Zeewind vergt nog heel wat brainstormen

Zeewindstroom kost ongeveer 17 cent per kilowattuur, stroom uit een kolencentrale 7 cent. Een kind begrijpt dat dat verschil omlaag zal moeten. En dat gaat gebeuren ook.

Het wordt slalommen straks op de Noordzee. Als volgend jaar het nieuwe schip Aeolus van aannemer Van Oord met zijn eerste lading windmolens uit Denemarken door de Duitse Bocht naar Nederland vaart, moet dat de voorhoede zijn van een eindeloze colonne palen die her en der in de Nederlandse zeebodem worden geprikt. Deze eerste 43 Deense molens komen in een park van Eneco voor de kust bij Katwijk, daarna komen er 150 boven Schiermonnikoog, en dan - dan moeten er nog een stuk of 700 bij.


Het kabinet heeft vrijdag de gebieden aangewezen waar al die dingen moeten komen. Voor de kust van Holland is dat zo'n beetje al het water waar geen scheepvaartroutes liggen. Windenergie krijgt er 1.425 vierkante kilometer aan extra Noordzee bij, boven op de 1.500 vierkante kilometer die al eerder aangewezen was.


Daarmee voegt het kabinet de daad bij het Energieakkoord. Het arceren van geschikte gebieden is een eerste stap; daarna kunnen ontwikkelaars vergunningen en subsidie gaan aanvragen. Langzaam wordt de zee gevuld, de komende tien jaar.


Er is één maar: dan moeten die dingen wel een stuk goedkoper worden. De zevenhonderd molens, 3.450 megawatt, krijgen alleen subsidie als de kostprijs van de opgewekte stroom stapsgewijs daalt, totdat hij over tien jaar 40 procent lager is.


Dat is nogal wat, maar het moet. Als dat niet lukt, zo schreef minister Kamp van Economische Zaken een paar weken geleden aan de Tweede Kamer, dan gaat het hele feest niet door. 'De kostenreductie is taakstellend. Er is geen mogelijkheid om duurdere windmolens te realiseren en er is in dit licht geen risico op uit de hand lopende kosten.'


Nu kost het opwekken van zeewindstroom ongeveer 17 cent per kilowattuur. Dat moet dus in tien jaar naar 10 cent (stroom uit een kolencentrale kost ongeveer 7 cent, zonder de schade aan milieu en klimaat mee te rekenen). De vereiste daling wordt vastgelegd in de subsidieregeling, de zogeheten SDE+. De bedrijven zullen steeds minder krijgen, de komende tien jaar. Nou ja, minder: ook op deze manier kan de subsidie om de hele operatie te dekken uiteindelijk toch nog oplopen tot 18 miljard euro, in de vijftien jaar dat de turbines draaien.


Dat zijn miljarden euro's, die je als bedrijf niet wilt laten lopen. En dus moeten de kosten omlaag.


Grote vraag

Dus is de grote vraag: gaat dat lukken?


'Iedereen in de branche heeft het over die 10 cent', zegt David Molenaar, baas van de winddivisie van Siemens in Nederland. Het Duitse bedrijf levert op dit moment ongeveer tweederde van de windturbines op zee in Europa (de rest komt van het Deense Vestas en het Duitse Repower). 'Iedereen is er zich van bewust dat de kosten omlaag moeten. En kunnen.'


'Het is niet alleen om aan de Nederlandse eis te voldoen', zegt Jasper Vis van het Deense energiebedrijf DONG, de belangrijkste ontwikkelaar van windparken op zee. 'Dit staat internationaal op de agenda. Wind op zee moet uiteindelijk zonder subsidie kunnen concurreren met andere vormen van energie, anders heeft de techniek op lange termijn geen bestaansrecht.'


En er valt nog veel te winnen, zegt Albert van der Hem van windadviesbureau BLIX Consultancy. 'De auto was in 1925 ook nog niet uitontwikkeld. Een auto heeft nog steeds vier wielen en een motor en een versnellingsbak. Maar hij is toch echt een stuk zuiniger geworden.'


De offshorewindmolen staat nog aan het begin van zijn ontwikkelingscurve, valt overal te horen. Tot dusver waren de meeste molens die op zee werden geplaatst in feite gewoon landmolens. Nu hebben de fabrikanten steeds meer in de gaten dat de offshore-omstandigheden om specifieke molens vragen. Lichter, gemakkelijker neer te zetten, gemakkelijker te onderhouden. De benodigde kostendaling zal dan ook van een heel scala aan technieken en organisatorische slimmigheden komen. 'Er is niet één golden bullet', zegt hoogleraar windenergie Gerard van Bussel van de TU Delft. 'Het moet van verschillende kanten komen.'


Het windadviesbureau GL Garrad Hassan heeft het vorig jaar eens op papier gezet. Nieuwe turbinetechnieken moeten 17 procent winst opleveren. Daarnaast valt winst te halen in de funderingen en installatie, in slimmer ontwerpen van de parken, door meer concurrentie, door lagere risico's. Ook een langere levensduur - nu twintig jaar - van de windmolens kan de kosten per geleverde kilowattuur aardig omlaag brengen.


In de eerste plaats gaat het over grotere vermogens en grotere rotordiameters. De eerste windmolens op zee haalden een vermogen van 2 tot 3 megawatt, nu halen ze 6 megawatt - en het gaat verder naar 8 en 10. In principe produceren die meer en efficiënter stroom. Daarnaast wordt er gewerkt aan aerodynamischer wieken en een efficiënte overbrenging van de draaiende beweging van de wieken naar de stroomgenerator - een bedrijf als Siemens zweert in de toekomst bij direct drive, een molen zonder tandwielkast. Dan kunnen de gondel en de mast lichter. 'En je hebt minder roterende delen; je hoeft minder vaak olie te vervangen', zegt Molenaar. 'Dat is een grote operatie, het is fijn als je die kunt vermijden.'


Concurrentie

Innovatie in turbines is één ding, maar voor lagere kosten is het wel nodig dat er meer concurrentie komt tussen de turbinefabrikanten. Nu hebben Siemens en Vestas de markt grotendeels in handen. Er zijn nieuwe leveranciers in aantocht: de Franse bedrijven Areva en Alstom, het Spaanse Gamesa, Aziatische producenten zoals Samsung, Hyundai, Mitsubishi, Daewoo en Sinovel. 'Dat werd tijd', zegt Van der Hem. 'Zonder concurrentie wordt de innovatie alleen gebruikt voor grotere winstmarges.'


De meeste andere innovaties gaan vooralsnog in kleine stapjes. Eneco bijvoorbeeld zal in het park Luchterduinen, waarvan de aanleg volgend jaar voor de kust van Katwijk begint, zijn molens direct op de funderingspalen gaan zetten. Dat betekent dat er geen los transitiestuk - het gele deel onder aan de mast - meer nodig is. Idee van Van Oord, de Nederlandse baggeraar die veel windparken aanlegt.


Van Oord zet bij dit park ook voor het eerst zijn nieuwe gespecialiseerde installatieschip in (vroeger waren het gewoon schepen en hefeilanden uit de offshore-industrie), dat de turbines in Denemarken ophaalt en ze meteen op zee neerzet. Voorheen kwamen ze over land naar Nederland om hier pas te worden opgepikt, wat een extra stap tot gevolg had met alle tijdverlies, kosten en risico's van dien.


Er zijn meer hoopgevende technieken. Neem de suction bucket, een nieuw soort fundering die zich vacuüm zuigt in de bodem en waarvoor niet geheid hoeft te worden. Dat betekent enorme tijdwinst. Maar zulke technieken zijn nog onbewezen, en zijn voor financiers een te groot risico.


De windbranche heeft daarom een plan gelanceerd om ergens op zee een demonstratiepark te bouwen, waar geëxperimenteerd kan worden met nieuwe technieken. Iemand als Van Bussel zou daarin ook graag experimenteren met de stand van de molens, en hoe ze net iets minder wind van elkaar afvangen: weer 2 procent winst.


Zo'n park moet er in 2015 komen, omdat het de enige manier is om iets uit te proberen, te bewijzen dat het werkt, en zo de financiers te overtuigen. De overheid zou het demonstratiepark in 2014 moeten aanbesteden.


Afweging

Maar de grote vraag is dan wel of de uitbater van dat park de benodigde offers gaat brengen. 'Zo'n park zal ook gewoon moeten draaien', zegt Van der Hem. 'De operator zal een afweging maken tussen innovatie en economische haalbaarheid. Zo'n investering gaat daar langs de directie. Die kan ook kiezen voor een traditioneel park.'


Het Deense DONG, dat drie vergunningen voor nieuwe windparken op zee heeft, ziet in elk geval niet zo veel heil in een demonstratiepark. 'Dat klinkt alsof we het wiel nog helemaal moeten uitvinden', zegt Vis. 'Je kunt gewoon aan de slag hoor, we hebben nu geen tijd om lang na te denken. Ja: innovatie is nodig, maar je kunt ook gewoon een paar experimentele molens zetten.'


Van Bussel ziet dat anders. 'Je wilt ook kijken hoe turbines op elkaar reageren, en hoe je het onderhoud handig kunt aanpakken. Het gaat om de combinatie van turbines en onderhoud, dat kun je veel slimmer doen.'


In de samenwerking tussen alle partijen die nu niet samenwerken is sowieso nog veel te halen. 'De energiebedrijven brengen de aanbesteding van zo'n windpark nu vaak in brokjes op de markt', zegt Theo de Lange van Van Oord. 'De een levert de turbines, de ander installeert ze, weer een ander doet de fundering, en een vierde de kabels. En dan gaat zo'n energiebedrijf ervoor zorgen dat het allemaal op elkaar aansluit. Daar gaat het vaak mis. Je kunt het beter in één pakket stoppen waarvoor één aannemer verantwoordelijk is. Dat verbetert de efficiency gedurende de aanleg.'


Bedrijven zouden hoe dan ook veel meer van elkaar kunnen leren, zegt Van Bussel. 'Er is al zoveel ervaring opgedaan met parken, en toch worden fouten vaak herhaald. We zouden de bedrijven die subsidie krijgen, moeten dwingen transparanter te zijn. Dat zou je kunnen meenemen in de SDE-voorwaarden. Er is een gezamenlijke leercurve, en die moet je gebruiken om die subsidies zo efficiënt mogelijk te gebruiken.' Nu wordt dit vaak verstoord door opgelegde geheimhoudingsovereenkomsten.


Uiteindelijk is iedereen het erover eens: die 40 procent kostenverlaging is ambitieus. Half oktober liet Dirk Berkhout, ontwikkelaar van een park boven Schiermonnikoog, nog weten dat dat getal waarschijnlijk niet wordt gehaald - hij wees daarbij onder meer op de stijgende investeringskosten in het recente verleden. De molens worden onder andere duurder omdat ze in steeds verder van de kust in dieper water moeten worden neergezet, omdat ze groter worden en omdat materiaalkosten stijgen.


Nu valt daar wel een kanttekening bij te plaatsen: grotere molens kosten misschien meer, maar zijn goedkoper in het onderhoud. Je moet naar de totale kosten per opgewekte kilowattuur kijken, zeggen dan ook alle windexperts. En stijgende materiaalkosten zijn niet zo heel waarschijnlijk, met een overschot op de Europese staalmarkt.


Maar het diepere water is wel een punt. Vooralsnog is er voor de Nederlandse kust nog wel wat ruimte in relatief ondiep water (20 meter), maar vanaf 2020 wordt het waarschijnlijk toch dieper, constateerde ECN in september. Dat kan die vereiste 40 procent kostenverlaging (die geldt op een gegeven waterdiepte) 'deels of geheel teniet doen'. Er is dus wel degelijk kans op oplopende kosten. Wat er dan gebeurt weet nog niemand - maar Kamp erkende in antwoord op kamervragen van René Leegte dat hij alternatieven onderzoekt. Eén daarvan: dat we de groene stroom straks uit arren moede maar uit het buitenland proberen te halen.


Eerste slimme idee: generator op land

Er gaat nogal eens iets kapot op zee. Vooral de generator - de dynamo in de gondel - is kwetsbaar. Bovendien moet die regelmatig onderhouden worden, zegt Niels Diepeveen van de TU Delft. 'We zijn gaan denken: is het niet beter de wind op zee te vangen en de elektriciteit met een generator op land te produceren?'


Diepeveens voorstel: vervang de generator en tandwielen door een hydraulisch systeem, met leidingen die vanaf diverse turbines naar een verzamelpunt op het land lopen, waar ze worden gekoppeld aan een turbine die elektriciteit opwekt. Hydraulische systemen transporteren energie doordat het spul in de leidingen wordt samengedrukt. Meestal werken ze met olie als medium. Dat kan ook anders. 'Op zee heb je een overvloed aan zeewater. Voor energietransport over lange afstand is de lagere viscositeit en de hogere samendrukbaarheid gunstig ten opzichte van hydraulische olie.' En dan is er nog een milieuvoordeel: bij een eventueel lek verdwijnt er geen olie in zee.


Volgens Diepeveen kan zijn hydraulisch systeem op zee gemakkelijk tien kilometer overbruggen zonder al te grote verliezen - hoewel het verlies bij hydrauliek altijd groter is dan bij een tandwieloverbrenging (in de orde van grootte van 10 procent, zegt de onderzoeker). Maar de oplossing kent voordelen: tot 60 procent lichtere gondels, met minder kwetsbare overbrengingen op zee, en de turbines op land.


Tweede slimme idee: accu's

Efficiency is gebaat bij betere windvoorspellingen, zegt Vincent Schellings van de divisie duurzame energie bij technologieconcern GE. 'Nu kunnen we een dag van tevoren al goed voorspellen hoe hard het gaat waaien, waardoor je weet hoe veel stroom je kunt leveren.'


Tot een uur van te voren is die voorspelling nog beter - dan weet je tot op 5 à 10 procent nauwkeurig hoe hard het zal waaien. Maar net in die laatste paar procent zit hem de kneep, zegt Schellings: de netbeheerder moet vraag en aanbod van elektriciteit precies in balans houden; het elektriciteitsnet kan maar kleine afwijkingen opvangen. Als een molen dus minder levert dan voorspeld, moet de beloofde energie van elders komen - meestal van een gascentrale. 'Dat is geen probleem, maar bijschakelen op het laatste moment is kostbaar', zegt Schellings.


De oplossing is het inbouwen van accu's in windmolens. Als er meer wordt geleverd dan voorspeld, wordt de extra energie daarin opgeslagen. Is er minder wind, dan kan de accu worden gebruikt om het tekort aan te vullen, zodat de turbine altijd levert wat is beloofd. Die accu's van ongeveer 200 kilowattuur kunnen zulke pieken en dalen een paar minuten opvangen - precies de marge van de windvoorspelling.


In Californië draait inmiddels zo'n turbine met accu. Op GE's testlocatie in de Wieringermeer staat er een zonder. Volgend jaar zal een significant aantal van dit type molens worden bijgeplaatst.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden