Site pictogram Financieel.com

Monsterwindturbines worden nog groter

LONDEN – Als er één woord is dat geassocieerd kan worden met windenergie, is het “groot”. Van deals van miljarden dollars tot enorme windmolenparken die een miljoen huishoudens van stroom kunnen voorzien, de industrie heeft de afgelopen jaren een enorme groei doorgemaakt.

Volgens een recent rapport van de Global Wind Energy Council heeft de sector in 2020 93 gigawatt (GW) aan nieuwe capaciteit geïnstalleerd, een recordcijfer dat een jaar-op-jaar sprong van meer dan 50% vertegenwoordigt. In de afgelopen tien jaar is de wereldwijde markt voor windenergie bijna verviervoudigd.

Naarmate de industrie groeit, worden de turbines die hem aandrijven ook groter. In Europa blijkt uit cijfers van de brancheorganisatie WindEurope dat de gemiddelde capaciteit van de geïnstalleerde offshore-turbines in 2020 8,2 MW bedroeg, een stijging van 5% ten opzichte van het voorgaande jaar.

Game-wisselaars

De afgelopen jaren hebben verschillende fabrikanten van originele apparatuur, of OEM’s, plannen aangekondigd om nieuwe, grootschalige turbines voor de offshore-sector te ontwikkelen – en de omvang van deze nieuwe machines is aanzienlijk.

De Haliade-X-turbine van GE Renewable Energy zal bijvoorbeeld een tiphoogte hebben van 260 meter (853 voet), wieken van 107 meter lang en een rotor van 220 meter. De capaciteit kan worden geconfigureerd tot 12, 13 of 14 megawatt (MW). Een prototype van de Haliade-X, in Nederland, heeft een tiphoogte van 248 meter.

Details van GE’s Haliade-X werden in maart 2018 vrijgegeven. In de jaren daarna hebben andere grote spelers in de sector, zoals Vestas en Siemens Gamesa Renewable Energy (SGRE), ontwerpen uitgerold voor vergelijkbare grote turbines.

“Je zou een enorme sprong voorwaarts kunnen maken in de technologische architectuur en de technologische specificaties van de turbines”, vertelde Shashi Barla, een hoofdanalist bij Wood Mackenzie, in een telefonisch interview aan CNBC.

De concurrentie binnen de sector neemt zeker toe. In februari onthulde Vestas plannen voor een turbine van 15 MW. Het wil in 2022 een prototype installeren en in 2024 de productie uitbreiden.

SGRE werkt van haar kant aan een 14 MW-model, de SG 14-222 DD, dat indien nodig ook kan worden opgevoerd tot 15 MW.

Ook hier zijn de afmetingen van deze turbines groot: de Vestas-turbine krijgt een bladlengte van 115,5 meter en een rotordiameter van 236 meter. Het ontwerp van SGRE omvat 108 meter wieken en een rotordiameter van 222 meter.

De moeren en bouten

De omvang en reikwijdte van deze nieuwe ontwerpen zijn misschien indrukwekkend, maar ze hebben ook een praktisch doel.

Als het op hoogte aankomt, kan een grotere turbine bijvoorbeeld hogere windsnelheden benutten en meer elektriciteit produceren.

Een recente inleiding van Bank of America Global Research merkte op dat turbinebladen “in de afgelopen 5-6 jaar veel langer zijn geworden, waardoor turbines een groter ‘geveegd gebied’ hebben gekregen, waardoor meer wind wordt opgevangen.”

“Met grotere wieken kunnen windturbines ook beter draaien op locaties met weinig wind, waardoor er meer locaties voor installaties beschikbaar komen”, voegde de notitie toe.

De grootte van de rotor is ook cruciaal, een punt dat Wood Mackenzie’s Barla graag wilde maken. Het vergroten van de diameter van de rotor van een turbine heeft een grotere impact dan het vergroten van de hoogte, zo betoogde hij, “omdat het geveegde oppervlak toeneemt en (als) het geveegde oppervlak toeneemt, gebruik je meer energie.”

De grootte van deze componenten is niet alleen voor de show. Gehoopt wordt dat grotere turbines zullen helpen om iets te verminderen dat de genivelleerde energiekosten of LCOE wordt genoemd, een economische evaluatie van de totale kosten van een energieproducerend systeem gedurende zijn levensduur.

Logistiek, logistiek, logistiek

Het is allemaal goed en wel om enorme turbines te ontwerpen, maar enorme bladen, torens en rotoren krijgen waar ze moeten zijn, kan een grote hoofdpijn zijn.

Het transport van de componenten van een toren kan, zegt de DOE, vaak worden belemmerd als ze te groot zijn om onder snelwegviaducten of bruggen te passen.

Messen vormen bijvoorbeeld een potentieel knelpunt als het gaat om logistiek.

“Eenmaal volledig geconstrueerd, kan een blad niet worden gebogen of gevouwen”, zegt de DOE. Dit beperkt “zowel de route die een vrachtwagen kan nemen als de straal van de bochten die hij kan maken, waardoor vaak langgerekte routes nodig zijn om stedelijke wegversperringen te vermijden.”

In een telefonisch interview met CNBC vatte Feng Zhao, hoofd strategie en marktinformatie bij de Global Wind Energy Council, de uitdaging kort samen. “Als je de componenten niet naar de site kunt vervoeren, kun je niet bouwen.”

Barla van Wood Mackenzie maakte een soortgelijk punt. “De grootste beperkende factor voor het opschalen van technologie is niet de technologie zelf, maar de logistiek”, zei hij.

“Als u de grootte van de componenten vergroot, stijgen de logistieke kosten dramatisch, vooral voor … componenten zoals bladen en torens.”

De toekomst

Terwijl de planeet haar afhankelijkheid van fossiele brandstoffen probeert te verminderen en hernieuwbare energiebronnen omarmt, zal windenergie een belangrijke rol spelen.

De regering-Biden wil de offshore-windenergiecapaciteit in de VS uitbreiden van slechts 42 MW vandaag tot 30 GW tegen 2030, terwijl de Europese Unie streeft naar ten minste 60 GW tegen het einde van het decennium en 300 GW tegen 2050.

En als het om turbines gaat, worden ze alleen maar groter, vooral in de offshore-sector.

“De tiphoogtes van de volgende generatie offshore-turbines zullen het komende decennium naar 300 meter schuiven”, vertelde Barla van Wood Mackenzie aan CNBC via e-mail.

Mobiele versie afsluiten