Met leveranciers zorgen voor schaal en zekerheid
Op 6 maart 2009 sloot Ørsted een deal van ongekende omvang met Siemens Energy. Daarmee werd de basis gelegd voor het industrialiseren en opschalen van wind op zee. De aanvankelijke overeenkomst was voor 500 windturbines. Uiteindelijk kocht Ørsted 700 identieke 3,6 MW Siemens-turbines. Deze turbines maakten deel uit van 'het 3,6 MW-platform', dat later werd aangepast naar 4,0 MW. Voorafgaand aan deze overeenkomst ontwikkelde Ørsted elk windpark op individuele basis en werden turbines en onderdelen voor elk project afzonderlijk gekocht. De overeenkomst tussen Siemens en Ørsted zorgde voor een voorspelbare en stabiele markt. Totdat deze overeenkomst werd gesloten was steeds onduidelijk of er voldoende turbines voor de juiste prijs konden worden geproduceerd. Ørsted gaf hiermee het signaal af dat deze technologie er voor de langere termijn was en committeerde zich daaraan. De Siemens turbines werden voor het eerst gebruikt bij Walney 1&2 in 2011 en bij London Array in 2012. Later werden de turbines ook gebruikt bij Lincs, Anholt en Borkum Riffrund 1. De aanpak werd in 2012 herhaald, toen Ørsted nog eens 300 turbines van 6 MW bij Siemens Energy bestelde. Samen met de leveranciers werd gezorgd voor schaal en zekerheid.
De overeenkomst die we met Siemens sloten voor turbines had ook direct effect op de rest van de sector. Voor de installatie van de grote hoeveelheid turbines waren moderne installatieschepen nodig. Ørsted kocht in 2009 de Deense rederij A2SEA. Dit leverde voldoende kapitaal op om in China een volgende generatie installatieschepen te bestellen. Tot die tijd werden herbestemde transportschepen gebruikt voor de installatie van windturbines. Zo werden de eerste windparken op zee in Denemarken gebouwd met een herbestemd transportschip, dat voor die tijd bananen vervoerde in het Caribisch gebied. Het schip was aangepast om de turbines te kunnen installeren, maar met name bij harde wind was dit vrijwel onmogelijk. De eerste generatie speciale installatieschepen voor windparken op zee konden veel hogere windsnelheden aan.
Op een soortgelijke manier investeerde Ørsted ook in CT Offshore, dat de kabelinstallatie verzorgde. Ook dit belangrijke onderdeel van de wind op zee sector kon daardoor voldoen aan de groeiende vraag.
Standaardisatie funderingen windturbines
Een continue innovatie in de windsector is te zien op het terrein van de funderingen. De funderingsontwerpen voor windturbines op zee zijn door de jaren heen mede door Ørsted gestandaardiseerd. De hoeveelheid staal die voor monopaalfunderingen wordt gebruikt is door de jaren heen fors afgenomen. Monopalen komen oorspronkelijk uit de olie- en gasindustrie en werden gebruikt om productieplatforms, zoals booreilanden, stevig in de zeebodem te verankeren. Ørsted en andere spelers in de wind op zee sector besloten deze technologie ook te gebruiken voor windturbines op zee.
In de beginjaren ging het om veel grotere hoeveelheden staal per fundering. De ingenieurs van Ørsted die aan de basis stonden van de eerste windparken op zee hadden bijna geen gegevens en berekeningen over de belasting van de funderingen. Daarom moesten ze de hoeveelheden staal die nodig was voor een fundering conservatief berekenen. In het begin werd er naar schatting zo’n 50% meer staal gebruikt dan achteraf nodig bleek. Naarmate we beter werden in het meten van de windsnelheden en de belasting van de turbine, werden we ook beter in het berekenen van de benodigde hoeveelheid staal. Dat leidde uiteindelijk tot een standaardisatie van de funderingsmarkt, waardoor leveranciers zekerheid kregen en er onderling veel vertrouwen was. Ørsted had als eerste grote ontwikkelaar veel turbines om te kunnen testen en veel ingenieurs die de berekeningen konden maken. Ørsted heeft de innovatie in monopalen in nauwe samenwerking met de leveranciers gerealiseerd. Ook deze ontwikkeling heeft sterk bijgedragen aan het kunnen verlagen van de kosten voor windenergie op zee.
Een betere layout door betere metingen op zee
Ørsted stond aan de basis van betere metingen op zee. Door de LIDAR-technologie kon er sneller en beter worden gemeten. Dat was goed voor zowel Ørsted als de gehele sector. Het werd met de LIDAR- technologie mogelijk om een op de zeebodem bevestigde meteorologische mast te vervangen door een intelligente boei. De nieuwe LIDAR-technologie was veel goedkoper en veel sneller.
Vroeger moest een installatieschip een mast op een kleine monopaal in de zeebodem installeren om metingen te verrichten. Alle schepen in het gebied moesten worden gewaarschuwd om te voorkomen dat iemand tegen de mast zou varen. Het duurde lang om toestemming te krijgen om een mast op te zetten en het onderhoud was duur en tijdrovend. De LIDAR-boeien waarmee we tegenwoordig meten, vormen geen bedreiging voor andere maritieme activiteiten en kunnen meten tot wel 200 meter hoogte.
Goede metingen van windsnelheden en -richtingen en aerodynamica zijn belangrijk om een windpark optimaal te kunnen ontwerpen en bouwen. Het beschikken over de juiste gegevens is essentieel bij het ontwerp van funderingen, turbines en kabels. Bij ons windpark Anholt leidde de geoptimaliseerde lay-out tot een directe verbetering van de energieproductie met ongeveer 1,5% in vergelijking met eerdere windparken.
Het integreren van groeiende volumes groene stroom in het energiesysteem
Energiesystemen zijn in transitie. Ze hebben te maken met een snel groeiend aanbod van groene elektriciteit waarvan de productie variabel is. Tot dusver lukt het goed om deze volumes te integreren. Zo wordt in Denemarken al 47% van het totale elektriciteitsverbruik geleverd door windturbines op land en op zee. In Nederland is dat tot dusver slechts 9%, maar dat zal de komende jaren snel groeien.
Het toewerken naar een energiesysteem dat volledig draait op groene energie vraagt om meer dan enkel het uitbouwen van productiecapaciteit. De volgende uitdaging is systeemintegratie. Daarom werkt Ørsted aan innovaties die ervoor zorgen dat het energiesysteem in balans blijft. Zo hebben we in 2017 bij het windpark Burbo Bank in het Verenigd Koninkrijk een batterij geïnstalleerd die zogenaamde ‘frequency control’ biedt aan National Grid, de beheerder van het landelijk hoogspanningsnet. Hiermee werd voor het eerst een batterij gelinkt aan een windpark op zee om dergelijke systeemdiensten te leveren. Het draagt bij aan het in balans houden van vraag en aanbod en het handhaven van de 50 Hertz frequentie op het Britse hoogspanningsnet.
Om op momenten dat er geen wind of zon is toch voldoende elektriciteit te leveren is het belangrijk om verschillende opslagtechnologieën te ontwikkelen. Dit doet Ørsted met het Carnegie Road project. Hierbij is in 2019 20 MW aan batterijopslag gerealiseerd waardoor er op een moment van tekorten snel elektriciteit aan het net geleverd kan worden.
Een andere vorm van opslag wordt geboden door waterstof. In Denemarken ontwikkelt Ørsted een project voor het omzetten van windenergie in waterstof. Deze zal worden gebruikt als schone brandstof voor bussen en vrachtwagens. Net als bij wind op zee zet Ørsted zich bij waterstof in voor een snelle schaalvergroting, het optimaliseren van de technologie en het reduceren van kosten. De bouw van waterstoffabrieken gaat in de toekomst helpen om de snel groeiende volumes variabele stroom in het energiesysteem te integreren. En daarmee een oplossing te bieden voor het reduceren van CO2 in de industrie- en transportsector.
