De toekomst van drijvende windparken: Transport en verankering

Stel je voor: je staat op het dek van een enorm schip, ver van de kust. Voor je ligt een gigantisch, rood-wit windturbineblad van 80 meter lang. De wind waait, de golven beuken en je hebt één kans om dit gevaarte veilig op een drijvend platform te hijsen.

Dit is de dagelijkse realiteit van de toekomst van windenergie. We verplaatsen onze windparken steeds verder van het vaste land, de diepe zee op.

De traditionele methoden waarbij we funderingen tot op de zeebodem boren, werken niet meer als het water meer dan 60 meter diep is. Dus bouwen we platforms die drijven.

Maar hoe krijg je die enorme constructies, die soms wel 25.000 ton wegen, naar hun plek en hoe zorg je dat ze daar voor altijd blijven? Dat is een logistiek en technisch hoofdstuk waar de hele maritieme wereld nu aan schrijft.

Wat zijn drijvende windparken eigenlijk?

Een drijvend windpark is simpelweg een groep windturbines die niet op de zeebodem staan, maar op gigantische drijvende platformen.

Stel je een olieplatform voor, maar dan met windturbines erop in plaats van een boortoren. Deze platforms zijn via kabels verankerd aan de zeebodem. Het grote voordeel is dat je ze overal kunt plaatsen, ongeacht de diepte. Dit opent de deur voor windenergie op plekken waar het nooit eerder kon, zoals de diepe wateren voor de kust van Japan of de westkust van de VS.

De uitdaging is enorm. Een standaard windturbine op land is al groot, maar een offshore-model is een beest.

De toren alleen al is 100 meter hoog, de wieken hebben een diameter van 150 meter en het totale gewicht kan oplopen tot 1.500 ton.

Als je dit combineert met een drijvend platform van 10.000 tot 25.000 ton, spreken we over structuren die je niet zomaar even verplaatst. De hele operatie, van fabricage tot en met installatie, is een van de duurste en meest complexe onderdelen van zo'n project.

Hoe verplaats je een drijvend windpark?

De logistiek begint al bij de bouw. De platforms worden vaak gebouwd in gespecialiseerde havens, ver van de eindbestemming.

Vervolgens moeten ze naar het windpark worden getransporteerd. Hier komen de echte zwaargewichten in het spel: Heavy-Lift Vessels (HLV's). Denk aan schepen als de 'Svanen' van het bedrijf Van Oord of de 'Sea Installer' van Seaway 7.

Deze schepen zijn ontworpen om extreem zware lading te hijsen. Ze hebben een hijsvermogen van wel 3.000 tot 5.000 ton.

Het proces werkt zo: het platform wordt in de haven op een transportschip of ponton gezet, of het platform vaart (als het al drijvend is) zelf naar de locatie. Een andere, steeds populairdere methode is quayside assembly. Hierbij bouw je de complete turbine (toren, nacelle en wieken) al op het platform terwijl het nog in de haven ligt, naast een kade. Dit is efficiënter en veiliger.

Vervolgens wordt het complete, totaalpakket van soms 25.000 ton door een HLV van de kade getild. De HLV vaart ermee naar de juiste plek, zet het platform voorzichtig in het water en activeert de verankering.

Het hele proces is een delicate dans van precisie en kracht. Een verkeerde beweging en je verliest een project van meer dan €100 miljoen.

De ankerkabels: de levenslijn van het platform

Zodra het platform op de juiste plek ligt, is het zaak dat het daar blijft. Het kan niet wegdrijven en het mag niet te veel bewegen.

De windturbine moet stabiel staan om te kunnen werken. Hier komt de verankering in beeld. Voorkom fouten bij het transport van windturbinebladen; de meest voorkomende vorm van verankering is catenary mooring.

Dit werkt zoals een ketting die van een anker naar een schip loopt.

Je hebt een zwaar anker op de zeebodem (soms een 10-ton scharnieranker, soms een enorme 'dragembedde' die de grond in wordt getrokken), en daar gaat een zware staalkabel naartoe. Deels van staal, deels van synthetisch materiaal zoals polyester. Deze kabels liggen niet strakgespannen.

Ze hangen in een boog, een 'catenary', naar het platform toe. Door dit gewicht en de boog kan het platform een beetje bewegen, maar de kabel zorgt ervoor dat het nooit te ver gaat.

Het is een passief en betrouwbaar systeem. Voor diep water (meer dan 1000 meter) of voor plekken waar je de beweging echt tot een minimum wilt beperken, gebruiken ze taut leg mooring.

Hierbij staan de kabels strakker. Ze bestaan vaak uit een combinatie van staal en synthetisch materiaal en zorgen voor minder beweging. Dit is duurder en technisch ingewikkelder, maar soms nodig.

De kosten: wat kost zo'n operatie?

De kosten voor transport en installatie (T&I) zijn een flink deel van de totale projectkosten.

Voor een traditioneel funderingsplatform op zee (een 'monopile') liggen die kosten rond de 15-20% van de totale investering. Bij drijvende windparken loopt dat op tot wel 25-35%. Waarom? Omdat de techniek complexer is en de schepen duurder. Een dag voor een grote Heavy-Lift Vessel zoals de 'Sea Installer' kost al snel tussen de €150.000 en €250.000.

En je hebt hem voor een langere periode nodig. Laten we de kosten opsplitsen:

• Transport van het platform: Afhankelijk van de afstand en de grootte.

  Reken op €500.000 tot €2 miljoen per platform.

• Installatie van de turbine: De HLV tilt de turbine op het platform.

  Terwijl we de snelle uitbreiding van de Chinese offshore vloot nauwlettend volgen, blijft de inzet van zware kraanschepen cruciaal. Dit kan €1 tot €3 miljoen per turbine kosten.

• Verankering: De ankers en kabels zelf kosten ongeveer €1 tot €2 miljoen per turbine. De installatie ervan met gespecialiseerde schepen kost nog eens €500.000 tot €1,5 miljoen.

Praktische tips voor de logistieke planner

Wie in deze wereld werkt, weet dat het draait om voorbereiding. De weersramingen op zee zijn cruciaal.

Een installatieschip heeft een werkklimaat nodig van golfhoogte onder de 1,5 meter en windkracht 6. Een dag uitstel vanwege slecht weer kost zo'n €150.000. Daarom wordt elk detail van tevoren doorgenomen.

De route van het transportschip wordt tot op de kilometer uitgestippeld, rekening houdend met stromingen, andere scheepvaart en ondieptes.

Een andere tip: denk na over de haven. Niet elke haven is geschikt voor de bouw en het transport van deze giganten. Je hebt diepe wateren nodig (minimaal 12 meter), sterke kades die het gewicht van 25.000 ton kunnen dragen en ruimte voor de enorme onderdelen. Havens like Eemshaven in Nederland, Esbjerg in Denemarken of Massy in Schotland zijn nu al volop in ontwikkeling om deze logistiek te faciliteren.

De keuze van de haven bepaalt vaak al het succes van het project. Tot slot: investeer in de juiste technologie.

De nieuwste generatie ankers, zoals de 'Vryhof Stealth Anchor' of de 'Dragembedde anchors' van Vryhof/Mampaey, zijn duurder in aanschaf, maar besparen enorm op installatietijd. Ze zijn sneller te plaatsen en vereisen minder 'drag' (het uittesten van de ankerkracht). Dat betekent minder dagen voor de duurste schepen en dus een lagere rekening aan het eind van de rit. In deze industrie is tijd echt geld.