m. Maar eind dit jaar gaat het vaartuig/platform alweer naar de werf om het aan te passen voor nog zwaarder werk. De hijsinstallatie met 900 ton vermogen, wordt vervangen door een 1.600-tons kraan.

‘Om meer sterkte in het schip te krijgen, maken we het dek 1 m hoger en verbreden we het schip met 3 m aan weerszijden. We brengen drijvers aan om het drijfvermogen te vergroten. En de voeten van de poten, de spudcans, die op de zeebodem staan, worden breder én bovenop komt een helikopter-dek’, zo vat Theo de Lange, areamanager bij Van Oord, de ombouw samen. ‘Het tekent de snelle ontwikkeling, dat je na drie jaar alweer zo’n grote aanpassing moet doen’, vult regiomanager Edwin van de Brug aan. De twee mannen van Van Oord Offshore Wind Projects vragen zich af waar de grenzen liggen.

Dat het zo snel gaat heeft alles te maken met de sectorbrede inspanning om de kosten omlaag te brengen. Dat lukt beter dan verwacht. Bij de aanbesteding van de offshore windparken Borssele I en II stelde minister Henk Kamp van EZ de maximale subsidie nog op bijna 12 eurocent/kWh, maar het Deense Dong vond 7,27 eurocent genoeg en mocht gaan bouwen. En eind vorig jaar won het consortium van Shell, Van Oord, Eneco en Mitsubishi/DGE de tender voor Borssele III en IV, door niet meer dan 5,45 eurocent/kWh te vragen. De minister hoopt dat over 7,5 jaar de kostprijs van offshore windenergie gelijk, en dus concurrerend, is met die van fossiele energie. In Duitsland zijn de eerste tenders al gewonnen voor windparken die in 2024 en 2025 gebouwd gaan worden zonder subsidie. Nu de sector dat break-even-punt al min of meer bereikt heeft, wordt het een heel ander verhaal, menen de experts van Van Oord. EZ moet dan in plaats van stimuleren een volumebeleid gaan voeren.

Op naar de 15 MW

Terug naar de schaalvergroting in de turbines zelf. ‘Waar liggen de limieten? Toen ik in 2006-2007 werkte aan het windpark voor Egmond, plaatsten we funderingspalen, monopiles, van 240 ton. Toen dacht ik echt dat we niet verder zouden kunnen dan 500 ton. Maar nu in 2017 zijn er al monopiles van circa 8 m in diameter, 80 m lang en een gewicht van 1.300 ton’, vertelt Van de Brug. Grote fabrikanten, zoals Vestas en Siemens, maken nu al turbines met een vermogen van 8 MW. Die staan op monopiles en torens die vanaf het wateroppervlak zo’n 100 m de hoogte in steken. Om daarbovenop een turbine van 500 tot 700 ton te plaatsen en de turbinebladen van meer dan 80 m lengte en bijna 35 ton gewicht te monteren, vergt nu al het uiterste. Insiders verwachten dat al in de nabije toekomst de windmolens op zee richting de 10 of wellicht 15 MW gaan.

Daarom gaat de Aeolus (vernoemd naar de ‘bewaarder der winden’ uit de klassieke Griekse mythologie) eind dit jaar terug naar de werf. Het jack up-installatieschip is dit voorjaar nog aan het werk in de Ierse Zee om voor het Walney Extension-windpark de monopiles en de transitiestukken te plaatsen. Gemiddeld kan de Aeolus per dag een enkele fundering plaatsen. Terwijl een conventioneel olie- of gashefplatform maar zelden opgeheven hoeft te worden en lange tijd op een plek blijft staan, is dit schip geconstrueerd om zich per etmaal te kunnen verplaatsen.

‘Het tekent de snelle ontwikkeling, dat je na drie jaar alweer zo’n grote aanpassing moet doen’

De Aeolus laadt in de haven elke keer twee monopiles en transitiestukken om vervolgens naar het windpark te varen en de funderingen in de Ierse zee te plaatsen. Voor elke turbine heien de technici aan boord van de Aeolus eerst de monopile de zeebodem in. Hoewel het logisch lijkt dat die buispalen voor de fundering en het transitiestuk erop in serie worden geproduceerd, is elke monopile anders. De Lange licht toe: ‘Elke positie is uniek en daarom worden ze apart ontworpen. De bodemgesteldheid – klei of zand of daartussenin – bepaalt hoe lang de buispaal moet zijn of hoe diep hij steekt. Hoe zwak-ker de bodem, hoe dieper de paal. En de lengte is ook weer maatgevend voor de wanddikte van de buis.’ Bij het inheien van de fundering kan hij een fractie uit het lood komen te staan; met het transitiestuk dat erop komt, is het mogelijk die schuinstelling te corrigeren. Grouten, ofwel volstorten met beton, was tot voor kort de manier om de twee delen aan elkaar te verbinden. Maar nu worden de delen meestal met bouten aan elkaar gezet.

Waar de zeebodem te diep is of te zacht om de poten van de Aeolus houvast te geven, zet Van Oord de Svanen in. In 1990 gebouwd als hefschip voor grote bruggen, dient de Svanen nu volledig als instal-latieschip voor windturbinefunderingen.

Voor het leggen van de exportkabels en de kabels tussen de turbines onderling heeft Van Oord een nieuw installatieschip laten bouwen door Damen Shipyards. Dat schip, de Nexus, kwam in 2015 in de vaart. Ook is er recent een nieuwe trencher, een zeebodembulldozer, besteld die ingezet wordt om de kabels zo’n 1,5 m diep in de zeebodem te graven.

Alles behalve de turbine

Tot op heden heeft Van Oord negen windparken gebouwd in de Noordzee volgens een zogenoemd balance of plant-contract; hierbij ontwerpt, levert en installeert Van Oord alle componenten van het park, behalve de geleverde windturbine. Voor nog eens 23 windparken in de Ierse Zee, Noordzee en Oostzee, deed het bedrijf het transport en de installatie van funderingen, kabels of turbines, en voor 24 windparken de bodembescherming rond de funderingen. Daarvoor heeft het steenstort-schepen in dienst, waaronder moderne valpijpschepen die op grotere waterdiepte nauwkeurig steen kunnen storten, en diverse schepen die steen over de zijkant van het schip kunnen storten.

De genoemde voorbeelden in de Ierse Zee of voor de kust van Zuid-Holland steken heel bescheiden af vergeleken met wat er op stapel staat. Op de website van 4Coffhore is de Noordzee tussen Nederland en het Verenigd Koninkrijk weergegeven, waarbij het zeegebied ten noorden van Duitsland letterlijk volgetekend is met huidige en toekomstige locaties. Zo staan naast Borssele I tot en met IV voor de kust van Walcheren de kavels voor Hollandse Kust Zuid-Holland I tot en met IV, en Hollandse Kust Noord-Holland (I en II) op de rol om tussen nu en 2019 aanbesteed te worden. Per tender gaat het om 700 MW aan opgesteld vermogen (zie ook de website van RVO, noordzeeloket.nl). Als die gerealiseerd zijn, staat er 3.500 MW aan opgesteld vermogen naast de oudere turbines op zee. Maar verderop, waar de Noordzee dieper is, moet nog eens 7.000 MW aan turbines op het Nederlands continentaal plat komen. Op 6 april presenteerde het ministerie van EZ de Vervolgroutekaart Wind op zee 2024-2030. En ook op die kaart ziet de Noordzee er volgepland uit. Schepen zijn meer en meer gedwongen de corridors tussen de windmolens te volgen.

De Nederlandse kavels grenzen bijna aan de Britse; het Verenigd Koninkrijk zet nog grotere parken op de tekentafel. Zoals Creyke Beck A en B, en Teeside A en B, elk goed voor 1,2 GW aan opgesteld ver-mogen. De locaties liggen op 131 en 165 tot 196 km uit de kust en liggen dichtbij de Doggersbank.

Vorig jaar presenteerde hoogspanningsnetbeheerder TenneT een plan om bij de Doggersbank een kunstmatig eiland aan te leggen van 6 km2 oppervlak, om daar een knooppunt voor de connecties met windparken en met alle landen rond de Noordzee aan te leggen. Daar moet ook plaats zijn voor een groot converterstation, zodat de elektriciteit als gelijkstroom te transporteren is. Converterstations neerzetten op offshore-platforms – zoals in het Duitse deel van de Noordzee gebeurt – is een veel duurdere oplossing.

Niet verwonderlijk zien de Van Oord-mannen grote voordelen in het TenneT-plan. ‘Ik weet wel wie dat eiland kan aanleggen’, zegt Van de Brug met een glimlach. Naast de voordelen van zo’n energie-hub voor transport en distributie van windstroom kan het in een eerder stadium, als veel windparken nog in aanleg zijn, dienen als logistieke basis voor de bouwers. In plaats van mensen en materiaal heen en weer te transporteren tussen de verschillende thuishavens, kan het materiaal tijdelijk worden op-geslagen op het eiland en er personeel gehuisvest worden. Dat zou een hoop brandstof besparen.  

Ontvang de nieuwsbrief, binnenkort 2 keer per week

Meld je nu aan!

Gratis proefabonnement TW

Bestel nu 2 gratis proefnummers TW