rapport ENERGO-project PZEM
rijkswaterstaat
BIBLIOTHEEK
BIBLIOTHEEK BOUWDIENST RUKSVVATERSTAAT
m
l J a . ^ M *
Bouwdienst Rijkswaxcrstaat Po&uVue 20.000 3502 LA Utfccht
Voorstudie P r o e f p r o j e c t ENERGO Een voorstel
voor een gecombineerd windenergiespaarbekkensysteem
in de
monding van de Oosterschelde.
uv. provinciale zeeuwse energie-maatschappij PZEM Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland rijkswaterstaat
Burghs 1uis, november 1981
INHOUD VAN HET ENERGO-RAPPORT
Biz.
1.
Inleiding
1
2.
Samenvatting
4
3.
Het ENERGO-project
7
4.
P r o d u c t i e , opslag en l e v e r i n g van energie
7
4.1.
7
Productie
4 . 1 . 1 . Windenergie
7
4 . 1 . 2 . Het v e r t i c a a l - g e t i j in de Oosterschelde
10
4 . 1 . 3 . Het h o r i z o n t a a l - g e t i j in de Oosterschelde
11
4 . 1 . 4 . E l e c t r i s c h e energie,
afkomstig van de
productie-eenheden
van de P . Z . E . M . 4 . 1 . 5 . Energie, geleverd door de dieselaggregaten, i
12 d i e ten be-
hoeve van de stroomlevering van de stormvloedkering wor4.2.
5.
6.
den opgesteld.
12
Opslag
13
4 . 2 . 1 . Vermogensbekken en energie spaarbekken
13
4 . 2 . 2 . Hoog opslagbekken en laag opslagbekken
14
4 . 2 . 3 . Hydro-turbines
15
4 . 2 . 4 . O p s l a g c a p a c i t e i t en turbinevermogens
16
4.3.
16
Levering van energie aan het openbaar net
Ontwerp en techniek
16
5.1.
Basisgegevens
16
5.2.
B e s c h r i j v i n g van het ontwerp
17
5 . 2 . 1 . Het i n r i c h t e n van het opslagbekken
17
5 . 2 . 2 . Windturbines
22
5 . 2 . 3 . A a n s l u i t i n g e n op het openbaar net
25
Electriciteitsopbrengst
26
6.1.
Algemeen
26
6.2.
Opbrengst u i t windenergie
27
6.3.
Opbrengst u i t het v e r t i c a a l - g e t i j
28
6.4.
V e r l i e s door het gebruik van nachtstroom
28
6.5.
Winst en v e r l i e s van energie in de e l e c t r i c i t e i t s -
6.6.
centrales.
29
Energiebalans ENERGO-project met opslag boven 20MW-grens
29
7.
De economie van het p r o j e c t
29
8.
Bedrijfsvoering
32
Biz. 9.
10.
11.
P l a n o l o g i e , landschap en m i l i e u
35
9.1.
Planologie
35
9.2.
Landschap
36
9.3.
Milieu
37 3
9
3
9
3
9
4
1
4 1
'
J u r i d i s c h e aspecten 10.1.
De verhouding P . Z . E . M .
10.2.
Windenergie
en R i j k
Het ENERGO-project als l e e r p r o j e c t 11.1.
De d i r e c t e inpassing van windvermogen l a n d e l i j k en op lange termijn
11.2.
Mogelijke maatregelen
tegen ongewenste gevolgen van d i r e c t e
inpassing
12.
42
11.3.
Omvang van een opslagsysteem
4
3
11.4.
Noodzakelijk onderzoek
4
4
Financiering 12.1.
Onderzoek en ontwikkeling van o n u i t p u t t e l i j k e
4
5
energie-
bronnen
4
5
12.2.
Toevoeging van vermogen en productie van e l e c t r i c i t e i t
4
5
12.3.
Belangen en F i n a n c i e r i n g
4
5
4
6
4
8
13.
Conclusies
14.
Aanbevelingen Referenties
Bijlage: " Rentabiliteitsberekening ENERGO-project ".
49
Inleiding De moderne energievoorziening baart zorgen. De ontwikkeling van de ( f o s s i e l e ) b r a n d s t o f p r i j z e n en de u i t p u t t i n g van de bronnen z i j n h i e r debet aan. Er is dan ook in binnen- en buitenland een maatschappelijke behoefte te constateren
aan de ontwikkeling van omzettingssystemen
(conversie).
Bekende bronnen z i j n zonne-, waterkracht-, g o l f - , geothermische-, wind- en biomassa-energie.
Het r e g e r i n g s b e l e i d is erop g e r i c h t deze bronnen
e x p l o i t a b e l te maken. De R i j k s w a t e r s t a a t z i e t mogelijkheden hieraan s p e c i f i e k e b i j d r a g e te leveren op grond van de b i j haar aanwezige kennis op het gebied van c i v i e l e werken, werktuigbouwkundige c o n s t r u c t i e s , e l e c t r i s c h e en hydraulische systemen als ook op ecologisch gebied. In d i t rapport wordt verslag uitgebracht over een studie naar windenergieconversie met bijbehorend opslagsysteem. Op d i t gebied z i j n reeds eerder studies uitgevoerd en ook nog gaande. Verwezen mag worden naar de WESPs t u d i e ( 1 ) . De hierna beschreven s t u d i e omvat de mogelijkheden van een p r o e f p r o j e c t op het gebied van ontwikkeling en bouw van windturbines. Tevens b e t r e f t de studie bouw van een energieopslagsysteem
in de vorm van
een wateropslagbekken met hydroturbine, de p r a c t i s c h e b e d r i j f s v o e r i n g van een d e r g e l i j k geintegreerd systeem en de planologische - landschappelijke en milieukundige consequenties
ervan. Over de w i j z e waarop het
onregelmatige windenergieaanbod in het openbare e l e c t r i c i t e i t s n e t kan worden ingevoerd, bestaat veel onzekerheid. Daarom omvat het
onderhavige
p r o j e c t , ENERGO genaamd, een windturbinepark van zodanige afmetingen, dat een deel van het opgestelde vermogen d i r e c t in het net gevoerd kan worden t e r w i j l een ander v i a een hoogwaardig regelsysteem zondermeer een acceptabele bron vormt voor de e l e c t r i c i t e i t s v o o r z i e n i n g . Van een d e r g e l i j k systeem is bekend dat het kostenaandeel
van het
windturbinepark ten opzichte van het opslagsysteem onevenwichtig i s . U i t de WESP-studie (1) is b i j v o o r b e e l d gebleken, dat het opslagdeel r e l a t i e f duur is in v e r g e l i j k i n g met het w i n d t u r b i n e d e e l . B i j het ENERGO-project mag in p r i n c i p e niets anders verwacht worden. Toch is gestreefd naar een ge'i'ntegreerd p r o j e c t , enerzijds wegens de e l e c t r i c i t e i t s b e h o e f t e in Zeeland, anderzijds wegens het waardevolle leerelement, verbonden aan de ervaringen die met een d e r g e l i j k systeem opgedaan kunnen worden ten behoeve van andere p r o j e c t e n .
- 2 De naam ENERGO = Energie Oosterschelde, geeft al aan in welke r i c h t i n g d i t p r o e f p r o j e c t gaat.
Toen i r . L . Lievense z i j n idee om
windenergie op te slaan in een spaarbekken lanceerde (1979), is binnen de P r o j e c t o r g a n i s a t i e Stormvloedkering herkend dat voor een d e r g e l i j k project in p r i n c i p e mogelijkheden aanwezig z i j n in de reeds bestaande bouwputten van de Stormvloedkering Oosterschelde. D i t , gekoppeld aan de ruimte die het werkeiland N e e l t j e - J a n s , gelegen in de monding van de Oosterschelde, biedt voor p l a a t s i n g van een windturbinepark, maakt deze l o c a t i e i tot een ideale plaats voor een p r o e f p r o j e c t , temeer daar de l o c a t i e gelegen is aan het einde van een v r i j
licht
e l e c t r i c i t e i t s n e t . Ondanks het f e i t , dat het project een v r i j k l e i n e l e c t r i s c h vermogen omvat (35MW wind- en 15MW hydrovermogen) z i j n , d a n k z i j deze s i t u e r i n g , de schaaleffecten b i j extrapolatie van de ervaringen naar grotere systemen, gering te noemen. In d i t rapport wordt ingegaan op de techniek, de economie, de keuze van de afmetingen, de b e d r i j f s v o e r i n g en de m i l i e u kundige consequenties
van het
p r o j e c t . Conclusies en aanbeve1ingen s l u i t e n het rapport
af.
HOORD-BEVfzLAND
1
figuur 2
2 KM
- 3 In overeenstemming met het m u l t i - d i s c i p l i n a i r e karakter van deze s t u d i e is hieraan deelgenomen door vertegenwoordigers van: - De N . V . P r o v i n c i a l e Zeeuwsche Energiemaatschappij N . V . P . Z . E . M .
te
Middelburg; - Het Energieonderzoek Centrum Nederland, E . C . N , te Petten; - De R i j k s w a t e r s t a a t te weten de d i r e c t i e s Bruggen te Voorburg, Sluizen en Stuwen te Utrecht en Zeeland te Middelburg alsmede de D e l t a d i e n s t te Burghsluis,
's-Gravenhage en Middelburg.
Samenvatting Beschreven is de studie naar een gecombineerd windturbinepark/opslagsysteem, gesitueerd op het werkeiland Neeltje-Jans in de monding van de Oosterschelde. Gebruik wordt gemaakt van de bouwputten van de p i j l e r s van de aldaar in aanbouw z i j n d e Oosterscheldestormvloedkering. Het project omvat een windturbinepark met een opgesteld nominaal e l e c t r i s c h vermogen van 35MW alsmede een waterops1agbekken voorzien van een omkeerbare (pomp/turbine) waterkracht unit van het "bulb" type met een nominaal e l e c t r i s c h vermogen van 15MW. Het opslagbekken is een z . g . hoog-bekken met een t . o . v . de omgeving verhoogde w a t e r s p i e g e l . Het bekken heeft een oppervlakte van ca. 100 ha op een niveau van N . A . P . +10m. De kruinhoogte van de omringende d i j k e n bedraagt N . A . P . +12,9m. De waterspiegel v a r i e e r t van N . A . P . +11,9m tot N . A . P . +9,2m* in 4 uur t i j d . Geconstateerd wordt, dat ten aanzien van de conversie van windenergie, het toevoeren van een fluctuerend (wind)vermogen aan het openbare net en de b e d r i j f s v o e r i n g van windparken al dan niet gecombineerd met een hoogwaardig opslagsysteem, veel onzekerheden bestaan. Een p r o e f p r o j e c t van niet te geringe afmetingen is daarom dringend
gewenst.
Geschat wordt, dat ter plaatse van de Stormvloedkering het openbare net in s t a a t i s , zonder al te veel regelproblemen, een fluctuerend vermogen van 20MW op te nemen. Fluctuerende vermogens boven deze grens dienen eerst behandeld te worden, alvorens aan het net te worden aangeboden. Bestudering van beide aspecten wordt in d i t project mogelijk gemaakt. Een opslagbekken kan gebruikt worden als garantie voor een zeker vermogen dat ter beschikking staat van een e l e c t r i c i t e i t s p r o d u c e n t . Anderzijds is het mogelijk het bekken te gebruiken voor een maximale windenergieconversie,
waarbij de nadruk l i g t op het zoveel mogelijk produceren van brand-
s t o f l o z e e l e c t r i c i t e i t . Beide opties worden beschreven, als ook de combinatie ervan. Het opdoen van ervaring met de practische b e d r i j f s v o e r i n g van d e r g e l i j k e systemen wordt als essentieel dit
project mogelijk gemaakt.
gezien en v i a
- 5 5)
Aangezien de windturbinetechnologie e v a l u e e r t ,
is in de r e a l i s a t i e van
windturbines n o o d z a k e l i j k . De eerste fase bestaat u i t de bouw van 5 stuks 1 MW windturbines, eventueel
voorafgegaan door de bouw van een 500 KW
windturbine, gebaseerd op de ervaringen met de 25 m h o r i z o n t a l e as turbine van het ECN t e Petten. De tweede fase bestaat u i t de bouw van 10 stuks 3MW windturbines. 6)
De e l e c t r i s c h e opbrengst
van het systeem wordt geraamd op ruim 80.000.000
kWh per j a a r . De investeringen belopen in t o t a a l opbrengstberekening
z i j n 2 prijsscenarios
f . 185.000.000. Voor de
aangehouden.
1) geen reeele p r i j s s t i j g i n g van f o s s i e l e brandstoffen 2) 2% reeele p r i j s s t i j g i n g tot en met het j a a r 2000; daarna geen p r i j s s t i j g i n g meer. Als disconteringspercentages
z i j n 5% en 10% aangehouden.
voor 1981 betekent d i t , dat de volgende baten/kosten
Contant
gemaakt
verhoudingen worden
berekend: p r i j s s c e n a r i o 1) : b/k = 0,6 discontovoet 5% p r i j s s c e n a r i o 2) : b/k = 0,9 p r i j s s c e n a r i o 1) : b/k = 0,4 discontovoet 10% p r i j s s c e n a r i o 2) : b/k = 0,6 Indien de investeringen in een keer worden afgeschreven is de b/k verhouding groter dan 3. Geen rekening wordt gehouden met mogelijke rendementsverbeteringen windturbines ("tip-vanes") 7)
in de toekomst.
y
Ten aanzien van de pianologische en landschappelijke aspecten geconstateerd
van
dat h i e r sprake is van een nieuw element
wordt
in de r u i m t e l i j k e
ordening van Nederland. Het inmiddels geformuleerde b e l e i d s p l a n met betrekking tot de i n r i c h t i n g en het beheer van de Oosterschelde
voorziet
n i e t in het p r o j e c t maar maakt het ook niet onmogelijk. Landschappelijk betekent de gekozen oplossing in z i j n dimensies het niet optimaal aansluiten op de terzake ontwikkelde v i s i e s .
8)
Milieukundig gezien z i j n er een aantal onzekerheden herkend. Het onderhavige p r o e f p r o j e c t wordt als een goed onderzoeksmiddel gezien om kennis omt r e n t de mi 1 i e u e f f e c t e n van windparken, al dan niet gecombineerd met een opslagsysteem,
te verwerven. Met name de gekozen l o c a t i e biedt
goede gelegenheid.
hiertoe
- 6 9)
Ten aanzien van de j u r i d i s c h e aspecten wordt geconstateerd
dat de
bestaande wetgeving op een aantal punten systematisch dient te worden onderzocht en, indien nodig, aangepast. 10)
Gelet op het algemene belang van het p r o e f p r o j e c t wordt geconstateerd de f i n a n c i e r i n g (grotendeels)
dat
u i t de algemene middelen zou moeten
geschieden. 11)
Aanbevolen wordt de studie met kracht voort te z e t t e n , g e r i c h t op de r e a l i s a t i e van het project in de volgende f a s e r i n g : I
1982-1984: v o o r t z e t t i n g s s t u d i e , besteksgereedmaken
van
projectontwerpen. Kosten 2,5 m i l j o e n . II
1984-1988: bouw windturbines 5xlMW. Kosten 16,0 m i l j o e n .
III
1985-1987: bouw spaarbekken. Kosten 69,0 m i l j o e n .
IV
1987-1992: bouw windturbines 10x3MW. Kosten 86,0 m i l j o e n .
Inschakeling van het b e d r i j f s l e v e n b i j de studie wordt als noodzakelijk gezien.
figuur 3
- 7 3.
Het ENERGO-project Als algemeen uitgangspunt
is aangenomen dat een systeem van e l e c t r i c i -
t e i t s v o o r z i e n i n g haalbaar
i s , indien voornamelijk gebruik gemaakt wordt
van meerdere n i e t - c o n v e n t i o n e l e energiebronnen
in combinatie met een op-
slagsysteem. In eerste i n s t a n t i e is gedacht dat de energiewinning u i t 5 componenten zou kunnen bestaan, n a m e l i j k : - windenergie; - energie u i t het v e r t i c a a l g e t i j in Oosterschelde; - energie u i t het horizontaal g e t i j in de stormvloedkering; - e l e c t r i c i t e i t , afkomstig van productie-eenheden - energie geleverd door de dieselaggregaten
van de P . Z . E . M . ;
die ten behoeve van de stroom-
l e v e r i n g van de stormvloedkering worden opgesteld. Aangezien het energieaanbod
u i t die componenten sterk kan f l u c t u e r e n i s
een t u s s e n t i j d s e opslag van de daarvoor in aanmerking komende energievormen in beschouwing genomen. Deze opslag bestaat u i t het cree'ren van een verval ofwel hoogteverschil tussen de waterstand grenzend water,
in een bass in en een aan-
in d i t geval een verval tussen de waterstand van de als
opslagbekken in te r i c h t e n bouwput Schaar en die van de Oosterschelde. De opslag van energie geschiedt door pompen, het opwekken van e l e c t r i c i t e i t door middel van een of meer h y d r o - t u r b i n e s . De energie-opslag kan in p r i n cipe op tweeerlei w i j z e p l a a t s v i n d e n : in een hoog bekken door het daarin oppompen van het water en in een laag bekken door het daaruit wegmalen van het water. In de volgende hoofdstukken wordt op de aspecten van d i t ENERGO-project nader
ingegaan.
- 8 4.
P r o d u c t i e , opslag en l e v e r i n g van energie
4.1.
Productie
4 . 1 . 1 . Windenergie ( f i g . 4 , 5 en 6) Het
aanbod van windenergie in de monding van de Oosterschelde maakt deze
plaats geschikt voor het economisch gebruik van windturbines. Dit mag b l i j k e n u i t de gegevens over het aldaar aanwezige windregime. De conversie van windenergie in e l e c t r i c i t e i t geschiedt door middel van windturbines. De opbrengst van de windturbines wordt bepaald door een aantal
factoren:
de optredende windsnelheden ter plaatse van de r o t o r ; de rotordiameter;
,
het ontwerp van de t u r b i n e s ; de rendementen van transmissie en het aantal
generator;
windturbines;
de onderlinge afstand tussen de windturbines. Op grond van de wetenschap dat de windsnelheid f l u c t u e e r t en dat de energie die t h e o r e t i s c h u i t de wind gehaald kan worden evenredig is met de derde macht van de windsnelheid, kan worden a f g e l e i d dat het door een windturbine afgegeven vermogen veel sterker f l u c t u e e r t dan de windsnelheid. Daarbij moet erop gerekend worden dat er geen productie zal plaatsvinden als de windturbines wegens geen of te weinig wind niet kunnen draaien en de w i n d t u r b i nes om schade te voorkomen b i j hoge windsnelheden moeten worden s t i l g e z e t . Een en ander betekent dat door toepassing van windenergie een f l u c t e r e n d vermogen aan de conventionele productie-eenheden
wordt toegevoegd en dat een f l u c t u e -
rende hoeveelheid e l e c t r i c i t e i t in het openbare net wordt gebracht. ook dat de P . Z . E . M . geen garanties
Dit betekent
heeft ten aanzien van de toevoeging van het
windvermogen. Het maximaal windvermogen dat de e l e c t r i c i t e i t s c e n t r a l e s
op kunnen
vangen is enerzijds a f h a n k e l i j k van de voorspelbaarheid van het windvermogen en anderzijds van de regelbaarheid van het conventionele productiepark en de eisen die
gesteld worden ten aanzien van de betrouwbaarheid van de e l e c t r i c i t e i t s l e v e -
ring. In verband daarmede is door de P . Z . E . M . globaal gesteld dat zonder opslag voorshands niet meer windvermogen dan 20 MW aan haar productiepark mag worden toegevoegd. De j u i s t h e i d daarvan kan alleen op grond van praktijkproeven worden bewezen.
Door deze vermogensgrens wordt aan de rechtstreekse
l e v e r i n g van e l e c t r i c i -
t e i t u i t windenergie een beperking opgelegd. Het o p s t e l l e n van een hoger windvermogen in de monding van de Oosterschelde kan zoals onder 4 . 2 . wordt
uiteenge-
z e t , door middel van t u s s e n t i j d s e opslag van de windenergie mogelijk worden gemaakt.
figvmr 4
Gang van de windsnelheid (jaar) maandgemiddelden van de windsnelheid ln m/sec. station Roggenplaat tijdvak jan. 1971 t/m dec. 1977 - 10raboven natuurlijk terrein
I 1
8.24 6. &
OUJ gemiddelde jaar 6,78 m/sec.
i r — r
3
1
«
figuur 5
"gem~S 8' */s >
L 1
,;
5
—_ _____ —
3
jaar winter - november t/m april zcner - mei t/m oktober
Gang van de windsnelheid (etsnaal) uur gemiddelde van de windsnelheid i n m/sec. Station Roggenplaat Tijdvak jan. 1971 t/m dec. 1977 - 10 m boven natuurlijk terrein.
1
2
3 4 _
figuur 6
6 7 8
9
10 11
12 13 14
15 16 17
18 19 20 2l 2*2 23 24
-IO4.1.2.Het v e r t i c a a l g e t i j in de Oosterschelde In p r i n c i p e kan het opslagbekken als g e t i j d e c e n t r a l e worden i n g e r i c h t . Daartoe moet het bekken worden voorzien van een inlaatwerk en een hydrot u r b i n e . Tijdens opkomend water in de Oosterschelde kan het bekken v i a de i n l a a t s l u i s met water worden gevuld. B i j een daaropvolgend laagwater in de Oosterschelde vindt dan met behulp van de hydro-turbine het genereren van e l e c t r i c i t e i t p l a a t s . Aangezien het maximaal haalbare verval tussen de waterstanden
in bekken en Oosterschelde na het gereedkomen van de storm-
vloedkering niet meer zal bedragen dan het v e r s c h i l tussen hoog en laagwater in de Oosterschelde, c i r c a 2,3 m, wordt mede op grond van eerder 200 II.
o
100
—>
*5 Q
, \ \
*
-t-i
\ \
If
\
v\
\
NAP i
•V.
\
\
S
g a •u w 3
Iff it/ if
\
100
V r
200 CZ + vA=U.000n GEM. DOODTIJ: GEM. TIJ EN GEM. SPRINGTIJ TE BURGESLUIS S.V.K. OOSTERSCHELDE: \i A=14.000 m2 + aompccrtimente2rCng CZ acmwez-ig.
GEM.DOODTIJ GEM.GETIJ GEM. SPRINGTIJ
figuur 7 Anders kan d i t z i j n indien een of meer andere energie-componenten
zouden
kunnen worden gebruikt voor het creeren van een b e g i n v e r v a l , b i j v o o r b e e l d windenergie en/of e l e c t r i c i t e i t u i t het openbare net. Daarmede zou dan b i j toepassing van een hoogbekken t i j d e n s opkomend water in de Oosterschelde het water kunnen worden opgepompt t e r w i j l dan b i j een opvolgend laagwater zou kunnen worden
gegenereerd.
In f e i t e wordt door een d e r g e l i j k e handelwijze het door pompen gecreerde verval vergroot met het g e t i j v e r s c h i l . De hoeveelheid extra energie die zo kan worden gewonnen hangt af van de hoeveelheid windenergie en e l e c t r i c i t e i t u i t het openbare net die ten t i j d e van het creeren van het verval beschikbaar z i j n en verder van de c a p a c i t e i t van het opslagbekken.
- 11 De l e v e r i n g van e l e c t r i c i t e i t u i t het bekken wordt bepaald door de g e t i j c y c l u s , waarin hoog- en laagwater elk etmaal 50 minuten l a t e r optreden. De t i j d e n waarop energie u i t het v e r t i c a a l g e t i j kan worden gewonnen is u i t de g e t i j - t a f e l s voorspelbaar. De voorspelbaarheid van de hoeveelheid energie
die kan worden gewonnen wordt echter minder groot doordat op grond van
de door de P . Z . E . M . gewenste b e d r i j f s v o e r i n g n i e t a l l e 706 g e t i j d e n van het jaar kunnen worden benut, een gewenste energiecomponent
niet
beschikbaar kan z i j n en de g e t i j v e r s c h i 1 l e n n i e t a l i e n even groot z i j n door de d a g e l i j k s e o n g e l i j k h e i d , de veranderde waterstanden
in de c y c l i
s p r i n g t i j - d o o d t i j - s p r i n g t i j en door weersinvloeden. B i j de opbrengst-berekeningen
onder hoofdstuk 6 wordt nader ingegaan op de
hoeveelheid energie die op deze w i j z e u i t het v e r t i c a a l g e t i j zou kunnen worden gewonnen.
4 . 1 . 3 . Het h o r i z o n t a a l g e t i j in de stormvloedkering Indien de stormvloedkering gereed i s , z u l l e n in de doorstroomopening daarvan stroomsnelheden optreden tot c i r c a 5 m/sec. Met behulp van w a t e r t u r b i nes kan de stromingsenergie van het water in e l e c t r i s c h e energie worden omgezet. Deze machines moeten dan in of in de n a b i j h e i d van de stormvloedkering worden aangebracht.
Omdat de winning van energie op deze w i j z e een
v e r k l e i n i n g van het v e r t i c a a l g e t i j v e r s c h i l in de Oosterschelde tot gevolg zal
hebben en d i t g e t i j v e r s c h i l van belang is voor het behoud van het na-
t u u r l i j k e m i l i e u en de s c h e l p d i e r c u l t u r e s
in de Oosterschelde, moet ten
aanzien van het gebruik van deze energiebron de grootste worden b e t r a c h t .
terughoudendheid
In de studie van het ENERGO-project is deze energie-com-
ponent daarom n i e t verder in beschouwing genomen. 4 . 1 . 4 . E l e c t r i s c h e energie, Het
afkomstig van de productie-eenheden
productiepark en de b e d r i j f s v o e r i n g van een
van de P . Z . E . M .
electriciteits-producent
dienen te z i j n afgestemd op een b a s i s - e l e c t r i c i t e i t s a f n a m e en de f l u c t u a tes
die daarboven kunnen optreden. De f l u c t u a t i e s in het stroomgebruik
ontstaan onder invloed van de b e i a s t i n g s w i s s e l i n g e n gedurende de s e i z o e nen, werkdagen en weekend- en feestdagen, daguren en nachturen en door i n cidenteel optredende factoren.Voor de basis l a s t wordt gewoonlijk gebruik gemaakt van productie-eenheden
die op goedkope w i j z e
e l e c t r i c i t e i t produ-
ceren. Met name moet h i e r b i j aan met steenkool ondervuurde eenheden en kerncentrales
gedacht worden.
- 12 Deze eenheden z i j n in het algemeen m o e i l i j k regelbaar en geven rendementsv e r l i e s b i j het r e g e l e n . Voor het oplossen van fluctuatie-problemen z i j n een aantal middelen beschikbaar in de vorm van een draaiende op de b a s i s l a s t , het gebruik van snel-opstartbare
reserve
gasturbines en een
r e g e l i n g in het l a n d e l i j k e verband van de samenwerkende e l e c t r i c i t e i t s p r o ducenten
(S.E.P.).
De r e g e l i n g houdt i n , dat de f l u c t u a t i e s in het stroomverbruik binnen het verzorgingsgebied van een producent mede door andere producenten v i a het l a n d e l i j k e koppelnet worden opgevangen. In Zeeland bestaat daarnaast een r e g e l i n g , waarbij een der grootverbruikers minder stroom afneemt, indien het stroomverbruik van anderen toeneemt en andersom. Door de P . Z . E . M . wordt de e l e c t r i c i t e i t in hoofdzaak opgewekt door een kernenergie en door gas- e n ' o l i e gestookte
eenheden.
Door nu goedkopere, zogenaamde "nachtstroom", in een bekken op te slaan en de energie t i j d e n s verbruikspieken overdag weer aan het openbaar net terug te leveren kan aan het productiepark een extra regelmechanisme worden toegevoegd. Hoe de practische inpassing van d i t bijzondere regelsysteem vorm moet k r i j g e n is met een aantal onzekerheden omgeven. Onderzoek op prototypeschaal is gewenst. 4.1.5 Energie, geleverd door de dieselagregaten, d i e ten behoeve van de strooml e v e r i n g van de stormvloedkering worden opgesteld. Het l i g t in de bedoeling in het dienstengebouw van de stormvloedkering t i e n dieseleenheden met een t o t a a l nominaal vermogen van 6400 kW op te s t e l l e n . Dit vermogen is nodig om de schuiven van de stormvloedkering te kunnen bedienen. De aggregaten functioneren thans nog voor het opwekken van stroom die nodig is voor de bouw van de k e r i n g , voor het drooghouden van de bouwput en voor de werkspanning. Naar verwachting z u l l e n de aggregaten
in hun u i t e i n d e l i j k e f u n c t i e s l e c h t s
weinig draaiuren hebben. In p r i n c i p e bestaat daarom de mogelijkheid deze aggregaten
als aanvullende energiebron op de openbare e l e c t r i c i t e i t s v o o r -
ziening in te schakelen. Het inzetten van deze energie-component
is echter
wegens het gebruik van dure o l i e niet aan te bevelen. Wel kan de e l e c t r i c i t e i t die t i j d e n s het proefdraaien van de aggregaten wordt opgewekt in het openbaar net, dan wel in opslag worden gebracht. De j a a r l i j k s e opbrengst zal echter n i e t meer dan 70.000 kWh bedragen. Daarom is deze energie-component niet verder in de ENERGO-studie betrokken.
- 13 4.2.
Opslag ( f i g u u r 3 ) . De bouwput Schaar, waarin thans de p i j l e r s en de betonnen balken voor de stormvloedkering worden gefabriceerd kan na 1984, als die onderdelen
uit
de bouwput z i j n v e r w i j d e r d , als opslagbekken van energie worden i n g e r i c h t . Deze bouwput beslaat een oppervlakte van c i r c a 1 km^, heeft een bodemdiepte van N . A . P . -15m en r i n g d i j k e n met een kruinhoogte van 6,5
tot
9,0 m + N . A . P . Op een aantal
aspecten van de opslag van energie in d i t bekken wordt
hieronder nader ingegaan. 4 . 2 . 1 Vermogensbekken en
energiespaarbekken.
Het opslagbekken kari worden i n g e r i c h t als vermogensbekken en als electriciteitsproductiespaarbekken. B i j het gebruik als vermogensbekken wordt vanuit het bekken aan de e l c t r i c i t e i t s p r o d u c e n t voor een zekere t i j d s d u u r een bepaald vermogen gegarandeerd.Zowel het vermogen als de t i j d worden a f g e l e i d van de b e d r i j f s v o e r i n g in de e l e c t r i c i t e i t s v o o r z i e n i n g . B i j het ENERGO-project kan de energie die voor het vermogensbekken nodig i s alleen worden betrokken van de energie-componenten wind en nachtstroom, waarbij de nachtstroom voor de a a n v u l l i n g op de tekorten aan windenergie moet zorgen. Energie u i t het v e r t i c a a l g e t i j komt niet in aanmerking, aangezien de t i j d waarop het vermogen moet worden gegarandeerd
slechts b i j
toeval zal corresponderen met de t i j d waarop van de getij-omstandigheden gebruik kan worden gemaakt. Wanneer en in welke mate nachtstroom kan worden gebruikt kan globaal worden bepaald aan de hand van de vermogensduurkromme voor een windturbine in de monding van de Oosterschelde. Nachtstroom kan worden gebruikt indien de windsnelheid lager i s dan die welke b i j de vermogensgrens van 20 MW ( z i e 4 . 1 . 1 . )
behoort.
In perioden,
waarin het windvermogen de door de P . Z . E . M . gestelde vermogensgrens
van 20
MW te boven gaat z a l weinig nachtstroom nodig z i j n . A f h a n k e l i j k van de pomp- en turbinerendement
gaat t i j d e n s het pompen en
genereren een hoeveelheid energie v e r l o r e n . De voordelen van het gebruik van d i t vermogensbekken z u l l e n daarom tegen de hiervoor genoemde e n e r g i e - v e r l i e z e n moeten worden afgewogen.
- 14 Het
gebruik van het bekken als energie-spaarbekken
houdt in dat daarmede
wordt getracht zoveel mogelijk energie u i t wind en g e t i j te winnen, indien het opgewekte vermogen u i t wind groter i s dan de door de P . Z . E . M . gestelde
vermogengrens.
Daarnaast kan het bekken als energiespaarbekken
dienen, wanneer wegens
gering e l e c t r i c i t e i t s v e r b r u i k windenergie beter niet 1
g e l i j k of lager i s dan de
b a s i s l a s t . D i t kan z i c h 's nachts en t i j d e n s weekend- en feestdagen voordoen. Hoewel hierboven een scherpe scheiding i s gemaakt tussen opslag als vermogensbekken en als energie-spaarbekken,
zal het bekken in de p r a k t i j k
als combinatie van beide mogelijkheden kunnen fungeren. Het
i s d u i d e l i j k dat een aantal b e d r i j f s t r a t e g i e e n mogelijk z i j n . De
betekenis van elk van die strategieen
kan door middel van het
ENERGO-project worden onderzocht. 4.2.2 Hoog opslagbekken en laag opslagbekken. Zoals in hoofdstuk 3 reeds kort is vermeld kan de energie-opslag hier in p r i n c i p e op tweeerlei w i j z e plaatsvinden, namelijk in een hoog en in een laag bekken.
hoog bekken
l a a g bekken
* >hydroturbine Y / / / / A ophogen ontgraven
f i g u u r 8 Bekkenconfiguraties
- 15 B i j een hoog bekken geschiedt het pompen in de r i c h t i n g van het bekken en het genereren
in de r i c h t i n g van de Oosterschelde. B i j een laag bekken
z i j n pomp- en g e n e r e e r r i c h t i n g andersom. De keuze tussen een hoog en een laag bekken i s a f h a n k e l i j k van de gewenste opslag-capaciteit. De consequenties van een hoog en een laag bekken z i j n b i j eenzelfde opslag c a p a c i t e i t ( z i e f i g u u r 8) onder meer de volgende: hoog bekken: - groter wateroppervlak, dus geringere w a t e r s t a n d f l u c t u a t i e ; - l o c a l e verhoging van d i j k e n , opbreken van bestaande- en aanleggen van nieuwe d i j k b e k l e d i n g e n ; - hydro-turbine boven bodem van de bouwput; - graven van watertoevoerende
geulen;
- wateroverdrukken in d e / r i c h t i n g van de Oosterschelde, k w e l v e r s c h i j n s e len; - dijkhoogte om landschappelijke redenen begrensd, daardoor opslagcapaciteit
beperkt.
laag bekken: - geringer wateroppervlak, dus grotere
waterstandsfluctuatie;
- verdieping van de bodem van de bouwput en wegbaggeren van resten van compartimenteringsdijken; - hydro-turbine dieper dan bodem van de bouwput i . v . m . c a v i t a t i e p r o b l e m e n , - graven van watertoevoerende
geulen;
- wateroverdrukken in de r i c h t i n g van de bouwput, k w e l v e r s c h i j n s e l e n . Wegens het optreden van well en in de bodem van de bouwput i s een lagere waterstand dan N . A . P . -10m n i e t
toelaatbaar.
4.2.3.Hydro-turbines Het opslaan van energie en het genereren kan als volgt geschieden: - een of meer omkeerbare t u r b i n e s , d . w . z . turbines die zodanig z i j n geconstrueerd dat z i j zowel kunnen pompen als
genereren;
- gescheiden pomp- en t u r b i n e - i n s t a l 1 a t i e s . B i j het gebruik van een omkeerbare turbine kan n i e t t e g e l i j k e r t i j d worden gepompt en gegenereerd.
De h i e r t o e uitgevoerde berekeningen indiceren een
geringe vermindering van de opbrengst. Aangezien de w i j z e van b e d r i j f s v o e r i n g bepalend i s , kunnen s l e c h t s p r a k t i j k p r o e v e n hieromtrent zekerheid verschaffen.
- 16 4.2.4.Ops 1agcapaciteit en turbinevermogens De ops!agcapaciteit van het bekken en het vermogen van de hydro-turbines dienen te corresponderen met de mogelijkheden van de P . Z . E . M . ten aanzien van de hoeveelheid energie die in een zekere periode aan het openbaar net moet kunnen worden afgegeven (vermogensbekken). Volgens de gegevens die door de P . Z . E . M . z i j n v e r s t r e k t kan het vermogensbereik van de turbine lopen tot 25 MW. De grens van 25 MW v l o e i t voort u i t de beiastingspieken van het p a r t i c u l i e r e e l e c t r i c i t e i t s v e r b r u i k binnen het verzorgingsgebied van de P . Z . E . M . De periode waarin dat vermogen beschikbaar moet z i j n is op maximaal 4 uur g e s t e l d . Deze periode is a f g e l e i d u i t de bedrijfsgegevens van de P . Z . E . M . ten aanzien van de duur van het beschikbaar hebben van snelopstartbaar
vermogen voor het opvangen van v e r b r u i k s p i e k e n . Uitgaande
van deze gegevens kunnen de b i j de piekvermogens behorende opslag en vermogens worden v a s t g e s t e l d , waarna aan de hand van k o s t e n v e r g e l i j k i n g e n de meest economische oplossing kan worden gekozen. Mede in verband met het bepaalde hydro-vermogen kan het t o t a a l windvermogen worden berekend: de 20 MW waarvan de e l e c t r i c i t e i t d i r e c t aan het net kan worden toegevoegd + windvermogen dat g e l i j k of minder is dan het hydro-vermogen.
4.3.
Levering van energie aan het openbaar net Het beschikbaar s t e l l e n van vermogen en de l e v e r i n g van energie aan de openbare e l e c t r i c i t e i t s v o o r z i e n i n g zal - rekening houdend met de mogelijkheden en beperkingen van het huidige productiepark - mede aan de hand van windsnelheidsverwachtingen (windenergie) en de gegevens u i t de g e t i j t a f e l ( g e t i j - e n e r g i e ) moeten geschieden. Aangenomen mag worden dat een en ander onder verantwoordelijkheid van de P . Z . E . M . gaat plaatsvinden.
- 17 -
5.
Ontwerp en techniek
5.1.
Basisgegevens Het ontwerp i s gebaseerd op het gebruik als vermogensbekken: b e d r i j f s t i j d maximaal 4 uur. Het maximum windvermogen i s 20 MW (vermogensgrens P . Z . E . M . ) + vermogen g e l i j k of minder dan hydro-vermogen. Verder is er van uitgegaan dat een of meer omkeerbare turbines z u l l e n worden toegepast, waarvan het pomprendement op 0,83 en het turbinerendement
op 0,93 i s g e s t e l d . Het
vermogen van de hydro-turbine dient b i j het laagste verval nog aanwezig te z i j n . D i t i s zowel b i j een hoog bekken als b i j een laag bekken het beginverval van de pompfase d . w . z . het eindverval van de t u r b i n e f a s e . Aan de hand van diverse aannamen ten aanzien van beginverval en hydrovermogens en andere gegevens kunnen de wateropslag, dijkhoogten en afmeting en ashoogte van de rotor van de hydro-turbine worden bepaald. Voor een reeks van b e g i n - v e r v a l l e n van 4m t/m 12m z i j n zo voor hydro-ops t e l l i n g e n met 8 vermogens van 5 MW tot 25 MW de gegevens verzameld die voor de c o n s t r u c t i e s van belang z i j n . Dit i s zowel voor een hoog bekken a l s voor een laag bekken gebeurd. Zo werden 9 x 8 x 2 mogelijkheden nagegaan, waaruit een eerste
selectie
kon plaatsvinden op grond van: - een globale kostenbeschouwing. Zo werden de varianten 3 x 5 MW, 4 x 5 MW en 5 x 5 MW d i r e c t al n i e t aanvaardbaar
geacht wegens de hoge kosten van
de turbines en t u r b i n e h u i z e n ; - de u i t c o n s t r u c t i e v e eisen volgende beperkingen ten aanzien van de r o tordiameter, - de toegelaten
namelijk liggend tussen 4m en 6m; laagste waterstanden
in het bekken (wellen in de bodem en
c a v i t a t i e ) en de daarmede samenhangende ontgravingen van de bekkenbodem om de hydroturbines de v e r e i s t e diepte te kunnen geven. U i t de s e l e c t i e bleek d i r e c t dat de varianten die op een laag bekken bet r e k k i n g hebben niet voor een verdere beschouwing in aanmerking komen. Meer uitgewerkte kosten- en opbrengstenramingen
ten aanzien van de 1 4 - t a l
overgebleven varianten hebben u i t e i n d e l i j k geresulteerd - een hoog bekken, waarin de waterstanden
in de keuze van:
f l u c t u e r e n tussen N . A . P . +11,9m
en N . A . P . +9,2m, en een bijbehorende hoogte van de d i j k k r u i n op N . A . P . +12,9m; - een omkeerbare hydro-turbine met een vermogen van 15 MW, een rotordiamet e r van 5,3m en een ashoogte van de rotor op N . A . P . -8,6m; - een t o t a a l windvermogen van 20 MW + 15 MW = 35 MW.
- 18 -
5.2.
B e s c h r i j v i n g van het ontwerp
5.2.1.Het i n r i c h t e n van het opslagbekken Om de bouwput Schaar geschikt te maken voor de opslag van energie, moet het gat in de r i n g d i j k worden gesloten, waardoorheen de p i j l e r s en de dorpelbalken van de stormvloedkering worden afgevoerd. Verder moeten de r i n g d i j k e n worden verhoogd t o t een kruinhoogte van N . A . P . +12,9m. Het normaal p r o f i e l van de r i n g d i j k e n kan z i j n , zoals op f i g u u r 9 i s aangegeven. bekken
Oosterschelde _
steen 10/60 kleilaag fosforslakken +
n
Q
Q
dik lm steen 10/60 kraag
figuur j9 d i j k p r o f i e l
opslagbekken
r e r weerszijden van ae hydro-turbine moeten watertoevoerende
geulen worden
gegraven, waarvan de bodem en de taluds over een zekere lengte van een bodembescherming en stortebed moeten worden v o o r z i e n . De kosten van de hiervoorgenoemde werken z i j n begroot op f.20.000.000. De hydro-turbine kan het beste in de r i n g d i j k van compartiment IV van de bouwput gebouwd worden, dus tegen de bestaande werkhaven ( z i e f i g . 3 ) . Het sedimentgehalte van het water i s daar laag, zodat slechts geringe s e d i mentafzetting in het bekken kan worden verwacht. De watertoevoerende geulen z i j n in v e r g e l i j k i n g met andere l o c a t i e s k o r t . Ook geulverleggingen aan de b u i t e n z i j d e van het bekken als gevolg van de inwerking van de stroom op de bodem z u l l e n hier nauwelijks p l a a t s v i n d e n . Ter
plaatse i s een ruim werkterrein aanwezig, waarheen het m a t e r i e e l , de
onderdelen en de materialen d i e voor de bouw van de turbine en het t u r binehuis nodig z i j n , zowel over land als over water kunnen worden aangevoerd. De heiwerken voor het maken van de bouwkuip kunnen met een l a n d s t e l l i n g in den droge worden uitgevoerd. A f h a n k e l i j k van de bouwplanning z a l w e l l i c h t over de in de n a b i j h e i d van het w e r k t e r r e i n staande betonmenginstallatie kunnen worden beschikt voor de productie van de betonspecie die voor het turbinehuis nodig i s . De hydro-turbine kan een turbine z i j n met v e r t i c a l e as (Kaplan-turbine) of met h o r i z o n t a l e as (bulbturbine).
- 19 -
Figuur 10 Doorsnede van een K a p l a n - t u r b i n e ( l i n k s ) en een bulbturbine (rechts) Aan een bulbturbine wordt de voorkeur gegeven, omdat deze wegens de rechte doorstroming een minder diepe fundering en daardoor een minder groot t u r b i n e h u i s vraagt dan het geval zou z i j n b i j een K a p l a n - t u r b i n e . Omdat de v e r v a l l e n r e l a t i e f gering z i j n ,
i s de hydro-turbine die h i e r moet worden
toegepast een l a g e d r u k - t u r b i n e . Een onderzoek naar de ontwikkeling in de afgelopen jaren op het gebied van de lagedruk-bulbturbines heeft uitgewezen dat d e r g e l i j k e turbines met een rotordiameter in de orde van groote van 6m en een vermogen van 20 MW reeds eerder z i j n gebouwd. Ten aanzien van het met het agressieve zoutwatermilieu samenhangende c o r r o s i e probleem kan vertrouwd worden op de 1 5 - j a r i g e Franse ervaring met turbines in de g e t i j d e c e n t r a l e van La Ranee. Zoals reeds i s gemeld zal het hydrovermogen in d i t p r o j e c t 15 MW bedragen. De rotordiameter die in r e l a t i e met de v e r v a l l e n d a a r b i j behoort i s 5,3m. Aangezien de w a t e r s t a n d s f l u c t u a t i e s in het bekken r e l a t i e f groot z i j n in verhouding met de v e r v a l l e n , wordt een t u r b i n e met v e r s t e l b a r e rotorbladen en leidschoepen nodig geacht. De kosten van de hydro-turbine z i j n op f . 30.000.000 geraamd. Het turbinehuis dat in de r i n g d i j k van het bekken moet worden gebouwd bestaat in hoofdzaak u i t gewapend beton. De afmetingen z i j n e n e r z i j d s bepaald door de ashoogte van de r o t o r van de t u r b i n e , de afmetingen van de t u r b i n e met de aansluitende i n - en uitstroomopeningen en anderzijds u i t de hoogste waterstand
in het bekken.
-20-
figuur 1 1
Bulb-turbine
met
turbinehuis
A a n z i c h t h y d r o - i n s t a l l a t i e met
turbinehuis
figuur
12
- 22 De turbine en de d a a r b i j behorende onderdelen moeten van bovenaf naar de gewenste diepte kunnen worden neergelaten.
Daarom is in de c o n s t r u c t i e een
schacht met waterdicht toegangsluik opgenomen. Het turbinehuis i s verder om constructieve redenen in compartimenten onderverdeeld. Z i j kunnen als b e d r i j f s r u i m t e n dienst doen. De doorstroomopening moet om onderhoudsredenen geheel of g e d e e l t e l i j k kunnen worden drooggezet. Daarvoor z i j n droogzetschuiven nodig die in sponningen kunnen worden neergelaten.
Aan de u i t -
einden van de doorstroomkoker z i j n krooshekconstructies geplaatst
(zie f i -
guur 11). De fundering i s op s t a a l . De bouw vindt plaats
in een bemalen bouwkuip,
gevormd door stalen damwanden met verankeringen. Door middel van vleugelwanden gevormd door kistdammen s l u i t het turbinehuis aan op de d i j k e n . Na de bouw worden de toeleidingsgeulen gegraven, waarna de damwanden onder water afgebrand worden. In verband met de s t a b i l i t e i t van het gebouw wordt uitgegaan van een waterdichte bodembekleding aan de bekkenzijde met een zodanige breedte dat het verhang onder het
turbinehuis
k l e i n e r dan 10% b l i j f t . De kosten van het turbinehuis z i j n geraamd op c a . f . 19.000.000. 5.2.2.Windturbines ( f i g u r e n 13 en 14) In verband met het gewenste onderzoek naar de mogelijkheid van grote windturbines,
is in het ENERGO-project uitgegaan van windturbines van 1 MW en
3 MW. In het buitenland is al in een vroeg stadium van de ontwikkeling begonnen met de bouw van de prototypes van grote en zeer grote afmetingen met sterke nadruk op de economische haalbaarheid. H i e r b i j wordt zoveel mogelijk gebruik gemaakt van standaardtechnieken.
Hoewel op deze w i j z e
ervaring wordt opgedaan met de bouw en het b e d r i j f van grote molens wordt in het algemeen slechts langzaam i n z i c h t verkregen in de oorzaak van -
bepaalde technische problemen. In het kader van het Nationaal Onderzoekprogramma Windenergie i s als uitgangspunt
gekozen om eerst te
trachten de dynamische v e r s c h i j n s e l e n te onderzoeken voordat wordt begonnen aan de r e a l i s a t i e van echte prototypes. Als r e s u l t a a t
van het
Nationaal Onderzoekprogramma Windenergie 1976-1981 heeft het Bureau Energie Onderzoek Projecten onlangs haar rapport "Perspectieven voor windenergie i n Nederland" (2)
uitgebracht.
- 23 Voorts is een van instrumentatie
voorziene 25m H . A . T .
asturbine) ontworpen en gebouwd. Een experimenteel
(horizontale
programma wordt
momenteel uitgevoerd. Het l i g t voor de hand dat in het kader van het ENERGO-project a a n s l u i t i n g wordt gezocht met beide onderzoeksporen.
Zoals
in hoofdstuk 11 z a l worden beschreven kan het p r o j e c t , waarvan het parkrendement af zal hangen van de c o n f i g u r a t i e van de turbines
in dat
park op basis van wederkerigheid aan d i t onderzoek b i j d r a g e n . Zoals mag worden verondersteld z u l l e n de grote windturbines conform de u i t v o e r i n g van de deltawerken langs de weg van de s c h a a l v e r g r o t i n g kunnen worden gebouwd. Hier zal kunnen worden uitgegaan van een 300 kW windvermogen om vervolgens v i a een tussenstap van 1 MW te komen tot een windturbine van 3 MW. Een andere nog meer g e l e i d e l i j k e o n t w i k k e l i n g , b i j v o o r b e e l d met nog een tussenfase van 500 kW windvermogen is eveneens denkbaar. Op grond van inschattingen van i n s t i t u t e n en f a b r i k a n t e n is ervan uitgegaan dat i n 1985 een eerste turbine met h o r i z o n t a l e as ( H . A . T . ) met een vermogen van 1 MW kan z i j n gebouwd en in 1987 een windturbine van 3 MW. Zo is dan een f a s e r i n g ten aanzien van de bouw van windturbines binnen d i t
project
aangehouden: 1984 t/m 1988: 5 windturbines van elk 1 MW en 1987 t/m 1992: 10 windturbines van elk 3 MW. De 5 windturbines van 1 MW z i j n geprojecteerd opslagbekken, de 10 turbines het damvak dat onderdeel
op de r i n g d i j k e n van het
van 3 MW deels b i j het bekken en overigens op
van de stormvloedkering
uitmaakt.
ROOMPOT
figuur
1-3
P l a a t s van de
windturbines
f i g u u r 1A.
- 25 De 15 windturbines vormen tezamen een windpark. Het parkrendement zal a f hangen van de c o n f i g u r a n t i e van de turbines D i t parkrendement
in dat park.
is de verhouding tussen de t o t a a l door het park afgege-
van opbrengst en de opbrengst volgend u i t de som van de g e i n s t a l l e e r d e vermogens van de a f z o n d e r l i j k e windturbines. Indien de afstanden r e l a t i e f gering z i j n , beinvloeden de windturbines elkaars zoggebieden, Hierdoor ontstaat onder meer een vermogensreductie ten gevolge van de windsnelheidsreducties in de zoggebieden. Aangezien het vermogen van een windturbine behalve van de windsnelheid ook van de rotordiameter afhangt bestaat er een r e l a t i e tussen de afstanden tussen de turbines en de rotordiameter e n e r z i j d s en het parkrendement
anderzijds.
Op grond van door T.N.O. v e r r i c h t onderzoek aan een windtunnelmodel en het gegeven dat het b i j het ENERGO-project om een r e l a t i e f gering aantal windturbines gaat, z i j n b i j d i t ontwerp de volgende onderlinge afstanden aangenomen: - 5 x rotordiameter tussen de windrichtingen zuidwest en noord en tussen noordoost en z u i d ; - 3 x rotordiameter tussen de windrichtingen noord en noordoost en tussen zuid en zuidwest. De j u i s t h e i d hiervan zal u i t een voortgezette s t u d i e van het onderzoek op het gebied van parkrendementen moeten b l i j k e n . Het ENERGO-project kan hiertoe bijdragen. De hoofdafmetingen van de windturbines z i j n thans gesteld op: vermogen 1 MW : rotordiameter 40m, ashoogte 50m boven maaiveld; vermogen 3 MW : rotordiameter 80m, ashoogte 65m boven maaiveld. De o p s t e l l i n g van de windturbines is overeenkomstig het voorgaande in f i guur 13 aangegeven. Hoewel met het oog op de gewenste studies ten aanzien van windturbines op zee, de p l a a t s i n g van een van de turbines buiten de Oosterscheldedam aan te bevelen zou z i j n , is daarmede in d i t ontwerp geen rekening gehouden. De mogelijkheid daarvan is echter in p r i n c i p e aanwez i g . Wegens het parkrendement zou e i g e n l i j k een windvermogen groter dan 35 MW moeten worden g e i n s t a l l e e r d . Wegens de i n d i c a t i e v e waarde van deze parkrendementen en mede omdat het h i e r om een p r o e f p r o j e c t gaat, is h i e r van a f g e z i e n . De c o n s t r u c t i e van een windturbine bestaat in het algemeen u i t f u n d e r i n g , t o r e n , gondel en r o t o r . Daarnaast heeft de turbine een electromechanisch d e e l , een regelsysteem en onderdelen die nodig z i j n voor de overbrenging.
- 26 Een indruk van een d e r g e l i j k e , overigens veel k l e i n e r e windturbine geeft f i g u u r 14 waarop de experimented 25m - H.A.T. t e Petten (vermogen 300 kW) i s afgebeeld. Verder wordt verwezen naar het rapport "Perspectieven voor windenergie i n Nederland" ( 2 ) . Het m o g e l i j k e r w i j z e toepassen
van tip-vanes
op de rotorbladen, dat thans onderwerp i s van uitgebreid wetenschappelijk onderzoek z a l w e l l i c h t leiden tot een andere p l a a t s i n g , andere torenhoogte en rotordiameters dan hiervoor i s geschetst. Omdat d i t onderzoek nog gaande i s , is ook daarmede geen rekening gehouden. Voor de kostenraming van turbines i s uitgegaan van een geschatte gemiddelde p r i j s van f . 2.700 per kW + f . 500.000 per t u r b i n e f u n d e r i n g en a a n s l u i t i n g e n . De p r i j s van f . 2.700 per kW i s gebaseerd op de k l e i n e series windturbines die voor het ENERGO-project moeten worden gebouwd. De totaalkosten van het bouwen van de windturbines bedragen dus f . 102.000.000.
5 . 2 . 3 . A a n s l u i t i n g e n op het openbaar
net
Omstreeks 1985 i s door P . Z . E . M . een 50 k V - i n s t a l l a t i e t e Haamstede gepland met een 50 kV-kabelverbinding naar Z i e r i k z e e . Vandaar bestaat reeds een verbinding met het hoofdtransportnet.
Ter behoeve van het Energo-project
dient dan een 50 kV-verbinding van de bouwputten naar Haamstede gemaakt
te
worden. De kosten van deze v e r b i n d i n g , i n c l u s i e f een te bouwen 50 kV/10 kV i n s t a l l a t i e , waarop de hydro- en windturbines aangesloten kunnen worden, bedraagt f . 12.000.000. De 10 kV-kabelverbinding tussen de d i e s e l c e n t r a l e van de stormvloedkering en het P . Z . E . M . - n e t kan dan eveneens hierop worden aangesloten. A l s op een l a t e r t i j d s t i p (1995?) de P . Z . E . M . een 50 kV-verbinding z a l r e a l i s e r e n van Haamstede naar Walcheren - v i a de stormvloedkering - dan wordt de verbinding van het ENERGO-verdeelstation met het P.Z.E.M-net v e r s t e r k t en ontstaat de mogelijkheid om een groter vermogen dan 20 MW d i r e c t op het net aan te s l u i t e n . ENERQQ
fig.15
27 6.
Electriciteitsopbrengst
6.1.
Algemeen De netto opbrengst van de ENERGO-centrale is het v e r s c h i l tussen de energieopbrengst
van windturbines en g e t i j d e e n e r g i e enerzijds en het
ops 1agverlies a n d e r z i j d s . Die opbrengst
is daarom a f h a n k e l i j k van de
b e d r i j f s v o e r i n g binnen het ENERGO-project met betrekking tot de input en de output van de energie afkomstig van de d r i e energiecomponenten.
Die in-
en output van energie is b i j het d r i e t a l gebruiksmogelijkheden vermogensbekken, energie-spaarbekken
en combinatie van deze -
v e r s c h i l l e n d . Aangezien de vraag u i t het openbare net en het aanbod van energie u i t wind en g e t i j f l u c t u e r e n , zal de energie-opbrengst
zeer
v e r s c h i l l e n d kunnen z i j n . 6.2.
Opbrengst u i t windenergie ( f i g u r e n 4 en 16) De opbrengst daarvan is af te leiden u i t het windaanbod ter plaatse van de windturbines op de ashoogte van de r o t o r ,
i . e . de windsnelheidsverdeling
op die hoogte en verder u i t de vermogenskarakteristieken van de te gebruiken t u r b i n e s . Voor het ENERGO-project is het windaanbod geschat de hand van de windgegevens van de meetstations
aan
V l i s s i n g e n en l i c h t s c h i p
Goeree en van de meetpaal OS IV (10m - hoogte) op de Roggenplaat in de Oosterschelde. U i t het windaanbod en de vermogenskarakteristiek
volgt de
vermogensduurkromme voor de t u r b i n e , volgens Ref 2. De gegevens die van belang z i j n voor de opbrengst van e l e c t r i c i t e i t u i t windenergie z i j n : - jaaropbrengst (MWh per MW g e i n s t a l l e e r d vermogen) : 2575 - s t i l s t a n d wegens te lage windsnelheid in uren per j a a r : 2320 - s t i l s t a n d wegens te hoge windsnelheden in uren per jaar : 35 - aantal uren per jaar op nominaal vermogen : 950 - aantal productieve uren per j a a r : 6405
\> J > A ' f t i i
Energie,rechtstreeks in ovenbaar net Snergie,'via opslag in ovenbadr net
f i g u u r 16
- 28 Op grond van die gegevens en de vermogensduurkromme voor de Oosterschelde z i j n voor een aantal varianten de jaaropbrengsten
berekend:
Vari ant
jaaropbrengsten
Vermogen 35 MW
-
geen vermogensgrens
P.Z.E.M.
90125 MWh
1. vermogen 35 MW - opslag boven 20 MW - grens P . Z . E . M .
85600 MWh
2. vermogen 35 MW - opslag boven 20 MW - grens P . Z . E . M . , waarbij maximaal rekening gehouden met het f e i t dat geen opslag kan plaatsvinden in de g e n e r e e r t i j d
min. 78650 MWh
3. vermogen 35 MW - zonder opslag, waarbij een of meer turbines worden s t i l g e z e t , indien vermogensgrens
van 20 MW wordt over-
schreden
70300 MWh
4. vermogen 20 MW - zonder opslag
6.3.
51500 MWh
Opbrengst u i t het v e r t i c a a l g e t i j Deze wordt geschat op gemiddeld 5 MWh per g e t i j d e c y c l u s . Omdat nachtstroom wordt gebruikt voor het oppompen van water in het bekken en de g e t i j d e n a f h a n k e l i j k z i j n van de maancyclus en dus regelmatig verschuiven t . o . v . het e l e c t r i c i t e i t s v e r b r u i k s p a t r o o n z u l l e n per jaar slechts ongeveer de h e l f t ca 350 g e t i j d e n kunnen worden benut. Het aantal g e t i j d e n dat kan worden benut wordt echter nog minder wanneer de uren t i j d e n s welke windturbines hun maximum vermogen leveren samenvallen met de uren waarin volgens de g e t i j d e t a f e l s zou moeten worden gegenereerd. Deze 950 uren dienen daarom in mindering gebracht te worden op de j a a r p r o d u c t i e . Deze wordt dan 8760 - 950
x 350 x 5 = 1600 MWh
8760 6.4.
V e r l i e s door gebruik van nachtstroom Het genereren van 15 MW x 4 uur = 60 MWh e l e c t r i c i t e i t betekent het gebruik van nachtstroom ad.
60
= 77,7 MWh.
0.83 x 0,93 Het v e r l i e s van pomp en turbineercyclus is dus 17,7 MWh. Het j a a r l i j k s v e r l i e s kan maximaal z i j n 8760 - 950 x 350 x 17,7 = 5600 MWh. 8760
- 29 6.5.
Winst en v e r l i e s van energie in de e l e c t r i c i t e i t s c e n t r a l e s B i j r e a l i s e r i n g van het ENERGO-project kan in de e l e c t r i c i t e i t s c e n t r a l e s w e l l i c h t een beter rendement worden verwacht, omdat de opslag aan de e f f i c i e n c y van de e l e c t r i c i t e i t s v o o r z i e n i n g ten goede komt. Deze winst i n MWh uitgedrukt
is niet te ramen. Anderzijds zouden j u i s t door de
i n t r o d u c t i e van windenergie n e t v e r l i e z e n kunnen ontstaan.
Zekerheden over
winst en v e r l i e s kan slechts door p r a k t i j k p r o e v e n worden verkregen. Daarom wordt de winst en v e r l i e s als P . M . vermeld. 6.6.
Energiebalans ENERGO-project met opslag boven 20 MW-grens Volgens de berekeningen en schattingen - u i t windenergie:
85.600 MWh
- uit verticaal g e t i j :
1.600 MWh
- in de P . Z . E . M . - c e n t r a l e :
P . M . MWh
Totaal winst
87.200 MWh t P . M .
- v e r l i e s door pompen met nachtstroom Saldo rond
is deze:
5.600 MWh 81.600 MWh t P . M .
Dit is c a . 1,5% van de e l e c t r i c i t e i t s p r o d u c t i e van de Zeeuwse c e n t r a l e s . Geen rekening is gehouden met vermindering van de opbrengst wegens
het
parkrendement. De
f i n a n c i e l e vergoeding voor deze geleverde e l e c t r i c i t e i t is minimaal
het nu geldende brandstofaandeel
in de conventioneel
opgewekte
e l e c t r i c i t e i t , z i j n d e f . 0,13 per geproduceerde kWh. De vermogensvergoeding bedraagt volgens SEP normen thans f . 100 per gegarandeerde KW.
- 30 De economie van het project Een berekening van de r e n t a b l i 1 i t e i t van een energie-project is een zaak behept met grote onzekerheden. Aan de investeringskant is er het probleem van de in rekening te brengen rentevoet en de geschatte levensduur, aan de opbrengstenkant
de kWh p r i j s . Vooral deze l a a t s t e is dermate s l e c h t voor-
spelbaar, dat iedere s c h a t t i n g neerkomt op een s l a g in de l u c h t . Daarnaast is het m o g e l i j k , dat nieuwe ontwikkelingen op het gebied van windturbinetechnologie- als voorbeeld mogen zogenaamd "tip-vanes" genoemd worden- een geheel ander beeld z u l l e n geven van de windenergie-economie. In d i t rapport wordt daar echter in het geheel niet op vooruitgelopen. Uitgangspunt is dat ENERGO een p r o e f p r o j e c t i s , g e r i c h t op onderzoek en het opdoen van ervaring met windenergie al dan niet gekoppeld aan een opslagsysteem. In dat kader b l i j f t het evenwel zinvol de baten/kosten
(b/k) verhouding te
schatten a p r i o r i , deze in de operationele fase te v e r g e l i j k e n met de oors p r o n k e l i j k e s c h a t t i n g en, indien m o g e l i j k , te beinvloeden v i a de bed r i j f s v o e r i n g . Derhalve is het niet nodig te berekenen wat de w e r k e l i j k e toekomstige j a a r l a s t e n en jaarbaten z u l l e n z i j n . Een v e r g e l i j k i n g tussen lasten en baten op huidig p r i j s n i v e a u (mei 1981) is daarvoor voldoende, waarbij toekomstige i n f l a t i e wordt geelimineerd.Voor de berekening van de baten/kosten verhouding is uitgegaan van disconteringspercentages
van 5%
en 10%. Omdat de levensduur van de diverse projectonderdelen v e r s c h i l l e n d i s , z i j n de nodige herinvesteringen op de daarvoor geeigende t i j d s t i p p e n ingevoerd. De projectduur wordt tot het jaar 2037 gerekend, z i j n d e 50 j a a r na ingebruikname van het spaarbekken. Dit betekent tevens, dat voor enkele onderdelen een, z i j het beperkte, restwaarde
in rekening wordt gebracht.
Deze berekening is uitgevoerd op l i n e a i r e a f s c h r i j v i n g s b a s i s . De opbrengsten z i j n berekend vanaf het l e jaar dat een windturbine is geplaatst.
Dit betekent dat de opbrengsten s t a r t e n
in het j a a r 1985. De
vermogensvergoeding van het spaarbekken is vanaf 1988 i n rekening gebracht. De maximale opbrengsten worden vanaf het j a a r 1993 verkregen. Voor de berekening van de opbrengsten z i j n 2 p r i j s s c e n a r i o s
gehanteerd:
1)
0% reeele opbrengstenstijging
2)
2% reeele opbrengstenstijging tot en met het jaar 2000; daarna geen opbrengstenstijging meer.
- 31 Voor e x p l o i t a t i e en onderhoudskosten i s 2% per j a a r van de geinvesteerde bouwsom in rekening gebracht. Deze lasten vangen aan i n het j a a r 1985, na gereedkoming van de eerste 1MW windturbine. Zowel de investeringen als de lasten en opbrengsten z i j n contant gemaakt per 1/1/1982. De berekeningsresultaten worden hieronder samengevat: Baten/kosten verhouding ENERGO-project Opbrengsstijging discontovoet
0%
2% (t/m 2000)
5%
0,6
0,9
10%
0,4
0,6
Voor u i t gebreide i n f o r m a t i e omtrent deze berekeningen wordt verwezen naar de b i j l a g e " R e n t a b i l i t e i t s b e r e k e n i n g ENERGO-project".
- 32 Bedrijfsvoering Aangezien zowel in de vraag als het aanbod van e l e c t r i c i t e i t f l u c t u a t i e s voorkomen, z i j n vele s c e n a r i o ' s
van b e d r i j f s v o e r i n g denkbaar en wel:
- ten aanzien van het al dan niet gebruiken van het opslagbekken en - ten aanzien van het gebruik van d i t bekken a l l e e n als
vermogensbekken,
als een gecombineerd gebruik als vermogens- en energie-spaarbekken a l l e e n als
en
energie-spaarbekken.
Maatgevend voor de b e d r i j f s v o e r i n g is de vraag naar e l e c t r i c i t e i t en de r e a c t i e van een e l e c t r i c i t e i t s n e t op fluctuerend windaanbod. Uit de vermogensduurkromme van de windturbines volgt dat de windturbines gemiddeld per j a a r , uitgedrukt in procenten van de p r o d u c t i e t i j d , als volgt e l e c t r i c i t e i t produceren: - t o t een vermogen van 20 MW:
78%
- een vermogen tussen 20 MW en 35 MW:
11,2%
- een vermogen van 35 MW:
10,8%
Gemiddeld over het jaar kan gedurende 78% van de t i j d e l e c t r i c i t e i t
recht-
streeks aan het openbare net worden geleverd, t e r w i j l voor 22% van de t i j d ter keuze is of een of meer windturbines z u l l e n worden s t i l g e z e t dan wel dat de opslag zal worden g e b r u i k t . Gegeven de vraag naar de e l e c t r i c i t e i t en de f l u c t u a t i e s in het windaanbod voor het gehele jaar zal echter op grond van de windsnelheidsverwachtingen d a g e l i j k s moeten worden b e s l i s t of de stroomlevering r e c h t s t r e e k s ,
dan wel
met behulp van het opslagbekken kan of moet geschieden. Verder is ter keuze of nachtstroom en/of windenergie z u l l e n worden gebruikt om v i a het opslagbekken de mogelijkheid te scheppen e l e c t r i c i t e i t u i t het v e r t i c a a l g e t i j te winnen. Volgens de gemiddelde windsnelheden per jaar kan het opslagbekken gedurende 89,2% van de t i j d als vermogensbekken dienen. E l e c t r i c i t e i t u i t het v e r t i c a a l g e t i j kan gedurende 44,6% van het aantal uren per jaar worden verkregen.
totaal
- 33 De f e i t e l i j k e b e d r i j f s v o e r i n g van een ge'integreerd
windturbine/opslagsy-
steem kent nog enkele andere mogelijkheden die aanvullende s t u d i e v e r e i sen. Als eerste is er de mogelijkheid de onregelmatigheden
in het
vermogensaan-
bod van een windturbinepark te verminderen met behulp van het opslagbekken. Omdat de hydro-turbinerotor
is u i t g e r u s t met v e r s t e l b a r e bladen kan
v i a een s n e l l e b l a d s t a n d v e r s t e l 1 i n g , waardoor het hydro-vermogen naar wens gevarieerd kan worden, ingespeeld worden op het v a r i a b e l e windturbinevermogen. Het opdoen van operatione.le ervaring is h i e r van groot belang met het oog op de r e a l i s a t i e en b e d r i j f s v o e r i n g van grote windparken d i e , i n dien nodig, gekoppeld z i j n aan een r e l a t i e f k l e i n
bekkensysteem.
Een andere m o g e l i j k h e i d is het gebruik van het bekken als een "condensat o r " . Het pomp- en hydro-turbinesysteem zouden dan ontkoppeld moeten worden. Met behulp van een hoeveelheid windturbinevermogen wordt het niveau van het bekken hoog gehouden, t e r w i j l t e g e l i j k e r t i j d v i a de hydro-turbine e l e c t r i c i t e i t van hoge k w a l i t e i t wordt geproduceerd. Denkbaar z i j n h i e r systemen waarbij de windturbines d i r e c t water oppompen. Op d i t gebied z i j n binnen het Nederlandse b e d r i j f s l e v e n ontwikkelingen gaande die h i e r w e l l i c h t , op bescheiden s c h a a l , beproefd zouden kunnen worden. Ook h i e r is de r e l a t i e met grote windparken, gekoppeld aan een r e l a t i e f k l e i n bekken met een r e l a t i e f groot g e i n s t a l l e e r d hydro-vermogen, aanwezig. Het geintegreerde wind/waterkrachtproject ENERGO biedt zodoende goede onderzoeksfaciliteiten.
- 35 9.
P l a n o l o g i e , landschap en m i l i e u
9.1.
Planologie Het ENERGO-project vormt met z i j n windturbines en energieopslagbekken een nieuw element in de r u i m t e l i j k e ordening i n Nederland. De m o g e l i j k h e i d om dit
project te r e a l i s e r e n dient daarom te worden getoetst aan de normen
van het algemene r u i m t e l i j k b e l e i d en het daarvan a f g e l e i d e b e l e i d s p l a n ten aanzien van de i n r i c h t i n g en het beheer van de Oosterschelde (3)
(zie
de gekleurde kaart op de vorige b l a d z i j d e ) . In het kader van het Nationaal Onderzoek Programma windenergie heeft een werkgroep, bestaande u i t vertegenwoordigers van het M i n i s t e r i e van Economische Zaken, de R i j k s p l a n o l o g i s c h e D i e n s t , de KEMA
en het E . C . N ,
een
studie gemaakt van de pianologische aspecten van de toepassing van windenergieparken
in Nederland ( 4 ) .
Uit deze studie b l i j k t dat c i r c a 30% van het Nederlands grondgebied, onderverdeeld in 52 gebieden, voor het bouwen van windparken in aanmerking komt. In de gebieden heerst een r e d e l i j k e windsnelheid, t e r w i j l voor die gebieden geen p r o h i b i t i e v e c r i t e r i a gelden ten aanzien van de bestemmingen. Deze gebieden moeten echter nog wel worden getoetst aan c r i t e r i a d i e n i e t p r o h i b i t i e f z i j n , maar wel e r n s t i g e beperkingen kunnen inhouden, zoals het gebruik voor landbouw en r e c r e a t i e of de aanwezigheid van rustgebieden en v o g e l t r e k r o u t e s . Voor de 52 gebieden werd aangeduid, in welke mate deze f a c t o r e n naar i n z i c h t van de werkgroep van invloed z i j n , zonder dat k w a n t i t a t i e f de consequenties werden begroot. Het
b l i j k t dat de zeearmen in zuidwest Nederland en dus ook de Ooster-
schelde n i e t t o t die 52 gebieden gerekend worden. In het b e l e i d s p l a n i s voor de i n r i c h t i n g en het beheer van de O o s t e r s c h e l de de volgende h o o f d d o e l s t e l l i n g geformuleerd: "het behoud en zo mogelijk v e r s t e r k i n g van de aanwezige n a t u u r l i j k e waarden met inachtneming van de basisvoorwaarden voor een goed maatschappelijk functioneren van het gebied, waaronder met name de v i s s e r i j wordt begrepen". Volgens het b e l e i d s p l a n kan u i t de h o o f d d o e l s t e l l i n g n i e t
direct
worden a f g e l e i d aan welke basisvoorwaarden voor een goed maatschappelijk functioneren moet worden voldaan en in welke mate. U i t een analyse van de h o o f d d o e l s t e l l i n g i s echter een h i e r a r c h i e a f g e l e i d , namelijk 1.natuur, 2. v i s s e r i j , 3. r e c r e a t i e ,
scheepvaart
etc.
Deze rangorde heeft tot gevolg dat voor de niet natuurfuncties
geen i n -
r i c h t i n g s en beheersbeleid mag worden gevoerd dat wezenlijk afbreuk doet aan het huidige karakter van het gehele ecosesysteem van de Oosterschelde of delen daarvan. De vraag is o f - en in hoeverre het ENERGO-project afbreuk aan d i t karakter zal doen, dan wel j u i s t een of andere f u n c t i e zal s t i m u l e r e n . Landschap Vooruitlopend op de beantwoording van deze vragen is vanuit de binnen de o r g a n i s a t i e stormvloedkering Oosterschelde werkzame projectgroep STOVIL, die zich bezighoudt met de aspecten van de vormgeving, de i n r i c h t i n g en de landschappelijke inpassing van de stormvloedkering een overigens, voorlopige v i s i e gegeven ten aanzien van: - de kruinhoogte van de r i n g d i j k e n van het opslagbekken in r e l a t i e met de landschappelijke vormgeving van de kering en - de plaatskeuze van de windturbines. De v i s i e van STOVIL is dat een d u i d e l i j k visueel onderscheid moet worden gemaakt tussen de f u n c t i o n e e l primaire delen van de stormvloedkering en de secundaire delen daarvan. Als mogelijkheid d i t te r e a l i s e r e n s t a a t STOVIL een tot zekere mate afgeslankt werkeiland voor. Dit geldt eveneens voor nieuwe f u n c t i e s en bestemmingen en de daarmede samenhangende werken. Vanuit die optiek is de maximaal toelaatbare kruinhoogte van de r i n g d i j k e n a f h a n k e l i j k van: - de afstand tot de k e r i n g ; - de w i j z e waarop en de mate waarin het bekken met het damvak verbonden is en - het mi 1 i e u v e r s c h i l tussen kering en bekken. Een laag bekken, dat overigens om technische redenen niet meer in de beschouwingen wordt betrokken, wordt in de diverse tieven inpasbaar
vormgevingsalterna-
geacht.
Een hoog bekken met een ringdijkhoogte op N . A . P . + 12,9 m zal met de d a a r b i j behorende voorzieningen een zeer n a d r u k k e l i j k beeldelement vormen in de d i r e c t e n a b i j h e i d van de k e r i n g . Om de negatieve
landschappelijke e f f e c t e n van een dergeljk element zo-
veel mogelijk te beperken zou het volgens STOVIL des te meer
aanbe-
v e l i n g verdienen om het werkeiland Neeltje-Jans zoveel mogelijk af te slanken en de bouwput Roompot zoveel mogelijk te v e r w i j d e r e n .
- 37 De kering en het spaarbekken staan op deze w i j z e min of meer los van e l kaar als z e l f s t a n d i g e r u i m t e l i j k e elementen in het Oosterscheldemi1ieu. Er ontstaat bovendien een zekere "overlapping" van technische en n a t u u r l i j k e vormen. De conceptie zou echter een expressiever g e s t a l t e kunnen v e r k r i j gen indien de oppervlakte van het bekken zou kunnen worden gereduceerd, waardoor een grotere afstand tussen het bekken en de kering zou ontstaan. Deze beperking van de oppervlakte zou in p r i n c i p e door een groter verval kunnen worden gecompenseerd. De plaats
van de windturbines zou zodanig
moeten worden gekozen, dat een zo d i r e c t mogelijke koppeling ontstaat met het bekken. Zo maken de windturbines en het spaarbekken onderdeel u i t van een systeem, dat geen d i r e c t verband houdt met de stormvloedkering. R u i m t e l i j k e s p r e i d i n g van elementen van het ENERQO-systeem, met name van de p l a a t s i n g van de windturbines op het damvak langs de kering zou leiden tot een o n d u i d e l i j k e vermenging van beeldelementen. turbines
Grote aantallen wind-
z u l l e n een visueel opvallend element vormen, met een zich over
grote delen van de w e s t e l i j k e Oosterschelde uitstrekkende
invloedssfeer.
Deze elementen z u l l e n concurrerend werken ten opzichte van andere bijzondere elementen op de kering zoals b i j v o o r b e e l d het Beperking van het aantal turbines
dienstengebouw.
en concentratie b i j het bekken zal daar-
om u i t een oogpunt van vormgeving de voorkeur verdienen. Grotere aantallen windturbines zouden in windparken b i j e e n g e p l a a t s t
kunnen worden. Hoewel
een s i t u e r i n g van een d e r g e l i j k windpark op het platengebied in de monding van de Oosterschelde mogelijk i s , zou de p l a a t s i n g op de voordelta d . w . z . het ondiepe platengebied voor de k u s t , de voorkeur verdienen.
9.3.
Milieu In hoeverre het ENERGO-project p o s i t i e v e dan wel negatieve e f f e c t e n zal hebben op de morfologie en de fauna in het beschouwde gebied is thans n i e t te zeggen, omdat de kennis ten aanzien van deze aspecten nog onvoldoende is
uitgediept.
Dit geldt ten aanzien van: - De ecologische consequenties
van de u i t 1andschappelijk oogpunt
gewenste
a f s l a n k i n g van het werkeiland N e e l t j e - J a n s en de scheiding van het opslagbekken van d i t werkeiland. - De inwerking van het pomp- en g e n e r e e r b e d r i j f op de geomorfologie in de omgeving en de t e r plaatse
in het water levende organismen. Zo kan in de
hydro-turbine vis worden beschadigd. Er bestaat verder een
(geringe)
- 38 -
kans op s t r a t i f i c a t i e . Ten aanzien van algenbloei kan worden opgemerkt dat niet elke vorm daarvan als negatief wordt ervaren. De wel t o x i s c h e / s c h a d e l i j k e vormen kunnen incidenteel voorkomen doch z i j n m o e i l i j k voorspelbaar (blauw-wieren, dinof1agerraten).
De kans op optreden in het
bekken wordt niet groter geschat dan in de Oosterschelde z e l f , doch het negatieve e f f e c t daarvan kan groter z i j n en is mede a f h a n k e l i j k van het overig gebruik van het bekken. - Windturbines vormen een potentieel
gevaar voor vogels. De omgeving is
zeer v o g e l r i j k . Bovendien is de Oosterscheldedam een b e l a n g r i j k e gel e i d i n g s r o u t e gaan vormen voor t r e k v o g e l s . V r i j w e l a l l e vogelbewegingen vinden tot op een hoogte van 100 m p l a a t s . Het w e r k e l i j k e gevaar is echter thans niet te k w a n t i f i c e r e n . Het gevaar hangt mede af van het aantal en de aard van de te plaatsen windturbines en het e f f e c t van preventieve
maatregelen.
Het gebruik van het bekken voor de energievoorziening maakt het bekken weinig a a n t r e k k e l i j k voor vogels. - Dan is er nog de vraag in welke mate de windturbines geluidshinder voor de omgeving z u l l e n opleveren. Op grond van de vorengenoemde
onzekerheden
zou kunnen worden geconcludeerd dat het ENERGO-project slechts schade aan het m i l i e u kan toebrengen. Anderzijds moet worden gesteld dat het ENERGO-project indien het ook als milieukundig p r o e f p r o j e c t wordt gez i e n , j u i s t een b e l a n g r i j k e f u n c t i e kan hebben in het v e r k r i j g e n van kennis op ecologisch gebied. Enige t e r r e i n e n waarop in het kader van het project onderzoek zou kunnen worden gedaan
zijn:
- de r e l a t i e s tussen het interne g e t i j r e g i e m van het bekken en getijdegebonden
diersoorten;
- metingen van e f f e c t e n van windturbines op vogeltrekroutes; - e f f e c t e n van vogelbeschermende maatregelen zoals l i c h t - en g e l u i d s s i g nalen, r o o f v o g e l s i l h o u e t t e n b i j de windturbines en zonodig s t i l z e t t e n van de windturbines; In het kader van onderzoek naar de mogelijkheden van grootschalige toepassing van windenergie kan het ENERGO-project derhalve fundamentele kennis v e r s c h a f f e n .
- 39 10.
J u r i d i s c h e aspecten
10.1.
De verhouding P . Z . E . M . en R i j k Tijdens en vooral ook na de r e a l i s e r i n g van het ENERGO-project z u l l e n e n e r z i j d s de belangen van de P . Z . E . M . ,
anderzijds die van het R i j k worden
geraakt. De belangen van de P . Z . E . M . l i g g e n op het t e r r e i n van een ongestoorde productie en d i s t r i b u t e van e l e c t r i c i t e i t binnen haar v e r z o r gingsgebied en de bouw, het eigendom, het beheer, het onderhoud en de exp l o i t a t i e van de haar ten dienste staande p r o d u c t i e - en transportmiddelen.
Het R i j k heeft samen met de P r o v i n c i a l e Besturen en de
de zorg over de waterkeringen en het waterbeheer.
Waterschappen
Namens het R i j k worden
de belangen behartigd door de R i j k s w a t e r s t a a t . Deze belangen b e t r e f f e n , evenals b i j de P . Z . E . M . de bouw, het eigendom, het beheer, het onderhoud ende e x p l o i t a t i e van de onder haar zorg vallende werken. Daarom dienen, alvorens het ENERGO-project wordt uitgevoerd de grenzen ten aanzien van de v e r a n t w o o r d e l i j k h e i d van een en ander en de daaruit
afge-
l e i d e regelingen en f i n a n c i e l e afspraken te worden vastgeiegd.
10.2.
Windenergie In het rapport Perspectieven voor windenergie (2) i s het volgende over de j u r i d i s c h e aspecten van inpassing van windenergie opgenomen: "Een
b e l a n g r i j k probleem b i j de i n t r o d u c t i e van windenergie i s de vraag,
hoe de gebruiker van een windturbine en de samenleving tegen elkaar beschermd moeten worden. E n e r z i j d s moet men voorkomen dat er
onverantwoorde
hinder en r i s i c o ' s ontstaan door de o p r i c h t i n g van windturbines,
ander-
z i j d s moet er voor worden gezorgd dat degene die gebruik maakt van windenergie binnen de grenzen van de r e d e l i j k h e i d , wordt gevrijwaard tegen hinder door anderen. De vraag of de bestaande wetgeving op d i t punt in de behoeften v o o r z i e t , is
in Nederland nog niet systematisch onderzocht. De huidige wetgeving
kent in ieder geval geen regelingen die s p e c i f i e k op de toepassing van windenergie betrekking hebben. Voor de bescherming van de omgeving tegen eventuele hinder door w i n d t u r b i nes z i j n enige aanknopingspunten te vinden in het algemeen (o.m.
de rechtspraak
privaatrecht
inzake de zogenaamde onrechtmatige daad) en voorts in
de bestaande milieuwetgeving, zoals de Hinderwet en de Wet G e l u i d s h i n d e r . Mogelijk z a l in het kader van de bestaande milieuwetgeving moeten worden voorzien in de u i t v o e r i n g s b e s l u i t e n welke s p e c i f i e k op de toepassing van windenergie z i j n
gericht.
- 40 De bescherming van de moderne molenaar tegen handelingen van anderen, b i j voorbeeld het oprichten van een gebouw waardoor de windturbine wordt afgeschermd van de wind, kan langs v e r s c h i l l e n d e wegen worden g e r e a l i s e e r d . Het p r i v a a t r e c h t biedt hiertoe zekere mogelijkheden ( b i j v o o r b e e l d de vest i g i n g van erfdienstbaarheden). Daarnaast hebben de lagere overheden, met name de gemeenten, vergaande bevoegdheden om door middel van verordeningen en vergunningen invloed u i t te oefenen op datgene wat binnen het gebied van hun j u r i s d i c t i e wordt gebouwd. Het is hier n i e t de plaats nader in te gaan op de v e r s c h i l l e n d e f a c e t t e n van deze problematiek; de bestudering er van maakte geen deel u i t van het Nationaal Ontwikkelingsprogramma Wind(NOW). Wel is d u i d e l i j k , dat deze kwestie onderwerp dient u i t te maken van een nader onderzoek, o.m. aangaande de vraag of voor de toepassing van windenergie s p e c i f i e k e wetgeving tot stand dient te komen. Vermeld werd reeds, dat p l a a t s e l i j k e overheden e n e r z i j d s de t o e g a n k e l i j k heid van de wind v e i l i g kunnen s t e l l e n ten behoeve van de gebruikers en anderzijds eisen of garanties kunnen s t e l l e n ten behoeve van de omwonenden. Daarnaast kan er een c o n f l i c t ontstaan tussen de nationale p o l i t i e k en het optreden van de lagere overheden, wanneer de l a a t s t e de hun ter bes c h i k k i n g staande middelen gebruiken op een w i j z e die de ontwikkeling kan beinvloeden. Door middel van bestemmingsplannen, vergunningenbeleid en d e r g e l i j k e kunnen p l a a t s e l i j k e overheden de keuze tussen
gecentraliseerde
en gedecentraliseerde toepassingen of de keuze tussen windenergie en andere energiebronnen beinvloeden. Dit probleem is niet nieuw; i n binnen- en buitenland kent men de mogelijkheid van doorkruising van een nationale pol i t i e k door lagere overheden. Vooral wanneer in een land in het algemeen belang een oplossing moet worden gevonden voor plaatskeuzeproblemen t e n einde hinder en schade op l a n d e l i j k niveau te m i n i m a l i s e r e n , is het gevaar van een c o n f l i c t tussen centrale overheid en l o c a l e overheden a l t i j d aanwezig. Ook d i t punt dient t i j d i g nader te worden onderzocht, zodat men van meet af aan een r e a l i s t i s c h en bruikbaar j u r i d i s c h kader kan scheppen voor de toepassing van de windenergie in het raam van een nationale energiepol i t i e k " . Tot zover r e f ( 2 ) . Hoewel n i e t in z i j n v o i l e omvang op het ENERGO-project toepasbaar, z i j n er voldoende elementen in aanwezig die j u r i d i s c h onderzoek rechtvaardigen.
- 41 11.
Het ENERGO-project als
leerproject
De d i r e c t e inpassing van groot windvermogen in openbare e l e c t r i c i t e i t s voorziening b l i j k t een aantal consequenties lossingen moeten worden gezocht.
te hebben, waarvoor op-
In de hiernavolgende beschouwing wordt de
problematiek bezien vanuit een v i s i e die gericht
is op de lange t e r m i j n en
op de s i t u a t i e van de gehele Nederlandse e l e c t r i c i t e i t s v o o r z i e n i n g . Vanuit deze f i l o s o f i e wordt ondermeer het ENERGO-project gepresenteerd als een van de middelen om de kennis, nodig voor het oplossen van de totaalproblematiek, 11.1.
te verwerven.
De d i r e c t e inpassing van windvermogen, l a n d e l i j k en op lange t e r m i j n Uit s t a t i s t i s c h e
betrouwbaarheidsberekeningen
b l i j k t in de eerste plaats
dat windvermogen een zeker thermisch vermogen kan vervangen ( b i j v . b i j n a 300 MW b i j 1000 MW wind tot c a . 500 MW b i j 4000 a 5000 MW wind). Ten tweede b l i j k t een verschuiving in de inzet van thermische eenheden nod i g : minder grond!ast, meer p i e k l a s t . Dit volgt u i t de toenemende f l u c t u a t i e s door a f t r e k van het windaanbod van de t o t a a l b l i j k t ook u i t de resterende
gevraagde b e l a s t i n g . Dat
beiastingsduur-kromme.
12 Belasting (GW)
1 0
02
OA —Deel
0,6
03
1.0
van het jaar
c u r v e A: verwachte v r a a g i n 1984/1985; p i e k v r a a g 11472 MW + 3,2% c u r v e B: idem, na a f t r e k van windaanbod met g e i s t a l l e e r d vermogen 4000 MW
f i g u u r 18
- 42 De verschuiving wordt in de hand gewerkt door het f e i t dat windveranderingen v r i j snel ( a f h a n k e l i j k van geografische spreiding van windturbines) en onvoorspelbaar op kunnen treden. B i j d i r e c t e inpassing van 650 ( w e l l i c h t 1000) MW windvermogen z i j n , l a n d e l i j k gezien, geen grote problemen te verwachten ( 2 ) , indien men de structuur van de e l e c t r i c i t e i t s p r o d u c t i e (productiemiddelen, b e d r i j f s v o e r i n g en l a n d e l i j k e r e g e l i n g ) niet w e z e n l i j k verandert. Veel grotere vermogens z i j n ook wel in te passen, maar vereisen een a a n z i e n l i j k e hoeveelheid snel regelbaar vermogen (wegens de zeer s n e l l e opstartbaarheid
daarvan, is een hydro-vermogen, zoals d i t in d i t
rapport is beschreven, een ideale aanvulling op de gasturbines
die voor de
l e v e r i n g van d i t vermogen worden g e b r u i k t ) . Bovengenoemde verschuivingen van grondlast naar p i e k l a s t zal dan a a n z i e n l i j k z i j n . Een eerste gevolg hiervan is een teruggang van het brandstofrendement
van
de thermische e l e c t r i c i t e i t s p r o d u c t i e , voor een k l e i n deel door de gemiddeld wat lagere b e l a s t i n g van de a f z o n d e r l i j k e eenheden, maar vooral door de verschuiving van grote, t r a g e , maar zuinige eenheden naar k l e i n e , s n e l l e , minder e f f i c i e n t e eenheden. B l i j k e n s berekeningen van KEMA en ECN kan b i j windvermogens van enkele duizenden MW daardoor 10 a 20% van het windenergieaanbod weer verloren gaan. Een tweede mogelijk gevolg is een verschuiving in de aard van de
ingezette
b r a n d s t o f f e n . Rekenvoorbeelden geven aan dat voor s c e n a r i o ' s met een aanz i e n l i j k kolenaandeel in de e l e c t r i c i t e i t s p r o d u c t i e de windenergie weliswaar een grote besparing aan kolen b e w e r k s t e l l i g t , maar dat de inzet van o l i e en gas z e l f s groter zou kunnen worden dan zonder windvermogen het geval zou z i j n . Zo'n verschuiving zou in s t r i j d z i j n met een b e l e i d dat windenergie primair z i e t als een vervanger voor de meest schaarse b r a n d s t o f f e n : o l i e en gas. 11.2. Mogelijke maatregelen tegen ongewenste gevolgen van d i r e c t e inpassing De rendementsvermindering en eventueel ongewenste verschuivingen in brands t o f i n z e t kunnen op vele manieren tot op zekere hoogte tegengegaan worden: a. door meer gebruik te maken van de koppeling met het buitenland. Zo'n export van f l u c t u a t i e s en onzekerheden (technisch w e l l i c h t m o g e l i j k , gezien de bestaande waterkracht)
is niet i e t s , waarop het nu gerecht-
vaardigd l i j k t te bouwen. b. gebruik van nieuwsoortige snel regelbare koleneenheden met hoog rendement (en zo mogelijk enige b u f f e r i n g ) . Te denken v a l t aan vergassings/stoom-en worden.
gas-(Steg)installaties.
ge'integreerde
Deze moeten nog ontwikkeld
- 43 c
s t u r i n g van de gevraagde b e l a s t i n g , zowel decentraal mogelijk als g e c e n t r a l i s e e r d (audiofrequente s t u r i n g of r e g e l i n g op basis van frequentieveranderingen). Het is nog m o e i l i j k te beoordelen wat hiermee bereikbaar
is.
d. r e g e l i n g van windvermogen in samenhang met die van de thermische p r o d u c t i e : men houdt b i j v o o r b e e l d een minimale thermische productie in b e d r i j f (zeg 5000 MW), r e g e l t het windvermogen zo nodig terug en houdt een aan windaanbod aangepaste e x t r a draaiende reserve
aan.
Rekenvoorbeelden geven aan dat een o p o f f e r i n g van 15 a 20% van het windaanbod ( v e e l a l t i j d e n s lage b e l a s t i n g ) de ongewenste toename van inzet van o l i e / g a s goeddeels t e n i e t kan doen. e. door een opslagsysteem. Het meest waardevol is een systeem dat n i e t a l l e e n energie b u f f e r t , maar ook zeer snel vermogen, b i j v o o r b e e l d in de vorm van waterkracht beschikbaar laat komen, zodat het niet alleen aan het t o t a l e opgestelde vermogen een b i j d r a g e l e v e r t , maar ook aan iets wat g e l i j k w a a r d i g is aan draaiende 11.3.
reserve.
Omvang van een opslagsysteem Tot 650 a 1000 MW windvermogen zal opslag vermoedelijk overbodig z i j n . Daarboven is een samenspel van de in 1 1 . 2 . genoemde mogelijkheden wensel i j k , waarbij vooral die van d en e moet worden nagegaan. Opslag zal vooral dienen om de na aanpassing van de r e g e l i n g nog resterende v e r l i e z e n aan brandstofrendement en aan onbenutte windenergie op te vangen. De vermoedel i j k beste s t r a t e g i e
is om de opslag te gebruiken voor de eerste opvang
van s n e l l e veranderingen in de na windinpassing resterende b e l a s t i n g , d i e het thermische park (zonder gasturbines)
niet aankan. Het opslagsysteem
wordt dan zo weinig mogelijk gebruikt en zo snel mogelijk weer aangevuld ("vermogensbekken"). De gegeven beschouwing w e t t i g t het vermoeden dat w e l l i c h t een f r a c t i e van het windvermogen aan opslagvermogen voldoende is om de e f f e c t e n van het onregelmatige, s l e c h t voorspelbare, l a s t i g regelbare windvermogen op de thermische productie beperkt te houden. Dit vermoeden volgt dus u i t het streven de combinatie van de d r i e componenten thermisch vermogen, windvermogen en opslag zo te regelen dat een betrouwbare,
effi-
ciente e l e c t r i c i t e i t s v o o r z i e n i n g ontstaat. Dit standpunt w i j k t af van de desbetreffende c o n c l u s i e van commissie P l a n tema ( 1 ) . Daar wordt gemikt op een betrouwbare combinatie van de twee componenten wind plus opslag, die vervolgens aan het net wordt toegevoegd. Dat maakt in elk geval de inpassing van windenergie zeer gemakkelijk, zoals in (1) wordt
aangetoond.
- 44 Toch l i j k t nader onderzoek nodig naar wat de beste verhouding zal z i j n tussen wind- en opslagvermogen, en vooral hoe de b e d r i j f s v o e r i n g en r e g e l i n g van het hele systeem het best gerealiseerd
kunnen worden. De hier
gegeven overwegingen gelden voor de e l e c t r i c i t e i t s v o o r z i e n i n g op lange t e r m i j n , gezien de noodzaak van aanpassingen
in structuur en
bedrijfsvoering. 11.4. Noodzakelijk onderzoek Gedetailleerde studies
l i j k e n dus wenselijk over mogelijkheden van
regeling van het t o t a l e systeem van thermische p r o d u c t i e , windvermogen en energie-opslag.
Daaruit z u l l e n conclusies volgen over de beste
dimensionering (vermogen, energie-inhoud)
van een opslagsysteem t . o . v .
windvermogen. Die studie zal gebaseerd kunnen z i j n op stochastische
het
en/of
s i m u l a t i e - m o d e l l e n . Z e l f s de beste modellen z u l l e n
praktijkexperimenten
n i e t overbodig maken teneinde bepaalde strategieen
in de p r a k t i j k te
toetsen. Voor deze praktijkexperimenten is het nodig over een l o c a t i e te beschikken waar zowel ruimte van een opslagsysteem als ruimte voor een windturbinepark aanwezig i s . Het werkeiland Neeltje-Jans biedt unieke mogelijkheden. Naast de beschikbaarheid van de bouwputten van de s t o r m v l o e d k e r i n g - p i j l e r s is er voldoende plaats voor een k l e i n windpark in een a a n t r e k k e l i j k windregime.
- 45 -
12.
Financiering De f i n a n c i e r i n g kan worden a f g e l e i d u i t de belangen die door het ENERGO-project worden gediend:
1 2 . 1 . Onderzoek en o n t w i k k e l i n g van o n u i t p u t t e l i j k e energiebronnen Het ENERGO-project kan als energielaboratorium op v e r s c h i l l e n d e t e r r e i n e n baanbrekend z i j n voor het wetenschappelijk onderzoek de daadwerkelijke toepassing van o n u i t p u t t e l i j k e energiebronnen
in de toekomst.
1 2 . 2 . Toevoeging van vermogen en productie van e l e c t r i c i t e i t Door het ENERGO-project wordt een zeker vermogen toegevoegd aan het huidige productiepark van de samenwerkende
electriciteitsproducenten
( S . E . P . ) i n Nederland en in het bijzonder aan dat van de P . Z . E . M . Daarnaast wordt door middel van het project e l e c t r i c i t e i t aan het
openbaar
net geleverd. Daar het M i n i s t e r i e van Economische Zaken de bovengenoemde belangen verz o r g t , anderzijds het M i n i s t e r i e van Verkeer en Waterstaat
geen geldmidde-
len voor d i t p r o j e c t in haar begroting heeft opgenomen, zal het voor de hand liggen dat door het eerstgenoemde M i n i s t e r i e wordt bezien of en tot welke hoogte f i n a n c i e r i n g van het p r o j e c t zou kunnen plaatsvinden. -
Kosten van het p r o j e c t ( i n d i c a t i e f ) : f .
185.000.000.
-
Baten per j a a r op basis van een vergoeding voor het
gegarandeerd
vermogen van 15 MW ad. f . 100 per kW = f . 1.500.000 en een vergoeding voor de l e v e r i n g van e l e c t r i c i t e i t , waarvoor de kosten per kWh van de bespaarde conventionele brandstoffen wordt aangehouden; jaaropbrengst
de
van geleverde e l e c t r i c i t e i t is 81.600.000 x f .
0,13
( p r i j s b a s i s mei 1981) = f . 10.600.000. De gezamelijke baten per j a a r bedragen dus f . 12.100.000.
1 2 . 3 . Belangen en F i n a n c i e r i n g Als belangen volgend u i t (12.1) en (12.2) worden g e z i e n : -
i n t r o d u c t i e van o n t u i t p u t t e l i j k e
-
energievoorziening i n Nederland
-
innovatie
-
export van know-how
energiebronnen
H i e r u i t mag worden a f g e l e i d dat de studie naar- en de r e a l i s e r i n g het algemeen belang d i e n t . Dit betekent dat een en ander u i t de algemene middelen zou moeten gefinancierd.
worden
- 46 13.
Conclusies
13.1.
De r e a l i s e r i n g van het ENERGO-project wordt van b e l a n g r i j k e betekenis
ge-
acht voor het onderzoek en de ontwikkeling van o n u i t p u t t e l i j k e
energie-
bronnen en de daarvan a f g e l e i d e belangen voor wetenschappelijk
onderzoek,
energievoorziening in binnen- en buitenland, industri'e'le o n t w i k k e l i n g , export van know-how. Het ENERGO-project zal daarnaast op zeer
bescheiden
schaal een bijdrage kunnen leveren aan de huidige e l e c t r i c i t e i t s v o o r z i e ning. 13.2.
De r e a l i s e r i n g van het project wordt technisch haalbaar geacht, indien met name op het gebied van windenergie gebruik gemaakt wordt van de prakt i s c h e know-how en het wetenschappelijk onderzoek in binnen- en buitenland.
13.3.
Het project kan het volgende inhouden: -
een t o t a a l windvermogen van 35 MW, afkomstig van 5 windturbines van elk 1 MW, een torenhoogte van 40m en een rotordiameter
van 50m en van 10
windturbines van elk 3 MW, een torenhoogte van 65m en een
rotordiameter
van 80m; -
een hydro-vermogen van 15 MW in de vorm van een omkeerbare turbine met een waaierdiameter
-
van 5,30m in een t u r b i n e h u i s ;
een hoog opslagbekken met een oppervlakte van c a . Ikm2, dijkshoogten op N . A . P . +12,90m en een bodem op N . A . P . - 15 m.
13.4. De vorm van het project dient te worden afgewogen tegen de normen van het nationaal r u i m t e l i j k b e l e i d in het algemeen en van het b e l e i d ten aanzien van de i n r r i c h t i n g en het beheer van de Oosterschelde in het b i j z o n d e r . Toetsing van de vorm van het p r o j e c t en de e f f e c t e n daarvan op landschap en ecologie is n o o d z a k e l i j k . Combinaties met andere bestemmingen
ter
plaatse zoals v i s s e r i j en r e c r e a t i e z i j n denkbaar, maar zouden nader moeten worden onderzocht. 13.5.
Ten aanzien van de r e a l i s e r i n g , het eigendom, het beheer en onderhoud en de e x p l o i t a t i e van het ENERGO-project is een veelheid van j u r i d i s c h e problemen aanwijsbaar, die nader onderzoek
13.6. De jaaropbrengst
rechtvaardigen.
van de opgewekte e l e c t r i c i t e i t is a f h a n k e l i j k van de
b e d r i j f s v o e r i n g . De maximum jaaropbrengst
is rond 80.000.000 kWh.
- 47 1 3 . 7 . De investeringen z i j n geraamd op f . 185.000.000. De baten/kosten verhouding v a r i e e r t van 0,4 t o t 0,9 a f h a n k e l i j k van de gekozen
uitgangs-
punten. Het project
i s vanuit bedrijfseconomisch standpunt bezien niet
rendabel.
D i t mag van een onderzoeksproject ook niet worden verwacht. De dimensionering van het geheel
i s zoveel mogelijk op bedrijfseconomische
argumenten gebaseerd, zonder de gewenste onderzoeksmogelijkheden aan te t a s t e n . Hiermede i s een onderzoeksproject baten/kosten
verkregen waarvan de
verhouding r e d e l i j k te noemen i s . Indien a l l e e n de j a a r l i j k s e
exploitatie!asten
worden beschouwd, is deze verhouding groter dan 3.
13.8. De t i j d van voorbereiding voor een volwaardig p r o j e c t - p l a n wordt geschat op 2 a 3 j a a r . De kosten van onderzoek, ontwikkeling en van voorbereiding van het plan z i j n geraamd op f .
2.500.000.
1 3 . 9 . V o o r t z e t t i n g van de studie en de r e a l i s e r i n g van het p r o j e c t z u l l e n u i t de algemene middelen moeten worden g e f i n a n c i e r d .
- 48 Aanbevel ljigen 1. In het belang van de ontwikkeling van a l t e r n a t i e v e energiebronnen en het verwerven van praktische kennis door het Nederlandse b e d r i j f s l e v e n op het gebied van wind- en waterkrachtturbines
wordt aanbevolen de
s t u d i e , gericht op de r e a l i s e r i n g van het ENERGO-project met voortvarendheid te doen v o o r t z e t t e n . Daartoe wordt de volgende f a s e r i n g geadviseerd: I
1982-1984: onderzoek naar de haalbaarheid van diverse bedrijfsvoeringsopties. s t u d i e en onderzoek gericht op r e a l i s a t i e . studie p l a n o l o g i e , landschap en m i l i e u Besteksgereedmaken van ontwerpen. Budget f .
2.500.000
RWS c a p a c i t e i t : Betonconstructies: 15 a 20 manjaren e l e c t r . - en werktuigkundige c o n s t r . 10 a 15 manjaren natte werken i n c l . onderzoek: 3 manjaren p l a n o l o g i e , landschap en m i l i e u : 1 manjaar wind- en waterkrachtturbines:
i n d u s t r i e l e bedrijven
( z i e 3) II
1984-1988: bouw windturbines 5 x 1 MW RWS-capaciteit: 2 manjaren
III
1985-1987: bouw van het spaarbekken RWS c a p a c i t e i t betonconstructies:
5 manjaren
e l e c t r . en w e r k t u i g k . c o n s t r u c t i e s : 5 manjaren natte werken: 1 a 2 manjaren p l a n o l o g i e , landschap en m i l i e u : 1 manjaar IV
1987-1992: bouw windturbines 10 x 3Mw RWS c a p a c i t e i t : 5 manjaren
Het vervolg van d i t project inpassen in de p r o j e c t o r g a n i s a t i e stormvloedkering Oosterschelde. Naast organisatorische voordelen bestaat de mogel i j k h e i d v i a het "werk met werk maken", een maximum aan te
kosten-besparingen
realiseren.
In de vervolgstudie naast de reeds in de huidige fase medewerkende ces
instan-
ook het M i n i s t e r i e van Economische Zaken betrekken. Verder dienen een
aantal daarvoor in aanmerking komende i n d u s t r i e l e bedrijven ingeschakeld te worden. Met name komen bedrijven met kennis op het gebied van waterkracht- en windturbines hiervoor in aanmerking.(Tot nu toe hebben z i c h hiervoor al enkele kandidaten gemeld. Deze boden aan kosteloos aan verdere studie mee te werken en/of op k o s t p r i j s b a s i s delen van het project
te
realiseren.) Op zo kort mogelijke t e r m i j n een b e s l i s s i n g over de v o o r t z e t t i n g van het project nemen.
- 49 Referenties 1.
Begeleidingscommissie Voorstudie Plan Lievense - Windenergie en Waterkracht- mei 1981.
2.
Rapport BEOP 4 - Perspectieven voor windonderzoek in Nederland - a p r i l 1981.
3.
Stuurgroep Oosterschelde - B e l e i d s p l a n Oosterschelde - j u n i 1981.
4.
KEMA, E . Z . , RPD, ECN. - R u i m t e l i j k e aspecten van grootschalige
toepassing
van windnergie in Nederland - mei 1981. Figuren. 1.
Luchtfoto Oosterschelde
2.
S i t u a t i e Oosterscheldemond met bouwput
3.
S i t u a t i e t e k e n i n g werkeiland N e e l t j e Jans/ Damvak Geul met bouwput
4.
Frequentieverdeling windsnelheid s t a t i o n Roggenplaat
5.
Gang van windsnelheid ( j a a r ) s t a t i o n Roggenplaat
6.
Gang van windsnelheid (etmaal) s t a t i o n Roggenplaat
7.
Getijkromme Oosterschelde na gereedkomen van de stormvloedkering
8.
Hoog- en laag bekken
9.
D i j k p r o f i e l opslagbekken
10.
Kaplanturbine en bulbturbine
11.
Bulbturbine en t u r b i n e h u i s
12.
Aanzicht h y d r o - i n s t a l l a t i e met t u r b i n e h u i s
13.
Plaats van windturbines
14.
Experimentele windturbine met h o r i z o n t a l e as
15.
A a n s l u i t i n g e n (voorlopig) van ENERGO-project aan openbaar net
16.
R e l a t i e vermogens, vermogensduur en g e b r u i k s t i j d van het opslagbekken
17.
Oosterschelde na 1985
18.
Belastingduurkrommen
BIJLAGE b i j ENERGO-rapport
R e n t a b i l i t e i t s b e r e k e n i n g ENERGO-proj e k t .
Burghsluis,oktober
mmw'1'
'8
-
1
-
BIJLAGE R e n t a b i l i t e i t s b e r e k e n i n g ENERGO-projekt
1. A f s c h r i j v i n g s d u u r :
afschrijvingsduur
investering f
miljo
1. Waterbouwkundige werken :
50
jaar
20 .0
2. Hydro t u r b i n e
20
jaar
30.0
:
3. Betonwerk
50
jaar
19.0
4. A a n s l u i t i n g e n
20
jaar
12.0
5. Windturbines
:
rotor
:
15
jaar
23.6
overbrenging
:
10
jaar
18,9
!:'
15
jaar
15.1
regelsysteem
15
jaar
8.5
gondel
25
jaar
6.6
toren
50
jaar
9.5
assemblage
25
jaar
12.3
fundering
50
jaar
7.5
elektromech.
deel
Prijsbasis investeringen
mei
1981
2. H e r i n v e s t e r i n g e n B i j de h e r i n v e s t e r i n g e n i s aangenomen d a t voor de het u i t g a n g s j a a r 1992
windturbines
i s . Hoewel n i e t geheel c o r r e c t i s d i t
voor de eenvoud der berekening gehanteerd.
Met
name de
kleinere
w i n d t u r b i n e s z i j n e e r d e r aan een h e r i n v e r s t e r i n g t o e . De
i n v l o e d op de uitkomsten van deze,
t o c h g l o b a l e , berekening
i s echter n i e t groot. Ten behoeve van het spaarbekken
met
bijkomende werken i s
1987
a l s u i t g a n g s j a a r gekozen. Windturbines:
3 aar
1. Rotor + elektromech. restwaarde 2.
deel + regelsysteem
i n 2037
10 X 18.9
= f
9.5
milj
Gondel + assemblage restwaarde
2007
47.2
2022
47.2
2002
18
2012
18
2022
18,
i n 2037 : 0
overbrenging
restwaarde
Herinvest
i n 2037:
2032 2017
25 * 18.9
= f.3.8
milj
18, 18.9
jaar 2007
Hydro t u r b i n e + a a n s l u i t i n g e n
Herinvesl 42.0
2027
1 0
42.0
restwaarde i n 2037 : 20 x 42 = f 21.0 m i l j o e n . Samenvatting d e r h e r i v e s t e r i n g e n en restwaarde: 2002
:
/
18.9 m i l j o e n
2007
:
f
89.2
2012
:
f
18.9
2017
:
f
18.9
2022
:
/
66.1
2027
:
/
42.0
2032
:
f
18.9
restwaarde 2 037
: f 34.3 m i l j o e n
Onderhoud en e x p l o i t a t i e : 2% per j a a r van de g e i n v e s t e e r d e na de bouw van de e e r s t e
name de d i c o n t o v o e t
t e beginnen i n 1985
windturbine.
Gerekend i s met d i c o n t o v o e t e n Met
gelden,
van 5% en 10%.
van 10% i s conform de COBA normen. 1
Gerekend i s met 2 p r i j s s c e n a r i o s : 1. geen
opbrengstenstijging:
2. t o t en met h e t j a a r 2000 een • o p b r e n g s t e n s t i j g i n g per
j a a r ; daarna geen s t i j g i n g
De i n v e s t e r i n g e n , op
van 2%
meer.
l a s t e n en opbrengsten z i j n contant
gemaakt
1/1/1982.
De levensduren z i j n o n t l e e n d aan: civiele
werken
: Rijkswaterstaat
windturbines
: E.C.N./BEOP en l i t . gegevens
aansluitingen
: P.Z.E.M.
hydroturbines
: l i t . W a s s e r k r a f t anlagen
Ludin/Borkenstein.
-
Investeringen
3
-
per jaar
1982
f
0. 5 m i l j o e n
1983
f
1. 0
II
1984
f
1. 0
•I
1984
f
3. 2 m i l j o e n
1985
f
3. 2
II
1986
f
3. 2
II
1987
f
3. 2
II
1988
f
3. 2
II
1985
f
27. 0 m i l j o e n
i n s t a l l a t i e + a a n s l u i t i n g e n 1985/87 1986
f
27. 0
II
3 j a a r , t o t a a l / 69+/12 = / 8 l m i l j . 1987
f
27. 0
II
1987
f
14. 3 m i l j o e n
1988
f
14. 3
II
1989
f
14. 3
II
1990
f
14. 3
II
1991
f
14. 3
•I
1992
f
14. 3
n
; A f r o n d i n g t o t a a l f 2.0 miljoen:1SS5-89- 1985
f
0. 4 m i l j o e n
1986
f
0. 4
II
1987
f
0. 4
II
1988
f
0. 4
II
1989
f
0. 4
H
Onderzoek
Bouw w i n d t u r b i n e s 5 x 1 mw 1984
- 1988 (5 j r ) t o t a a l f 16 m i l j o e n
Bouw spaarbekken + hydro t u r b i n e -
Bouw w i n d t u r b i n e s 10x3 mw:'1987-1992 6 j a a r t o t a a l f 86.0 m i l j o e n
5
jaar
Herinvesteringen:
z i e ad 3 ) .
-
:
4 -
Investeringen + Herinvesteringen •
, -
jaar
bedrag i n miljoenen
contante waarde p e r 5% 1 10%
1
1982
0.5
0.5
0.5
2
1983
1.0
0.9
0.8
3
1984
4.2
3.6
3.2
4
1985
30.6
25. 2
20.9
5
1986
30. 6
22.8
19.0
6
1987
44. 9
33.5
25.3
7
1988
17.9
12.7
9.2
8
1989
14.7
10.0
6.9
9
1990
14.3
9.2
6.1
10
1991
14.3
8.8
5.5
11
1992
14.3
8.4
5.0
21
2002
18.9
6.8
2.6
26
2007
89.2
25. 1
7.5
31
2012
18.9
4.2
1.0
36
2017
18.9
3.3
0.6
41
2022
66. 1
8.9
1.3
46
2027
42. 0
4.5
0.5
51
2032
18. 9
1.6
0.2
190. 0
116.1
-
Onderhoud en jaar
5
-
exploitatie
bedrag
c o n t a n t per
f miljoen
discontovoet
1 discontovoet
1985
0.1
0.1
0
1986
0.7
0.6
0.
1987
1.3
1.0
0,
1988
2.2
1.6
1,
1989
2.6
1.8
1.
1990
2.9
1.9
1.
1991
3.2
2.0
1.
1992
3.5
2.0
1.
1993
s > 3.8
t/m 2036 Totaal
\
J
p.j.
y
33.6
13.1
) 49.6
20. 2
10%
-
6 -
Opbrengsten jaar
bedrag in miljoen
contante waarde per 1/1/1982 D i s c o n t o v o e t 5% D i s c o n t o v o e t 10% 0% opbr. 2 % opbr. 0% opbr. 2% opbr stijging stijging tot stijging stijgin 2000; daarna t o t 200 0% daarna
4
1985
0.3
0.2
0.3
0. 2
0.3
5
1986
0.7
0.5
0.6
0.4
0.5
6
1987
1.0
0.7
0.8
. 0.5
7,
1988
3.0
2.1
2.4
1. 5
1.7
8.
1989
6.0
4.0
4.7
2.8
3.2
9
1990
7.6
4.9
5.8
3.2
3.8
10
1991
9.1
5.6
6.8
3.5
4.2
11
1992
10.6
6.2
7.7
3.7
4.6
12
1993
12.1
13
1994
12.1
14
1995
12.1
15
1996
12.1
16
1997
12.1
17
1998
12.1
18
1999
12.1
19
2000
12.1
•
0. 6
S
> 61. 5
> 3 0.5
Sl23.2
>41.7 <
II
II
H
>115 . 0
•1
> 28. 4
II
2036
)
>
12. 1
restwaarde 2036 Totaal
34. 3
2.2
2.2
0.2
0.2
149.6
205. 8
57.7
77.9
J
- 7 -
Baten - Kosten over 1982 - 2037
Contante waarde 1981; d i s c o n t o v o e t Investeringen +
5%
Opbrengsten:
herinvesteringen
0% p r i j s s t i j g i n g :
19 0.0
Exploitatiekosten
49.6
149 .6
2% r e e e l e p r i j s stijging
239.6
t/m 2000
205. 8
Contante waarde 1981 ; d i c o n t o v o e t 10%
Investeringen +
Opbrengsten:
herinvesteringen: Exploitatie
116.1
0% p r i j s s t i j g i n g
20.2
2% r e e e l e p r i j s -
:
stijging
136.3
t/m 2000
Baten/Kosten v e r h o u d i n g : Opbrengststijging discontovoet
0%
2%
5%
0.6
0.9
10%
0.4
0.6
B/K
(t/m 2000)
57. 7
77. 9
