JIP HaSPro: Joint-Industry-Project Handbook Scour and cable Protection methods

Geplaatst op: 29 mei 2023

Samenvatting project

Sinds de start van JIP HaSPro (fase I) is enerzijds het aantal aangesloten bedrijven flink gegroeid (van 10 naar 20) en tevens zijn er een aantal (recente) ontwikkelingen in de offshore wind, waar het consortium graag op inspeelt:
1. Kabelbeschermingen
Een groot deel van de verzekeringsclaims (80%) heeft te maken met kabelschades; een significant deel hiervan is terug te herleiden tot kruisingen met andere infrastructuur, waar de kabel vaak aan het oppervlak van de zeebodem komt. Kabelbeschermingen moeten hier zowel de kabel beschermen, als een minimale impact op de morfologie van de omliggende zeebodem hebben. Omdat de (financiële) gevolgen van een kabelbreuk gigantisch zijn (geen energie-opbrengsten voor een periode van enkele maanden) is de financiële impact van beter ontworpen kabelkruisingen enorm.
Daarnaast zal met de toename van offshore energie en bijbehorende kabelverbindingen het aantal kabel-kruisingen met
andere (cruciale) lijninfrastructuur (gasleidingen, datakabels en andere electra-kabels) in de toekomst alleen maar toenemen.
Het uitbreiden van de huidige scope van Fase-I met de nieuwe scope is ook kosten-efficiënt, omdat we grotendeels dezelfde testfaciliteiten en testopstellingen kunnen gebruiken;
2. Ecologische meerwaarde
Recente biedingen op nieuwe offshore windparken lieten zien dat de afhankelijkheid van overheidssubsidies snel afneemt. De eerste “nul-subsidie”-biedingen zijn recent in Duitsland gedaan. Dit betekent dat de evaluatie van de verschillende biedingen niet meer alleen op basis van benodigde subsidie zal gebeuren, maar ook op andere criteria. Eén daarvan zal waarschijnlijk de kwaliteit/meerwaarde van het windpark worden. Dit betekent dat het toevoegen van een ecologische functie aan een windpark interessant wordt voor ontwikkelaars en EPC-aannemers. Bodem en kabelbeschermingen lenen zich goed voor een duo-functie door het gebruik van doorgaans natuurlijke materialen en het creëren van habitat-diversiteit (denk bijv. steenlagen als bodem bescherming, waar allerlei soorten kunnen schuilen in de poriën ertussen of er zich aan vast kunnen hechten). Diverse plannen en rapporten zijn geschreven om bijv. de platte oester terug te brengen of de kabeljauwpopulatie weer te vergroten. Naast het ontwerpen en aanpassen van bestaande ontwerpen om de ecologische waarde te vergroten, kunnen er ook structuren aan de bodembescherming worden toegevoegd (bijv. reef balls of gabions met schelpmateriaal). De hydraulische consequenties van deze plannen zijn grotendeels onbekend, maar kunnen juist in JIP HaSPro onderzocht worden, zodat er geen nadelige gevolgen voor
de bodembescherming, de fundering of de kabels optreden.

Doel van het project

Het doel is om te komen tot een op wetenschappelijke basis gefundeerde ontwerpmethodiek voor verschillende bodem- en kabelbeschermingsmethoden. Hierbij is het uitgangspunt, dat er geen methode bestaat die onder alle omstandigheden optimaal is. Daarom liggen er kansen voor alternatieve en innovatieve methoden.

De verschillende methoden worden geëvalueerd op hydraulische stabiliteit, morfologische effecten, duurzaamheid en (als deze aanvraag wordt goedgekeurd) ook op ecologische effecten / meerwaarde.

Door met de hele waardeketen (van energiebedrijf tot aannemer, van ontwerper tot leverancier) via een wetenschappelijke methode uiteindelijk een richtlijn (‘Recommended Practice’) te ontwikkelen garanderen we dat de resultaten breed gedragen zullen worden door de industrie en een korte “lead time” tot toepassing in de praktijk zullen hebben.

Naast de richtlijn wordt er een database met modelresultaten (waaraan in een latere fase veldmetingen kunnen worden toegevoegd) ontwikkeld en gedeeld via de “Deltares Experiment Viewer” met alle participanten. Tevens wordt er een “Scour and Cable Protection Design Tool” ontwikkeld en wordt alle kennis gerapporteerd in een “Digital Handbook Scour and Cable Protection Methods” via een interactief platform, waar alle partners aan meewerken.

Kostenbesparing

Hiermee dragen we niet alleen bij aan beter ontworpen windparken en offshore kabels, maar reduceren we ook aanlegkosten in de bouwfase (CAPEX = Capital Expenditures) en verlagen we kosten en risico’s in de operationele en onderhoudsfase (OPEX = Operational Expenditures). De Levelised Cost of Energy kan met 1 tot 1.5% gereduceerd worden. Voor Nederland alleen leidt dat tot 2023 al tot een kostenbesparing van 20-40 miljoen euro (dit is nog exclusief het verminderde aantal verwachte kabelbreuken; dit risico zit niet in het gebruikte kostenmodel). Deze hoge kostenbesparingen zijn te verklaren uit het grote aantal windturbines dat offshore geplaatst gaat worden. Voor Europa als geheel liggen de kostenbesparingen op een veelvoud hiervan. Na 2023 is de offshore wind agenda nog niet klaar: de kostenbesparingen zullen tot 2050 alleen maar verder oplopen. Als nevendoel reduceren we ook de risico’s voor de bestaande infrastructuur die door kabels gekruist wordt. Dit is lastig in een economische waarde te vertalen.

Motivatie

Beide ontwikkelingen vormden voor de Steering Committee van JIP HaSPro (met daarin vertegenwoordiging vanuit alle 20 bedrijven) de reden om hier op in te zetten en dit voorstel bij TKI-Deltatechnologie in te dienen. Beide genoemde onderwerpen (kabelbescherming en ecologie) hebben baat bij het zoeken naar de cross-over tussen TKIWind op Zee en TKI-Deltatechnologie. Kabels liggen immers vaak in het gebied tussen een offshore windpark en de delta. Dit maakt dat de morfologie van het gebied soms beter aansluit bij specifieke deltakennis (bijv. dynamica van estuaria zoals bijv. Westerschelde (Borssele exportkabel), morfologie van vaargeulen (Hollandse Kust Zuidexportkabel onder vaargeul Rotterdam) of kustmorfologie en bijbehorende zandsuppleties (bijv. Luchterduinen- en PAWPexportkabel)). Kennis van ecologie is ook meer aanwezig binnen “TKIDeltatechnologie” dan bij “TKI-Wind op Zee”.

Uitgevoerde acties

2017
Schaalmodeltesten van “cable crossing methods” op kleine schaal (Scheldegoot), medium schaal (Atlantic Basin) en grote schaal (Deltagoot). Ecologische oplossing zullen voornamelijk op grote schaal (Deltagoot) getest worden door ingewikkelde schaalbaarheid.

2018
Laatste modeltestprogramma (Atlantic Basin), analyse resultaten, bouwen van database, die ontsloten wordt via de “Deltares Experiment Viewer”, ontwikkelen van “Scour Protection Design Tool”

2019
Opleveren “Scour Protection Design Tool”; afronden Digital Handbook en Recommended Practice for Industry; aanbevelingen voor “ecologisch-vriendelijke” beschermingen.

Innovativiteit

JIP HaSPro bevat vele innovatieve aspecten, waaronder (maar niet uitputtend):
 Innovatieve bodem- en kabelbeschermingsmethoden, die heel systematisch gevalideerd worden door op verschillende modelschalen te testen;
 Ontwerpsoftware en -richtlijnen (die nu nog niet bestaan);
 3D-database van modeltestresultaten, die via een 3D-viewer en een Augmented Reality App (selectie van resultaten) gevisualiseerd kan worden;
 Integrale benadering “hydrodynamica – morfologie – ecologie”, waardoor ecologisch-vriendelijke beschermingen kunnen worden getoetst tegen hydrodynamische en morfologische criteria;
 Interactieve manier om met 20 industriële partners een breed gedragen handboek en offshore standaard te ontwikkelen;
 Modeltesten op de grootst mogelijke schaal in de wereld (Deltagoot-testen)

Valorisatie

 Met het HaSPro-consortium worden er gemiddeld drie keer per jaar voortgangsbijeenkomsten gepland, waarin de voortgang in de verschillende werkpakketten aan elkaar wordt gepresenteerd. Door de grootte van het consortium stroomt kennis dus tijdens het project al vrijwel de gehele industrie in.
 Op TKI-bijeenkomsten geven we tussentijdse presentaties.
 De Recommended Practice zal zo gauw de finale versie is afgerond beschikbaar worden gesteld via de DNV GL website.
 Na het project zullen er diverse publicaties worden geschreven.
 Na de geheimhoudingsperiode wordt ook het Digital Handbook openbaar. De software zal tegen een redelijke onkostenvergoeding uitgeleverd worden aan geïnteresseerde partijen.

Intellectueel eigendom

Volgens de Consortium Agreement van JIP HaSPro houden alle participanten de resultaten geheim tot 2 jaar na het project. Eerder mogen resultaten wel gepubliceerd worden, maar alleen bij goedkeuring van alle partners. De ervaring met andere JIP’s leert dat juist de periode tussen einddatum JIP en 2 jaar na einddatum wordt gebruikt om de onderzoeksresultaten te publiceren. Daar richten we ons in deze JIP ook op.
Na de geheimhoudingsperiode worden de onderzoeksresultaten openbaar.

Informatievoorziening project

Een projectomschrijving zal worden gepresenteerd op internet. Fase-I (binnen TKI-WOZ) is al vindbaar op internet (https://topsectorenergie.nl/tki-windopzee/jip-haspro). Een korte projectbeschrijving is verschenen in De Ingenieur (https://www.deingenieur.nl/artikel/offshore-wind-onder-de-loep)
Daarnaast zullen we binnenkort een artikel publiceren op offshorewind.biz, de belangrijkste nieuwsbrief voor de offshore wind sector.