Steven Blom, IA-Stagiare bij NOST Tokyo (Innovatie Attaché Netwerk Tokio)
Origineel gepubliceerd op de site van RVO.
Samenvatting
Drijvende windturbines op zee kunnen een uitkomst bieden op locaties met gunstige windomstandigheden, maar waar de zee te diep is om funderingen te plaatsen. Echter zijn er nog vele technische uitdagingen te overbruggen op het gebied van drijvende windturbines. In Japan gaat men deze uitdaging aan middels demonstratieprojecten met drijvende offshore windturbines (i.e. Floating Offshore Wind Turbines, FOWT). Sinds de aardbeving en kernramp in Fukushima op 11 maart 2011 is het land opzoek naar vervangende energiebronnen voor de op non-actief gestelde kerncentrales. Gezien het omvangrijke zeegebied dat Japan tot haar beschikking heeft, worden drijvende windturbines gerekend tot een potentieel uiterst belangrijke bron voor energieopwekking. Middels twee drijvende windturbine testprojecten wordt momenteel onderzoek gedaan naar deze vorm van energieopwekking. Het ene demonstratieproject is het Fukushima Forward project en is gelegen voor de kust van Fukushima waar de ramp in 2011 heeft plaatsgevonden. Het andere project is gelegen voor de kust van Kabashima eiland, één van de Goto eilanden in de Nagasaki Prefectuur in het zuidwesten van Japan.
Projectdetails
Als afsluitende activiteit van de economische missie naar Japan bezocht op zaterdag 1 november 2014 een deel van de energiedelegatie het GOTO-FOWT project met als doel meer te weten komen over dit drijvende windturbineproject. Dr. Tomoaki Utsunomiya, Professor aan de Kyushu Universiteit, afdeling Ocean Energy Resources, heeft die dag de groep bij aankomst op het eiland toegesproken en uitleg gegeven over het project. Later die dag heeft de groep per boot de drijvende windturbine bezichtigd.
De gunstige windcondities rondom Kabashima maken het eiland tot een goede locatie voor offshore wind elektriciteitsopwekking. In eerste instantie werd een demonstatiemodel in 2012 uitgerust met de 100-kW turbine afkomstig van Fuji Heavy Industries, dit is dezelfde molen die 10 jaar eerder is gebruikt bij een demonstratieproject bij Izena eiland in Okinawa. De 100-kW turbine werd in 2012 getroffen door een uiterst zware tyfoon. De turbine heeft het doorstaan maar dit heeft geleid in aanpassingen in het design en de constructie van het later geplaatste 2-MW demonstratiemodel. Het gaat hierbij om herzieningen van parameters zoals de maximale golfhoogte, rotortrillingen en oriëntatiehoek. Volgens het ministerie was het de eerste turbine ter wereld die direct getroffen werd door een storm van deze omvang. Tyfoon Sanba bracht een schat aan informatie met zich mee. Het project benut de kans om uiterst waardevolle data te verzamelen omtrent het vraagstuk welke vormen van wind power generatie geschikt zijn in oceaangebieden die frequent door tyfoons worden getroffen. In 2013 is de nieuwe 2-MW Hitachi downwind demonstratieturbine geïnstalleerd, dit vergrootte de turbinebladen van 22 meter naar 80 meter doorsnede. Het nieuwe systeem is in oktober 2013 in gebruik genomen en vanaf dat moment is men verder gegaan met de dataverzameling. De verzamelde en geanalyseerde data levert ook informatie op voor toekomstig gebruik van offshore windenergie in een breder perspectief.
Het GOTO-FOWT demonstratieproject loopt in 2015 af en het is dan aan de deelnemers zoals Toda construction en Hitachi om te besluiten of er een windpark wordt aangelegd in de regio, dit keer zonder leidende rol van het ministerie van Milieu maar op eigen kracht. De participanten uit het project hebben wel vervolgplannen maar er zijn tot dusver nog geen grote concrete afspraken gemaakt.
Zo wil Toda construction haar drijvende hybride spar platform snel door ontwikkelen en klaarmaken voor commerciële uitrol om dit op korte termijn toepassen in een drijvend windpark. Echter is er nog weinig bekend over specifieke plannen. Volgens Tadashi Nishimura, manager van Toda’s divisie civiele techniek, kan deze technologie een uitkomst in de energievoorziening bieden voor de ontwikkeling van veel kleine eilanden in zuidoost Azië.
Stakeholder management
Professor Kimiaki Yasuda, stakeholder management specialist aan de Nagoya Universiteit, concludeert dat sommige belangen groepen uit de visserij in Fukushima op een negatieve manier hebben gereageerd omdat het Fukushima FORWARD consortium er niet in slaagde deze groepen te betrekken in het vroege stadium van het project[1]. Het betrekken van belanghebbenden en de communicatie met lokale visserijen is in het Kabashima Goto project vele malen succesvoller dan het Fukushima project. In Goto heeft er vanaf de conceptfase van het project interactie plaatsgevonden met lokale belangengroepen in de visserij, dit is van belangrijke waarde geweest om een positieve indruk over het project te verkrijgen. Communicatie in de vroege fase en de belofte van het ministerie om de turbine te verwijderen na afloop van de projectlooptijd waren sleutelfactoren in het creëren en waarborgen van lokaal draagvlak. Dhr. Satoshi Yoshida is de betrokken adjunct-directeur van beleidsdivisie gericht op klimaatverandering van het Ministerie van Milieu. Het project is door het ministerie gefinancierd om de technologie van drijvende windturbines verder te ontwikkelen. De lokale visserij begrijpt het belang van het project en zijn daardoor voorstanders van het duurzame energie project, dat is een groot verschil met het Fukushima project.
De visserij van Goto is akkoord gegaan niet te vissen binnen 450 m2 om de turbine. Hierdoor kan Fuyo Ocean Development & Engineering een milieu impactanalyse uitvoeren. Zo wordt de impact van de drijvende turbine op tal van aspecten zoals de waterkwaliteit, zeewier, schelpdieren en de topografie van de zeebodem in dit gebied gemonitord. Ook de aanwezige vogelsoorten binnen enkele kilometers, laagfrequent geluid afkomstig van de turbine en de effecten hiervan op zeezoogdieren in het bijzonder op grijze dolfijnen wordt gemeten. Dergelijke analyses specifiek voor drijvend offshore wind zijn nog niet eerder uitgevoerd. De analyse uitgevoerd in Goto kan dienen als toekomstig model voor milieu impact analyses uitgevoerd door de private sector. De Goto projectgroep is ook succesvol geweest in het betrekken van de lokale bevolking in het project. Stakeholders betrekken in het besluitvormingsproces is dan ook het cruciale aspect van succesvolle implementatie. Eerder genoemde Dr. Tomoaki Utsunomiya[2] is gespecialiseerd in Ocean Energy Resources en heeft in zijn academische loopbaan onderzoek gedaan naar drijvende structuren op water waarbij hij o.a. het effect van extreme weersomstandigheden op drijvende windturbines heeft onderzocht. Hij vervult dan ook een belangrijke rol in dit project.
Het GOTO-FOWT demonstratieproject wordt geleid door het Ministerie van Milieu (MOE) met participanten als Toda Corporation, Hitachi, Fuyo Ocean Development & Engineering Co., Ltd., Kyoto University, en het National Maritime Research Institute[3]. Japan is tot op de afgelopen jaren achtergebleven in de industrie voor windturbines welke op het moment geleid wordt door Europese en Chinese fabrikanten. Beide demonstratieprojecten zijn een stap in de richting van de inhaalslag.
Fukushima Forward project
Het andere drijvende windturbine project in Japan, het Fukushima Forward project is in augustus 2011 opgericht. Het project heeft als doel te pionieren in de creatie van een nieuwe internationale industrie voor Japan en een bijdrage te leveren aan het herstel van het land na de Fukushima ramp. Het consortium onder leiding van Marubeni werd gevormd maart 2012. Met het project hoopt men een aanzet te geven om Japan uit te laten groeien tot wereldleider in de offshore windenergie als belangrijke toekomstige energiebron. Dit wil men realiseren door middel van grootschalige drijvende offshore windenergie installaties te ontwikkelen en te vercommercialiseren.
In dit project worden gedurende vier fases drie drijvende windturbines en een drijvend sub-station geïnstalleerd op ca. 20 kilometer van de kust van Fukushima in een waterdiepte van ca. 120 meter[4]. De eerste fase van het project bestond uit een 2 MW drijvende windturbine met werelds eerste drijvende sub-station. Deze fase werd in 2013 afgerond. Het drijvende sub-station dat zich naast de turbine bevindt bestaat uit een transformator die de opgewekte energie omzet om het vervolgens middels onderzeese zeekabel naar het vaste land transporteert. Momenteel bevindt het project zich in de tweede fase waarbij begin januari 2015 het drijvende platform en de bekabeling voor een grotere turbine van 7MW is geïnstalleerd[5]. In de derde fase, begin februari 2015 zal de 7MW turbine op het drijvende platform worden geplaatst. Gedurende de vierde en laatste fase zal de derde drijvende turbine worden geïnstalleerd. Het gehele pilotproject zal het business-model voor drijvende windmolenparken vaststellen. De deelnemers aan het consortium beogen met dit project kennis en ervaring op te doen over drijvende offshore windparken om in de toekomst een belangrijke nieuwe exportindustrie voor Japan te creëren.
Het project, gesponsord door met Ministerie van economie, handel en industrie (METI), is ontwikkeld door een consortium van de bedrijven Marubeni (project leider), University of Tokyo (technisch adviseur), Mitsubishi, Mitsubishi Heavy Industries, Japan Marine United, Mitsui Engineering & Shipbuilding, Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation, Hitachi, Furukawa Electric, Shimizu en Mizuho Information & Research.
De symboliek van windmolens
Drijvende windturbines moeten in Japan voldoen aan specificaties die gelden voor schepen en hebben om die reden een bijnaam gekregen van de Japanse overheid. De Goto/Kabashima’s turbine wordt “Haen-kaze” “はえんかぜ” genoemd wat “Zuidelijke Wind” betekent in Kyusyu (Kagoshima dialect). Ook de Fukushima turbine heeft een bijnaam en heet “Fukushima-Mirai”, “ふくしま未来”, wat “toekomst” in het Japans betekent. Het verbonden drijvende substation bij de Fukushima turbine heet “Fukushima-Kizuna”, “ふくしま絆”. “Kizuna” betekent “band” of “verwantschap” in het Japans. De benamingen toekomst en verwantschap zijn symbolische benamingen voor Fukushima’s herleving na de ramp.
Bezoek energiedelegatie aan het GOTO-FOWT project d.d. 1 november 2014.
[1] The lessons of Kabashima, rechargenews.com, June 12, 2014 http://www.rechargenews.com/magazine/article1350365.ece
[2] Dr. Tomoaki Utsunomiya, Professor at Kyushu University, department Ocean Energy Resources. Publications: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K005326/english.html
[3] Hitachi visionaries 2014, The Wind from the Future – Fukushima Floating Offshore Wind Farm Demonstration Project (pag.16) www.hitachi.com/rev/pdf/2014/r2014_technology02.pdf
[4] Fukushima Floating Offshore Wind Farm Fukushima Floating Offshore Wind Farm Demonstration Project Demonstration Project (Fukushima FORWARD Fukushima FORWARD)
http://www.fukushima-forward.jp/pdf/pamphlet3.pdf
[5] First Subsea Connects Fukushima Floating Wind Farm Wires, 6 January 2015 http://www.offshorewind.biz/2015/01/06/first-subsea-connects-fukushima-floating-wind-farm-wires/
