-------------------------------------------------------------------------------------------------
Wind als energiebron
Windenergie is altijd
belangrijk geweest voor Nederland. In onze geschiedenis betekende de wind een
onmisbaar hulpmiddel om ons over het water voort te bewegen. De machtige
zeilvloten van de VOC en Michiel de Ruyter werden voortgestuwd door deze
onuitputtelijke bron van energie. Wind werd ook gebruikt om land te winnen; een
aanzienlijk deel van Noord- en Zuid-Holland is met behulp van windmolens
drooggemalen.
Het waait niet
overal even hard op aarde. Boven open zee of uitgestrekte vlakten waait het
harder dan boven stad of bos. Obstakels zoals bomen, huizen of gebouwen remmen
de wind af, maar dit effect is minder merkbaar op grotere hoogte. Daarnaast
hangt de hoeveelheid wind natuurlijk ook af van grootschalige weersystemen.
Nederland ligt wat wind betreft vrij gunstig. Windrijke depressies ontstaan
boven de Atlantische oceaan en de Noordzee en trekken via een zuidwestelijke
stroming regelmatig over ons land. Bovendien zijn met name de kustprovincies erg
vlak en open. Nederland blijkt bijzonder geschikt om energie in de vorm van
elektriciteit op te wekken met windturbines.
Ontstaan van wind
De zon verwarmt de
lucht op aarde. Warme lucht is lichter dan koude lucht. Omdat de aarde
ongelijkmatig wordt verwarmd, ontstaan er dichtheids- of drukverschillen.
Drukverschillen veroorzaken samen met de draaiing van de aarde een grillige
stroming van de lucht: wind.
Hoe werkt een windturbine?
Windturbine
Het
belangrijkste onderdeel van een windturbine is het rotorblad; door de
uitgekiende vorm van het blad wordt de energie van de langsstromende lucht
omgezet in een draaiende beweging. De rotorbladen zitten vast aan de hoofdas of
naaf, waarvan de draaiende beweging wordt versneld in een tandwielkast. De
sneldraaiende, uitgaande as van de tandwielkast drijft op zijn beurt een
generator aan die elektriciteit opwekt -vergelijkbaar met de werking van een
fietsdynamo. Assen, tandwielkast en generator zijn ondergebracht in de gondel
bovenop de mast.
Tegenwoordig worden er ook windturbines geproduceerd zonder tandwielkasten. Deze direct drive turbines hebben speciale vermogenselektronica en een grote ringgenerator, die bij het relatief lage toerental van de rotor elektriciteit met de gewenste netfrequentie levert.
De windvaan op de gondel meet de windrichting. Zodra de windrichting verandert, zorgt een kruimotor ervoor dat de gondel weer recht op de wind wordt gericht.
Grootte
De energie-opbrengst
neemt toe naarmate de rotordiameter toeneemt. Ook neemt de opbrengst toe
naarmate de hoogte van de turbine toeneemt. "Hoge bomen vangen veel wind", luidt
het gezegde en dat geldt ook voor windturbines. De grootte van een windturbine
kan met behulp van verschillende kenmerkende afmetingen worden aangeduid. De
rotordiameter is de middellijn van de cirkel die de uiteinden van de rotorbladen
beschrijven. De ashoogte geeft de hoogte aan van de hoofdas ten opzichte van de
grond. Ook het elektrisch generatorvermogen van de turbine wordt gebruikt om de
grootte van de windturbine aan te duiden.
De ontwikkeling is dat windturbines steeds groter worden. In 1988 was het vermogen van de gemiddelde windturbine nog zo'n 100 kilowatt met een rotordiameter van 20 meter en een ashoogte van 30 meter. Momenteel worden veel projecten gepland waarbij de turbine een vermogen heeft van rond de 1.500 kilowatt (= 1,5 megawatt). De bijbehorende rotordiameter is 60 tot 70 meter en de ashoogte kan oplopen tot wel 100 meter.
Opbrengst
De
elektriciteitsopbrengst hangt sterk af van de hoeveelheid wind op een locatie.
Langs de kust heerst een hogere windsnelheid dan in het binnenland. En in een
vlakke, weidse polder waait het harder dan boven een dicht bos. Een klein
verschil in de gemiddelde windsnelheid veroorzaakt een groot verschil in de
opbrengst. Om te voorkomen dat windturbines elkaars opbrengst beïnvloeden moeten
ze dan ook op een bepaalde minimale afstand van elkaar staan: gemiddeld zesmaal
de rotordiameter. Toch is het zo dat op een locatie van een gegeven grootte, een
klein aantal grote windturbines meer opbrengst geeft dan een groot aantal
kleinere windturbines.
Vermogenskarakteristiek
De elektriciteitsopbrengst hangt af van de grootte en het type van de turbine. Een karakteristiek die de opbrengst bepaalt is hierboven afgebeeld. Bij lage windsnelheden levert de turbine nog geen vermogen. Vanaf windkracht 2 (3 meter per seconde) begint de turbine te draaien en ongeveer bij windkracht 6 (12-13 meter per seconde) wordt het maximale vermogen van de turbine geleverd. Bij windsnelheden boven de 25 meter per seconde (windkracht 10) wordt de windturbine om overbelasting te voorkomen stilgezet. Op een goede locatie levert een gemiddelde turbine jaarlijks een elektriciteitsopbrengst van zeker 850 kilowattuur per vierkante meter rotoroppervlak. Ter vergelijking: een gemiddeld huishouden verbruikt jaarlijks 3250 kilowattuur elektriciteit. Als rotoroppervlak en generatorvermogen goed op elkaar zijn afgestemd, dan geldt als vuistregel: aantal huishoudens stroom = 0,6 à 0,7 maal het generatorvermogen in kilowatten. Dus een 750 kW windturbine is goed voor het verbruik van zo'n 500 huishoudens.
Kosten
De kostprijs van
windenergie is erg afhankelijk van de locatie van de windturbines. Per locatie
zijn het windaanbod en de kosten voor o.a. de aansluiting op het
elektriciteitsnet verschillend. Bij commerciële exploitatie
(exploitatiebegroting en afschrijving over 10 jaar) varieert de kostprijs van 5
€cent per kilowattuur op goede windrijke locaties tot zo'n 8 €cent per
kilowattuur landinwaarts. Ter vergelijking: de kostprijs van elektriciteit uit
fossiele brandstoffen zoals gas en steenkool bedraagt zo'n 4 €cent per
kilowattuur. De vergoeding voor de geleverde kilowatturen bestaat uit vermeden
brandstofkosten, een deel regulerende energiebelasting (REB of ecotax) en een
deel dat door de markt voor duurzaam opgewekte stroom wordt bepaald. Voor dat
laatste is door de energiebedrijven een systeem van zogenaamde Groen Labels
ontwikkeld.
De gemiddelde investering voor
een windturbineproject bedraagt tussen de € 900,- en € 1200,- per kilowatt
geïnstalleerd vermogen. Behalve voor de windturbine zelf zijn bij de investering
kosten gemoeid voor o.a. de planontwikkeling, het bouwrijp maken van de locatie,
de fundatie en de netaansluiting. Bovendien moeten leges worden betaald.
Tijdens de exploitatie zijn o.a. kosten gemoeid met het gebruik van het
elektriciteitsnet, onderhoud en verzekeringen. Een gemeente heft over het
algemeen onroerende-zaakbelasting over een windturbine.
Waarom windenergie?
Beschikbaarheid van
elektriciteit vinden we vanzelfsprekend. We staan er niet vaak bij stil dat
productie van elektriciteit uit aardgas of steenkool blijvende schade toebrengt
aan ons leefmilieu. Bij de verbranding van deze brandstoffen komen schadelijke
gassen vrij. Eén daarvan is het broeikasgas CO2 dat bij doorgroeiende uitstoot
zelfs tot een verandering van ons klimaat kan leiden. Vrijkomende stikstofoxiden
en zwaveloxiden veroorzaken zure regen. Daarnaast zullen de brandstofvoorraden
op lange termijn opraken. Afhankelijkheid van deze bronnen maakt de
energievoorziening kwetsbaar. Bij elektriciteitsopwekking met behulp van
windturbines komen geen schadelijke gassen vrij. Het is schoon. En het zal
altijd blijven waaien; het is dus onuitputtelijk en duurzaam.
Beleid
Doelstelling
De overheidsdoelstelling is
voorlopig gericht op een opgesteld vermogen van 1.500 megawatt op land. Zeven
"windrijke" provincies zijn in 1991 inspanningsverplichtingen aangegaan met de
Rijksoverheid om voldoende locaties beschikbaar te krijgen voor 1000 megawatt in
2000. Recenter zijn ook de andere provincies windenergiebeleid gaan ontwikkelen
voor toepassing op enige schaal. Met windenergie moet ongeveer éénvijfde deel
van de totale doelstelling voor duurzame energie in 2020 worden gerealiseerd.
Een aanzienlijk vermogen aan windenergie zal op zee komen te staan. Voor het
eerste windpark op zee is inmiddels een locatie gekozen.
Financiële stimulering
Door de overheid
worden fiscale stimuleringsregelingen en subsidies ter beschikking gesteld ter
bevordering van de plaatsing en exploitatie van windturbines. Voorbeelden zijn
energie-investeringsaftrek (EIA), vrije afschrijving milieu-investeringen (VAMIL),
groen beleggen, regulerende energiebelasting (REB) en subsidieregeling
energievoorziening non-profit- en bijzondere sectoren (EINP).
Groencertificaten
Sinds 1 juli
2001 kunnen consumenten zelf kiezen bij welke leverancier ze hun groene
elektriciteit kopen. Om hen de zekerheid te geven dat de elektriciteit
daadwerkelijk duurzaam is opgewekt, is een systeem van groencertificaten
geïntroduceerd.
Producenten van groene elektriciteit, zoals exploitanten van windenergie, kunnen
hun productie aanmelden bij de door de overheid aangewezen uitgifte-instantie,
Groencertificatenbeheer. GCB geeft groencertificaten uit: elektronische
documenten die aangeven dat een bepaalde hoeveelheid elektriciteit duurzaam
geproduceerd is.
De groenproducenten verkopen de groencertificaten aan stroomleveranciers, zoals
energiebedrijven. Om elektriciteit als groene elektriciteit te kunnen verkopen
aan afnemers (en in aanmerking te komen voor vrijstelling van de Reguliere
Energiebelasting REB), moeten de leveranciers de groencertificaten weer
inleveren bij de GCB.
Meer informatie: www.groencertificatenbeheer.nl.
Stand van zaken
In Nederland staan
per 1 januari 2002 1321 windturbines, met een gezamenlijk wind-vermogen van 483
megawatt, goed voor een stroomproductie van 988 GWh. Daarmee wordt een kwart
miljoen huishoudens van stroom voorzien.
Vergunningen
Voor het plaatsen van
windturbines is minimaal een bouwvergunning nodig; afhankelijk van de omvang en
aard van een gepland windenergieproject moet eerst een milieuvergunning worden
aangevraagd. Gemeenten kunnen beide aanvragen tegelijk behandelen om tijd te
besparen. Voor projecten kleiner dan 15 megawatt is, mits aan bepaalde
voorwaarden wordt voldaan, geen milieuvergunning nodig. Die voorwaarden staan
beschreven in het Besluit voorzieningen en installaties milieubeheer.
Bij windparken groter dan 10 megawatt of meer dan tien turbines, geldt dat het
bevoegd gezag (de overheid die met een ruimtelijk plan de plaatsing van de
windturbines mogelijk maakt: gemeente of provincie) een beoordeling maakt of een
milieu-effectrapportage (m.e.r.) noodzakelijk is. In de eventueel uit te voeren
m.e.r. worden voor- en nadelen van het windpark afgewogen tegen mogelijke
alternatieven. De grens voor de m.e.r.-beoordelingsplicht zal door het
ministerie van VROM worden opgetrokken naar 15 megawatt.
De gemeenten zijn door de wet en binnen de beleidskaders van de provincie bevoegd een eigen beleid te voeren. Het beleid ten aanzien van het afgeven van vergunningen en de criteria die men daarvoor hanteert, verschillen dus per gemeente.
Naast de benodigde bouw- en (soms) milieuvergunning, kan op veel plaatsen een ‘verklaring van geen bezwaar’, ontheffing of vergunning van andere (semi-) overheden of instanties nodig zijn. Zo is Rijkswaterstaat de toetsende instantie bij plaatsing langs snel- of waterwegen en het ministerie van Landbouw, Natuurbeheer en Visserij bij plaatsing in of bij natuurgebieden –voorzover provinciaal beleid dat toelaat. Vliegvelden, spoorlijnen en gebieden met gas- en pijpleidingen zijn voorbeelden van andere plaatsen waar mogelijk ontheffingen van de beherende instanties nodig zijn.
Lokale effecten van windenergie
Het gebruik van
windenergie kan plaatselijk hinder veroorzaken (slagschaduw).Zorgvuldigheid
tijdens het planproces kan deze hinder tot een minimum beperken. Bij het
selecteren van locaties dient men dan ook zorgvuldig te werken en zijn vaak veel
partijen betrokken.
Vogels
Vogels kunnen tegen windturbines
aanvliegen of door de wervelingen achter de rotor gegrepen worden. Onderzoek
heeft inmiddels aangetoond dat de risico’s voor botsingen relatief klein zijn.
Naar schatting zou het aantal 'aanvarings-slachtoffers' bij een geplaatst
windvermogen van 1000 megawatt 20.000 bedragen. Dit is één procent van het
geschatte aantal vogels dat jaarlijks in het verkeer omkomt, en zo'n vijf
procent van het zogeheten 'afschot' in het kader van faunabeheer.
Ook kan er verstoring van het leefgebied optreden. Veel vogels raken aan
wind-turbines in hun omgeving gewend, maar er moet aandacht worden besteed aan
eventuele verstoring van kwetsbare vogelsoorten. Dit kan alleen per locatie
worden beoordeeld.
Geluid
Windturbines
produceren geluid. De rotor maakt een zoevend geluid en ook de generator en de
tandwielkast kunnen hoorbaar zijn. Zorgvuldig ontworpen rotorbladen, een niet al
te hoog toerental en een goede geluidsisolatie van tandwielkast en generator
zorgen voor beperking van de geluidsemissie. Door voldoende afstand tot
woonbebouwing of andere geluidsgevoelige plaatsen te bewaren wordt geluidshinder
voorkomen.
Schaduw
Als de zon schijnt
veroorzaakt een draaiende rotor bewegende schaduwen. Bij een lage winterzon kan
dat hinderlijk zijn wanneer die zogeheten slagschaduw bijvoorbeeld door een raam
naar binnen in een woonkamer valt. Een juiste oriëntatie van windturbines ten
opzichte van woningen is voldoende om dit probleem te voorkomen. Als per jaar
slechts een klein aantal uren hinder van de schaduw wordt ondervonden, dan kan
de windturbine op die momenten worden stilgezet zonder al te veel
opbrengstverlies.
Landschappelijke
inpassing
Windturbines zijn
markante elementen in het landschap. Voor de inpassing kan bijvoorbeeld worden
verkozen turbines in een lijnopstelling langs een dijk of vaart te plaatsen. Er
wordt dan rekening gehouden met de lijnen in het landschap. Uit
draagvlakmetingen is gebleken dat clusteropstellingen eerder worden geaccepteerd
indien omwonenden duidelijk is geworden dat daarmee een grote opbrengst wordt
gegenereerd. Of een windturbine-opstelling uiteindelijk wel of niet mooi
gevonden wordt, blijft een kwestie van smaak. De absolute hoogte van een
windturbine in het landschap blijkt overigens moeilijk te schatten. Belangrijker
voor de aanblik is de verhouding van ashoogte en rotordiameter en ook het
toerental van de rotor; grotere rotoren draaien langzamer en worden daardoor als
rustiger ervaren.
Convenant windenergie
Het Rijk, de provincies en de VNG hebben op 10 juli 2001 de Bestuursovereenkomst
Landelijke Ontwikkeling Windenergie (BLOW) getekend. Hierin verbinden ze zich
tot de realisatie van tenminste 1500 megawatt (MW) windvermogen op land in het
jaar 2010. De voorganger van BLOW was de Bestuursovereenkomst
Plaatsingsproblematiek Windenergie uit 1991 tussen het rijk en de zeven
"windrijke" provincies. Deze heeft niet geleid tot het realiseren van de beoogde
1000 MW windvermogen in 2000. Eind 2000 was dit nog geen 500 MW. Landen als
Denemarken en Duitsland zagen in die periode een spectaculaire groei van
windenergie.
BLOW moet een aantal tekortkomingen van de overeenkomst uit 1991 ondervangen. Zo is nu ook de VNG ondertekenaar. Er moet een betere coördinatie tussen de departementen komen. Daarom zijn naast EZ en VROM ook LNV, V&W en Defensie betrokken. De provincies staan borg voor de noodzakelijke planologische regelingen. Ze zullen zich bovendien actief inzetten voor de realisatie van het gewenste windvermogen.
Nieuw is verder de minimale taakstelling voor 2010 voor alle Nederlandse provincies. Deze is per provincie: Groningen 165 MW, Friesland 200 MW, Drenthe 15 MW, Overijssel 30 MW, Gelderland 60 MW, Flevoland 220 MW, Utrecht 50 MW, Noord-Holland 205 MW, Zuid-Holland 205 MW, Zeeland 205 MW, Noord-Brabant 115 MW en Limburg 30 MW.
wordt vervolgt