Magneetvelden en wind op zee

Binnen windparken liggen kabels die de windturbines verbinden met het platform op zee van netbeheerder TenneT. Vanuit elk platform gaan er kabels naar het vasteland, waar ze aansluiten op een hoogspanningsstation. Doordat er stroom door deze kabels loopt, is er tot op enige afstand van die kabels een magneetveld aanwezig.

Elektriciteit wordt met stroom door een kabel getransporteerd. Die stroom veroorzaakt om de kabel heen een magneetveld. Dit is ook het geval rond de kabels die deel uitmaken van wind op zee. De sterkte van het magneetveld hangt af van de hoeveelheid stroom die gebruikt wordt en de onderlinge afstand tussen de kabels. Ook is het magneetveld sterker naarmate het dichter bij de kabel is. De sterkte van een magneetveld neemt snel af naarmate de afstand tot de kabel groter wordt.

Wisselstroom en gelijkstroom

Elektriciteit kan met twee verschillende technieken door een kabel worden getransporteerd: met wisselstroom of met gelijkstroom. Wisselstroom wordt gebruikt om elektriciteit over relatief korte afstanden (ongeveer tot 500 kilometer op land, en 100 kilometer op zee) te verplaatsen. Gelijkstroom wordt gebruikt om elektriciteit over langere afstanden te verplaatsen.
Wisselstroom en gelijkstroom veroorzaken verschillende soorten magneetvelden. Een wisselstroom-magneetveld heeft een frequentie van 50 hertz, een gelijkstroom-magneetveld is statisch, met een frequentie van 0 hertz. Simpel gezegd: een wisselstroom-magneetveld gaat 50 keer per seconde aan/uit, een gelijkstroom-magneetveld staat constant aan.
Bekende voorbeelden van bronnen van wisselstroom-magneetvelden zijn huishoudelijke apparaten en hoogspanningslijnen. Het natuurlijk aardmagnetisch veld is het bekendste voorbeeld van een statisch magneetveld. Andere voorbeelden van bronnen van statische magneetvelden zijn elektrische auto’s, omvormers van zonnepanelen en bovenleidingen van trams en treinen.

Kabels binnen windparken

De kabels binnen de windparken zijn onderdeel van de infrastructuur van de parken. Vaak zijn er meerdere windturbines (meestal zes tot negen) verbonden aan één kabel. Dat beperkt namelijk de kabellengte die nodig is, waardoor de impact op de omgeving zo minimaal mogelijk is. Daarnaast scheelt het kosten.
Doordat de afstanden tussen de windturbines relatief klein zijn, worden de kabels bedreven op wisselstroom met een spanningsniveau van 66 kilovolt. De elektriciteit gaat via de kabels van het windpark naar het platform van het net op zee.

Kabels naar het vasteland

Voor het transport van elektriciteit uit windenergiegebieden die relatief dicht bij de kust liggen, wordt wisselstroom toegepast met een spanningsniveau van 220.000 volt. Het gaat dan om de windenergiegebieden Borssele, Hollandse Kust (zuid), Hollandse Kust (noord), Hollandse Kust (west) en Ten noorden van de Waddeneilanden.
Voor het transport van elektriciteit uit het windenergiegebied IJmuiden Ver naar het vasteland wordt gelijkstroom toegepast. Het platform van dit windenergiegebied staat namelijk op veel grotere afstand van de kust.
De kabels van de windenergiegebieden naar het vasteland lopen grotendeels in de zeebodem. Maar er is ook een deel dat over land loopt: vanaf de kust naar een hoogspanningsstation op land. Deze kabels worden ingegraven en liggen dus ondergronds.

Effecten op de mens

Magneetvelden bij wisselstroomkabels

Het beleid van de Rijksoverheid gaat voor blootstelling aan magneetvelden bij wisselstroom van 50 hertz uit van een blootstellingslimiet van 100 microtesla, zoals aangegeven in Europese aanbeveling 1999/519/EG.54. Deze blootstellingslimiet wordt op voor publiek toegankelijke plaatsen bij het hoogspanningsnetwerk van TenneT nergens overschreden. De magneetveldsterkte die doorgaans op korte afstand van hoogspanningsinfrastructuur van TenneT voor komt is ongeveer 10 tot maximaal 40 microtesla.

Aanvullend heeft de Rijksoverheid in 2005 in een beleidsadvies geadviseerd om specifiek bij bovengrondse hoogspanningslijnen (dit zijn de bekende hoogspanningsmasten) zoveel als redelijkerwijs mogelijk te voorkomen dat er nieuwe situaties ontstaan waarbij kinderen langdurig verblijven in het gebied rondom de bovengrondse hoogspanningslijn waar de jaargemiddelde magneetveldsterkte 0,4 microtesla of meer is. Dit beleidsadvies is opgesteld uit voorzorg: het is nooit bewezen dat het kwaad kan dat kinderen blootgesteld worden aan magneetvelden die hoger zijn dan 0,4 microtesla, maar uit voorzorg wordt zo voorkomen dat er nieuwe situaties ontstaan waar dit het geval is. Mocht in de toekomt blijken dat magneetvelden van meer dan 0,4 microtesla schadelijk kunnen zijn voor kinderen, dan is in ieder geval voorkomen dat er nieuwe situaties ontstaan zijn waar dit het geval is.

Het beleidsadvies geldt niet voor ondergrondse hoogspanningsverbindingen (kabels), opstijgpunten, en hoogspanningsstations. In de praktijk worden echter in toenemende mate hoogspanningsverbindingen uitgevoerd met ondergrondse kabels, en blijkt dat omwonenden graag inzicht willen in het magneetveld van zo’n ondergrondse kabel. Om deze reden wordt bij projecten voor wisselstroomkabels van het net op zee tevoren in de verplichte milieueffectrapportage het te verwachten magneetveld in kaart gebracht en wordt onderzocht of er zich binnen de 0,4 microtesla-contour gebouwen bevinden, waar kinderen (tot 15 jaar) langdurig verblijven. Dit betreft woningen, scholen en kinderdagverblijven.

TenneT houdt bij het ontwikkelen van de tracéalternatieven voor ondergrondse kabels en voor hoogspanningsstations van het net op zee ruim afstand tot bebouwing om hinder bij de aanleg tot een minimum te beperken. Voor de tracéalternatieven wordt een afstand van 50 meter (2x25 meter aan weerszijden van de hartlijn van de verbinding) tot woningen en scholen aangehouden. Deze strook is de ruimte die doorgaans nodig is voor aanlegwerkzaamheden en de tijdelijke opslag van grond en wordt bij het traceren van het kabeltracé zo veel als mogelijk vrijgehouden van bebouwing. Uit eerdere projecten en eerder onderzoek komt naar voren dat deze strook breder is dan de magneetveldcontour van de ondergrondse hoogspanningskabels. De magneetveldcontour van 0,4 microtesla is namelijk meestal niet breder dan 15 meter aan weerszijden van de hartlijn van de verbinding.

Magneetvelden bij gelijkstroomkabels

De Rijksoverheid gaat voor magneetvelden bij gelijkstroomverbindingen uit van een referentiewaarde van 40.000 microtesla, zoals vastgelegd in Europese aanbeveling 1999/519/EG. De blootstellingslimiet van 40.000 microtesla is vele malen hoger dan die voor magneetvelden bij wisselstroomverbindingen. Daarom is er, in tegenstelling tot magneetvelden bij wisselstroomverbindingen, geen voorzorgbeleid vanuit de Rijksoverheid voor blootstelling aan magneetvelden van gelijkstroomverbindingen. De maximale veldsterkten van magneetvelden die bij het net op zee voor kunnen komen in de nabijheid van ondergrondse hoogspanningskabels en de converterstations bedragen ongeveer 250 microtesla. Dit is meer dan 160 keer lager dan de blootstellinglimiet van 40.000 microtesla.

Al met al zijn er van de kabels en hoogspanningsstations van het net op zee geen gezondheidseffecten op de mens te verwachten.

Effecten op de natuur

Over de effecten van magneetvelden op de natuur (zoals vissen en bodemleven) is nog weinig bekend. Sommige vissoorten, waaronder haaien en roggen, ondervinden mogelijk hinder van de magneetvelden die worden geproduceerd door de elektriciteitskabels. Rijkswaterstaat doet in het Wozep-programma hiernaar onderzoek, onder andere samen met TenneT, via het ElasmoPower-project.

Het Elasmopower-project onderzoekt de effecten van elektromagnetische velden op kraakbeenvissen, haaien en roggen. Het bouwt voort op een eerste studie die onderzoeksbureau WaterProof in opdracht van het Wozep-programma in 2019 heeft uitgevoerd. Het ElasmoPower-project bestaat uit zes stappen:

1. Het meten van elektromagnetische velden van windparkkabels.
2. Het in een laboratorium onderzoeken van de reacties van verschillende haaien en roggensoorten op de gemeten sterktes van de elektromagnetische velden.
3. Het relateren van elektromagnetische velden aan het voorkomen en het gedrag van haaien en roggensoorten.
4. Het bepalen van de effecten van elektromagnetische velden op de aanwezigheid van prooisoorten en het gebruik van stortsteen rondom windturbines voor eierafzetting.
5. Het met behulp van modellen inzicht geven in de gevolgen van elektromagnetische velden en adviseren over mogelijke maatregelen om negatieve gevolgen te beperken.
6. Het rapporteren en inbedden van de resultaten in de besluitvorming over de ontwikkeling van windparken op zee.

Ook TenneT, de netbeheerder van het net op zee dat de windparken verbindt met het vasteland, onderzoekt de gevolgen van magneetvelden op de natuur in zee. Ze doet onder andere metingen bij gelijkstroomkabels die al in gebruik zijn (bijvoorbeeld kabels die ons elektriciteitsnet verbindt met dat van omringende Noordzeelanden als Denemarken, Noorwegen en het Verenigd Koninkrijk) om in kaart te brengen wat de omvang en de sterkte van het magneetveld van die kabels is. TenneT meet daarvoor op verschillende begraafdieptes en in verschillende bodemsoorten. De meetgegevens dienen om berekeningen van computermodellen te controleren en die modellen te verbeteren. Ze worden ook gebruikt in de milieueffectrapportages en het monitorings- en evaluatieplannen voor delen van het net op zee die in de komende jaren nog worden aangelegd. Op deze wijze probeert TenneT de reikwijdte en het effect van magneetvelden rondom de kabels van het net op zee zo goed mogelijk te bepalen en, indien nodig, te verminderen door maatregelen.