Windparken van de toekomst

Windparken op zee spelen een belangrijke en zichtbare rol in de overgang naar hernieuwbare energieproductie. Toekomstscenario's en alleen al de North Sea Energy Outlook geven aan dat er op de Noordzee tegen 2050 tussen de 38 en 72 GigaWatt aan windenergie moet worden opgewekt om de energietransitie te realiseren. Daarmee bereiken we de doelen en missies die internationale en nationale overheden hebben gesteld.

Volwassenwording

In de afgelopen dertig jaar ontwikkelde de offshore windsector zich tot een volwassen industrie. De focus van de onderzoeks- en innovatie-inspanningen zijn tegenwoordig niet alleen meer gericht op kostenreductie en risicobeperking. Onderwerpen als schaalvergroting, minimalisering van milieu-impact, maximalisering van de toegevoegde waarde door meervoudig gebruik in windparken en integratie in het bestaande energiesysteem, evenals duurzame ontmanteling, krijgen steeds meer aandacht. De windparken van de toekomst zijn energieparken met meerdere vormen van duurzame energieopwekking, samen met andere toepassingen zoals bijvoorbeeld aquacultuur.

Multidisciplinaire aanpak

Om de uitdagingen van toekomstige windmolenparken aan te pakken, is een multidisciplinaire aanpak van onderzoek op het gebied van engineering, interactie tussen ecosystemen en mariene ruimtelijke ontwikkeling essentieel. Samenwerking is nodig voor het opschalen van de ontwikkeling van offshore-windenergie en planning van ontmanteling. Geïntegreerde kennis, experimentele en digitale faciliteiten en modellen leveren kosteneffectieve oplossingen, stimuleren innovatie en minimaliseren risico's voor mens en milieu. Deze integrale benadering ondersteunt een succesvolle en duurzame overgang naar hernieuwbare energie.

Innovatie, schaalvergroting en exploitatie

Technisch onderzoek uitgevoerd door Deltares op het gebied van hydrodynamica, zeebodemdynamiek, geotechniek en geofysica maakt kostenreductie en risicobeperking mogelijk voor de ontwikkeling van offshore windparken. Daarnaast ontwikkelen we inzicht in de technische prestaties en randvoorwaarden voor een succesvolle implementatie van Nature-Inclusive Design van offshore windparken, maar ook van het combineren van offshore wind met bijvoorbeeld drijvende zonnepanelen of aquacultuur. Ons werk maakt vaak innovatie en opschaling mogelijk of wordt onderdeel van richtlijnen voor de industrie.

We werken bijvoorbeeld met de hele waardeketen en overheidsorganisaties samen in onze projecten rond innovatieve installatietechnieken voor monopiles (GDP, SIMPLEIII, SIMOX), natuurinclusief ontwerp van funderingsbescherming (SPREE, HaSPro), extreme golfimpact (RUNWAVE) en ontmanteling van monopiles (HYPE-ST). Door samen te werken met de industrie, zijn onze onderzoeken en resultaten direct bruikbaar voor de praktijk.

Interactie met ecosystemen

Op nationaal en internationaal niveau wordt er gestreefd naar het herstel van biodiversiteit, ecosysteemfuncties en bedreigde soorten. Zowel menselijke activiteiten, zoals de aanleg van windparken op zee, als klimaatverandering zijn van invloed op soorten, ecosystemen en biodiversiteit. Ons onderzoek naar de cumulatieve effecten van offshore-ontwikkelingen op mariene ecosystemen richt zich op begrip van de effecten van offshore windontwikkeling en het kwantificeren van deze effecten in modellen. Dit inzicht kan helpen bij het kiezen van toekomstige locaties voor windparken en bepalen welke maatregelen nodig zijn om de impact van offshore-energie te minimaliseren of zelfs positief te maken.

Een van onze belangrijkste projecten op het gebied van ecosysteeminteractie is Wind op Zee Ecologisch Programma (WOZEP). Dit sluit nauw aan bij het MONS-onderzoeksprogramma, dat zich richt op het functioneren en de veerkracht van ecosystemen in de Noordzee. De informatie uit dit project wordt al gebruikt om de impact van offshore windparken te beoordelen op beschermde planten- en diersoorten. Deltares werkt ook mee aan het NID4OCEAN-project, dat de mogelijkheden onderzoekt om natuurinclusieve ontwerppraktijken te integreren in de ontwikkeling van offshore hernieuwbare energie.

Goede planning

De energietransitie zal grote delen van de Noordzee opeisen voor energieopwekking, maar de huidige elektriciteitsinfrastructuur is daar nog niet klaar voor. Daarom is een goede planning nodig voor nieuwe infrastructuur, zoals energie hubs, offshore waterstofopwekking en technieken zoals power-to-heat. Daarnaast wordt de Noordzee ook belangrijk voor de voedseltransitie, met aquacultuur van zeewier en schelpdieren. De Noordzee biedt veel diensten en voordelen aan de samenleving, maar de druk van menselijke activiteiten kan het mariene ecosysteem ernstig aantasten. Dit ecosysteem staat al onder druk door afnemende biodiversiteit en achteruitgang van habitats.

Ruimte verdelen

Het is daarom van belang om het mariene ecosysteem te beschermen tegen de negatieve en gecombineerde effecten van al deze veranderingen. Deltares ontwikkelt geïntegreerde instrumenten en kennis om beleid te ondersteunen en besluitvorming te helpen, zodat de beschikbare ruimte eerlijk wordt ingedeeld tussen mens en natuur, terwijl duurzame energieambities worden gerealiseerd.

Deltares werkt nationaal aan projecten zoals ROAD2SID en ECOAMARE. Internationaal ondersteunen we grensoverschrijdende en sector-overschrijdende samenwerking en beleidsvorming via het Greater North Sea Basin Initiative (GNSBI) en werken we in brede onderzoeksconsortia zoals UNITED en ULTfarms.

De grootschalige toepassing van offshore windenergie zal een aanzienlijke impact hebben op ander gebruik van de zeeën. Die impact kan gunstig zijn, maar ook ongunstig. In het ROAD2SID-project, gecoördineerd door Deltares en uitgevoerd voor het GROW-programma, is een roadmap opgesteld die zal helpen om de kansen voor multifunctioneel gebruik van de zee te maximaliseren.

David de Jager, directeur GROW