Aanleg zeekabels: bijzonder complex staaltje techniek

Grote werkschepen voor zee, een onbemand robotvoertuig dat met een groot zwaard door de zeebodem snijdt en vier dikke stroomkabels die onder de duinen door worden getrokken. Voor de liefhebbers van bijzondere techniek staat er volgend jaar een hoop interessants op stapel voor de kust bij Wijk aan Zee.

Arjan Dams, Senior Project Lead Offshore Cable, foto door Babet Hogervorst

In totaal worden tussen mei 2022 en mei 2023 vier kabels aangelegd voor de windgebieden Hollandse Kust (noord) en (west Alpha). Het doel van deze operatie is de groene stroom van de windparken vanaf onze ‘stopcontacten op zee’ veilig en efficiënt aan land brengen. Projectleider Arjan Dams neemt ons mee in deze belangrijke nieuwe mijlpaal voor de nationale energietransitie.

Wat is een zeekabel?
De zeekabels, die momenteel door kabelfabrikant LS Cable & System in Zuid-Korea worden geproduceerd, hebben een diameter van 40 centimeter en wegen zo’n 80 kilo per meter. Voor Hollandse Kust (noord) gaat het om twee kabels van 35 kilometer en voor Hollandse Kust (west Alpha) om twee kabels van ruim 70 kilometer.

Arjan: “Elke zeekabel bestaat uit drie aluminium kernen met daaromheen verschillende lagen beschermingsmateriaal, waaronder een metalen mantel die de kabel voldoende sterkte geeft tijdens het intrekken. De kunststof mantels zorgen voor een waterdichte afsluiting als bescherming tegen het zoute zeewater.”

Een dwarsdoorsnede van een zeekabel Foto: Wouter Roosenboom

Robuust
Deze zeekabels zorgen straks dat de groene stroom met een spanning van 220.00 Volt (220 kilovolt of KV) veilig en efficiënt aan land komt. Vanwege de 700 megawatt (MW) aan windenergie die straks per platform geleverd wordt krijgen de kabels een behoorlijke capaciteit mee. “Deze robuuste kabels zijn zo ontworpen dat zij zeker 40 jaar lang meegaan”, zo laat Arjan weten. “Ter vergelijking, de windparken op zee worden zo gebouwd dat zij zeker 25 tot 30 jaar lang groene stroom produceren.”

Aannemer
Samen met het Belgische aannemersbedrijf Jan de Nul Group heeft LS Cable & System binnen de combinatie JLC het contract getekend voor de aanleg en aansluiting van de zeekabels voor Hollandse Kust (noord) en (west Alpha). Binnen die opdracht houdt Jan de Nul zich bezig met het installeren en intrekken en richt het Koreaanse bedrijf zich op het produceren, aansluiten en koppelen van de kabeldelen.

‘Tijdens de eerste reis neemt het kabel-legschip de kabels voor Hollandse Kust (noord) en enkele kortere kabeldelen voor (west Alpha) mee. De reden hiervoor is dat alle strandwerkzaamheden bij Heemskerk/Wijk aan Zee dan in één keer kunnen worden uitgevoerd’

Drie transporten
Arjan: “Zodra de kabels gereed zijn worden deze in drie scheepstransporten naar Nederland gebracht. Tijdens de eerste reis neemt het kabel-legschip de kabels voor Hollandse Kust (noord) en enkele kortere kabeldelen voor (west Alpha) mee. De reden hiervoor is dat alle strandwerkzaamheden bij Heemskerk/Wijk aan Zee dan in één keer kunnen worden uitgevoerd.” Tijdens het tweede en derde transport volgen de lange kabeldelen voor west Alpha.

Voorbereidingen op strand en zee
De voorbereidende strandwerkzaamheden voor de aanlanding van de zeekabels zijn gepland om in maart 2022 te kunnen starten nadat dat de werkzaamheden voor de ondergrondse boringen zijn afgerond. Arjan: “Bij de Meeuweweg wordt nog een betonnen constructie gebouwd voor het aansluiten van de land- en de zeekabels. En als de tijdelijke ophoging bij strandpaviljoen Noorderbad weer is weggehaald, worden op die plek met behulp van damwanden vier kuipen gerealiseerd voor het intrekken en begraven van de kabels.”

Daarnaast vinden er vanaf deze zomer verschillende werkzaamheden plaats voor de kust van Wijk aan Zee, waaronder zeebodem-onderzoek en baggerwerkzaamheden. De kruispunten met bestaande kabels in de zeebodem gaan we nog afdekken met een laag stenen en verder worden materialen en schepen getest.

Eén seizoen
Zodra de werkzaamheden op het strand volgend jaar zijn afgerond, wordt alles uiteraard weer netjes opgeruimd. Arjan: “Volgens de planning is het de bedoeling dat de werkzaamheden dit najaar vanaf 1 september van start gaan en dan tot de zomer in 2022 duren. “We hoeven zo maar één seizoen in plaats van twee te werken op het strand. Dat was een uitdrukkelijke wens vanuit de klankbordgroep, de strandexploitanten, gemeente en bewoners.”

Moonfish
Als het eerste kabeltransport bijna in de Nederlandse wateren is, worden er enkele schepen bij Wijk aan Zee voor de kust gelegd. “Eén van die vaartuigen is een zogenoemde jackup vessel (of JUV). Vanaf dit ‘schip op poten’ wordt de ‘Moonfish’ te water gelaten. Dit onbemande robotvoertuig van maar liefst 225 ton rijdt over de zeebodem over de vastgestelde route naar het strand op en plaatst zich daar over één van de kuipen.”

‘Met een groot metalen zwaard waar krachtige waterjets op zitten, maakt de Moonfish de zeebodem waarin de kabel begraven moeten worden, als het ware vloeibaar. Daardoor worden de krachten, die benodigd zijn om het zwaard door de grond te trekken, kleiner. Tegelijkertijd legt deze onderwater graafmachine de kabels in de sleuf waarna deze vanzelf weer dichtgaat’

Onder de duinen
In de mantelbuis die door aannemer NRG met behulp van een ondergrondse gestuurde boring onder de duinen door is aangelegd is dan al een kabel getrokken. Die kabel wordt vastgemaakt aan de zeekabel en met behulp van een lier naar ‘werkterrein 2’ getrokken waar deze op het afgesloten parkeerterrein van PWN aan de Meeuweweg in Wijk aan Zee weer boven de grond komt.

Groot metalen zwaard
Als deze kabel eenmaal ingetrokken is, moet deze vervolgens nog op een diepte van zo’n vijf meter op het strand worden begraven om beschermd te zijn. Arjan: “Hiervoor rijdt de het robotvoertuig weer terug de zee in. Het voertuig is uitgerust met een zogenoemde ‘vertical injector’. Met dit grote metalen zwaard waar krachtige waterjets op zitten, maakt de Moonfish de zeebodem waarin de kabel begraven moeten worden, als het ware vloeibaar. Daardoor worden de krachten, die benodigd zijn om het zwaard door de grond te trekken, kleiner. Tegelijkertijd legt deze onderwater graafmachine de kabels in de sleuf waarna deze vanzelf weer dichtgaat.” 

Op een afstand van 1 kilometer uit de kust neemt het kabelbegraafschip de klus van de Moonfish over. Op dit schip staat een kleinere graafmachine, want hoe verder uit de kust hoe minder diep de kabel in de zeebodem komt te liggen.

De moonfish in actie. Foto: Jan de Nul

Stopcontact op zee
Voor de aansluiting van Hollandse Kust (noord) vaart het kabel-legschip naar het gelijknamige platform van TenneT op zo’n 18 kilometer uit de kust bij Egmond. Voor dit stopcontact op zee is dan al het onderstel (jacket) geplaatst. Aan het onderstel zijn buizen bevestigd waar de kabels door naar boven getrokken worden zodat deze vervolgens kunnen worden aangesloten in de bovenbouw (topside). Als de eerste kabel gelegd is, wordt dit hele proces nog een keer herhaald.

west Alpha
De kortere kabeldelen van 8,5 kilometer voor Hollandse Kust (west Alpha) worden op zee waterdicht afgedopt en op de plek gelegd met ankers en onderwaterboeien. Deze kabels worden later verbonden aan de lange kabeldelen, die tijdens het tweede en derde transport vanuit Zuid-Korea naar Nederland worden gebracht. Daarmee wordt dan de connectie met het platform op zee gemaakt.

Nieuwe mijlpaal
Via de hoogspanningsverbinding voor Hollandse Kust (noord) en (west Alpha) kunnen we vanaf zee voldoende elektriciteit aan land brengen voor het jaarlijks verbruik van 1,6 miljoen huishoudens. Daarmee draagt de aansluiting van deze offshore windparken aanzienlijk bij aan de doelstelling van de Nederlandse overheid om in 2023 in totaal 3,5 gigawatt (GW) aan windenergie op zee te realiseren. In die context is de aanleg van de zeekabels dus absoluut een nieuwe mijlpaal.

Planning

• Transport 1, installatie zeekabels HKN (tot aan platform) en HKwA (kustdeel) eind april 2022/begin juni 2022
• Transport 2 HKwA, connectie eerste zeekabel (kustdeel – platform), eind november 2022 tot medio december 2022
• Transport 3 HKwA connectie tweede zeekabel (kustdeel – platform), eind april 2023 tot medio mei 2023