Achtergrond

Waar liggen de limieten in offshore wind?

Auteur: Benno Boeters | Publicatiedatum:

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. De experts van Van Oord vragen zich af waar de grenzen liggen.

Van Oord nam in 2014 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) en optillen. 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 1600-tons kraan. “Om meer sterkte in het schip te krijgen, maken we het dek 1 meter hoger en verbreden we het schip met 3 meter aan weerszijden. We brengen sponsoons 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 helikopterdek”, 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.

Concurrerend

Dat het zo snel gaat heeft alles te maken met de sectorbrede inspanning om de kosten omlaag te brengen. Dat lukt beter dan verwacht werd. De minister van EZ stelde bij de aanbesteding van de windparken Borssele I & II in 2016 de maximale subsidie nog op bijna 12 cent per kWh, maar het Deense Dong vond 7,27 cent 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 & IV, door niet meer dan 5,45 c/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.

De Nexus aan het werk in het Gemini offshore windpark. Voor de installatie van lange exportkabels is de Nexus uitgerust met een kabelcarrousel met een capaciteit van 5.000 ton. In het Latijn betekent Nexus verbinding, een toepasselijke naam voor het schip dat de offshore windmolens met elkaar en het land verbindt.

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 meter diameter, 80 meter lang en een gewicht van 1300 ton”, vertelt Van de Brug. Grote fabrikanten, zoals Vestas en Siemens, maken nu al turbines van 8 MW vermogen. Die staan op monopiles en torens die vanaf het wateroppervlak zo’n 100 meter de hoogte in steken. Om daarbovenop een turbine van 500 tot 700 ton te plaatsen en de turbinebladen van meer dan 80 meter 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.

Verplaatsen

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 fundering plaatsen. Terwijl een conventioneel olie- of gasplatform maar zelden omhoog hoeft te jacken en lange tijd op een plek blijft staan, is dit schip geconstrueerd om zich per etmaal te kunnen verplaatsen.

De Aeolus laadt in de haven elke keer twee monopalen 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. Je zou verwachten dat die buispalen voor de fundering en voor het transitiestuk erbovenop in serie gefabriceerd zijn, maar elke monopile is anders. “Elke positie is uniek en daarom worden ze apart ontworpen”, legt Theo de Lange uit. “De bodemgesteldheid - klei of zand of daartussenin - bepaalt hoe lang de buispaal moet zijn of hoe diep hij steekt. Hoe zwakker 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 aan elkaar gebout.

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

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 (en de sporen verdiend bij onder meer de Storebælt en de Øresund), dient de Svanen nu volledig als installatieschip voor windturbine-funderingen.

Nieuw schip

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’, is in 2015 in de vaart gekomen. Ook is er recent een nieuwe trencher besteld die ingezet wordt om de kabels zo’n 1,5 meter in de zeebodem te graven.

Tot op heden heeft Van Oord negen windparken gebouwd in de Noordzee volgens een 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 windfarms de bodembescherming rond de funderingen. Daarvoor heeft het steenstort-schepen in dienst, waaronder moderne valpijpschepen die op grotere waterdiepte nauwkeurig steen kunnen storten, en een aantal schepen die steen over de zijkant van het schip kunnen storten.

Het uitdagende Gemini windpark-project bestaat uit 150 Siemens windturbines van elk 4 MW, die in 2017 in totaal 600 MW aan duurzame energie zullen leveren voor 785.000 huishoudens. Met een waarde van ruim EUR 1,3 miljard is dit de grootste opdracht die Van Oord ooit binnenhaalde.

De genoemde voorbeelden in de Ierse Zee of voor de Zuid-Hollandse kust steken heel bescheiden af vergeleken met wat er op stapel staat. Kijkend naar de site van 4Coffhore zie je de Noordzee tussen Nederland en het VK, en ten noorden van Duitsland letterlijk volgetekend met huidige en toekomstige locaties. Zo staan naast Borssele I tot en met IV voor de kust van Walcheren - om het even bij Nederland te houden - de kavels voor Hollandse Kust Zuid-Holland I tm 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 site van RVO, noordzeeloket.nl). Als die gerealiseerd zijn, staat er 3500 MW naast de oudere turbines op zee. Maar verderop, waar de Noordzee dieper is, moet nog eens 7000 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 VK zet nog grotere parken op de tekentafel, zoals Creyke Beck A en B, en Teeside A en B, goed voor 4 x 1,2 GW. De locaties liggen op 131 en 165-196 km uit de kust (de kabels landen aan in Hull en Middlesbrough) en liggen dichtbij de Doggersbank.

Knooppunt

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 Edwin van de Brug met een glimlach. Naast de voordelen van zo’n energy-hub voor transport en distributie van windstroom, kan het in een eerder stadium, als nog veel windparken in aanleg zijn, dienen als logistieke basis voor de bouwers. In plaats van mensen en materiaal heen en weer te transporteren (varend of vliegend) tussen de verschillende thuishavens, kan het materiaal tijdelijk worden opgeslagen op het eiland en kunnen mensen er gehuisvest worden. Dat zou een hoop brandstof besparen.

Onderwerpen
Deel deze pagina

Partners Maritiem Nederland