Windturbines op zee steeds imposanter

Inleiding
De Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW) heeft op 03 april 2017 een publieksbijeenkomst georganiseerd over de Toekomst van windenergie. In praktijk ging het voornamelijk over wind op zee, want daar ligt de toekomst. Ik was erbij in de Openbare Bibliotheek van Amsterdam.

Ik heb na afloop even met een van de sprekers gepraat, Dirk Sijmons. Dat is de auctor intellectualis (althans, een van de ..) van het mooie Energetic Odyssey-plan. Het is aan de ene kant een visionair plan, anderzijds is het perfect uitvoerbaar met grotendeels huidige techniek, mits daar voldoende investering, grootschalige logistiek en voldoende politiek benul aan gekoppeld wordt. Materiaal van zijn hand heb ik al gebruikt als inbreng in het Posad-verhaal over energie in Brabant (zie ZO Brabant als trage supertanker richting energietransitie en de terreinbeheerders in spagaat).

Ook van een andere spreker, Mel Kroon van TenneT, heb ik de inbreng al in deze kolommen verwerkt (zie Het energie-eiland van Tennet).

De constructies
Blijven drie coryfeeën over, waar ik nog niet aan toegekomen was, Gijs van Kuik, Edwin van de Brug en Kees Versteegh.

Gijs van Kuik is emeritus-hoogleraar aan de TU Delft en als het ware de eminence grise van de Nederlandse windmolen-wetenschap. Hij schetste de ontwikkeling, en de vele researchvragen die er nog lagen. Het opschaaltempo van windturbines op zee is beduidend korter dan de technische levensduur van losse exemplaren, dus dat kan in principe nog verrassingen gaan geven. Bijvoorbeeld, hoe de fundering zich houdt van die machtige constructies, want dat is soms gewoon een paal die diep in de grond steekt.

Balastingsmodel van de zeebodem (via Van Kuik)
(Van Kuik, TUDelft, april 2017)

Onder het kopje “De ontwikkeling van de bladtechnologie van Bonus (1985) tot Siemens (2012)” toont van Kuik in een notedop de technische vooruitgang in de sector. Bonus was het eerste bedrijf dat in 1985 commercieel moderne bladen maakte. Sindsdien zijn ze in essentie qua opzet niet veranderd, maar wel groter en beter geworden.
De clou is dat de rotordiameter *10 is, de rotoroppervlak dus *100, het vermogen * bijna 100, en het rotorgewicht *80 (terwijl men op basis van de normale opschaling *1000 zou verwachten).
Desalniettemin, zegt Van Kuik, beginnen de grenzen gevoeld te worden van het eigen gewicht van de machines en de ontoereikende kennis van de metaalmoeheid.
En er doen zich vragen voor van systeemintegratie. Wie is waarover de baas? Hoe stem je elektriciteitsmarkten af? Hoe verzeker je technische zaken als afstemming en opslag?

(Van Kuik, TU Delft, april 2017)

Eén windturbine, zei van Kuik, is goed bestuurbaar. Hierboven de windsnelheid en daaronder het feitelijk afgeleverde vermogen aan het net, vraaggestuurd. Maar werkt dit ook nog bij een heleboel turbines tegelijk?

Ander interessant punt: hoe kunnen windparken op zee multifunctioneel worden? Boten mogen vanwege de kabels niet tussen de palen vissen, wat enerzijds kost en anderzijds wel eens meer zou kunnen opbrengen omdat er rustplekken voor vis in zee komen. Of er waterstof gaan maken (idee van TenneT-baas Kroon). Of energie-opslag?

Van Kuik, TU Delft, april 2017

Edwin van de Brug is van reiomanager van Van Oord Offshore Wind Projects – mondiaal een van de paar overgebleven spelers die in deze booming business nog mee kan. “De Denen leveren de turbines, de Nederlanders plaatsen ze en wij zorgen voor de broodjes” aldus een jaloers Engels citaat. Men kan zich de vraag stellen of bij een meer consistente Nederlandse energie- en industriepolitiek in het verleden Nederland niet ook turbines had kunnen leveren, maar dit terzijde.
“We zijn nog maar net begonnen” was de veelzeggende titel van de presentatie, die verder een typische mix was van beroepseer, ontzag voor de bijna waanzinnig grote machines en de eisen die aan een onderneming in dit soort situaties gesteld worden.

Een Nacelle (het “huis” boven op de paal waar de wieken aan vast zitten)
Funderingspaal (Van de Brug, Van Oord, april 2017)
Het huidige grootste installatieschip (Van de Brug, Van oord, april 2017)

De hefschepen werden te klein. Op een gegeven moment had iemand het heldere idee om een coaster te kopen, daar vier bedienbare poten onder te zetten, en daarmee het hele schip zichzelf te laten ophijsen. Dat werkte, maar de constructie was al weer snel te klein. Hierboven het jongste en dus grootste hefschip in de vloot.

Kees Versteegh had een adviesbureau VWEC, een bedrijf dat is overgenomen door het Chinese XEMC. Nu gaat hij door het leven als CTO van XEMC-Darwind.
Zijn bijdrage is vooral technisch van aard, maar staat ver van de politiek af. In deze kolommen heb ik een voorkeur voor onderwerpen met een politieke lading en daarom (en uit ruimteoverwegingen) laat ik de bijdrage van Versteegh onbesproken. Maar dat is niet omdat hij niet goed was.

Alle bijdragen, behalve die van Sijmons, (ook die van Kroon en Versteegh) zijn terug te vinden via www.knaw.nl/nl/actueel/agenda/windenergie (tab “sprekers en samenvattingen”).
De ideeën van Sijmons zijn terug te vinden op www.hnsland.nl/nl/projects/2050-energetic-odyssey .

En wat kan dat nou opleveren aan energie? En de gevolgen voor Brabant
De cijfers die voor wind op de Noordzee genoemd worden lopen wat uiteen, maar zitten in dezelfde orde van grootte.

Tennet-baas Kroon spreekt in zijn presentatie van 150GW. Als je uitgaat van 4000 vollasturen, geeft dat grofweg 2160PJ per jaar.
Sijmons heeft het over 25.000 turbines van 10MW gemiddeld, dus over 250GW.  Bij hetzelfde aantal vollasturen geeft dat 3600PJ.
Het blad De Ingenieur noemt bij het plan van Sijmons 4300PJ.

Voor dergelijke nog half-visionaire ideeën voor het jaar 2050 een alleszins acceptabele mate van overeenstemming.

Reken ik verder met Sijmons, dan praat je over 3600PJ voor alle Noordzeelanden samen. Stel eens (leek Sijmons geen gekke schatting) 20% voor Nederland, dan komt er 720PJ stroom deze kant op.
Doe er eens wat verlies af en tel Brabant voor 1/7de deel van Nederland, dan omgerekend 100PJ voor Brabant. Als je erg optimistisch bent over de besparing, is het totale Brabantse energiebudget in 2050 ongeveer het dubbele.
De Noordzee zou dus in een optimistisch scenario in beginsel goed kunnen zijn voor pakweg de helft van de Brabantse energie in 2050. Die andere helft is overigens nog steeds een zware taak. In een meer pessimistisch (en vooralsnog realistischer scenario) is de Noordzee goed voor zo’n 40% van Brabant.
Geforceerde toeren uithalen om de provincie, en elke gemeente binnen de provincie, energieneutraal te laten zijn hoeft niet. Maar ook de resterende taak is zo zwaar, dat het verstandig is om voorlopig te doen alsof je wel energieneutraal moet worden.

Feiten en cijfers – Steenkool_Uniper feb 2016

Wat kost een kWh?
Men kan de PVV geruststellen, die steeds een lachwekkend nummertje maakt over zwaar gesubsidieerde windminaretten (je moet iets kronkeligs verzinnen om bij energiemachines de Islam bij te slepen – de oudst bekende windmolen dateert overigens van 500nChr en stond in Iran): wind op zee is binnenkort goedkoper dan stroom uit kolen (en zeker goedkoper dan stroom uit gas of uit kerncentrales).
Bovenstaand overzicht (gemaakt door Ecofys, 2014) staat in een brochure van Uniper (Uniper is het fossiele sterfhuis van de voormalige reus E.ON). Levelized Costs Of Energy (LCOE) is wat het kost om op de klassieke wijze de kostprijs uit te rekenen als je enerzijds geen subsidie krijgt, en anderzijds indirecte maatschappelijke kosten buiten beschouwing laat). De brochure is binnen te halen via Uniper-brochure over steenkool .
Gemiddeld over de EU kost een kWh uit kolen in Europa 7 tot 8 cent/kWh (en, nog maar eens voor de PVV, atoomstroom kost 10 cent/kWh).
Gemiddeld over Europa kostte een kWh uit wind op zee in 2014 12 a 13 cent/kWh, maar dat is snel gedaald tot 5,5 cent/kWh in de reeds afgesloten contracten Borssele 3 en 4 en 5,0 cent bij Kriegers Flak.

Om dit te plaatsen: de groothandelsprijs voor stroom schommelde in 2016 rond de 3 a 4 cent/kWh .

Er gaat dus nog wat subsidiegeld naar wind op zee, maar er zijn in 2017 al enkele overeenkomsten afgesloten die rond 2024 subsidieloos gaan werken (zie www.wattisduurzaam.nl/9119/featured/nieuw-record-offshore-wind-zakt-zakt-naar-6-cent-per-kwh/ ).
E.ON zag zijn lijk al in de Noordzee drijven en heeft zijn fossiele opwekvermogen niet voor niets in een sterfhuis ondergebracht.