EZRK
Samenvatting project
Jaarlijks onderhoudt Nederland de kustlijn met zo’n 11 miljoen kubieke meter zand. Daarvan wordt gemiddeld 10 miljoen m³ binnen uitvoeringsprogramma Kustlijnzorg gesuppleerd en daarbovenop nog circa 1 miljoen m³ bij Maasvlakte 2 en de Hondsbossche Duinen. Het zand wordt op de Noordzee gewonnen en via suppleties op de kust aangebracht. Dit is een flexibele strategie, die afhankelijk van de snelheid van zeespiegelstijging wordt aangepast, en zodoende makkelijk op of af te schalen is. Het natuurlijke karakter van de kust blijft hierbij behouden. De gereedschapskist van kustbeheerders bevat op dit moment een aantal suppletietechnieken, zoals een strandsuppletie, een vooroeversuppletie en een geulwandsuppletie. Ook het uitvoeren van een grote zandsuppletie op de buitendelta en een megasuppletie zoals de Zandmotor behoort tot de mogelijkheden.
Het kustbeheer staat voor belangrijke uitdagingen: naast vragen over zeespiegelstijging en zandbeschikbaarheid op lange termijn, heeft Rijkswaterstaat de ambitie om de bestaande praktijk voor kustonderhoud per 2030 emissievrij te laten plaatsvinden. Met de huidige technologieën lijkt dit doel nog niet realistisch haalbaar. Eerdere projecten en programma’s, waaronder Innovaties in de KustlijnZorg (IKZ) en de ‘Dutch Coastline Challenge’ (DCC), hebben laten zien welke mogelijkheden er zijn om het suppleren zelf te verduurzamen. Een van de optimalisaties voor het kustonderhoud betreft het lokaal emissievrij hergebruiken van zand voor “suppletie hotspots”.
Om te begrijpen waarom dit zinvol is, is een korte inleiding in de werkwijze van het kustonderhoud nodig. Waar in welk jaar zandsuppleties worden uitgevoerd wordt bepaald door lokale ontwikkelingen van de kustlijn. Uit de lokale ontwikkelingen volgt of er onderwater of op het strand wordt gesuppleerd en welk volume zand wordt opgespoten. Het tegengaan van de gevolgen van erosie bij een aantal kustplaatsen vraagt om relatief frequente en omvangrijke suppleties. Daarmee vormen deze kustplaatsen “suppletie hotspots”, net als het strand op de Maasvlakte 2.
De hoeveelheid zand die gemiddeld over meerdere jaren nodig is voor het onderhouden van de kust (de suppletiebehoefte) wordt berekend met de snelheid van zeespiegelstijging in combinatie met lengte van de kustlijn en de interactie met getijdebekkens en zeearmen. De totale omvang van de suppleties langs de kust zou daarom mogelijk omlaag kunnen worden gebracht, maar het blijft nodig om de erosie bij de hotspots tegen te gaan. Dat kan door slim lokaal sedimentbeheer waarbij minder zand vanaf de diepe Noordzee hoeft te worden aangevoerd. De erosie bij de kustplaatsen en de Maasvlakte 2 wordt dan deels bestreden door zand vanaf naastgelegen aanzandingsgebieden aan te voeren (sediment recirculatie).
Op de “suppletie hotspots” wordt het gesuppleerde zand getransporteerd naar naastgelegen gebieden, waar in veel gevallen aanzanding en aangroei van de kust plaatsvindt. Die aangroei is niet altijd noodzakelijk voor de veiligheid, en niet altijd gewenst met het oog op andere functies van de kust. Bij de Maasvlakte 2 draagt het zand bij aan de verondieping in de monding van het Haringvliet als gevolg van de afsluiting van het Haringvliet in het kader van de Deltawerken. Die verondieping heeft onder andere gevolgen voor de recreatie. Dat maakt het zinvol om te verkennen of zand van de aangroeiende delen lokaal kan worden gerecirculeerd naar de locaties met erosie. In het huidige kustbeleid is deze optie nog niet beschikbaar voor de beheerder. Ook de financiering is niet geënt op recirculatie (enkel op verplaatsing van zand van de Noordzee naar de kust).
Dit project verkent deze nieuwe tool voor de kustbeheerder: Emissievrije recirculatie van zand. Een voorbeeldlocatie waar deze aanpak kansrijk kan zijn, is op Maasvlakte 2, vanwege de lokale morfologische ontwikkelingen (Figuur 1). De kop van de Maasvlakte 2 erodeert, terwijl het strand aan de zuidkant uitbouwt. Daar gaat het zand van Maasvlakte 2 op in de grootschalige verandering in de Haringvlietmonding (Figuur 2). Voor het onderhoud van het kustvak Maasvlakte 2 werden in de periode 2014-2024 gemiddeld 470.000 m³ per jaar aan strandsuppleties en 200.000 m³ per jaar aan vooroeversuppleties aangebracht. Daarnaast is de Maasvlakte 2 een aantrekkelijke locatie als experimenteergebied vanwege het overzichtelijke aantal stakeholders en functies. In dit project wordt zowel de technische haalbaarheid als de beleidsmatige en omgevingseisen onderzocht van sediment recirculatie bij de Maasvlakte 2.
Doel van het project
Het doel van het project EZRK – voorverkenning Maasvlakte 2 is om de eerste stap te zetten om de
nieuwe tool van emissieloos zand recirculeren beschikbaar te maken als maatregel in de
gereedschapskist van de kustbeheerders.
Deze eerste stap omvat de voorverkenning van de technische mogelijkheden en haalbaarheid voor de
locatie Maasvlakte II, verkenning van consequenties voor beleid, uitvoering en vergunbaarheid en
opschaalbaarheid naar andere locaties. Met deze eerste stap wordt toegewerkt naar de volgende stap,
zijnde een pilot.
Motivatie
Op volgorde van relevantie:
• KIA LWV 2024-2027 missie 6B ‘Verminderen gebruik primaire (bouw)grondstoffen’: Halvering van het gebruik van primair slib, zand en grind voor deltabeschermingsmaatregelen. Meer gebruik van lokale en eerder gebruikte bouwmateralen; duurzamer winning van primaire grondstoffen.
-> Dit voorstel beoogt een reductie van benodigde hoeveelheid suppletiezand langs de kust, door middel van hergebruik van eerder gesuppleerd zand.
• KIA LWV 2024-2027 missie 6A ‘Duurzame maatregelen voor veilige, weerbare, bevaarbare delta’s’: Kennis van het toekomstige watersysteem onder extremere klimaatscenario’s wat betreft overstromingsrisico’s en waterbeschikbaarheid; ontwikkeling, toetsing en bijstelling van multifunctionele, natuurinclusieve, circulaire en klimaatneutrale maatregelen.
-> Met dit voorstel wordt onderzocht hoe een extra maatregel kan worden toegevoegd aan de gereedschapskist van de kustbeheerder, gericht op emissievrij kustonderhoud en minimaal gebruik van schaars beschikbare grondstoffen.
• KIA LWV 2024-2027 missie 1C ‘Effectieve en duurzame inzet van op natuur gebaseerde oplossingen’: Ontwikkeling van op natuur gebaseerde oplossingen, zorgen dat de voorkeur uitgaat naar zulke oplossingen voor o.a. klimaatmitigatie en -adaptatie, ook internationaal. -> Met dit voorstel wordt de haalbaarheid van een natuurgebaseerde oplossing (NBS) verkend.
Uitgevoerde acties
Deze verkenning betreft de voorverkenning (pre-feasibility), waarin aan de ene kant wordt gekeken naar de technische aspecten van emissieloos zand recirculeren langs de kust en aan de andere kant naar de omgevingseisen (inpassing in wet®elgeving, beleid en vergunningen). Beide komen samen in een beoordeling van de verschillende alternatieven voor het emissieloos recirculeren van zand bij de Maasvlakte 2. Tenslotte wordt de best beoordeelde variant nader uitgewerkt. Hiermee wordt de basis gelegd voor een ontwerp, dat gebruikt kan worden bij een aanbesteding in een vervolgfase met een praktijkproef.
In het einde van dit TKI-project zit één go/no-go moment. Na het onderdeel ‘C. Beoordeling en Nadere Uitwerking’ wordt samen met Rijkswaterstaat alles afgewogen (Technische haalbaarheid, wet®elgeving, beleid etc) met daarbij de vraag of er een gerede kans is dat geïdentificeerde problemen beslecht kunnen worden voor zowel de pilot als de latere reguliere uitvoering. Als dit niet het geval is zal niet verder gegaan worden na dit project met verdere uitwerking richting een pilotstudie.
De onderdelen van het werkplan zijn:
1. Techniek & Uitvoering
• ‘Technisch voorlopig ontwerp’ van zandrecirculatie maken. Op basis van analyse van morfologische ontwikkelingen en reeds aangebrachte suppleties vaststellen van de omvang van de zandtransporten. Ook analyseren we de (opgetreden) zandtransporten in verschillende situaties doormiddel van berekeningen. Op basis van de zandtransporten en de lokale morfologie worden twee verschillende voorlopige ontwerpen gemaakt voor de zand recirculatie suppletie: hoe hoog in het profiel, hoeveel zand en hoe vaak deze herhaald zal worden in het geval van reguliere uitvoering.
• Uitvoeringsontwerp: Inzet materieel met afweging haalbaarheid emissievrije werkuitvoering (elektrische dumpers, klein baggerschip met pijp, permanent leidingsysteem, etc.) bij de twee verschillende suppletie ontwerpen (omvang en positie in het profiel) en scenario’s voor energie beschikbaarheid. Hierbij wordt expliciet gekeken naar emissieloze technieken en de aanvoer van en beschikbaarheid van hernieuwbare energiebronnen. Oftewel, hoe krijg je stroom in het materieel maar ook hoe draagt sedimentrecirculatie bij aan de energiebalans. Dit richt zich dan op het voorzien in de zandbehoefte door gebruik te maken van het energieoverschot tijdens piekmomenten in energieopwekking (als het hard waait, of de zon hard schijnt in combinatie met laag verbruik). Deze inzichten verwerken we tot een eerste orde kostenschatting van de voorlopige pilotontwerpen.
De twee voorgaande punten worden in onderlinge samenhang uitgewerkt, omdat voor het ene soort ontwerp (bijvoorbeeld continue aanvoer in de brekerbanken) een ander soort materieel toegepast moet/kan worden (in dit geval een verankerde drijvende uitstroom van een pijpleiding) dan bij een ander soort ontwerp (bijvoorbeeld een banket met een klein zandvolume tegen de duinvoet).
Het resultaat van werkpakket 1 is een tweetal (voorlopig)ontwerpen van pilots + kostenramingen met daarbij de mogelijkheden voor inzet van materieel en gebruik van energiewisseling bij de Maasvlakte 2.
2. Omgeving
• Overzicht van de wet & regelgeving die van toepassing is op pilot en reguliere uitvoering.
• Duiding van de beleidsaspecten. In kaart brengen welke beleidsaspecten geraakt worden door de sediment recirculatie (bijvoorbeeld lopend programma Kustlijnzorg). Mogelijkheden verkennen hoe sediment recirculatie een plek kan krijgen in het beleidskader. Inventarisatie benodigde vergunningen voor sediment recirculatie. De Maasvlakte 2 is focusgebied van deze studie. De Voordelta is een Natura2000 gebied waarvoor specifieke vergunningen benodigd zijn.
• Gebiedsproces: inventarisatie gebruiksfuncties en stakeholders. Hiervoor maken we gebruik van het onderzoekswerk van Dr. Quirijn Lodder (Rijkswaterstaat). Ook brengen we mogelijke voors en tegens bij sediment recirculatie rond de Maasvlakte 2 van de verschillende gebruiksfuncties in kaart. Binnen dit TKI-project maken wij een stakeholder management plan. Als na dit TKI-project wordt besloten tot een verdere uitwerking van sediment recirculatie rond de Maasvlakte 2 zullen wij het stakeholder management plan tot uitvoering brengen.
Het resultaat van Werkpakket 2 is een overzicht van criteria en eisen vanuit de omgeving (beleid, gebruiksfuncties, stakeholders en wet- & regelgeving). In een samenvattend hoofdstuk wordt weergegeven wat de belangrijkste hobbels zijn voordat sediment recirculatie in de reguliere uitvoering meegenomen kan worden. Daarnaast wordt een overzicht gegeven van de gebruiksfuncties en stakeholders in het gebied en wordt het stakeholder management plan gepresenteerd.
3. Beoordeling en verdere uitwerking
Op basis van onderdeel A en B wordt een inschatting gemaakt van de haalbaarheid van een pilot sediment recirculatie en de mogelijkheid tot reguliere uitvoering. Op basis van deze inschatting en in overleg met Rijkswaterstaat wordt besloten of ná dit TKI-project verder wordt gegaan met de uitwerking van sediment recirculatie bij de Maasvlakte 2 (Go/No-Go moment). Indien reguliere uitvoering nu en in de nabije toekomst niet haalbaar wordt geacht, wordt na dit TKI-project geen pilot uitgevoerd.
Een inschatting van de haalbaarheid wordt op de volgende manier onderbouwd:
• De eisen vanuit onderdeel A en B worden gebruikt om een beoordelingskader op te stellen.
• De uitkomsten van onderdeel A worden beoordeeld met het beoordelingskader, zodat duidelijk wordt welk ontwerp de voorkeur heeft. Hierbij worden ook de potentiële showstoppers in beeld gebracht.
• De voorkeursvariant wordt verder uitgewerkt. Een van de uitwerkingen betreft de “kalender”: een overzicht van de perioden waarin voor verschillende aspecten de uitvoering minder of juist meer gewenst is. Denk hierbij aan de impact van het stormseizoen op het materieel, de jaarrond beschikbaarheid van groene stroom, de aanwezigheid van recreanten en verschillende ecologische beperkingen (Figuur 4).
• Vooruitblik hoe de voorkeursvariant in de praktijk uitgevoerd kan worden en/of opgenomen kan worden in de reguliere programmering voor kustonderhoud NL-breed, met een overzicht van welke stappen daarvoor moeten worden doorlopen.
Innovativiteit
In de basis is sprake van de toepassing van een combinatie van bestaande technieken, voor de recirculatie van zand, dat een nieuw concept is voor de Nederlandse kust. Een andere uitdaging is het afstemmen van het tempo van recirculeren op de beschikbaarheid van (een overschot van) hernieuwbare energie en de dynamiek van het natuurlijke systeem. Internationaal bestaat (beperkt) ervaring met sediment ‘bypass’ systemen rond havenhoofden, waarbij sediment verder wordt verpompt. In dit voorstel wordt het concept van een bypass omgedraaid: het sediment wordt juist teruggebracht (recirculatie). In dit voorstel verkennen we één van de mogelijkheden om de kust op belangrijke "suppletie hotspots" emissievrij te onderhouden, op een wijze die niet eerder is toegepast in Nederland of elders.
Valorisatie
Resultaat Werkpakket 1: een tweetal (voorlopig)ontwerpen van pilots + kostenramingen met daarbij de mogelijkheden voor inzet van materieel en gebruik van energiewisseling bij de Maasvlakte 2.
Valorisatie: In eerste instantie wordt gekeken naar verdere toepassing op een aantal erosie hotspots langs de Hollandse kust (vooral de Hondsbossche duinen en in mindere mate Scheveningen, Katwijk, Noordwijk, Bergen-Egmond aan Zee). De toegevoegde waarde zit daarbij in het verminderde gebruik van primaire grondstoffen en in het emissieloos karakter. Dit kan worden gevaloriseerd door te kijken naar het vermeden reguliere suppletievolume (primaire grondstof) en de vermeden uitstoot (gevaloriseerd via bijvoorbeeld MKI, of emissierechten). De technieken of onderdelen daarvan zijn uitstekend toepasbaar in situaties buiten Nederland, omdat daar zand meer dan in Nederland een schaarse grondstof is.
Resultaat Werkpakket 2: een overzicht van criteria en eisen vanuit de omgeving (beleid, gebruiksfuncties, stakeholders en wet- & regelgeving)
Valorisatie: De Toegevoegde waarde van dit onderdeel ligt in het toepasbaar maken van de technieken en daarmee hetzelfde als bij WP1. Bovendien zou wet®elgeving in verschillende gebieden kunnen verschillen. Bijvoorbeeld als andere natuurwetgeving van kracht is. We richten ons voor de valorisatie alleen op andere Nederlandse erosie hotspots omdat beleid, wet®elgeving, gebruikersfuncties en stakeholders in andere landen zeer verschillend zijn.
Resultaat Werkpakket 3: een afgewogen voorkeursvariant en een Go/No-Go beslissing om een pilot uit te voeren
Valorisatie (wie, hoe en wanneer?): De Toegevoegde waarde van dit onderdeel ligt in het toepasbaar maken van de technieken en daarmee hetzelfde als bij WP1.
Intellectueel eigendom
Binnen deze samenwerking staan alle deelnemende partijen voor open uitwisseling van informatie. De verworven kennis en producten zullen binnen het netwerk van EcoShape worden gedeeld, studenten van de TU Delft zullen bijdragen aan het onderzoek en hun werk wordt openbaar gemaakt en indien mogelijk zullen artikelen verschijnen van het onderzoek.
Informatievoorziening project
Op de website van EcoShape (ecoshape.org) zal een ‘Case’ worden aangemaakt voor de EZRK. Hierop zal een openbare samenvatting verschijnen en links naar de verschillende producten openbaar worden gedeeld. Aan het einde van het project zal een artikel worden geschreven in een vakblad (bijvoorbeeld Land+Water) om andere experts op de hoogte te brengen van het onderzoek.