Hoogspanning op de Noordzee

De komende jaren komen er nieuwe windparken op de Noordzee. TenneT speelt een sleutelrol bij het verbinden van die windparken met het hoogspanningsnet op het vasteland. Hoe ziet de toekomst met zonne- en windenergie er eigenlijk uit? Kunnen de energiecentrales dicht? Chief Executive Officer Mel Kroon van netbeheerder TenneT vertelt welke kant het opgaat.

Op het hoofdkwartier van TenneT in Arnhem houden operators het hoogspanningsnet dag en nacht in de gaten en ze zorgen dat er steeds genoeg stroom is. Ze zien niet alleen wat er in Nederland gebeurt, maar ook in andere Europese landen en kunnen een centrale zo nodig een tandje hoger of lager zetten. Doordat de Europese hoog­spanningsnetten met elkaar verbonden zijn, kunnen netbeheerders niet alleen storingen opvangen, maar ondanks een wisselend aanbod van zonne- en windenergie toch een stabiele stroomvoorziening garanderen.

“Zonne-energie biedt de beste perspec­tieven voor de toekomst. ‘s Winters is er echter te weinig zon. Opslag van elektriciteit voor de winter is echter nog niet mogelijk, zeker niet in enorme hoeveelheden. Momenteel vormt windenergie een betere optie om zonne-energie ‘s winters aan te vullen. Zonne- en windenergie vormen een sterke combinatie, kijk maar naar Duitsland”, zegt Kroon.

Drie fasen

In Nederland dragen windmolens nog maar bescheiden bij aan de nationale productie van elektriciteit, maar dat gaat de komende jaren veranderen. De bouw van nieuwe windmolenparken op zee voltrekt zich in drie fasen: in de eerste fase tot en met 2023 komen er vijf windparken met een vermogen van in totaal 3,5 gigawatt bij, waaronder de windparken voor de Zeeuwse kust van het Deense Dong Energy en van een consortium van Shell.

Na 2023 volgen zeven wind­parken met een totaal vermogen van zeven gigawatt. Met elkaar is dat 10,5 gigawatt. Ter vergelijking: de huidige piekvraag in Nederland is achttien gigawatt, momenteel al deels met windenergie ingevuld. Maar dat is niet alles. In juni vorig jaar kwam TenneT met een plan voor de derde fase: een eiland met windparken eromheen bij de Doggersbank, goed voor een vermogen van zeventig à honderd gigawatt, oftewel vier à vijf keer zo groot als de huidige Nederlandse piekvraag.

Kroon constateert dat windenergie door­breekt, zeker nu Shell voor het windpark bij de Zeeuwse kust een nieuwe bodemprijs heeft neergezet van 5,45 cent per kilowattuur (exclusief de aansluitkosten van TenneT van 1,4 cent per kilowattuur). Dit maakt windenergie concurrerend met energie uit conventionele centrales.

Voordeliger

TenneT heeft veel ervaring opgedaan met het koppelen van grote Duitse windparken op de Noordzee aan het Duitse elektriciteitsnet. Die windparken liggen zo’n tachtig kilometer uit de kust, waardoor het transporteren van wisselstroom door kabels te veel elektriciteits­verlies zou opleveren. Daarom staan er enorme platforms van honderd meter lengte, negentig meter breed en 65 meter hoog (veel groter dan een olieplatform) in zee met zogenoemde convertors die de wisselstroom omzetten in gelijkstroom, zodat het transport per kabel naar de kust veel minder elektrici­teitsverlies oplevert. Met kabels en convertors is per offshore gelijkstroomverbinding een investeringsbedrag gemoeid van circa 1,5 miljard euro.

In Zeeland kan het allemaal veel goed­koper. Kroon: “De windparken van Shell en Dong bijvoorbeeld, bevinden zich vrij dicht bij de Zeeuwse kust, waardoor we de wissel­stroom rechtstreeks naar het land kunnen transporteren. Ook sluiten we de windturbines aan op identieke, gestandaardiseerde platforms, waarop alleen schakelspullen en transformatoren staan. Om de kosten zo laag mogelijk te houden, laten we zelfs het helikopterdek achterwege. Ook is de Nederlandse overheid tijdig begonnen met plannen maken, zodat we precies weten waar de windparken komen te liggen en dus welke infrastructuur hiervoor nodig is. Dat maakt alles veel voordeliger dan de in Duitsland toegepaste oplossingen.”

Doggersbank

“Als na fase 1 en 2 alle locaties bij de kust vol zijn, moeten we het verderop zoeken, maar de dure Duitse oplossing zien te vermijden. Dat kan door een eiland aan te leggen bij de Doggersbank in de Noordelijke punt van het Nederlandse Continentaal Plat, waar de zee ondiep is en het vrijwel altijd waait. Met de aanleg van de Tweede Maasvlakte heeft Nederland al bewezen een stuk zee in land te kunnen omzetten. Aangezien het eiland driehonderd kilometer van de Nederlandse kust ligt, heb je wel convertors nodig die de wisselstroom in gelijkstroom omzetten.

Omdat de convertors echter op het eiland komen te staan, in plaats van op platforms in zee, scheelt dit zo’n 110 tot 150 miljoen euro per verbinding. Een ander voordeel is dat de windturbines op het eiland zelf te assembleren zijn. Verder kun je de opgewekte elektriciteit eventueel opslaan in de vorm van waterstof of ammoniak en dat per schip naar het vasteland vervoeren. Op het eiland kun je ten slotte gemakkelijk een paar duizend mensen onderbrengen en ze laten invliegen via een gewone luchthaven op het eiland. Dit hele plan kun je met bestaande technologie realiseren”, verklaart Kroon.

Het eiland zal volgens hem in de Noordzee als centraal punt kunnen fungeren voor de productie en doorvoer van elektriciteit naar Engeland, Noorwegen, Denemarken, Duits­land, Nederland en België. Dat zal fors wat bijdragen aan de stabiliteit van de groene stroomvoorziening in Noordwest-Europa.

Wel is de Doggersbank officieel beschermd natuurgebied. Maar zeebiologen hebben al in eerste instantie laten weten, dat zo’n eiland ook een stimulans kan zijn voor de natuur onder water, in het bijzonder oester­banken, die er in het verleden waren, maar later zijn verdwenen.

Variabele prijzen

Voor windstilte op de Noordzee is hij niet bang. “Als het zomers windstil is, schijnt de zon volop en is er dus volop zonne-energie beschikbaar. Zonne-energie zet sowieso door. Over vijf tot zeven jaar kun je zonwerende folie op je ramen laten aanbrengen, die tegelijk elektriciteit levert.”

Intussen verandert de elektriciteitsvoorziening radicaal. “Tot nu toe was het aanbod van elektriciteit altijd zeer prijselastisch, terwijl de vraag inelastisch was. We gaan toe naar een situatie waarbij ook het aanbod inelastisch is, want de natuur weet niet of er veel of weinig vraag is. Om dat in goede banen te leiden, moeten we de vraag elastisch maken door variabele prijzen in te voeren tot op het individuele niveau van de consument.

Als de elektriciteit bijvoorbeeld ‘s nachts goedkoop is, zullen de mensen er waarschijnlijk voor kiezen om dan hun elektrische auto op te laden. Op die manier kunnen we de toename van het aantal elektrische auto’s ook met zonne- en windenergie opvangen.” ‘Groen’ duwt ‘fossiel’ hoe dan ook uit de groeiende elektriciteitsmarkt, verwacht hij. 

“Voor een stabiele, groene stroomvoorziening moeten we wel drie zaken goed voor elkaar hebben: de opslag van elektriciteit, prijs­prikkels waarop de vraag naar elektriciteit met behulp van slimme meters reageert, ook wel demand side response genoemd, en hoogspanningsverbindingen voor transport van elektriciteit over grote afstanden in Europa, want het waait niet overal, maar altijd wel ergens.”

Voor een groene elektriciteitsvoorziening zijn grensoverschrijdende netten dus essen­tieel. Vandaar dat Nederland al met Noorwegen en Engeland via hoogspannings­kabels is verbonden en er meer verbindingen volgen, zoals tussen Doetinchem en het Duitse Wesel, tussen Nederland en België en tussen Nederland en Denemarken (zie kader). Kroon: “In dat licht moet je onze activiteiten in Duitsland zien. We zijn daar niet zozeer gaan investeren om extra geld te verdienen als wel om obstakels tussen het Duitse en het Nederlandse net weg te nemen en op die manier de stroomvoorziening in Nederland stabieler te maken.”

Betrouwbaarheid

TenneT is kortom volop aan het investeren, ook in het Nederlandse hoogspanningsnet vanwege de komst van nieuwe windparken, op zee. Al met al gaat het tot en met 2023 om investeringen van circa 22 miljard euro in de infrastructuur voor onder meer Nederlandse windparken en nieuwe infrastructuur in Duitsland.

Gaandeweg maakt het bedrijf een ongeëvenaarde groei door. Van het rendement dat het bedrijf maakt, gaat een deel als dividend naar de Nederlandse Staat. Met de rest, zo is met de Nederlandse regering afgesproken, versterkt het bedrijf zijn eigen vermogen, zodat het steeds meer kan lenen, investeren en groeien. Het balanstotaal, dat in 2002 nog zo’n vijfhonderd miljoen euro bedroeg, is zodoende al aangegroeid tot circa negentien miljard euro en daarmee 38 keer over de kop gegaan.

“Als de Europese elektriciteitsmarkt goed functioneert, zijn conventionele centrales straks niet meer per se nodig. Om additionele zekerheid te hebben, kunnen landen over­wegen een vangnet van kleine gasunits in stand te houden, die bij een dreigende uitval binnen vijf seconden kunnen bijspringen. Elektriciteit is onmisbaar. Iedereen gaat ervan uit dat het altijd beschikbaar is. Dat lukt ook: de betrouwbaarheid is 99,999 procent. De stroom valt slechts zelden uit. En met zonne- en windenergie lukt dat straks ook”, aldus Mel Kroon.

In 2016, nam windenergie 10,4 procent van de Europese elektriciteitsvraag voor haar rekening.

Wanneer de convertors op het eiland komen te staan, in plaats van op platforms in zee, scheelt dit zo’n 110 tot 150 miljoen euro per verbinding.

Eiland stap dichterbij

TenneT TSO B.V. (NL), Energinet.dk (DK) en TenneT TSO GmbH (D) hebben eind maart in Brussel een overeenkomst getekend waarmee de hoogspanningsnetbeheerders een samenwerking aangaan voor de verdere ontwikkeling van een omvangrijk, duurzaam, Europees elektriciteits­systeem op de Noordzee. De samenwerking met Energinet.dk is een belangrijke volgende stap richting uiteindelijke realisatie van een North Sea Wind Power Hub rond 2050, die sterk zal bijdragen aan het halen van de doelstellingen van het klimaatakkoord van Parijs (COP21).

Gesprekken met andere potentiële partners zijn gaande. Het betreft hier niet alleen andere Transmission System Operators (TSO's ) uit Noordzeelanden (Noorwegen, Groot-Brittannië en België), maar ook andere (infrastructuur-) ondernemingen. Het doel is om met meerdere partijen tot een consortium te komen dat de North Sea Wind Power Hub gaat realiseren.

Met de ontwikkeling van dit knooppunt willen de partijen de energietransitie haalbaar én betaalbaar maken. Centraal in het plan ligt de aanleg van een of meerdere zogenoemde Power Link-eilanden met verbin­dingen naar de Noordzeelanden, midden in de Noordzee (Doggersbank).