Elektriciteitskabels uit zee ontmantelen en recyclen

In een baanbrekend afstudeerproject heeft Wessel Bruinsma, Masterstudent van de European Wind Energy Master (EWEM) – Offshore Engineering Track aan de TU Delft en NTNU Trondheim, onderzocht hoe de offshore elektriciteitskabels van windparken op zee ontmanteld en gerecycled kunnen worden wanneer deze parken na twintig tot dertig jaar aan het einde van hun levensduur zijn. Het onderzoek zet de sector aan het denken, omdat deze kabels doorgaans achter worden achtergelaten in de zeebodem. Dit is zonde vanwege de waardevolle metalen die ze bevatten, zoals koper en aluminium. Voor zijn vernieuwende scriptie is Bruinsma genomineerd voor de prestigieuze Waterbouwprijs 2024, waarvan de winnaar bekend wordt gemaakt tijdens de Waterbouwdag op 17 oktober.

In een baanbrekend afstudeerproject heeft Wessel Bruinsma, Masterstudent van de European Wind Energy Master (EWEM) – Offshore Engineering Track aan de TU Delft en NTNU Trondheim, onderzocht hoe de offshore elektriciteitskabels van windparken op zee ontmanteld en gerecycled kunnen worden wanneer deze parken na twintig tot dertig jaar aan het einde van hun levensduur zijn. Het onderzoek zet de sector aan het denken, omdat deze kabels doorgaans achter worden achtergelaten in de zeebodem. Dit is zonde vanwege de waardevolle metalen die ze bevatten, zoals koper en aluminium. Voor zijn vernieuwende scriptie is Bruinsma genomineerd voor de prestigieuze Waterbouwprijs 2024, waarvan de winnaar bekend wordt gemaakt tijdens de Waterbouwdag op 17 oktober.

Een nieuwe blik op de toekomst van offshore kabels

"Mijn thesis gaat over het ontmantelen en recyclen van offshore elektriciteitskabels, die de windparken op zee verbinden met het stroomnet op land. Deze kabels liggen vaak enkele meters diep begraven in de zeebodem. Het opruimen is daardoor niet eenvoudig. Met mijn model kun je vooraf berekenen of een kabel succesvol uit de grond kan worden getrokken of dat er aanvullende ontmantelmethoden nodig zijn. Deze inzichten zijn ook waardevol voor de installatie van nieuwe kabels, door ze op een diepte te leggen waarbij ze in de toekomst eenvoudiger verwijderd kunnen worden."
Het is een relatief nieuw onderwerp, omdat de meeste offshore windparken nog niet aan het einde van hun levensduur zitten. Maar naarmate de eerste generatie windparken ontmanteld moet worden, zal dit onderwerp de komende jaren snel aan belang winnen.

Waarom ontmantelen en recyclen belangrijk is

“In het verleden was de keuze vaak om kabels te laten liggen. Dat is natuurlijk de makkelijkste oplossing, maar het is vanuit een circulair oogpunt moeilijk te verdedigen. De metalen kunnen goed worden hergebruikt en het laten liggen van kabels kan op lange termijn schadelijk zijn voor het milieu, wanneer ze langzaam afbreken,” zegt Bruinsma. “Daarnaast liggen de zeebodems van bijvoorbeeld de Noordzee nu al vol met kabels, pijpleidingen en andere rommel. Als we alles blijven laten liggen, wordt het een enorme wirwar van infrastructuur die de aanleg van nieuwe kabels bemoeilijkt. Vandaag de dag is het al dikwijls het geval dat er eerst oude kabels doorgeknipt moeten worden om plaats te maken voor een nieuwe.”

Ontmanteling en installatie: Twee kanten van dezelfde medaille

Het primaire doel van het onderzoek van Bruinsma is om de technische haalbaarheid en efficiëntie van het verwijderen van deze kabels te onderzoeken. Hiervoor ontwikkelde hij een model met Python, dat de weerstand in de grond berekent en integreerde hij dit met bestaande software, OrcaFlex, die het gedrag van kabels in het water simuleert. “Door deze modellen samen te laten werken, kan ik vooraf berekenen welke krachten nodig zijn om een kabel uit de grond te halen. De modellen geven ook inzicht in hoe de kabels tijdens de installatie moeten worden begraven, zodat ze later eenvoudiger te verwijderen zijn.”

Innovatie en toekomstgericht denken

“Dit onderwerp wordt groot in de nabije toekomst,” benadrukt Bruinsma. “De eerste generatie windparken komt binnen afzienbare tijd aan het einde van haar levensduur, en dan zullen deze parken massaal moeten worden ontmanteld. De huidige wetgeving dwingt al om deze locaties ‘schoon’ op te leveren. Met mijn onderzoek wil ik de industrie bewust maken van de noodzaak en mogelijkheden om kabels op een duurzame manier te verwijderen en recyclen.”

Een unieke ervaring in de offshore industrie

Bruinsma kreeg de kans om zijn onderzoek te doen bij NKT Cable Group, een bedrijf dat elektriciteitskabels produceert en installeert op zee. “Ik heb in korte tijd veel kunnen leren door gesprekken met ervaringsdeskundigen uit de industrie. Daarnaast kon ik gebruik maken van hun expertise en infrastructuur om mijn modellen verder te verfijnen. Wat ik ook bijzonder vond, was de praktische toepasbaarheid van mijn onderzoek. Het is een mooi gevoel om te weten dat mijn werk misschien leidt tot een tool die in de praktijk kan worden ingezet.”

Het belang van doorlopende innovatie in de waterbouw

De waterbouw is continu in ontwikkeling, en het onderzoek van Wessel Bruinsma laat zien dat er nog veel te verbeteren valt in de manier waarop we omgaan met de infrastructuur op zee. Door innovatieve technieken en modellering kunnen we de offshore industrie duurzamer en efficiënter maken. Bruinsma's werk geeft nieuwe inzichten en draagt bij aan de groei van kennis binnen de sector.

“Ook al ben je als student nieuw in een niche industrie, je kunt zeker een verschil maken met je frisse blik. Voor mij voelde het logisch dat we na moeten denken over het opruimen en recyclen van de kabels, maar in de industrie is dat nog lang niet vanzelfsprekend. Ik hoop en denk dat mijn onderzoek ook een bijdrage kan leveren aan de bewustwording op dit onderwerp. Laten we nu al nadenken over wat we met deze kabels willen doen als ze over twintig of dertig jaar verwijderd moeten worden”, besluit Bruinsma.

Wilt u meer weten? Kom op 17 oktober naar de Waterbouwdag. U kunt zich aanmelden via Waterbouwdag.org.

Foto: Timon Taen/StudioWavy