De Rijksoverheid stimuleert op verschillende manieren innovatie in windenergie op zee. Zo is in het windenergiegebied Borssele op zee een apart innovatiekavel (kavel V) ingericht. Vanaf 2020 test het consortium dat de tender voor dit kavel in 2018 won bij twee windturbines verschillende innovaties, zoals onder meer de ‘Slip Joint’, voor windparken in de praktijk. Bij de tender (voorjaar 2020) voor het kavel in Hollandse Kust (noord) kent de Rijksoverheid extra punten toe aan biedingen die innovaties demonstreren in een commercieel windpark. Dit windpark zal in 2024 gaan draaien.
In aansluiting op het innovatiebeleid van de Rijksoverheid is het Top Kenniscentrum Innovatie (TKI) Wind op zee in het leven geroepen, waarin overheid en bedrijfsleven samenwerken. Het TKI maakt zich bijvoorbeeld sterk voor optimalisatie van het onderhoud van windturbines maar ook voor voldoende en goed onderzoek naar de interactie tussen windparken en natuur. Meer informatie over de innovatieve projecten van het TKI Wind op Zee vind je hier.
Ten slotte worden ook voor het transport van de geproduceerde windenergie van zee naar land nieuwe concepten ontwikkeld. TenneT past voor het windenergiegebied IJmuiden Ver voor het eerst gelijkstroomverbindingen toe met een vermogen van 2 gigawatt. Ook onderzoekt TenneT met de Rijksoverheid een WindConnector: een verbinding vanuit het windenergiegebied IJmuiden Ver met nabij gelegen Engelse windparken. Een internationaal consortium met o.a. TenneT, Gasunie en het Rotterdams Havenbedrijf ontwikkelt het concept voor een North Sea Windpower Hub: een kunstmatig eiland waar energie uit meerdere windparken samenkomt en via directe verbindingen naar deelnemende landen gaat. De opgewekte energie wordt daarbij via kabels getransporteerd als elektriciteit of omgezet in waterstof en vervoerd via (gas)pijpleidingen.
Windturbines kunnen al voor 85% tot 90% worden hergebruikt. De meeste onderdelen van een windturbine - de fundering, toren, onderdelen van de versnellingsbak en generator - zijn recyclebaar en worden als zodanig behandeld. Windturbinebladen (de wieken) vormen een specifieke uitdaging. Windturbinebladen zijn gemaakt van composietmaterialen die de prestaties van de windturbine verbeteren door lichtere en langere bladen mogelijk te maken. De complexiteit van dit composietmateriaal vereist specifieke recyclingprocessen.
Op dit moment is de belangrijkste technologie voor het recyclen van composietafval via co-verwerking van cement. Daarbij worden grondstoffen voor de productie van cement gedeeltelijk vervangen door de glasvezels en vulstoffen in de composiet. De organische fractie vervangt steenkool als brandstof voor de cementproductie. Dit vermindert ook de uitstoot van CO2 bij het maken van cement.
Toch zoekt de windsector naar alternatieve mogelijkheden om het materiaal van de windturbinebladen te hergebruiken. De windindustrie werkt samen met de chemische en samenstellingsindustrieën om effectieve manieren te vinden om dit te doen. De eerste generatie windturbines raken nu aan het einde van hun levensduur en worden vervangen door moderne windturbines. Deze 14.000 windturbinebladen worden de komende vijf jaar in Europa vervangen. In januari 2020 kondigde windturbinefabrikant Vestas zijn plannen aan voor afvalvrije windturbines.
Meer informatie is te vinden in het rapport van het Europese Technologie & Innovatieplatform over Windenergie (ETIPWind).
Over de directe effecten van windparken op de kwetsbare diersoorten is al wel veel kennis. Die kennis is ook gebruikt om maatregelen te treffen die deze effecten verminderen. Deze maatregelen staan in verplichtende voorschriften aan de vergunninghouder(s) in de kavelbesluiten voor windparken op zee. Voorbeelden van dergelijke voorschriften zijn:
De komst van windparken op zee leidt tot ruimtevermindering voor intensieve visserij met sleepnetten. Wel ontstaan er mogelijkheden voor vormen van passieve visserij, viskweek en voor bijvoorbeeld zeewierteelt. Het wegvallen van sleepnetvisserij in windparken kan leiden tot de ontwikkeling en terugkeer van bodemdieren die er voor de intensieve visserij voorkwamen, waaronder oesterbanken. herstel gaat echter langzaam waardoor er veel tijd overheen gaat voordat de effecten duidelijk worden. Op en nabij windturbines is al wel aangetoond dat zich andere soortenrijke gemeenschappen met mosselen en commerciële vissoorten als kabeljauw en Noordzeekrab vestigen die in het verleden veel meer voorkwamen.
Hierover is nog weinig bekend en wordt daarom onderzocht. Op dit moment is het vermoeden dat windturbines op zee lokaal effect kunnen hebben op onder andere golven, stromingspatronen en troebelheid van het water. Dat kan weer effect hebben op de productie van plantaardig materiaal en plankton. Plankton is voedsel voor onder andere vissen en vissen zijn op hun beurt weer voedsel voor andere vissen, vogels en zeezoogdieren. Dat wil zeggen dat er dus mogelijk een effect kan zijn op de voedselketen en de daarin levende kwetsbare soorten. Of dit effect positief of negatief is moet nog uit onderzoek blijken.
De overheid onderzoekt daarnaast ook of de ligging en omvang van een windpark invloed heeft op het effect op het ecosysteem.
Windturbines op zee krijgen veel te verduren. Regendruppels in combinatie met een hoge draaisnelheid kan erosie veroorzaken bij de bladen van de turbine. Er kunnen dan stukjes afbreken bestaande uit glasvezel in een epoxy matrix, en verf. Dit is hetzelfde materiaal als van een polyester zeilboot of surfplank. Het materiaal is niet giftig, maar hoort natuurlijk niet in de natuur. Deze erosie is vooral een probleem bij oudere windturbines. Tegenwoordig zijn goede oplossingen voorhanden voor dit probleem en wordt er systematisch onderhoud uitgevoerd, waardoor de meeste erosie wordt voorkomen. Het voorkomen van erosie is immers beter dan genezen, ook economisch gezien, want het repareren van bladen van windmolens op zee is een kostbare en tijdrovende zaak.
De productie van elektriciteit met een windpark op zee veroorzaakt 40 tot 80 keer minder CO2-uitstoot dan dezelfde productie in een aardgascentrale of kolencentrale. Daarnaast bespaart een windpark op zee ook de uitstoot van stikstofoxiden en fijnstof, stoffen die slecht zijn voor de gezondheid en de natuur. De uitstoot van broeikasgassen bij het produceren, transporteren, onderhouden en verwijderen van een windturbine zelf is maar een fractie van de hoeveelheid broeikasgassen die hij bespaart tijdens zijn levensduur.
Er komen steeds meer windparken op zee. Die helpen de energietransitie verder, maar vragen ook steeds meer van het elektriciteitsnet. Zo wordt windenergie op zee straks allemaal op (vrijwel) dezelfde momenten opgewekt en legt dan groot beslag op het elektriciteitsnet. De netbeheerders gaan de netten daarom grootschalig verzwaren. Dat duurt meerdere jaren. Voor in de tussentijd worden er andere oplossingen gezocht, ook omdat netverzwaringen kostbaar zijn. Het gaat dan om het spreiden van de aansluitingen van windparken op zee op het elektriciteitsnet op land en het aansluiten vlakbij grote (industriële) energieverbruikers waardoor de noodzaak beperkt blijft om de energie over grote afstanden te transporteren. Meer informatie.
Om ook elektriciteit te kunnen gebruiken als de zon niet schijnt of de wind niet waait moeten we ons elektriciteitssysteem flexibeler en slimmer maken. Daarvoor is er enerzijds energie nodig die niet uit wind of zon komt en waarvan de beschikbaarheid ook niet afhankelijk is van het weer (het zogenoemde regelbare vermogen). Het elektriciteitssysteem kan in de toekomst op een aantal manieren met CO2–vrije regelbare productie worden gevoed: met elektriciteit uit CO2-vrije waterstof of uit andere hernieuwbare bronnen zoals biomassa en groen gas, uit kernenergie, of uit fossiele bronnen waarbij CO2 wordt afgevangen. Anderzijds kunnen ook meer en grotere verbindingen tussen ons energiesysteem en dat van omringende landen en opslag/buffering van energie ons helpen om de fluctuaties in de beschikbaarheid van zonne- en windenergie te helpen opvangen. Ten slotte kunnen we slimmer omgaan met ons energiegebruik: Bijvoorbeeld door de was doen we wanneer de zon schijnt en elektrische auto’s of fietsen laden we op wanneer het waait.
Het kabinet wil zoveel mogelijk elektriciteit halen uit zon en wind. Daarnaast is er een vorm van elektriciteitsproductie nodig die niet uit wind of zon komt (het zogenoemde regelbare vermogen). Het elektriciteitssysteem kan in de toekomst op een aantal manieren met CO2–vrije regelbare productie worden gevoed: met elektriciteit uit CO2-vrije waterstof of uit andere hernieuwbare bronnen zoals biomassa en groen gas, uit kernenergie, of uit fossiele bronnen waarbij CO2 wordt afgevangen. Ten slotte kunnen meer en grotere verbindingen tussen ons energiesysteem en dat van omringende landen en opslag/buffering van energie ons helpen om de fluctuaties in de beschikbaarheid van zonne- en windenergie te helpen opvangen. Meer informatie.