Stormen, zeemijnen en zandduinen

De komende jaren bouwt Vattenfall voor de kust van Den Haag en Noordwijk een windpark dat 1 tot 1,5 miljoen huishoudens van groene stroom kan voorzien. Tot aan de zomer werken tientallen onderzoekers dag en nacht op de Noordzee om zo veel mogelijk te weten te komen over de locatie waar het windpark moet verrijzen. Met hightech apparatuur scannen ze onder water naar bommen en scheepswrakken en brengen ze de zeebodem in kaart. Daarbij krijgen ze met verschillende uitdagingen te maken. 

De werkzaamheden begonnen in februari, waarna de stormen Freya en Gareth al snel roet in het eten gooiden. De twee onderzoeksboten, met in totaal dertig bemanningsleden aan boord, moesten daardoor noodgedwongen aanmeren in de Scheveningse haven. “Het is natuurlijk erg vervelend om meteen in het begin zulk slecht weer te hebben, maar je kunt er weinig aan doen”, zegt Daniel Jenkins, projectmanager bij Bibby HydroMap, dat de geofysische onderzoeken uitvoert. “De vaartuigen zijn wel gebouwd op ruigere weersomstandigheden, maar de apparatuur is erg gevoelig. We weten dat als we tijdens slecht weer data verzamelen, deze van onvoldoende kwaliteit is. Dat is gewoonweg geen optie.”

Dat de Noordzee niet altijd de beste (weers)omstandigheden biedt voor bodemonderzoeken was al bekend, vertelt Aidan Marchand, die vanuit Vattenfall de technische uitvoering van het project overziet. “Daarom hebben we in onze oorspronkelijke planning al rekening gehouden met een aantal weken waarin we geen data kunnen verzamelen.” Vanwege het onstuimige weer moeten de onderzoeksboten het maximale halen uit de rustige periodes, om zo de achterstand in te halen. Jenkins: “De bemanning verzamelt 24 uur per dag data, ook ’s nachts dus. Op deze manier maken we optimaal gebruik van de momenten dat het weer goed is.”

Sonar en bodemmonsters

Tot augustus wordt de zeebodem onderzocht door middel van scanapparatuur die niet verstorend werkt voor de omgeving, gevolgd door het verzamelen van grondmonsters. Naast de geofysische onderzoeken door Bibby HydroMap, voert Fugro geotechnische onderzoeken uit. Marchand legt het verschil uit. “Het geofysische onderzoek maakt vooral gebruik van scansensoren die in het water worden voortgesleept. Zo wordt een beeld gevormd van de zeebodem en welke objecten zich daar bevinden. Dit is belangrijk voor de volgende stap: de geotechnische onderzoeken, waarbij Fugro in de zeebodem boort en monsters neemt om de samenstelling en sterkte van de zeebodem te bepalen.” De onderzoeksresultaten worden gebruikt om de meest efficiënte funderingen voor de windmolens te ontwerpen, evenals de route van de kabels die onder het zand worden begraven.

^{De bemanning verzamelt 24 uur per dag data, ook ’s nachts dus.}

Van mijn tot vliegtuigbom

De Noordzee herbergt veel sporen uit de geschiedenis. Explosieven zijn er dan ook in vele soorten en maten te vinden. Tijdens beide wereldoorlogen zijn er talloze zeemijnen gedropt, waarvan nog geen kwart is opgeruimd na de Tweede Wereldoorlog. Hollandse Kust Zuid bevindt zich net ten noorden van de belangrijkste aanvliegroute van de geallieerden. Het kwam regelmatig voor dat vliegtuigen in zee neerstortten of hun bommen te vroeg loslieten, waarna ze op de zeebodem terechtkwamen. Op de Noordzee vonden bovendien gevechten plaats, veelal tussen vliegtuigen van de geallieerden en Duitse schepen. Niet zelden misten torpedo’s, bommen, raketten en kanonnen hun doel en eindigden in zee. Schepen die waren geraakt zonken naar de bodem. In latere tijden kwamen niet gesprongen explosieven (NGE) regelmatig in visnetten terecht, waarna ze weer overboord werden gegooid. Dit gebeurde vaak in de buurt van bekende scheepswrakken, die vissers sowieso al meden vanwege het risico voor hun netten.  

“Het is relatief eenvoudig om scheepswrakken vast te stellen”, zegt Jenkins. “Voor NGE is dit lastiger. Wij maken een lijst van objecten, waarin we de magnetische kenmerken, grootte, vorm en diepte ervan opnemen. Een gespecialiseerd bureau analyseert vervolgens deze data.” De volgende stap is het onschadelijk maken van explosieven. Marchand: “De data delen we met de kustwacht, die de Koninklijke Marine inschakelt om de NGE te ruimen.” Veel scheepswrakken zijn al opgenomen op navigatiekaarten, maar door sterke stromingen kunnen deze verplaatst of begraven zijn. Soms wordt ook de hulp van archeologen ingeschakeld.

Zandduinen voorspellen

Het in kaart brengen van wrakken en explosieven is slechts een deel van de onderzoeken. Voor een optimaal ontwerp van het windpark – specifiek de fundering en bekabeling – is het nodig zo veel mogelijk data te vergaren. Dankzij het relatief ondiepe water en de zanderige ondergrond is de Noordzee een prima locatie voor het windpark. Wel is er een aantal zaken die de aandacht vragen. “De mobiele zandduinen op de bodem van de zee maken de realisatie van het windpark complex”, vertelt Marchand. “Op bepaalde plekken is sprake van een mobiele laag zand van soms wel vier meter dik. Deze zandduinen verplaatsen zich, wat vooral in de toekomst tot problemen kan leiden. Niet zozeer voor de funderingen, die zijn wel bestand tegen een veranderende zeebodem. Maar kabels liggen doorgaans een tot drie meter diep onder de zeebodem en we willen niet dat deze bloot komen te liggen.”

De oplossing ligt in de voorspellingskracht van hightech modellen. “Deze kunnen het gedrag van de zandduinen voor langere tijd voorspellen, waardoor we hier in het ontwerp van de kabelroutes rekening mee kunnen houden.”

^{Windpark Hollandse Kust Zuid kan 1 tot 1,5 miljoen huishoudens van groene stroom voorzien.}

Ontwerpproces

Tot eind 2019 zullen Bibby HydroMap en Fugro de verzamelde data analyseren, testen in een laboratorium en interpreteren. Dit is essentiële input voor het ontwerpproces van de bekabeling, funderingen en windturbines. De engineers moeten hierbij met tal van aspecten rekening houden. Marchand: “De technologie voor offshore wind ontwikkelt zich enorm snel. De windmolens die in 2022 voor Hollandse Kust worden geplaatst, zullen alweer anders zijn dan wat er nu wordt gemaakt. Met onze internationale ervaring in windenergie kunnen we deze ontwikkelingen goed inschatten en ervoor zorgen dat de infrastructuur flexibel is en dus geschikt voor nieuwere technologie.” Daarnaast houden de engineers rekening met milieubelangen. Zo zorgen ze ervoor dat de lokale ecologie tijdens de bouw en als de windmolens operationeel zijn, geen blijvende schade ondervindt.