Voor de laatste aflevering in deze serie gaan we de Noordzee op. Vandaag is de vraag: hoe ver kunnen we de kolom hiernaast vullen met grootschalige inzet van windturbines op zee? De twee bestaande windparken voor Egmond aan Zee (36 windturbines) en IJmuiden (60) leveren ruim 700 GWh. In de eenheid van deze serie: 0,1 kilowattuur per persoon per dag, een fractie van de 185 kWh/p•d, die we nodig hebben.

Het Nederlandse Continentaal Plat (NCP) heeft een oppervlak van 57.000 vierkante kilometer; bijna anderhalf keer zo groot als Nederland. Per Nederlander hebben we 3.400 vierkante meter zee tot onze beschikking. Op dit halve voetbalveld waait het harder dan op land en wonen geen mensen die kunnen klagen over hun uitzicht.

In deel twee leidden we een formule af voor het vermogen van een windtubinepark per vierkante meter grondoppervlak: 1/400 pi ro v3 [W/m2]. Volgens een windkaart van ECN is de gemiddelde windsnelheid op de Noordzee op negentig meter boven de waterspiegel tien meter per seconde. Hiermee zou de oogstbare wind op de Noordzee in theorie op 10 W/m2 komen.

In de praktijk blijkt het echter niet mogelijk al die energie te oogsten. Het Prinses Amalia windpark voor de kust van IJmuiden levert volgens cijfers van mede-eigenaar Eneco 435 GWh per jaar. De rotordiameters van de zestig windturbines zijn tachtig meter. Uitgaande van de formule, die is gebaseerd op een tussenafstand van vijf keer het rotordiameter, levert dit park dus 5 W/m2. Voor het verschil met het theoretische getal zijn drie redenen aan te wijzen: de turbines moeten bij te hoge windsnelheden worden stilgezet en het park ligt dicht bij de kust, waar het minder hard waait dan midden op zee. Bovendien zijn Amalia’s turbines geen negentig maar zestig meter hoog.

Een andere manier om het vermogen per vierkante meter grondoppervlak te bepalen, is één windturbine te beschouwen: bijvoorbeeld een windturbine met een nominaal vermogen van twee megawatt en rotoren met een diameter van tachtig meter. In een windturbinepark heeft deze turbine een grondbeslag van vijf keer tachtig meter in het vierkant. Wanneer we ervan uitgaan dat de turbine gemiddeld veertig procent van de tijd zijn nominaal vermogen levert (de capaciteitsfactor), dan komen we eveneens op het praktijkgetal van 5 W/m2.

Laten we ervan uitgaan dat het in de toekomst lukt om de capaciteitsfactor op de schroeven tot 55 procent. Hiermee kunnen windparken op zee een vermogen van 7 W/m2 halen. Per 24 uur leveren die windparken dan 0,17 kWh/m2•d.

Hoe groot deel van de Noordzee kunnen we gebruiken voor windturbineparken? Er zijn gebieden waar we niet kunnen bouwen: drie drukke scheepvaartroutes , ankergebieden, oefengebieden van de marine en visserijgebieden. Bovendien staan er honderd olieplatforms in het NCP. Daarnaast is de bodem bezaaid met olieleidingen, telefoonkabels en elektriciteitsleidingen. Deze belemmeringen nemen ruim genomen een kwart van de Noordzee in. Driekwart is dus beschikbaar voor windturbineparken. Omdat er ruimte genoeg is, kunnen we bouwen in ondiep water. Na bestudering van een zeekaart, levert een grove schatting op dat meer dan de helft van de het NCP minder dan dertig meter diep is.

Stel dat we tien procent van de Noordzee gebruiken voor windparken. Dit betekent 340 m2 per Nederlander. Een oppervlak van 340 m2/p met een gemiddelde opbrengst van 0,17 kWh/m2•d levert 56 kWh/p•d, bijna een derde van de 185 kWh/p•d, die we nodig hebben. De kolom hiernaast is hiermee op twee kilowattuur na gevuld (ongeveer één procent). Conclusie: theoretisch kan zelfs Nederland, dat weinig zon, rivierstroming, getijstroming en golfslag kent, volledig draaien op duurzame energie, mits grootschalig ingezet. Volgende keer evalueren we de vele reacties op deze serie.