Monopile vs. Jacket funderingen: Kosten en installatietijd

Stel je voor: je staat op het dek van een zwaar transportschip, kijkend naar een monopile van 1800 ton. Een kolos van 84 meter lang en 10,6 meter dik.

De wind waait over de Noordzee, de golven beuken tegen de romp. De vraag die op dit moment door je hoofd schiet, is er een die miljarden euro’s en duizenden uren werk bepaalt: welke fundering kies je voor je volgende offshore windpark? De klassieke monopile of de meertraps jacket?

Het antwoord is niet simpel. Het hangt af van je budget, je deadline, de diepte van de zee en de grond waarop je bouwt.

Laten we het erover hebben, zonder ingewikkelde termen. Eerlijk, rechttoe rechtaan.

Monopile fundering: de ijzeren reus

Een monopile is precies wat het klinkt: een enorme, enkele pijler die de grond in wordt geslagen. Het is de werkpaard van de offshore windindustrie.

Simpel, sterk en effectief. Vooral voor ondiepere wateren tot ongeveer 30 meter diepte is dit de standaard.

Het proces is logisch: een schip met een zware hijskraan (heavy-lift) manoeuvreert de pijler op zijn plek, een hydraulische hamer slaat hem de zeebodem in, en klaar is Kees. De turbine wordt erop geplaatst en het windpark draait. De industrie zet massaal in op deze technologie.

Nederland wil tegen 2032 maar liefst 21 GW windvermogen op zee hebben staan. De Noordzeelanden samen streven naar 193 GW in 2040. Dat zijn gigantische aantallen. Om aan die vraag te voldoen, bouwt Sif (een van de grootste producenten) een nieuwe fabriek op de Maasvlakte.

Vanaf mei 2025 produceren ze daar 200 monopiles per jaar. Hun machines kunnen pijlen tot 11 meter doorsnee en 120 meter lengte aan.

Denk aan projecten als Empire Wind 1 (54 monopiles) en Ecowende (52 monopiles). Het is een geoliede machine geworden.

Toch is het niet alleen rozengeur en manenschijn. De installatie van deze giganten veroorzaakt veel onderwaterlawaai. Dat is slecht voor de zeezoogdieren.

Om dit te verminderen, testen ze nieuwe technieken. Bij windpark Gode Wind 3 hebben ze in 2024 een jetsysteem getest.

Waterstralen lossen de bodem op, waardoor de paal verzinkt zonder lawaai van een heibonk. Dat is een gamechanger voor de natuur. Ook gebruiken engineers de PISA-methode (Pile Analysis) om het gedrag van de paal veel nauwkeuriger te voorspellen. Dit voorkomt dat je te veel materiaal gebruikt en bespaart kosten.

Jacket fundering: het lichte, sterke netwerk

Als de zee dieper wordt of de grondlasten complexer, schuift de monopile opzij voor de jacket. Een jacket is geen enkele pijler, maar een complex stalen roosterwerk.

Het lijkt op een enorme, omgekeerde driehoek of een piramide die op de zeebodem rust.

Het gewicht ligt veel lager bij de bodem, wat het stabiel maakt. Bovenop het roosterwerk zit een "template" of platform waar de turbine op wordt gemonteerd. Je hebt vaak meerdere kleine palen (pile clusters) nodig om dit gevaarte te verankeren.

De voordelen van een jacket zijn duidelijk bij specifieke uitdagingen. Ze zijn lichter dan een monopile voor wat betreft het bovenwaterse deel. Dit maakt ze beter bestand tegen de krachten van extreme stormen en de eisen van steeds zwaardere turbines. Vooral op dieptes van 40 tot 60 meter, of op plekken met moeilijke grond (zoals rots of zachte klei), komt de jacket tot zijn recht.

De fabricage is complexer en vereist precisiewerk, maar het open ontwerp zorgt voor minder weerstand in het water.

Er zitten echter addertjes onder het gras. De installatie is een stuk ingewikkelder.

Waar je bij een monopile fundering in de zeebodem heit, moet je bij een jacket eerst het roosterwerk in elkaar lassen of schroeven. Vervolgens moeten de ankerpalen (soms wel 4 tot 8 per fundering) stuk voor stuk de grond in. Dat kost meer tijd en meer vaarbewegingen van schepen.

Elke las is een potentiële vertraging. Het vereist specialistisch laswerk op zee, wat duur is en weersafhankelijk.

De vergelijking: Kosten en Installatietijd

Laten we de balans opmaken. Wat telt nu echt als je boven de tafel zit met je investeerders?

• Initiële Kosten (CAPEX): Over het algemeen is de monopile op dit moment de goedkoopste optie voor de meeste projecten. De productie kan in grote series (200 per jaar bij Sif), de installatie is snel (soms maar 1 dag per fundering). De jacket is duurder. De staalconstructie is ingewikkelder, de fabricage arbeidsintensiever en de installatie van de losse palen kost meer geld. Schattingen lopen uiteen, maar een jacket kan soms 20-30% duurder zijn in aanschaf en installatie dan een monopile.
• Installatietijd: Dit is een directe kostenpost. Tijd is geld. Een monopile installeren met een 'drive-on' heifonds of een zware kraan is razendsnel. Een jacket vergt meerdere fasen: leggen van de template, installeren van de ankerpalen, lassen van de verbindingen, en tenslotte het plaatsen van de turbine. Dit kan weken duren per stuk in plaats van dagen. Vertraging door slecht weer treft de jacket harder omdat je meer openstaande werkzaamheden hebt.
• Capaciteit en Diepte: De monopile wint bij ondiep water en harde bodems. Tot 30-40 meter is het de koning. Ga je dieper, of heb je te maken met zachte bodemlagen die de paal laten doorschuiven? Dan is de jacket vaak de enige technisch haalbare optie. Hij verdeelt de krachten beter over een groter oppervlak.
• Gebruiksgemak en Logistiek: De monopile is logistiek gezien een droom. Een grote pijler, een schip, een hamer. De jacket is een logistieke nachtmerrie. Je hebt meerdere speciale schepen nodig (een hijskraanschip, een pijpenlegger, een lasboot) en zeer gespecialiseerde bemanningen. De toeleveringsketen is kwetsbaarder.
• Kosten op Termijn (OPEX) & CO2: Hier wordt het interessant. De jacket bevat minder staal (lager gewicht) en heeft daardoor een lagere CO2-voetafdruk bij de productie. Dat telt zwaar in de huidige markt. Echter, de complexiteit van de jacket zorgt voor meer lasnaden. Lasnaden zijn zwakke punten die na 15-20 jaar vermoeid kunnen raken door de cyclische belasting van golven en wind. Onderhoud aan een jacket is vaak duurder en gevaarlijker dan aan een monopile. Je moet er met speciale teams naartoe.

De keuze is niet alleen technisch, het is een strategische beslissing die je project levensvatbaar maakt of breekt.

De valkuilen: waarom de theorie faalt

Een veelgemaakte fout is het negeren van de cyclische belasting over de levensduur. Je bouwt voor 25 jaar.

Elke golf, elke windvlaag geeft de fundering een tikje. Na twintig jaar kan het staal vermoeid raken. Bij een jacket zijn de lasverbindingen hier het gevoeligst.

Een monopile heeft minder lasnaden, maar kan door grondverzakkingen langzaam kantelen. Je moet niet alleen kijken naar wat het nu kost, maar wat het kost als je na 15 jaar de boel moet repareren.

De PISA-methode helpt hierbij, door dit gedrag beter te voorspellen en te zorgen dat de paal diep genoeg zit om verzakking te voorkomen. Ook de CO2-impact wordt vaak als sluitpost behandeld, maar dat is een vergissing. Opdrachtgevers eisen steeds vaker een lage CO2-voetafdruk.

De jacket wint hier punten omdat-ie lichter is. Minder staal = minder uitstoot.

Maar, als de installatie van die jacket door al het gesleep met schepen en langer durende werkzaamheden juist meer CO2 uitstoot, wint de monopile alsnog, zeker als je kijkt naar de inzet van gespecialiseerde installatieschepen.

Je moet de totale keten bekijken. Sif probeert de monopile groener te maken door efficienter te produceren, maar de jacket blijft in de basis een lichter ontwerp.

Keuzehulp: Welke fundering moet jij kiezen?

Als je nu echt moet kiezen, hier is de directe leidraad. Voel je vrij om deze even te screenshotten.

Kies de Monopile als: Kies de Jacket als:

• Je waterdiepte minder is dan 35 meter.
• De bodem stabiel is en geen extreme zachtheid vertoont.
• Je kosten onder druk staan en je snelle installatie nodig hebt.
• Je productiecapaciteit wilt opschalen (zoals de 200 stuks per jaar van Sif).
• Je het onderwaterlawaai wilt minimaliseren met jetsystemen.

De Middenweg: De Tripile of Hybride
Er bestaat trouwens een middenweg. Soms wordt er gekozen voor een 'tripile' of een hybride structuur. Drie kleinere palen die samen een platform dragen. Dit is vaak sterker dan een enkele monopile, maar makkelijker te installeren dan een volwaardige jacket.

• Je dieper water aantreft (40+ meter).
• De grond zeer zacht is of rotsachtig.
• Je turbine een extreem hoog vermogen heeft (15+ MW) en veel gewicht boven water.
• De CO2-doelstellingen voor de bouwphase het belangrijkst zijn (minder staal).
• Je budget ruim is en de planning lang genoeg om complexe installatie aan te kunnen.

Dit is vooral interessant voor de overgangszone: dieper dan 30 meter, maar nog niet diep genoeg voor de meest complexe jackets.

Het is een niche-oplossing die steeds vaker wordt overwogen. Uiteindelijk draait het om de balans tussen snelheid, geld en duurzaamheid. De monopile is de snelle, goedkope krachtpatser, zeker als je kijkt naar de beste schepen voor het installeren van monopiles. De jacket is de duurzame, sterke specialist voor de zwaardere gevallen. Welke kies jij?