HERNIEUWBARE (GROENE EN BLAUWE) ENERGIE OP ZEE DEME
Studiedag Renewable Energy Y PIANC 23-05-2013 Oostende
Peter VAN DEN BERGH
INHOUDSTAFEL 1. Renewable energy regulations 2. Wettelijk kader België 3. Wind 4. Wave & tidal 5. Rol van DEME
2
RENEWABLE ENERGY REGULATIONS In 2005 the Kyoto Protocol on reducing emissions of greenhouse gasses was ratified by Belgium and 182 other countries, attesting to the world’s awareness of the need to shift to non polluting and renewable sources of energy
The EU is aiming to reduce the effects of climate change and establish a common energy policy. As part of this policy, European Heads of State agreed in March 2007 on binding targets to increase the share of renewable energy.
By 2020 renewable energy should account for 20% of the EU‘s final energy consumption (9% in 2009).
To meet this common target, each Member State needs to increase its production and use of renewable energy in electricity, heating, cooling and transport. Belgian target: 13% (2009 = 4%) 3
RENEWABLE ENERGY SOURCES SOLAR WIND WATER • wave • tidal • hydro-electric
BLUE ENERGY
BIOMASS GEOTHERMIC 4
WETTELIJK KADER IN BELGIË VOOR OFFSHORE
1. KB van 20 december 2000 Voorwaarden en procedure voor het toekennen van domeinconcessies voor de bouw en de exploitatie van installaties voor de productie van elektriciteit uit water, stromen of winden, in de zeegebieden waarin België rechtsmacht kan uitoefenen overeenkomstig het internationaal zeerecht. Een welbepaald gebied werd door de Belgische overheid vastgelegd met een duidelijke procedure voor de indiening en de behandeling van de aanvragen, de toekenningscriteria, de verplichtingen van de houders van de vergunning e.d.
5
ZONE OFFSHORE WINDPARKEN VOOR DE BELGISCHE KUST
(bron MUMM/BMM/UGMM)
6
WETTELIJK KADER IN BELGIË VOOR OFFSHORE WIND 2. KB van juli 2002 Mechanismen ter bevordering van elektriciteit opgewekt uit hernieuwbare energiebronnen
Bepalingen betreffende de toekenning van GroeneStroomCertificaten (GSC) -
enerzijds aankoopverplichting vastgelegd door Elia
-
anderzijds de aankoopprijs van min.107 €/MWh voor de eerste 216 MW geïnstalleerd en 90 €/MWh boven de 216 MW voor offshore windenergie
GSC = ondersteuning vanwege de Federale Overheid met als doel : a) promoten van investeringen in hernieuwbare energie b) aanvullend op de marktprijzen voor (grijze) stroom c) projecten in hernieuwbare energie economisch rendabel te maken voor projectontwikkelaars 7
OFFSHORE HERNIEUWBARE ENERGIE
Offshore windenergie
Commerciële maturiteit Getijdenenergie (stroming)
Golfenergie
8
OFFSHORE WIND FARMS
Toepassing op het Belgisch deel van de Noordzee, tot nu toe uitsluitend wind met een max. geïnstalleerd vermogen van ca. 2.200 MW
Jaarproductie (bij ca. 3500 vollasturen) van ca. 7,7 x 106 MWh
9
OFFSHORE WIND FARMS
Turbine + jacket “THE SKY IS THE LIMIT” 10
OWF – CAPACITY TO DATE (END 2012) IN EUROPE
Installed to date 5.000 MW, of which 1.200 MW in 2012 Expected : in 2013 1.400 MW and in 2014 1.900 MW Source EWEA - Jan. 2013
11
WAVE & TIDAL GLOBAL THEORETICAL POTENTIAL Marine technologies
Estimated global resource (TWh/year)
Wave
80.000 TWh/Year
Tidal current
800 TWh/year
Tidal range
300 TWh/year
Source: EIA, OES-IA
Wave Energy [kW/m] 0
5
10
50
75
100
12
WAVE POTENTIAL EUROPE
Available wave power, expressed in kW/m wavecrest. Source: WorldWaves data/OCEANOR/ECMWF. Available wave power, expressed in kW/m wavecrest. Source: WorldWaves data/OCEANOR/ECMWF.
13
FOCUS ON WAVES Advantages
Challenges
• •
•
• • •
Not as intermittent as wind High load factor compared to wind: smaller size for same power range Less visual impact Huge natural resources Higher potential in winter in Europe thus following the demand of energy
• • •
• •
• •
Irregularity in amplitude & frequency versus constant excitation Survivability: device has to be robust to endure high loads during storm High corrosive environment Slow motions with high forces while common electrical generators require high speed Technology is not fully developed yet Electrical infrastructure needs to be adapted to the transfer of the electrical power to the grid on land Cost vs. revenue = uncertainty about long term support mechanism Permits & regulations
14
Average current speed [m/s]
TIDAL POTENTIAL WORLD
<1
1 – 1,5
> 1,5
15
FOCUS ON TIDAL Advantages
Challenges
•
•
• • •
High density of seawater (850 x density of air) thus lower speed & smaller turbines compared to wind More predictable & reliable Relatively insensitive to weather conditions Minimal or zero visual impact
• • • • •
•
Rather difficult to install devices in sites with the largest potential for energy extraction Difficult to maintain and operate in harsh conditions High corrosive environment Technology is not fully developed yet Electrical infrastructure has to be adapted to the circumstances Cost vs. revenue = uncertainty about long term support mechanism Permits & regulations 16
SITUATION NEIGHBOURING COUNTRIES
•
EU member states have a target of deploying ca 2000 MW of marine energy by 2020 This ambition is translated in : • national supporting mechanisms like ROCs (Renewable Obligation Certificates) in the UK • important budgets for research & development within EU’s 7th Framework Programme for Research and Technological Development (FP7)
•
A significant ambition to develop ocean energy exists in the countries on the Atlantic arc (UK, Ireland, France, Spain & Portugal)
17
GOLF- VS GETIJDENENERGIE OP HET BELGISCH DEEL VAN DE NOORDZEE
Beschikbaar gemiddeld golfvermogen tot 6,5 kW/m Potentieel voor golfenergieconvertoren voor een gematigd golfklimaat
Beschikbaar gemiddeld getijdenvermogen tot 238 W/m² (stroomsnelheid = 0,77 m/s) Zeer beperkt potentieel voor getijdenenergieconvertoren
Bron: OPTIEP – BCP, Optimalisering van de basiskennis over het energiepotentieel op het Belgisch Continentaal Plat (2010)
18
CONCESSIEZONE BELGISCH DEEL Op de concessiezone op het Belgisch deel van de Noordzee is er binnen het Noordelijk gebied (Mermaid) een capaciteit van Wave 20 MW voorzien. Mermaid
19
ROL VAN DEME IN OFFSHORE RENEWABLE ENERGY
6 AXES OF ACTIVITY DREDGING AND LAND RECLAMATION MARINE AND CIVIL ENGINEERING ENVIRONMENTAL SERVICES FLUVIAL AND MARINE AGGREGATES PROJECT DEVELOPMENT & CONCESSIONS AND RENEWABLE ENERGY
MARITIME SERVICES 20
DEME COMPANIES IN OFFSHORE RENEWABLE ENERGY
21
OFFSHORE WIND FARMS
References of DEME involvement in Northern Europe 22
ACTIVITIES IN OWF INDUSTRY
1. Soil investigation
1. Side stone dumping
2. Foundation Installation + Met mast
2. Cable installation &
3. Turbine erection 4. Landfall works - HDD
protection
3. Erosion protection
5. Maintenance and assistance works (OWA)
2 23
MARINE & OFFSHORE ENKELE VOORBEELDEN
Belgium | OWF Thorntonbank Ph I : 30 MW / Ph II & III : 295 MW 2007-2009 / 2011-2013
Germany | OWF Borkum West II Transport & installation of 40 turbines / 200 MW 2012 - 2013
24
EVOLUTION OF JACK-UP FLEET
25
MARINE & OFFSHORE
length overall (LOA)
147,5 m
breadth overall (BOA)
42,3 m
moulded depth
11 m
draught
7,3 m
deckload
15 ton/m²
free deck area
3.400 m²
dead weight
9000 ton
payload
+/- 8000 ton
helicopter platform
Special Purpose Jack-up Vessel INNOVATION* * co-owned
26
30
0
NO R
WE
2 00
10
NT RE
E 900 000
Highly specialised in offshore marine cable installation, landfall construction and pipeline stabilisation
10 E
KP 575
D OR FJ
9 E
KVINESDAL
DA FE
GIA
NORWAY
8 E
FLEKKEFJORD
E 800 000
7 E
E 700 000
6 E
5 E
E 600 000
Cable installation – Power/HVDC cables KRISTIANSAND
KP 550 NC H
FARSUND
LISTA
-1 0 0
0
-3
00
58 N -2 0 0
-3 0 0
KP 525
-4 0 0 -5 0 0
-4 00
- 20 0
AK
Norned HVDC cable Project
4, T1 TA
E OPIP EUR
ES BL CA
R ER AG
K
SK
-1 0 0
RA ER AG SK
KP 500
N 6 400 000
KP 475
Details
-7 0
AS
) NG SI NY MA K OS NT CR GER IC ANT (US LA A AT NT E GM SE
G 2, 4 2"
E GM SE
-9 0
-8 0
KP 450
WEST BANK
-6 0
JU TL AND BAN K
KP 425 -5 0
-5 0
57 N
NORNED KABEL
N 6 300 000
-5 0
N
W OR
AY M-6A 0
N DE
RK
NORNED KABEL HVDC PROJECT
LITTL E F IS HER BANK
KP 400
-5 0
OVERVIEW MAP CABLE ROUTE EEMSHAVEN - FEDA
KP 375
LEGEND
MONKEY BANK
TELECOM CABLE IN USE TURBOT BANK
TA T
KP 350 -5 0
SOU TH A RNE - DE NMA RK
2 4"
1 4,
PLANNED TELECOM CABLE
SE GM EN TK
HVDC CABLE IN USE GAS PIPELINE
KP 325
GAS
OIL PIPELINE
-4 0
CA N TA T 3
56 N
KP 300
N 6 200 000
UK DENMARK 4
0 ARK TYRA E.-DENM
30" GAS
KP 275
20" OIL NMARK GORM- DE
TN EN GM SE 14,
DE
EUROPEAN DATUM (ED 50) UTM ZONE 31
NM
AR
RM
AN
PRINTED: 15.03.04
K
KP 225
Y -4 0
ATLANTIC CROSSING
SEGMENT A
KP 200
O R EU
N 6 100 000 -4 0
IN OD
-4 0
1
NO
PE PI
55 N
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 km
H OR NS RE V
T TA KP 250 PANGEA SEG 1 OG SE G2
-5 0
GE
" 40
E IP RP
AS
AS AN
ER
LA
ND S
N 6 000 000
OLD ELBE VALLEY
Y6 AN RM GE
TH
UK
NE
NL K(D
5)
AR K
GER MAN
Y
SYLT
DENMARK
KP 125
Y -4 0
E
1
G SIN ) NY OS MA CR IC ER -G NT K A L (U AT B T EN GM SE
G
"G 36 TH
RM
T EN GM SE
D ENM
KP 175
KP 150
GE
•Power : 700 MW •Length cable : 576 km
DE NMARK
1 - GE RMANY HELGOLAND
Scope of works •Project management •Design & Engineering Cable Lay •Modification to the Cable Lay vessel •Sea Trial Cable Lay •Pre-lay Survey and Route Preparation •Dredging in Waddenzee •Cable lay •Landfall/Pull in (shore landing) •Trenching/Burial of Cable along complete route •Rock dumping
KP 100
BRUNSBÜTTEL
54 N
S CH ARH ÖRN
KP 75
BE EL
-3
0
WANGEROOGE
NO T GA
J en t e gm 14 s 1 0/D T yCom TAT TA T GAS PIPELINE -2
NGT 36"
CUXHAVEN
DIE
Y5 MA N GER 3 UK E- WE SEA -M
ALTE MELLUM
NORDERNEY
KP 50
BREMERHAVEN
0
BORKUM
WILHELMSHAVEN
KP 25
-10
GERMANY
SCHIERMONNIKOOG WADDENZEE
EEMSHAVEN
LAUWERSOOG
EMDEN
THE NETHERLANDS
27
Cable laying & trenching offshore Thornton OWF The TWO submarine cables (150kV) between the offshore transformer platform and the public 150kV grid on land are transporting the generated power. For the submarine part of the route (about 36 km) the cables are buried in the sea bed.
28
WAVE HUB PROJECT – CORNWALL UK
29
OWA : SERVICE & MAINTENANCE Areas covered by OWA services : Inspections : survey, ROV and diving inspections Servicing & maintenance/major repairs, retrofits and shut downs : foundations and super structures Decommissioning Consultancy & training Specialty services (LiDAR measurements, noise mitigation etc)
30
Heavy lift vessel RAMBIZ Thornton OWF
Heavy lift vessel Rambiz installing jackets and OTS – Thornton OWF Belgium
31
DBE N.V. | DEME BLUE ENERGY The developer, promotor, partner in the following new initiatives (cfr. POWER@SEA N.V. in the offshore wind sector): Energy produced from the ocean | rivers (current, waves, tide, other)
Transport over water of energy produced offshore / offshore grids and connections / energy storage
32
DBE N.V. | DEME BLUE ENERGY
FlanSea Development of new technology : Wave energy convertor for moderate wave climate.
33
FLANSEA Project: FlanSea (Flanders Electricity from the Sea) is een onderzoeksproject voor de ontwikkeling van een golfenergieconvertor in een gematigd zeeklimaat Doelstelling: resulteren in een concept dat economisch leefbaar is en competitief is met andere golfenergieconvertoren en/of andere offshore hernieuwbare energieconvertoren Consortium: samenwerking opgezet door de Universiteit Gent met 6 Vlaamse bedrijven, elk gespecialiseerd in een bepaald vakgebied dat complementair is voor de uitwerking en de bouw van een golfenergieconvertor
Budget: gesubsidieerd door het agentschap voor Innovatie door Wetenschap en Technologie (IWT)
34
DBE INVOLVEMENT IN TIDAL PROJECTS IN SCOTLAND AND NORTHERN IRELAND
35
TIDAL TURBINE FARM
36
CONCLUSIES/OPPORTUNITEITEN
• Marine Blauwe (Wave & Tidal) energie heeft het potentieel om zich, naast Groene (Wind), te ontwikkelen als de volgende generatie van offshore hernieuwbare energie.
• Marine energie zal op grootschalige wijze de klimaatveranderingsdoelen mee ondersteunen, en deze markt van de toekomst, zal samen met offshore wind sociale & economische voordelen brengen.
• Om de ambities te realiseren van grootschalige energieopwekking zal de uitgebalanceerde driehoek van politieke en maatschappelijke steun, industriële ambitie en toegankelijke zones op zee noodzakelijk zijn.
37
BELANGRIJKSTE AANDACHTSPUNTEN • Beschikbaarheid van een tijdig en versterkt hoogspanningsnet uitgebouwd tot aan de zones van marine energiebronnen.
• Een efficiënt en gestroomlijnd vergunningenproces. • Langdurige beschikbaarheid van gepaste financiële niveaus van kapitaal en ondersteunings-mechanismen.
• Testfaciliteiten voor nieuwe ontwikkelingen op gebied van hernieuwbare energie (productie & opslag).
• Industriële capaciteit om nieuwe hernieuwbare energieprojecten te ontwikkelen, te bouwen, te opereren en te onderhouden.
38
VRAGEN ?
39
