Masterstudent Wessel Bruinsma onderzoekt hoe de offshore kabels van windparken op zee uit de grond gehaald en gerecycled kunnen worden– als deze windparken na twintig jaar ‘op’ zijn. Tot nu toe blijven deze kabels vaak achter in de zeebodem. Dat is zonde, want de kabels bevatten veel metalen als koper. Met dit onderwerp studeert hij af, maar zet hij ook de industrie aan het denken.

Wat heb je precies onderzocht?

“Mijn thesis gaat over ontmantelen en recyclen van offshore elektriciteitskabels, die de windparken op zee verbinden met het stroomnet op land. Dat zijn lange, dikke kabels, waar veel metalen en kritieke grondstoffen in zitten zoals koper en aluminium. Een windpark gaat ongeveer twintig tot dertig jaar mee, daarna is het aan vervanging toe. Vanuit wetgeving is het verplicht om het hele windpark op te ruimen en de plek netjes achter te laten – maar in het verleden zijn die kabels vaak blijven liggen. Deze kabels liggen meestal enkele meters diep begraven onder de zeebodem. Dat maakt het opruimen een interessant onderwerp: want het is niet zo makkelijk om ze weer naar land te halen. Hoe het nu gebeurt, als het al gebeurt, is met goed geluk een schip de zee op sturen en trekken aan de kabel. Kijken of het lukt om de kabel los te krijgen. Ik maak modellen waarmee je kunt uitrekenen of je ze los krijgt door middel van trekken, of dat je aanvullende methoden nodig hebt. Mijn modellen zijn ook relevant voor bij de installatie van de kabels; om te bepalen op welke diepte je ze moet begraven, om ze later nog los te kunnen trekken.”

“Het is een relatief nieuw onderwerp, omdat er nog niet veel windparken aan het einde van hun levensduur zitten. Maar het gaat wel heel groot worden in de nabije toekomst, als de eerste generatie windparken ontmanteld moet worden.”

Waarom is dit belangrijk?

“In het verleden werd vaak gezegd: laat die kabels maar liggen. Dat is de makkelijkste keuze, maar vanuit circulariteit is het helemaal niet te verdedigen dat je ze daar laat liggen. De metalen kunnen immers goed hergebruikt worden. Op de lange termijn is het mogelijk ook schadelijk voor het milieu als de kabel langzaam maar zeker uit elkaar valt. Nog een belangrijk punt: de bodem van de Noordzee ligt nu al vol met allerlei kabels, niet alleen elektriciteitskabels maar ook datakabels en olie- en gasleidingen. Als we alles laten liggen, wordt dat een grote congestiebende. Het is nu al zo dat als er een nieuwe kabel wordt gelegd, allemaal oude kabels doorgeknipt moeten worden om ruimte te maken. Zo door blijven gaan betekent dat over een paar honderd jaar de gehele zeebodem vol ligt met kabels. Bovendien wordt de wetgeving hieromtrent steeds strenger.”

“Onder bepaalde omstandigheden is het heel goed te doen om ze eruit te trekken. Mijn missie is om dat in kaart te brengen: wat zijn de voorwaarden? Bij welke grondsoort en begraafdiepte kun je de kabel uit de bodem trekken met een schip, en wanneer heb je aanvullende methoden nodig? Als je dit weet; kun je op het land al de analyse doen en je project beter plannen. Daarnaast kun je deze analyses meenemen in de installatiefase van nieuwe kabels.”

Hoe zag je onderzoek er uit?

“Eerst deed ik een literatuurstudie. Doordat dit onderwerp erg nieuw is, was er nog relatief weinig bestaande literatuur uit eerdere onderzoeken. Daarom heb ik dit aangevuld met veel interviews met mensen uit de industrie die zelf met deze kabels werken. Ik schrijf mijn thesis bij een bedrijf, NKT Cable Group. Zij produceren elektriciteitskabels en installeren ze ook op zee, voor TenneT bijvoorbeeld. Ik heb ook veel mensen van NKT geïnterviewd.
Nu in het tweede deel van mijn onderzoek maak ik een model; om te kunnen berekenen of een kabel uit de grond getrokken kan worden of niet. Ik heb zelf een Python model geschreven, voor de weerstand in de grond. Dat koppel ik aan bestaande software, OrcaFlex, dat wordt gebruikt bij het simuleren van hoe kabels zich gedragen in het water. Door deze modellen samen te laten werken, kan ik de benodigde resultaten behalen.”

Wat was het leukste van je onderzoek tot nu toe?

“Ik vond het heel leuk en leerzaam om met de mensen uit het veld te spreken. Dat was super interessant. Ik heb in korte tijd veel kennis gekregen van de industrie, terwijl ik aanvankelijk helemaal nieuw was in de wereld van offshore kabels. Het was ook interessant om te merken dat er veel verschillende ideeën en oplossingen worden gegeven door verschillende mensen. Dat was leerzaam: er is dus niet maar één weg naar Rome.
Hiernaast vind ik het leuk om met dat bedrijf NKT samen te werken. Daardoor kan mijn onderzoek wellicht leiden tot een tool die werkelijk ingezet gaat worden in de praktijk. Dan heb ik echt iets achtergelaten.”

Wat was de grootste uitdaging?

“Grondmechanica was geen onderdeel van mijn studie, dus het was nieuwe materie voor me. En er is nog nooit eerder een grondmodel voor een kabel gemaakt zoals ik heb gedaan met Python dus ik heb veel dingen vanaf nul op moeten zetten. Ik heb gelukkig wel kunnen werken met grondmodellen voor pijpleidingen. Alleen het doel bij een pijnpleiding is tegenovergesteld: daarbij wil je zoveel mogelijk weerstand van de grond, zodat de pijp stabiel blijft liggen. Ik zoek juist naar weinig weerstand van de grond, zodat de kabel eruit getrokken kan worden.
De koppeling maken tussen mijn Python model en de OrcaFlex software is nog een uitdaging, maar ik denk dat het me wel gaat lukken.”

Wat is het belangrijkste dat je hebt geleerd?

“Ook al ben je nieuw of weet je in het begin nog niets, je kunt als student wel iets veranderen. Voor mijzelf klinkt het heel logisch dat er geprobeerd moet worden om kabels te recyclen, maar dit is in de industrie nog geen topic. Het is nu op dit moment nog niet economisch interessant. Toch ben ik blij als ik heb kunnen bijdragen aan bewustwording op dit onderwerp, alleen al door met mensen hierover te praten. Over twintig of dertig jaar moeten al die kabels die we nu installeren er weer uit, zullen we daar nu alvast over na gaan denken?”

Hoe gaat het nu verder?

“Via mijn supervisor Rudy Helmons weet ik dat ze op de universiteit het onderwerp decommisioning, het ontmantelen van de wind farms, heel interessant vinden en dat ze daar graag meer mee willen doen. Onder zijn leiding is er nu net een Bachelor eindproject begonnen over dit onderwerp. Hij vond mijn onderwerp interessant en maakte er een praktische opdracht van voor Bachelor studenten Werktuigbouwkunde. In een lab-opstelling, met een waterbak, gaan ze proeven doen om te kijken hoe het trekken aan begraven kabels werkt in de praktijk.”

De literatuurstudie deed je in Noorwegen, hoe was dat?

“Klopt, alle studenten van onze track studeren ook een semester in Denemarken en een semester in Noorwegen. Vorig semester was ik daarom in Trondheim om de laaste vakken te volgen en de literatuurstudie te doen. Dat semester was fantastisch. In de zomer konden we meedoen aan een introductieprogramma van drie weken waarin we ondergedompeld werden in de Noorse taal, cultuur en vooral de natuur. Dit was de perfecte start en tegen de tijd dat de vakken begonnen, voelde ik me helemaal thuis. In onze vrije tijd maakten we veel trips naar de fjorden, bergen, bossen en meren. We waren altijd buiten en sliepen veel in tenten en hutten. Toen de winter kwam zijn we gaan ijshockeyen, skieën en sleeën. De natuur daar is geweldig.”