Wetenschap

Offshore-windmolens koop je niet bij Gamma

In 2020 moet Nederland voor 6000 megawatt aan windmolens in zee hebben staan. Als eerste zal voor Egmond aan Zee het Near Shore Windpark (NSW) met 36 molens in het zoute water verschijnen.

De bouw van NSW is gepland in 2005, maar de stroom zal niet zonder slag of stoot door de kabels over de zeebodem lopen.

Het zou een stuk goedkoper zijn als iedereen een windmolen in zijn achtertuin wil. Maar het land is volgebouwd met andere ambities. De zee moet daarom de nieuwe wijkplaats worden om windparken te planten.

Dat is niet alleen duurder, het heeft ook zijn voordelen. Het aantal bezwaar makende buurtcomités is buitengaats een stuk kleiner. En de wind, waar het uiteindelijk om draait, heeft op de golven geen last van obstakels. Dat levert veel meer vermogen.

Maar de bouw van een offshore windmolenpark vraagt om een heel andere aanpak dan op het land. Bij een zware storm op volle zee, bijvoorbeeld, moeten de molens, die zestig meter boven de golven uitsteken, geen krimp geven. En de 42 meter lange wieken, zoals bij Egmond, moeten netjes in hun aërodynamische vorm blijven.

,,Uiteindelijk wil je de turbine zo slap mogelijk maken”, zegt Jan van der Tempel, die namens de sectie windenergie de krachten test die de Egmondse molens moeten verdragen. ,,Hoe slapper de turbine is, hoe minder hij kost. Dat is nodig, want turbines in zee bouwen is nu nog veertig procent duurder dan op het land. Je moet dus zo veel mogelijk bezuinigen op materiaal zonder dat je kans hebt dat de turbine voortijdig stuk gaat.”

Van der Tempels kamer en carrière staan in het teken van windmolens. Overal hangen en staan ze, zowel in posterformaat als in de vorm van een bouwpakket. Van der Tempel is ook de schrijver van een Bluff your way into-gidsje; over hoe je binnen tien minuten met deskundigen kunt meepraten over offshore-windmolens bouwen.

,,Door de zeestroming die ontstaat rondom de turbine wordt de paal als het ware uitgegraven”, gaat hij verder. ,,De paal waarop de turbine wordt bevestigd, moet daarom zeker twintig meter in de zeebodem worden geheid. Daarnaast moet je het metaal tegen roesten beschermen; dat gaat door het zoute water heel snel. Het stuk onder water bescherm je met een opofferingsmetaal. Boven water breng je een coating aan. Dat is niet zomaar spul dat je bij Gamma haalt.”

In het beroerdste geval werken zee en wind ook nog samen om het leven van een turbine zuur te maken. ,,Bij molens van deze lengte valt de eigen frequentie van de molen samen met de periode van de golf die tegen de buis aan slaat”, zegt Van der Tempel. ,,Daardoor onstaat resonantie in de paal, die sterke trillingen veroorzaakt. Dat werkt heel vermoeiend op het metaal.”

Resonantie is een killer van constructies. Niet alleen sneuvelde de eerste hangbrug bij San Francisco door enorme trillingen, uitlopend in een golvende brug. Het is ook de reden dat een colonne soldaten op een lange hangbrug niet in de maat mag lopen.

Van der Tempel vertelt over de molens met de blik van een bevlogen schooljongen. ,,Prachtige grote speeltjes”, zegt hij. ,,Eigenlijk is het verboden om ”molen” te zeggen in de offshore-wereld”, corrigeert hij. ,,Het zijn windturbines.”
Stormvloed

Wanneer op de tekentafel alles draait, begint het echte werk pas. Het enige pluspunt bij offshore-bouwen voor bouwvakkers is dat ze alleen bij mooi weer hoeven te werken. Maar daar is het dan ook mee gezegd. Een filmpje van de bouw van Horns Rev, ’s werelds grootste offshorepark aan de westkust van Denemarken, toont de moeilijkheden, noem het uitdagingen, die buitengaats moeten worden overwonnen.

Het park bij Horns Rev, met 80 molens van twee megawatt werd in de zomermaanden van 2002 aangelegd. Voor de bouw zijn compleet nieuwe kraanschepen ontworpen, die de turbines op de 60 meter hoge paal moeten hijsen. Deze hebben aan weerskanten poten die ze voor het evenwicht, net als een kraan op het land, uitschuiven. Het schip gebruikt de poten om zichzelf een stukje uit het water te tillen. Bij de bouw zijn tientallen schepen tegelijk aan het werk die constant met elkaar in contact moeten staan.

Wanneer alles eenmaal draait, moet iedere jaar iedere molen worden onderhouden. ,,Dat is een van de punten waarop offshore-parken zich negatief onderscheiden”, zegt Michiel Zaaijer, eveneens van de sectie windenergie. Hij werkt via de sectie aan de optimalisering van de molens bij Egmond. ,,Het mag duidelijk zijn dat je niet even met een busje kunt langsrijden.”

Ook een minpunt is dat je alleen bij redelijk weer voor een reparatie kan uitvaren. In de tussentijd kan een molen dan geen stroom leveren.

Bij Horns Rev moet bij een defecte molen een helikopter naar de plaats van het onheil vliegen. Bij Egmond komt een aanmeerplaats aan de molen voor een reparatieschip, dat het liefst zo min mogelijk moet worden gebruikt.

,,Mensen offshore inzetten is ontzettend duur, dus dat wil je zo veel mogelijk beperken”, zegt Zaaijer. ,,Daarom streef je er naar dat je hooguit een keer per jaar voor een controlebeurt buitengaats moet.”

Dit blijkt tot nu toe een optimistische schatting. ,,Op het IJsselmeer is een klein proefparkje in het water”, zegt Zaaijer. ,,Toen ik met de schipper meevoer om te kijken, zei hij dat hij in het begin bijna iedere week monteurs moest brengen. Offshore-turbines staan nogin de kinderschoenen, en daar horen kinderziektes bij. Vooral in de sensoren en in de aansturing van de turbine valt nog veel te verbeteren. Dat moet allemaal veel robuuster.”
Niet serieus

Op dit moment bedraagt de wereldwijde omzet in windenergie ongeveer 6,7 miljard euro. Veel landen, met Denemarken voorop (al vier operationele parken), zijn ervan overtuigd dat wind verder kan uitgroeien tot een volwaardige inkomstenbron. Duitsland, waar het land al vol staat met molens, broedt op plannen om zelfs honderd kilometer uit de kust te bouwen, waar nu tien kilometer een maximum is.

Vergeleken bij het buitenland verbleken de Nederlandse offshore-vorderingen een beetje. Zowel Van der Tempel als Zaaijer vinden dat de overheid offshore-windenergie niet serieus neemt. Huub den Rooijen, vice-president van Shell Windenergie, beaamt dit. ,,Zolang windenergie hier als een speeltje voor enthousiastelingen wordt gezien, als een luxe, komt het in Nederland nooit van de grond”, vindt hij. ,,De trein rijdt daardoor wel erg langzaam.”

Vijf jaar na het voornemen om NSW in zee te bouwen, heeft de overheid nog steeds niet alle benodigde vergunningen verleend aan deelnemende bedrijven als Shell en Nuon. En vanwege de trekvogels heeft de overheid gesteld dat de parken na NSW meer dan twaalf mijl uit de kust moeten liggen.

Volgens Den Rooijen, die tevens voorzitter is van het Delftse Duwind, is de 6000 megawatt-doelstelling van het kabinet daarom volkomen uit de lucht gegrepen.

,,Iedere onderbouwing ontbreekt. Wij zouden graag een gedegen studie zien die beschrijft hoe de overheid dat wil klaarspelen. Nu maakt Nederland het zichzelf moeilijk. Je kunt wel stellen dat je niet binnen twaalf mijl wilt bouwen, maar hoe verder je uit de kust gaat, hoe hoger de kosten worden. Dan duurt het veel langer voor het rendabel is.”

In Engeland, waar Shell in twee windparken van 300 en 1000 megawatt investeert is het volgens Den Rooijen beter geregeld. ,,Daar hebben ze duidelijk gesteld dat ze technisch voorop willen lopen. Ze hebben er een goed concessiesysteem bedacht. Ook bouwen ze binnen de twaalfmijlszone. Daardoor werk je goedkoper en kun je eerder je doelstellingen halen. De vergunningen worden ook veel sneller verleend.”

Volgens Den Rooijen is dit nodig om de rijksdoelstelling te halen. ,,Wij bij Shell zijn een fatsoenlijk bedrijf en we vinden die hamster of zeldzame vogel ook belangrijk. Maar je moet niet bij iedere nieuwe bezwaarprocedure steeds door dezelfde argumenten worden opgehouden. Op een gegeven moment moet daarover een principebesluit zijn genomen.”

De bijdragen waarmee overheden in Duitsland, Engeland en Denemarken windprojecten sponsoren zijn aanzienlijk hoger dan in Nederland. Blijft het voor Shell zo wel aantrekkelijk om nog een keer in Nederland aan een offshore-park mee te werken? Engeland is toch veel makkelijker? ,,Als de overheid duidelijk onderbouwt hoe ze haar doelstellingen op offshore-gebied wil halen, heb ik goede hoop dat er na NSW meer projecten komen. Als dit niet belangrijk wordt gevonden, gaat de kraan natuurlijk een keer dicht.”

Bij de vraag of dit betekent dat de overheid meer geld moet geven, valt het even stil. ,,Ik wil niet dat je opschrijft dat Shell wil dat de overheid meer geld stopt in NSW en toekomstige projecten. Belangrijker voor de toekomst is dat de techniek en bouwervaring vordert zodat de kosten omlaag kunnen. Maar laat ik zeggen dat ik hoop dat het genoeg is.”

Acht promovendi doen vanaf komend voorjaar aan de TU een haalbaarheidsstudie. Centraal staat de vraag hoe de overheid toch aan haar 6000 megawatt kan komen. De TU vormt hierbij een consortium met onder meer Greenpeace, Shell, Nuon en het Energieonderzoekscentrum Nederland, onder de naam WE@SEA.

Belangrijkste hindernis vormen nu de kosten. Voor een park als NSW is 200 miljoen euro nodig, voor een vermogen van 99 megawatt.

Sceptici betwijfelen de haalbaarheid van de 6000 MegaWatt. Dit is niet verwonderlijk omdat nog maar twee parken NSW met 36 molens staan gepland, en daarnaast Q7 met 60. Q7 kreeg afgelopen week een vergunning.

Ook zouden voorstanders van windenergie ‘liegen’ over het vermogen. Het werkelijk geleverde gemiddeld vermogen ligt namelijk tweederde lager. Bij windturbines wordt altijd het maximumvermogen weergegeven waartoe de turbine in staat is. NSW zal dus gemiddeld 33 megawatt leveren, goed voor ongeveer 70.000 huishoudens.

Het zou een stuk goedkoper zijn als iedereen een windmolen in zijn achtertuin wil. Maar het land is volgebouwd met andere ambities. De zee moet daarom de nieuwe wijkplaats worden om windparken te planten.

Dat is niet alleen duurder, het heeft ook zijn voordelen. Het aantal bezwaar makende buurtcomités is buitengaats een stuk kleiner. En de wind, waar het uiteindelijk om draait, heeft op de golven geen last van obstakels. Dat levert veel meer vermogen.

Maar de bouw van een offshore windmolenpark vraagt om een heel andere aanpak dan op het land. Bij een zware storm op volle zee, bijvoorbeeld, moeten de molens, die zestig meter boven de golven uitsteken, geen krimp geven. En de 42 meter lange wieken, zoals bij Egmond, moeten netjes in hun aërodynamische vorm blijven.

,,Uiteindelijk wil je de turbine zo slap mogelijk maken”, zegt Jan van der Tempel, die namens de sectie windenergie de krachten test die de Egmondse molens moeten verdragen. ,,Hoe slapper de turbine is, hoe minder hij kost. Dat is nodig, want turbines in zee bouwen is nu nog veertig procent duurder dan op het land. Je moet dus zo veel mogelijk bezuinigen op materiaal zonder dat je kans hebt dat de turbine voortijdig stuk gaat.”

Van der Tempels kamer en carrière staan in het teken van windmolens. Overal hangen en staan ze, zowel in posterformaat als in de vorm van een bouwpakket. Van der Tempel is ook de schrijver van een Bluff your way into-gidsje; over hoe je binnen tien minuten met deskundigen kunt meepraten over offshore-windmolens bouwen.

,,Door de zeestroming die ontstaat rondom de turbine wordt de paal als het ware uitgegraven”, gaat hij verder. ,,De paal waarop de turbine wordt bevestigd, moet daarom zeker twintig meter in de zeebodem worden geheid. Daarnaast moet je het metaal tegen roesten beschermen; dat gaat door het zoute water heel snel. Het stuk onder water bescherm je met een opofferingsmetaal. Boven water breng je een coating aan. Dat is niet zomaar spul dat je bij Gamma haalt.”

In het beroerdste geval werken zee en wind ook nog samen om het leven van een turbine zuur te maken. ,,Bij molens van deze lengte valt de eigen frequentie van de molen samen met de periode van de golf die tegen de buis aan slaat”, zegt Van der Tempel. ,,Daardoor onstaat resonantie in de paal, die sterke trillingen veroorzaakt. Dat werkt heel vermoeiend op het metaal.”

Resonantie is een killer van constructies. Niet alleen sneuvelde de eerste hangbrug bij San Francisco door enorme trillingen, uitlopend in een golvende brug. Het is ook de reden dat een colonne soldaten op een lange hangbrug niet in de maat mag lopen.

Van der Tempel vertelt over de molens met de blik van een bevlogen schooljongen. ,,Prachtige grote speeltjes”, zegt hij. ,,Eigenlijk is het verboden om ”molen” te zeggen in de offshore-wereld”, corrigeert hij. ,,Het zijn windturbines.”
Stormvloed

Wanneer op de tekentafel alles draait, begint het echte werk pas. Het enige pluspunt bij offshore-bouwen voor bouwvakkers is dat ze alleen bij mooi weer hoeven te werken. Maar daar is het dan ook mee gezegd. Een filmpje van de bouw van Horns Rev, ’s werelds grootste offshorepark aan de westkust van Denemarken, toont de moeilijkheden, noem het uitdagingen, die buitengaats moeten worden overwonnen.

Het park bij Horns Rev, met 80 molens van twee megawatt werd in de zomermaanden van 2002 aangelegd. Voor de bouw zijn compleet nieuwe kraanschepen ontworpen, die de turbines op de 60 meter hoge paal moeten hijsen. Deze hebben aan weerskanten poten die ze voor het evenwicht, net als een kraan op het land, uitschuiven. Het schip gebruikt de poten om zichzelf een stukje uit het water te tillen. Bij de bouw zijn tientallen schepen tegelijk aan het werk die constant met elkaar in contact moeten staan.

Wanneer alles eenmaal draait, moet iedere jaar iedere molen worden onderhouden. ,,Dat is een van de punten waarop offshore-parken zich negatief onderscheiden”, zegt Michiel Zaaijer, eveneens van de sectie windenergie. Hij werkt via de sectie aan de optimalisering van de molens bij Egmond. ,,Het mag duidelijk zijn dat je niet even met een busje kunt langsrijden.”

Ook een minpunt is dat je alleen bij redelijk weer voor een reparatie kan uitvaren. In de tussentijd kan een molen dan geen stroom leveren.

Bij Horns Rev moet bij een defecte molen een helikopter naar de plaats van het onheil vliegen. Bij Egmond komt een aanmeerplaats aan de molen voor een reparatieschip, dat het liefst zo min mogelijk moet worden gebruikt.

,,Mensen offshore inzetten is ontzettend duur, dus dat wil je zo veel mogelijk beperken”, zegt Zaaijer. ,,Daarom streef je er naar dat je hooguit een keer per jaar voor een controlebeurt buitengaats moet.”

Dit blijkt tot nu toe een optimistische schatting. ,,Op het IJsselmeer is een klein proefparkje in het water”, zegt Zaaijer. ,,Toen ik met de schipper meevoer om te kijken, zei hij dat hij in het begin bijna iedere week monteurs moest brengen. Offshore-turbines staan nogin de kinderschoenen, en daar horen kinderziektes bij. Vooral in de sensoren en in de aansturing van de turbine valt nog veel te verbeteren. Dat moet allemaal veel robuuster.”
Niet serieus

Op dit moment bedraagt de wereldwijde omzet in windenergie ongeveer 6,7 miljard euro. Veel landen, met Denemarken voorop (al vier operationele parken), zijn ervan overtuigd dat wind verder kan uitgroeien tot een volwaardige inkomstenbron. Duitsland, waar het land al vol staat met molens, broedt op plannen om zelfs honderd kilometer uit de kust te bouwen, waar nu tien kilometer een maximum is.

Vergeleken bij het buitenland verbleken de Nederlandse offshore-vorderingen een beetje. Zowel Van der Tempel als Zaaijer vinden dat de overheid offshore-windenergie niet serieus neemt. Huub den Rooijen, vice-president van Shell Windenergie, beaamt dit. ,,Zolang windenergie hier als een speeltje voor enthousiastelingen wordt gezien, als een luxe, komt het in Nederland nooit van de grond”, vindt hij. ,,De trein rijdt daardoor wel erg langzaam.”

Vijf jaar na het voornemen om NSW in zee te bouwen, heeft de overheid nog steeds niet alle benodigde vergunningen verleend aan deelnemende bedrijven als Shell en Nuon. En vanwege de trekvogels heeft de overheid gesteld dat de parken na NSW meer dan twaalf mijl uit de kust moeten liggen.

Volgens Den Rooijen, die tevens voorzitter is van het Delftse Duwind, is de 6000 megawatt-doelstelling van het kabinet daarom volkomen uit de lucht gegrepen.

,,Iedere onderbouwing ontbreekt. Wij zouden graag een gedegen studie zien die beschrijft hoe de overheid dat wil klaarspelen. Nu maakt Nederland het zichzelf moeilijk. Je kunt wel stellen dat je niet binnen twaalf mijl wilt bouwen, maar hoe verder je uit de kust gaat, hoe hoger de kosten worden. Dan duurt het veel langer voor het rendabel is.”

In Engeland, waar Shell in twee windparken van 300 en 1000 megawatt investeert is het volgens Den Rooijen beter geregeld. ,,Daar hebben ze duidelijk gesteld dat ze technisch voorop willen lopen. Ze hebben er een goed concessiesysteem bedacht. Ook bouwen ze binnen de twaalfmijlszone. Daardoor werk je goedkoper en kun je eerder je doelstellingen halen. De vergunningen worden ook veel sneller verleend.”

Volgens Den Rooijen is dit nodig om de rijksdoelstelling te halen. ,,Wij bij Shell zijn een fatsoenlijk bedrijf en we vinden die hamster of zeldzame vogel ook belangrijk. Maar je moet niet bij iedere nieuwe bezwaarprocedure steeds door dezelfde argumenten worden opgehouden. Op een gegeven moment moet daarover een principebesluit zijn genomen.”

De bijdragen waarmee overheden in Duitsland, Engeland en Denemarken windprojecten sponsoren zijn aanzienlijk hoger dan in Nederland. Blijft het voor Shell zo wel aantrekkelijk om nog een keer in Nederland aan een offshore-park mee te werken? Engeland is toch veel makkelijker? ,,Als de overheid duidelijk onderbouwt hoe ze haar doelstellingen op offshore-gebied wil halen, heb ik goede hoop dat er na NSW meer projecten komen. Als dit niet belangrijk wordt gevonden, gaat de kraan natuurlijk een keer dicht.”

Bij de vraag of dit betekent dat de overheid meer geld moet geven, valt het even stil. ,,Ik wil niet dat je opschrijft dat Shell wil dat de overheid meer geld stopt in NSW en toekomstige projecten. Belangrijker voor de toekomst is dat de techniek en bouwervaring vordert zodat de kosten omlaag kunnen. Maar laat ik zeggen dat ik hoop dat het genoeg is.”

Acht promovendi doen vanaf komend voorjaar aan de TU een haalbaarheidsstudie. Centraal staat de vraag hoe de overheid toch aan haar 6000 megawatt kan komen. De TU vormt hierbij een consortium met onder meer Greenpeace, Shell, Nuon en het Energieonderzoekscentrum Nederland, onder de naam WE@SEA.

Belangrijkste hindernis vormen nu de kosten. Voor een park als NSW is 200 miljoen euro nodig, voor een vermogen van 99 megawatt.

Sceptici betwijfelen de haalbaarheid van de 6000 MegaWatt. Dit is niet verwonderlijk omdat nog maar twee parken NSW met 36 molens staan gepland, en daarnaast Q7 met 60. Q7 kreeg afgelopen week een vergunning.

Ook zouden voorstanders van windenergie ‘liegen’ over het vermogen. Het werkelijk geleverde gemiddeld vermogen ligt namelijk tweederde lager. Bij windturbines wordt altijd het maximumvermogen weergegeven waartoe de turbine in staat is. NSW zal dus gemiddeld 33 megawatt leveren, goed voor ongeveer 70.000 huishoudens.

Redacteur Redactie

Heb je een vraag of opmerking over dit artikel?

delta@tudelft.nl

Comments are closed.