Achtergrond
Het Prinses Amaliawindpark ligt 23 kilometer uit de kust bij IJmuiden.  Foto: Ad Meskens

Nog een wereld te winnen voor wind op zee

Auteur: Mark van Baal | Publicatiedatum:

In juli 2014 gaan de eerste funderingspalen voor windpark Gemini ten noorden van Schiermonnikoog de zeebodem in, zes jaar na de opening van offshore windpark Amalia. Heeft technologische vooruitgang wind op zee goedkoper gemaakt in die tijd? De overheid betaalt nog altijd flink mee, maar, zo zegt projectontwikkelaar Typhoon Offshore, “we gaan waarschijnlijk geen beroep doen op het volledige subsidiebedrag”.

“Amalia en Gemini zijn eigenlijk niet te vergelijken”, zegt ing. Peter Boon, project director Typhoon Offshore, dat Gemini gaat bouwen. Gemini, twee windparken op 85 kilometer ten noorden van Eemshaven, komt drie keer zo ver van de kust, in twee keer zo diep water en levert met 600 MW vijf keer zo veel vermogen. Gemini wordt gebouwd door Typhoon Offshore, opgericht door twee oud-bestuurders van het duurzame energiebedrijf Econcern, dat het Prinses Amaliawindpark bouwde.

Nieuwe technieken

In een kantoor in Amsterdam-Zuid vertelt werktuigbouwkundig ingenieur Boon, gesecondeerd door Edwin Berkhout, director marketing & communication en perschef Marcel van den Berg, hoe de techniek in de afgelopen jaren is voortgeschreden. Ten eerste is de turbinetechniek verbeterd. Typhoon Offshore koos voor Siemens turbines die van 3,6 naar 4 MW zijn doorontwikkeld. Hiertoe verlengde Siemens onder andere de rotorbladen met 5 meter tot 65 meter. Dit was mogelijk dankzij een nieuwe techniek waarbij de uiteinden van de bladen bij harde wind torderen en het rotoroppervlak afneemt: aerealistic taylored blades (ATB). Hierdoor nemen de krachten op rotor, gondel, toren en fundering af. Met ATB zijn grotere bladen toe te passen en is de productie met 8 tot 10 procent te verhogen.

‘Het bouwen van windparken op zee is nu nog een incident. Wanneer deze projecten op grote schaal worden gerealiseerd, ontstaat pas een volwaardige industrie’

Een andere nieuwe techniek, high wind ride through (HWRT), draait de rotorbladen (pitchen in jargon) bij hoge windsnelheden zodanig dat ze minder wind vangen en de turbine niet hoeft te worden uitgeschakeld. Turbines zonder HWRT schakelen af bij windsnelheden boven de 25 m/s (zware storm, windkracht 10). Turbines met HWRT bij circa 30 m/s.

Door deze nieuwe technieken om de hogere windsnelheden verder van de kust op te vangen, moet het park 2,6 TWh per jaar gaan leveren, liefst 49 procent van het theoretisch maximum (600 MW x 365 x 24). Bij Amalia, voor de kust van IJmuiden, is dit 41 procent.

Vastgeroeste denkbeelden

Hoewel de offshore windindustrie een jonge industrie betreft, is er al een aantal vastgeroeste denkbeelden ingeslopen. De ingenieurs van Typhoon Offshore (op het kantoor werken er circa tien, naast circa tien medewerkers voor de financial engineering) namen deze conventional wisdoms niet zomaar aan, maar gingen aan het rekenen en maakten een aantal eigenwijze keuzes.

Zo kozen ze voor zogenoemde monopiles voor de 4 MW turbines. “Veel mensen zeggen dat je voor 4 MW turbines in grotere waterdieptes tripiles of jackets (drie- of viervoudige funderingen, red.) nodig hebt”, zegt Boon. “Op basis van de bodemcondities hebben we berekend dat het kan op monopiles.”

Peter Boon“Bij een afstand van 100 kilometer roept iedereen: DC (gelijkstroom, red.)”, vervolgt de projectdirecteur. “Wij zouden een omzetstation ter grootte van het Hilton hiernaast nodig hebben. Wij kozen AC. Natuurlijk heb je met DC minder weerstandsverlies in de kabels, maar door de verliezen in de omzetters ontlopen AC en DC elkaar niet veel.”

Typhoon bespaart tijdens de installatie kosten door met speciale installatieschepen te werken. Amalia werd onderdeel voor onderdeel opgebouwd met een ouderwets jackup platform uit de olie- en gasindustrie. Voor Gemini gebruikt consortiumpartner Van Oord de 139 meter lange ‘Aeolus’, een jackup-schip dat speciaal is gebouwd voor transport en installatie van windturbines op zee. Twee jackup-schepen moeten in een half jaar alle 150 funderingspalen heien en liefst ook voorzien van transitiestukken, de geel geverfde stukken staal tussen fundering en windturbinemast. De vergunning staat Typhoon alleen toe de helft van het jaar te heien. De schaalgrootte leidt tevens tot een grote kostenbesparing, zegt Boon.

Ook het onderhoud wordt anders. Er zal continu een 80 meter lang schip met technici bij de parken aanwezig zijn. Monteurs zullen dagelijks met liften door de 88,5 meter hoge mast naar de turbine gaan om preventief onderhoud te plegen. Om ze bij bijna alle zeecondities te kunnen laten werken, zal een Direct Access System, bijvoorbeeld van Z-Bridge of een Ampelmann, de monteurs op de turbines afzetten. “We gaan niet met een rubberbootje tegen de paal aan varen.”

Geen kostendaling

Helaas leiden de efficiëntere turbines, installatietechnieken en onderhoudsmethoden nog niet tot een kostendaling van wind op zee, zoals de afgelopen jaren bij zonnepanelen te zien was. De kostprijs van elektriciteit uit zonnepanelen is weliswaar nog steeds hoger dan die uit windturbines (respectievelijk 22 en 17 cent per kWh), maar was zes jaar geleden nog twee keer zo duur.

Een kilowattuur zonnestroom kost nu ongeveer net zo veel als een kilowattuur uit het stopcontact: 22 cent dus. De subsidie voor Gemini is gebaseerd op een kostprijs van 16,9 cent per kWh, terwijl elektriciteit uit kolencentrales grofweg 6 cent kost. De overheidsbijdrage is een exploitatiesubsidie, waarbij de overheid het kostprijsverschil tussen een kilowattuur uit een windturbine en een conventionele elektriciteitscentrale overbrugt. Met een elektriciteitsprijs van 6 cent per kWh is de subsidie dus 11 cent per kWh. Bij deze prijs loopt de subsidie in vijftien jaar op tot 4,4 miljard euro. Voor de goede orde: wanneer deze elektriciteit bij consumenten terechtkomt, krijgt de Belastingdienst vrijwel hetzelfde bedrag terug aan energiebelasting, die 11 cent is van de ongeveer 22 cent die Nederlandse consumenten betalen.

Stijgt de elektriciteitsprijs in de komende vijftien jaar dan daalt het verschil dat de overheid moet overbruggen. “We gaan daarom waarschijnlijk geen beroep doen op het volledige subsidiebedrag”, zegt Berkhout. Het zes jaar oude Amaliawindpark ontvangt echter 9,7 cent per kWh gedurende tien jaar. Wind op zee is dus niet goedkoper geworden in de afgelopen zes jaar.

Foto: Ad MeskensDe vlakke leercurve van wind op zee is onder andere te wijten aan de staalprijs, die de afgelopen vijf jaar is verdubbeld, zegt Boon. Alleen al de funderingspalen (diameter: ruim 7 meter) wegen samen 200.000 ton, het gewicht van twee Amerikaanse vliegdekschepen. Verder zijn de kosten per kilowattuur gebaseerd op een afschrijving van de investering van 2,8 miljard euro in vijftien jaar, terwijl de turbines naar verwachting tien jaar langer zullen draaien. Een onnodige kostenpost is de afbreekgarantie. Gemini moet vanaf dag één meer dan 100 miljoen euro reserveren om het park te kunnen afbreken, een verplichting die een bouwer van een kolen- of kerncentrale niet heeft.

Neerwaartse prijssprong

De grootse kostenbesparing om wind op zee concurrerend te maken met fossiele energie is te halen door massaproductie en -installatie, net als in de zonnepanelenindustrie, zegt Berkhout. “Het bouwen van windparken op zee is nu nog een incident. Wanneer deze projecten op grote schaal worden gerealiseerd, ontstaat pas een volwaardige industrie. Dan komt er een grote neerwaartse prijssprong. Om een vergelijking met de auto-industrie te maken: de eerste T-Ford (de eerste auto van de lopende band, red.) is in de windindustrie nog niet gebouwd.”

Onderwerpen
Deel deze pagina

Partners Maritiem Nederland