Uit Net NL#38: stormachtige groei van offshore windenergie

De Nederlandse regering koerst erop aan om rond 2030 zo’n 21 gigawatt aan windenergie te kunnen opwekken op de Noordzee, zo’n 75% van het huidige elektriciteitsverbruik van ons land. In 2040 moet dat zijn uitgebreid tot 50 gigawatt en voor 2050 staat 70 gigawatt als stip op de horizon. Ook in internationaal verband zijn er grote ambities: de Noordzeelanden hebben uitgesproken om rond 2050 gezamenlijk 260 GW aan opgesteld vermogen te hebben, onderling verbonden via bijvoorbeeld ‘energie-eilanden’ – daarover later meer.

Het is een duizelingwekkende schaalvergroting, zeker voor een sector die feitelijk pas kort bestaat in Nederland. Het begin van die nog prille historie is op heldere dagen te zien vanaf het strand in Egmond aan Zee. Het zijn de 36 turbines van het allereerste, uit 2007 daterende offshore windpark(je) op de Nederlandse Noordzee, met een vermogen van rond de 100 megawatt. Op die kleine schaal volgden nog een aantal, maar het duurde bijna tien jaar tot een écht grote sprong voorwaarts. In 2016 verzette windpark Gemini op een baanbrekende manier de bakens: 150 turbines en een vermogen van 600 megawatt – destijds een absolute wereldprimeur.

Sindsdien ging het ook snel met de andere ‘spelbepaler’: de zo vurig gewenste kostprijsdaling. Offshore wind kende aanvankelijk nog zulke hoge kosten dat flinke overheidssubsidies nodig waren voor de bouw en exploitatie van windparken in de Noordzee. In Duitsland, waar de omstandigheden voor offshore wind vanwege de hogere windsnelheden iets gunstiger zijn, keerde het tij rond 2017, toen daar de eerste subsidievrije gunning van een windkavel een feit was. Nederland bereikte die mijlpaal in 2018: met een subsidievrij bod won Vattenfall de tender voor de eerste twee kavels van windenergiegebied Hollandse Kust (zuid), en een jaar later ook die voor de resterende twee kavels, eveneens subsidievrij. Sindsdien heeft offshore windenergie geen subsidie meer nodig. Het betekent dat de schatkist beduidend minder subsidie hoeft uit te trekken voor de destijds beoogde 3,5 gigawatt aan offshore windenergie: geen 14 miljard euro, maar ongeveer 2 miljard.

Qua netaansluiting voltrok zich ondertussen bijna net zo’n revolutie. Ten tijde van de vroegste Nederlandse offshore windparken – Egmond aan Zee (2007), Prinses Amalia (2008), Luchterduinen (2015) en Gemini (2016) – begon de publieke taak van de netbeheerders pas aan wal. Bij die eerste windparken waren de ontwikkelaars zélf verantwoordelijk voor de verbinding naar het net op het vasteland. Toen grootschalige inzet van offshore wind meer in zicht kwam, wilde de Nederlandse regering die aansluitingen stroomlijnen door er één partij voor aan te wijzen. Het werd TenneT, mede vanwege z’n ervaring met offshore wind in het Duitse deel van de Noordzee. De in razend tempo opgerichte offshore tak van TenneT had daar inmiddels een slordige 4.000 megawatt aan aansluitcapaciteit gerealiseerd.

TenneT wist wat het te doen stond, zelfs al voordat de hoogspanningsbeheerder officieel de (enige) wettelijk aangewezen ontwikkelaar en beheerder van het toekomstige net op zee werd – dat vergde een wetswijziging die even duurde. Want in tegenstelling tot op land is duurzame energiewinning op zee steeds strak geregisseerd. Waar de winwindgebieden precies komen – en dus waar welke transportcapaciteit nodig is – is al jaren van tevoren bekend. Relevant is ook dat de zogenoemde Rijkscoördinatieregeling van toepassing is, bedoeld om sneller besluiten te kunnen nemen bij projecten van nationaal belang. Die regeling kent vastomlijnde protocollen voor belangrijke maar vaak tijdrovende projectaspecten zoals vergunningverlening en inspraak. Dat de aanleg van het net op zee relatief snel verloopt, heeft alles te maken met die strakke regie en heldere langetermijnplanning.

Die voortvarendheid is ook te danken aan de uniforme aanpak die TenneT en de rijksoverheid zijn overeengekomen voor de netaansluitingen – overigens ook gunstig om de kosten zo laag mogelijk te houden. Dat aansluitprotocol is gebaseerd op gestandaardiseerde 700 MW platforms, die de windenenergie via wisselstroomkabels (AC) aan land brengen. TenneT is inmiddels een flink eind op dreef met die aansluitingen. Het begon in 2019 met de 1.400 megawatt (MW) van Borssele Alpha en Beta; afgelopen zomer volgden de twee 700 MW-platforms van Hollandse Kust (zuid). In Wijk aan Zee legt TenneT nu de laatste hand aan de 700 MW aansluiting van Hollandse Kust (noord), waarvan de realisatie gepland staat in 2023. Als in 2024 de 700 MW van Hollandse Kust West Alpha en in 2026 de 700 MW van Hollandse Kust West Beta klaar zijn, heeft TenneT dus zeven keer 700 MW aangesloten.

En daarmee is Nederland er nog niet. In eerste instantie zou het tot 2030 gaan om nog twee grote projecten: IJmuiden Ver Alpha en Beta, van elk 2 gigawatt (GW), wat het totaal zou brengen op zo’n 11 GW. Maar het kabinet heeft het doel verruimd en nieuwe windgebieden aangewezen: Nederwiek, Lagelander en Doordewind (zie kaartje op p.13), opgeteld goed voor ruim 10 gigawatt. Dat komt erop neer dat TenneT voor 2030 vijf extra 2 GW-verbindingen moet aanleggen. Omdat die nieuwe gebieden ook nog eens verder uit de kust liggen, stapt TenneT daarvoor over op een nieuwe standaard-aanpak, gebaseerd op high voltage direct current (letterlijk ‘hoogspanningsgelijkstroom’; meestal aangeduid als HVDC). Voor langere afstanden is een gelijkstroomverbinding namelijk een betere oplossing (zie kader). Deze standaard leent zich volgens TenneT ook goed als basis voor een nog te vormen internationaal HVDC-Noordzeenet (zie de link naar de uitlegvideo bovenaan dit artikel), inclusief verbindende ‘energie-eilanden’. Wie dat idee bekend voorkomt: het doet inderdaad denken aan het al uit 2017 stammende toekomstbeeld van TenneT over de North Sea Power Hub, met een belangrijke rol voor Gasunie vanwege de optie om overtollige windstroom al op zee om te zetten in groene waterstof (power-to-gas).

HVDC

Hoge spanningsniveaus zijn belangrijk om transportverlies beperkt te houden. Vroeger waren die alleen te bereiken in wisselstroom, via transformators. De relatief jonge techniek van high voltage direct current (HVDC) maakt het mogelijk om ook in gelijkstroom hogere spanningsniveaus te creëren. Omdat gelijkstroom een lagere weerstand kent dan wisselstroom (voor de kenners: alleen de ohmse weerstand) is HVDC de meest efficiënte manier om stroom over langere afstanden te transporteren. Het wordt al toegepast bij de internationale BritNed-, COBRA- en NorNed-verbindingen. Vanwege de zeer hoge vermogens (en dus het hoge risico op overslag tussen de componenten) zijn daar wel extra grote converterstations voor nodig.

Met nog minder dan acht jaar te gaan, zijn al die nieuwe netverbindingen behoorlijk ambitieus. TenneT zoekt daarom maximaal naar synergiemogelijkheden. Het nieuwe aansluitprotocol heeft bijvoorbeeld minder kabels en platforms nodig dan de huidige aansluitmethode, en dat scheelt grondstoffen, geld én tijd, belooft TenneT. Ook slim: het zo veel mogelijk parallel leggen van de kabeltracés van de nieuwe verbindingen aan tracés die al zijn bepaald, bijvoorbeeld voor IJmuiden Ver Alpha en Beta. Wat ook kan helpen, is versnelde elektrificatie van de industriële clusters vlak bij de locaties waar de zeekabels aan land komen: bij Borssele, op de Maasvlakte, bij Wijk aan Zee/Velsen en in de Eemshaven. Als de stroom meteen daar wordt benut en niet verder landinwaarts getransporteerd hoeft te worden, scheelt dat weer verzwaring van het ‘landnet’. Een andere optie, minder efficiënt, is om de stroom op deze ‘aanlandplekken’ om te zetten in groene waterstof en op een later tijdstip te transporteren naar de industrie. De daartoe benodigde elektrolysers zijn nu nog erg duur, maar volgens experts kan de kostprijs van deze technologie op termijn nog flink zakken.

Aan ambities geen gebrek dus, op en rond ‘energiecentrale de Noordzee’. Maar hoe reëel zijn ze? TenneT geeft bij monde van woordvoerder Jorrit de Jong ruiterlijk toe dat de verdubbelde nationale doelstelling voor offshore wind ‘een enorme uitdaging’ betekent. Niet alleen voor TenneT zelf, maar voor de hele keten. Nationale en Europese beleidsmakers moeten een betrouwbaar groeipad creëren om investeerders de nodige slagkracht te geven en op tijd te leveren. Snelle vergunningverlening is essentieel om de projecten tijdig te kunnen realiseren. Daarnaast vraagt de beschikbaarheid van – of liever gezegd: schaarste aan – de juiste mensen, materialen en grondstoffen steeds meer aandacht. “Het onderstreept dat de spelers in de offshore sector nog veel nauwer en intensiever met elkaar moeten samenwerken.”

Grote getallen

De platforms van TenneT, de ‘stopcontacten’ waarop de windparken inpluggen, zijn zo’n 24 meter hoog en wegen bijna 4000 ton. Ze worden gebouwd in Dubai, worden over zee naar de Noordzee gesleept en daar met een gigantisch kraanschip op hun 44 meter hoge onderstel geplaatst. De kabels die de stroom transporteren naar het vasteland, ingegraven in de Noordzeebodem, wegen zo’n 100 kilo per meter.