Locatieplan Duiven - bijlagen Bijlage A. Bijlage B. Bijlage C. Bijlage D. Bijlage E. Bijlage F. Bijlage G. Vragen en antwoorden Akoestisch onderzoek Slagschaduw onderzoek Externe veiligheid Windstudie Effect windturbines emissies AVR Duiven Media overzicht
Veel gestelde vragen en antwoorden Hoe weegt het waterschap de overlast voor Lathum en ons nadeel af tegen haar eigen doelstellingen en voordelen? Het afwegen van de nadelen en we realiseren ons dat die juist bij de directe buren het sterkst gevoeld gaan worden - tegenover de voordelen is niet eenvoudig. Om die reden speelt in onze afweging ook mee, dat we de voordelen ook zo veel mogelijk lokaal terug willen laten vloeien. Wij hanteren hierbij de volgende lijnen: 1. Wij verkennen mogelijke locaties, maar alleen daar waar het kan en mag; waar het binnen wettelijke ruimtelijke en milieutechnische kaders past. 2. We houden zoveel mogelijk rekening met uw wensen en de overlast zoveel mogelijk verminderen. Onze referentie is niet alleen het wettelijke verplichte niveau. Zo streven wij ernaar dat de hinder van bewegende schaduw op vensters van woningen nul uur per jaar wordt (de wettelijke norm staat 5 uur en 40 minuten toe). 3. We willen de (financiële) voordelen met u delen. Windenergie is financieel rendabel. Investeren in een windproject verdient zich binnen circa 10 à 15 jaar terug. Daarna levert windenergie winst op. Het waterschap biedt aan om de voordelen met de buren en de lokale gemeenschap te delen. Over welke bedragen het zal gaan en in welke vorm valt nu nog niet precies te zeggen, maar de toezegging staat. Samen met u wil het waterschap graag verder verkennen hoe (financiële) participatie in de omgeving Duiven vorm kan krijgen. Hoe gaat het waterschap om met waardedaling van de woningen? Of uw woning wel of niet in waarde daalt als gevolg van een windenergieproject is de vraag. Sommige onderzoeken spreken van geen effect andere spreken dat tegen. Recent zijn, gebaseerd op specifieke omstandigheden, enkele planschadeclaims gehonoreerd. Ook zijn er door gemeenten verzoeken tot verlaging van WOZ waarde gehonoreerd, maar daar is nooit een onafhankelijk onderzoek of een rechter bij betrokken geweest. Ook is er een voorbeeld van een gemeente die de eerder verlaagde WOZ later weer terugbracht tot het oude niveau, omdat na de realisatie van het windproject geen markteffecten werden waargenomen. Wettelijk is het volgende geregeld: Een eigenaar van een woning kan een schadeclaim indienen bij de gemeente. De gemeente en een onafhankelijke rechter zullen het verzoek behandelen. Wanneer de rechter bepaalt dat er inderdaad sprake is van planschade (er geldt een ondergrens, een normaal maatschappelijk risico van 2 % wordt daarin gehanteerd) zal de gemeente de schade in rekening brengen bij de initiatiefnemer; in dit geval het waterschap. Het waterschap zal voor ze start met de planologische procedure een overeenkomst met de gemeente sluiten (een anterieure overeenkomst) om dit goed te regelen. Waarom is het terrein rondom de rioolwaterzuivering in Duiven een geschikte locatie voor het opwekken van windenergie? Bij het zoeken naar geschikte locaties voor duurzame energie, richten wij ons op diverse locaties waar wij eigenaar van de gronden zijn, zoals onze rioolwaterzuiveringen. Het waterschap heeft haar eigendommen laten onderzoeken op mogelijkheden en belemmeringen voor windenergie. Daarbij is rekening gehouden met noodzakelijke wettelijke afstand tot o.a. woningen, natuur en hoogspanningsleidingen. Het blijkt dat vier locaties, waaronder andere de locatie op de waterzuivering in Duiven, geschikt zouden kunnen zijn voor windenergie. In Duiven zou op de grond van het waterschap maximaal twee molens kunnen staan. Zie ook de Quick scan windenergie locatie Duiven.
Wat gebeurt er wanneer AVR van eigenaar verandert? Zijn de gemaakte afspraken dan nog van kracht? De afspraken worden gemaakt met de betreffende rechtspersoon. Bij een eventuele overname gelden de afspraken nog steeds. Is er wel een persbericht voor de informatieavond verstuurd? Deze is niet in de juiste media gekomen waardoor er nu een lage opkomst is. Via diverse (ook social) media kanalen en op onze eigen website is de informatieavond aangekondigd. Een persbericht is verstuurd naar lokale en regionale media en we hebben persvragen hierover beantwoord. Of dit daadwerkelijk geplaatst wordt, is natuurlijk aan de redacties zelf. De direct omwonenden (straal 1 km) zijn per brief uitgenodigd - zij waren echter ook al eerder geïnformeerd in besloten avonden. Doel was om op deze manier zo veel mogelijk mensen te bereiken. Mocht u suggesties hebben, horen wij dit natuurlijk graag. Als u persoonlijk op de hoogte gehouden wilt worden, neem dan contact met ons op via Peter Brokke van het waterschap, tel 0314-369574. Is er rekening gehouden met een mogelijk Domino-effect als er iets mis gaat? Er zitten meerdere grote bedrijven dicht bij elkaar. De veiligheidseffecten van de windturbines op nabijgelegen installaties, infrastructuur, gebouwen en personen zijn in kaart gebracht. Een eventueel domino-effect zal in een later stadium als voorbereiding op de bestemmingsplanwijziging en de vergunningverlening worden berekend. Er zal een zogenaamde kwantitatieve risicoanalyse worden uitgevoerd. Is er bij de locatiekeuze ook rekening gehouden met goedgekeurde toekomstig bouwplannen? Het waterschap heeft dit onderzocht en in de directe omgeving zijn geen (toekomstige) bouwplannen waarop de eventuele plaatsing van de windturbines relevante invloed hebben. Wat is de invloed van de windmolens op de rookgassen van de vuilverbranding AVR? We gaan dit nader (laten) analyseren om het effect goed in beeld te krijgen.
WRIJ Windenergie Akoestisch onderzoek t.b.v. locatieplannen van Waterschap Rijn en IJssel
WRIJ Windenergie Akoestisch onderzoek t.b.v. locatieplannen van Waterschap Rijn en IJssel. 15 november 2016 Auteur Steven Velthuijsen MSc. Bosch & Van Rijn Groenmarktstraat 56 3521 AV Utrecht Tel: 030-677 6466 Mail: info@boschenvanrijn.nl Web: www.boschenvanrijn.nl Bosch & Van Rijn 2016 Behoudens hetgeen met de opdrachtgever is overeengekomen, mag in dit rapport vervatte informatie niet aan derden worden bekendgemaakt. Bosch & Van Rijn BV is niet aansprakelijk voor schade door het gebruik van deze informatie.
1 Inhoudsopgave 1 Inhoudsopgave... 2 2 Inleiding en situatiebeschrijving... 3 2.1 Inleiding 3 2.2 Voornemen 3 2.3 Te onderzoeken windturbinetypes 3 2.4 Wettelijke norm 4 2.5 Leeswijzer 5 3 Berekening... 6 3.1 Bodemabsorptie en reflectie 6 3.2 Schermwerking 6 3.3 Spectrale verdeling 6 3.4 Windaanbod 6 3.5 Rekenmethode 7 3.6 Mitigatie 7 3.7 Cumulatie 7 4 Resultaten... 8 4.1 Rekenresultaten 8 4.2 Laagfrequent geluid 11 4.3 Mitigatie 12 5 Conclusie... 13 Bijlagen... 14 Bijlage A. Contouren groot formaat... 15 Hoofdstuk: Inhoudsopgave 2
2 Inleiding en situatiebeschrijving 2.1 Inleiding Voorliggend akoestisch rapport is opgesteld om inzicht te krijgen in de geluidsproductie van windturbines op en in de nabijheid van terreinen van Waterschap Rijn en IJssel. Dit rapport is opgesteld voor informatieve doeleinden. Naast de geluidsproductie is ook berekend hoeveel geluid omliggende woningen naar verwachting ontvangen. In de studie is één windturbinetype doorgerekend, te weten de Lagerwey L100-2,5 MW met een ashoogte van 100m. 2.2 Voornemen Figuur 1 toont de locatie van de windturbines. Figuur 1 Ligging van de onderzochte windturbinelocaties. Per locaties zijn alle woningen in de berekening meegenomen die op 2000m of minder van tenminste 1 windturbine liggen. De bron voor deze gegevens is de Basisadministratie Adressen en Gebouwen (BAG), van juli 2016. 2.3 Te onderzoeken windturbinetypes Om inzicht te geven in het geluidsniveau bij woningen in de omgeving is er voor gekozen om één windturbinetype door te rekenen. Dit geeft een representatief Hoofdstuk: Inleiding en situatiebeschrijving 3
beeld, maar het is belangrijk om te vermelden dat het geluidsniveau bij de woningen hoger of lager kan zijn als er uiteindelijk wordt besloten om een andere windturbinetype te plaatsen. De afmetingen in dit onderzoek zijn als volgt: Ashoogte: 100m. Rotordiameter: 100m. Tiphoogte: 150m. N.B. Het geluid dat windturbines produceren schaalt niet 1-op-1 met afmetingen; grotere windturbines kunnen stiller zijn dan kleinere. Informatie over het gekozen windturbinetype staat in Tabel 1. Van dit type is de jaargemiddelde geluidsproductie op de vier locaties bepaald. Deze varieert van 106,4 db Lden in Etten tot 106,6 db Lden in Zutphen en Olburgen. Deze variatie wordt veroorzaakt door een verschillende windsnelheid op ashoogte. Tabel 1 Gegevens Windturbinetype Fabrikant Type Ashoogte Rotordiameter Lw,max LE-den m m db db Lagerwey L100-2.5MW 100 100 106,0 106,4-106,6 In bovenstaande tabel is Lw,max de maximale bronsterkte van een windturbine, zoals opgegeven door de fabrikant. L E,den is de jaargemiddelde bronsterkte, berekend volgens de L DEN-methodiek. Ook de geluidsnorm voor (onder andere) windturbines is uitgedrukt in L DEN. DEN staat hierbij voor Day-Evening-Night. Dit is een jaargemiddelde bronsterkte, waarbij de avond- en nachtperiode zwaarder meetellen door een straffactor van respectievelijk 5 en 10 db. De jaargemiddelde bronsterkte hangt af van de geluidscurve van de windturbine (hoeveel geluid de windturbine produceert bij elke windsnelheid) en het lokale windaanbod en is berekend met het softwarepakket GeoMilieu 1. De geluidscurve verschilt van type tot type. N.B. Het vreemd ogende feit dat de gemiddelde bronsterkte hoger ligt dan de maximale bronsterkte komt door de straffactoren die in de Lden-methode worden gehanteerd. Wanneer deze niet zouden worden meegenomen is de jaargemiddelde bronsterkte van de hierboven onderzochte windturbine ongeveer 100 db. 2.4 Wettelijke norm De windturbines vallen onder het Activiteitenbesluit milieubeheer. Artikel 3.14a, lid 1: Een windturbine of een combinatie van windturbines voldoet ten behoeve van het voorkomen of beperken van geluidhinder aan de norm van ten hoogste 47 db Lden en aan de norm van ten hoogste 41 db Lnight op de gevel van gevoelige gebouwen, tenzij deze zijn gelegen op een gezoneerd industrieterrein en bij gevoelige terreinen op de grens van het terrein. 2 1 Zie Fout! Verwijzingsbron niet gevonden. voor de berekening van de gemiddelde geluidsemissie van de onderzochte windturbinetype. 2 Onder geluidsgevoelige objecten worden verstaan: woningen, onderwijsgebouwen, ziekenhuizen, verpleeghuizen, verzorgingstehuizen, psychiatrische inrichtingen, kinderdagverblijven, woonwagenstandplaatsen en ligplaatsen voor woonschepen. Vanaf 1 januari 2016 geldt deze norm niet voor geluidsgevoelige objecten op gezoneerd industrieterrein. Er is op de locatie geen sprake van gezoneerd industrieterrein. Hoofdstuk: Inleiding en situatiebeschrijving 4
Voor woningen in de sfeer van de inrichting geldt geen maximale geluidsdruk. Dit zijn woningen die deel uitmaken van de inrichting van het windpark. Ze hebben een toezichthoudende functie en zijn met het windpark verbonden. Voor de locaties van het waterschap zijn er, op dit moment, geen woningen aangeduid die behoren tot de sfeer van de inrichting. 2.5 Leeswijzer In Hoofdstuk 3 wordt uitgelegd hoe de berekeningen uitgevoerd zijn. Hoofdstuk 4 presenteert de resultaten van deze berekeningen. Hoofdstuk 4.3 bevat de conclusies. Hoofdstuk: Inleiding en situatiebeschrijving 5
3 Berekening Het geluidsniveau bij omliggende woningen is berekend met een rekenmodel waarin de windturbines als puntbronnen zijn opgenomen. Bij de woningen is een ontvangerhoogte van 5 meter aangehouden. Het gebruikte rekenmodel is GeoMilieu 3.11. De berekening is uitgevoerd conform het Reken- en meetvoorschrift windturbines (Activiteitenregeling milieubeheer, bijlage 4). 3.1 Bodemabsorptie en reflectie De volgende bodemtypen worden onderscheiden met behulp van de bodemfactor B. a. Harde bodems: B = 0 Dit zijn alle bodems die bestaan uit asfalt, bestrating, water, beton en alle bodems waarop veel reflecterende en geluidsverstrooiende objecten staan zoals open procesinstallaties e.d. Vele industrieterreinen zijn als hard aan te merken. b. Absorberende bodems: B = 1 Absorberende bodems zijn alle bodems waarop vegetatie voor kan komen met weinig of geen geluidsverstrooiende objecten. Voorbeelden zijn grasland, akkerland met en zonder gewas, bossen, heide, tuinen. c. Gedeeltelijk absorberende bodems: een mengeling van harde en zachte gronden. Om een uitspraak te doen over de hardheid van de bodem is geburik gemaakt van het Bestand Bodemgebruik Nederland. De shapefile is beschikbaar bij de auteurs, of te genereren uit het Bestand Bodemgebruik Nederland. 3.2 Schermwerking Door de grote bronhoogte is er weinig sprake van afscherming door tussenliggende gebouwen. Dergelijke afscherming is niet meegenomen in de berekening. 3.3 Spectrale verdeling Voor de windturbinetypen en geluidsreducerende modi is een karakteristieke spectraalverdeling aangehouden, die aantoont hoe het geluid is verdeeld over hoge en lage tonen. Voor alle windturbinetypes geldt dat er over een breed spectrum wordt uitgezonden, en dat hoge en lage tonen een kleiner aandeel hebben in de totale geluidsemissie dan gemiddelde frequenties (ca. 250-2500 Hz). 3.4 Windaanbod Wanneer er geen gedetailleerde informatie voorhanden is kan het softwarepakket GeoMilieu voor elke windturbine het windsnelheidsaanbod op basis van langjarige gemiddelden van het KNMI berekenen voor zowel dag, avond en nacht. Hoofdstuk: Berekening Voor de vier locaties is door Bosch & Van Rijn een windstudie uitgevoerd, waarin het jaargemiddelde windaanbod op 100m hoogte met grotere betrouwbaarheid is 6
bepaald. Daarom maken wij in deze geluidsstudie gebruik van de windsnelheidsverdeling zoals Bosch & Van Rijn deze heeft berekend. Tabel 2 Etten Duiven Zutphen Olburgen Figuur 2 - Windsnelheidsverdelingen op 100m hoogte. Bron: Bosch & Van Rijn, div. windstudies, najaar 2016. Het feit dat deze schatting van de windsnelheid geen onderverdeling kent tussen dag, avond en nacht is van ondergeschikt belang ten opzichte van de hogere betrouwbaarheid door validatie a.d.h.v. nabijgelegen windparken. 3.5 Rekenmethode Met het softwarepakket GeoMilieu is voor de opstelling een contour getekend van de norm van 47 db L DEN jaargemiddelde geluidsbelasting. Voor de woningen rondom de windturbines is zowel de L den als de L night waarde berekend. Daarnaast is ook de contour van 42 db Lden getekend. Ook als er geen normoverschrijding plaatsvindt wordt er hoorbaar geluid geproduceerd. Het aantal woningen binnen de 42 db Lden-contour is een aanvullende maatstaf waarmee de windparken kunnen worden beoordeeld. 3.6 Mitigatie Om normoverschrijding te voorkomen kunnen geluidreducerende maatregelen worden getroffen. De windturbines kunnen bijvoorbeeld in een geluidreducerende modus draaien 3 of zelfs worden stilgezet op bepaalde momenten van de dag. De financiële gevolgen van dergelijke maatregelen vallen buiten de scope van een akoestisch onderzoek en worden dan ook niet meegenomen. 3.7 Cumulatie In het geval van de locaties Duiven en Zutphen liggen de beoogde locaties nabij bestaande windturbines. In dat geval is de geluidsbelasting zowel met als zonder cumulatie met deze windturbines berekend. Hoofdstuk: Berekening 3 Geluidsreductie wordt door veel fabrikanten aangeboden: het zijn instellingen van de windturbine, waarbij de geluidsemissie wordt gereduceerd ten koste van energieopbrengst. Op basis van gegevens van fabrikanten blijkt dat de diverse geluidsmodi een reductie tot ca. 5 db kunnen realiseren. 7
4 Resultaten 4.1 Rekenresultaten Onderstaande afbeeldingen tonen de 42 en 47 db Lden contour van de mogelijke opstellingen. Een 47 db-lden contour wil zeggen dat de jaargemiddelde geluidsbelasting binnen de contour hoger is dan 47 db Lden en erbuiten lager. De wettelijke norm beoordeelt naast het jaargemiddelde geluidsniveau (LDEN) ook het jaargemiddelde nachtelijke geluidsniveau (Lnight). Hiervan is geen contour getekend. Wel is deze waarde in de tabellen hieronder weergegeven. In de praktijk geldt voor woningen buiten de 47 db Lden-contour vrijwel altijd dat hier ook aan de 41 db Lnight-voorwaarde wordt voldaan. Etten Figuur 3 Locatie Etten 42 en 47 db Lden contouren van de mogelijke opstelling. De opstelling bestaat uit twee windturbines. Er liggen geen woningen binnen de 47 db Lden-contour. Bij negen woningen is de geluidsbelasting hoger dan 42 db Lden. Tabel 3 Woningen met een geluidsbelasting groter dan 42 db Lden. Adres Lnight Lden Gaanderenseweg 368 7005GD Doetinchem 37 43 Gaanderenseweg 372 7005GD Doetinchem 37 44 Gaanderenseweg 375 7004GJ Doetinchem 37 43 Gaanderenseweg 378 7005GD Doetinchem 37 44 Gaanderenseweg 386 7005GD Doetinchem 38 44 Gaanderenseweg 392 7005GD Doetinchem 37 43 Oude IJsselweg 5 7061GK Terborg 37 44 Oude IJsselweg 5 A 7061GK Terborg 37 43 Oude IJsselweg 5 B 7061GK Terborg 37 44 De dichtsbijgelegen woningen liggen op ca. 180m. van de 47 db Lden-contour. Hoofdstuk: Resultaten 4.1.1 8
Duiven Figuur 4 Locatie Duiven 42 en 47 db Lden contouren van de mogelijke opstelling. De geluidsbelasting inclusief de bestaande windturbines is ook ingetekend. Een opstelling van twee windturbines, nabij het bestaande Windpark Duiven. Er liggen geen woningen binnen de 47 en 42 db Lden-contouren van het windpark (gevulde contouren). Wanneer de gecumuleerde geluidsbelasting wordt beschouwd (open contouren) blijkt dat nog steeds aan de wettelijke norm wordt voldaan. Wel liggen er in dat geval 7 woningen binnen de 42 db Lden-contour. Tabel 4 Gecumuleerde geluidsbelasting van de zes windturbines bij locatie Duiven. Adres Lnight Lden Bandijk 93 6988BP Lathum 37 43 Kievitstraat 2 6921RD Duiven 38 44 Kievitstraat 2 a 6921RD Duiven 38 45 Kievitstraat 2 b 6921RD Duiven 38 45 Kievitstraat 4 6921RD Duiven 39 45 Kievitstraat 6 6921RD Duiven 40 47 De dichtsbijgelegen woning ligt op 230m van de 47 db Lden contour. Hoofdstuk: Resultaten 4.1.2 9
Zutphen Figuur 5 Locatie Zutphen 42 en 47 db Lden contouren van de mogelijke opstelling. De geluidsbelasting inclusief de bestaande windturbines is ook ingetekend. Locatie Zutphen bestaat uit 1 windturbines langs het Twentekanaal, nabij drie bestaande windturbines op bedrijventerrein De Mars. Er liggen geen woningen binnen de 42 en 47 db Lden-contouren van de nieuwe windturbine (gevulde contouren). Wanneer de gecumuleerde belasting wordt beschouwd (open contouren) zijn er 3 woningen waar de geluidsbelasting hoger is dan 42 db Lden. Tabel 5 Gecumuleerde geluidsbelasting van de vier windturbines bij locatie Zutphen. Adres Lnight Lden Industrieweg 108 7202CB Zutphen 38 45 Valkeweg 5 7211LH Eefde 38 44 Wellenbergweg 2 7383RX Voorst 37 44 De dichtsbijgelegen woning ligt op 130m van de 47 db Lden contour. Hoofdstuk: Resultaten 4.1.3 10
4.1.4 Olburgen Figuur 6 - Locatie Olburgen 42 en 47 db Lden contouren van de mogelijke opstelling. De opstelling bestaat uit twee windturbines. Er liggen geen woningen binnen de 47 db Lden-contour. Bij acht woningen is de geluidsbelasting hoger dan 42 db Lden. Tabel 6 Woningen met een geluidsbelasting groter dan 42 db Lden. Adres Lnight Lden Olburgseweg 44 7225NB Olburgen 40 46 Olburgseweg 44 A 7225NB Olburgen 40 46 Pipeluurseweg 3 7225ND Olburgen 38 44 Pipeluurseweg 5 7225ND Olburgen 37 44 Pipeluurseweg 7 7225ND Olburgen 37 44 Pipeluurseweg 7 A 7225ND Olburgen 37 44 Prinsenmaatweg 14 7224NE Rha 37 44 Prinsenmaatweg 16 7224NE Rha 36 43 De dichtsbijgelegen woning ligt op ca. 60 meter van de 47 db Lden contour. 4.2 Laagfrequent geluid Een gedeelte van het geluid dat windturbines produceren heeft een frequentie van 4-100 Hz en wordt daarom geclassificeerd als laagfrequent geluid. Uit zienswijzen op eerdere windprojecten is gebleken dat de vrees bestaat dat laagfrequent geluid mensen ziek maakt en dat de Nederlandse geluidsnorm onvoldoende bescherming biedt, omdat bij de vaststelling van de voor windturbinegeluid geldende norm van 47 db op basis van Lden met deze informatie geen rekening zou zijn gehouden. Hoofdstuk: Resultaten 11
Om deze reden heeft de Staatssecretaris van I&M enige tijd geleden een brief aan de Tweede Kamer gestuurd 4 met twee onderzoeken van het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) en een literatuurstudie naar laagfrequent geluid door Bureau LBP/Sight. Op grond van inzichten uit deze onderzoeken concludeert de Staatssecretaris dat de huidige norm voor geluidhinder van windturbines (47 db-lden en 41 db-lnight) en het bijbehorende reken- en meetvoorschrift voldoen en geen wijzigingen behoeven. Laagfrequent geluid draagt inderdaad voor een klein deel bij in de hinderervaring van windturbinegeluid. Echter, deze hinder is op een verantwoorde manier vol doende beperkt door de huidige norm. De Staatssecretaris erkent dat gemiddeld 9 procent van de bewoners van woningen die op de normgrens belast zijn met windturbinegeluid zal zijn gehinderd. Dat is ook in lijn met de toelichting in 2009 van de toenmalige minister van VROM op de ontwerp-norm voor windturbinegeluid. Zoals al eerder is betoogd, is dat een beleidskeuze geweest waarbij de verschillende belangen zijn afgewogen. 4.3 Mitigatie Aangezien er geen geluidsgevoelige objecten zijn waar als gevolg van het voornemen meer dan 47 db L den en/of 41 db L night optreedt zijn er geen mitigerende maatregelen nodig. Hoofdstuk: Resultaten 4 kenmerk brief: IENM/BSK-2014/44564 12
5 Conclusie In dit onderzoek zijn windturbineopstellingen op vier locaties van het Waterschap onderzocht op akoestische effecten. Hiertoe is een berekening uitgevoerd met de Lagerwey L100 2,5 MW. Er kan bij alle locaties worden voldaan aan de normen uit het Activiteitenbesluit, ook als geluidsproductie van bestaande windturbines wordt meegeteld. Uit de grote afstand tussen de dichtsbijlegen woningen en de 47 db Lden contour volgt dat kleine verschuivingen van de windturbines (met enkele meters) met zekerheid niet leiden tot normoverschrijding. Hoofdstuk: Conclusie 13
Bijlagen Hoofdstuk: Bijlagen 14
Bijlage A. Contouren groot formaat Hoofdstuk: Bijlagen 15
Hoofdstuk: Bijlagen Figuur 7 Geluidscontour Etten. 16
Figuur 8 - Geluidscontour Duiven. Hoofdstuk: Bijlagen 17
Figuur 9 - Geluidscontour Zutphen. Hoofdstuk: Bijlagen 18
Figuur 10 - Geluidscontour Olburgen. Hoofdstuk: Bijlagen 19
Groenmarktstraat 56 3521 AV Utrecht Tel: 030-677 6466 Mail: info@boschenvanrijn.nl Web: www.boschenvanrijn.nl Bosch & Van Rijn 2016 Behoudens hetgeen met de opdrachtgever is overeengekomen, mag in dit rapport vervatte informatie niet aan derden worden bekendgemaakt. Bosch & Van Rijn BV is niet aansprakelijk voor schade door het gebruik van deze informatie. Hoofdstuk: Bijlagen 20
Slagschaduwonderzoek Locatie Duiven / Nieuwgraaf Opdrachtgevers
Slagschaduwonderzoek Locatie Duiven naar aanleiding van de locatieplannen van Waterschap Rijn en IJssel 10 augustus 2016 Auteur Hans Kerkvliet MSc. Bosch & Van Rijn Groenmarktstraat 56 3521 AV Utrecht Tel: 030-677 6466 Mail: info@boschenvanrijn.nl Web: www.boschenvanrijn.nl Bosch & Van Rijn 2016 Behoudens hetgeen met de opdrachtgever is overeengekomen, mag in dit rapport vervatte informatie niet aan derden worden bekendgemaakt. Bosch & Van Rijn BV is niet aansprakelijk voor schade door het gebruik van deze informatie
Inhoudsopgave Inhoudsopgave... 2 1 Principe en richtlijnen... 3 1.1 Ministeriële regeling 3 1.2 Stilstandvoorziening 3 1.3 Berekening 3 1.4 Werkwijze 4 2 Inrichtingsalternatieven... 6 2.1 Onderzochte opstellingen 6 2.2 Gevoelige objecten 6 3 Berekening... 8 3.1 Windaanbod 8 3.2 Zonaanbod 8 3.3 Rekenmethode 8 4 Resultaten... 10 4.1 Slagschaduwcontour 10 4.2 Woningen binnen de contour 10 5 Conclusie slagschaduw... 12 Bijlage A. Resultaten per woning... 13 Bijlage B. Resultaten in detail... 14 Bijlage C. Resultaten WindPRO-berekening... 16 Pagina 2 van 17
1 Principe en richtlijnen Slagschaduw van een windturbine is de bewegende schaduw van de draaiende wieken. Als slagschaduw op het raam van een woning valt kan dat als hinderlijk worden ervaren. 1.1 Ministeriële regeling Windturbines vallen onder het Activiteitenbesluit milieubeheer en de Activiteitenregeling milieubeheer 1. In artikel 3.12 van de Activiteitenregeling is voorgeschreven dat een turbine moet zijn voorzien van een automatische stilstandvoorziening die de windturbine afschakelt indien slagschaduw optreedt ter plaatse van gevoelige objecten 2 voor zover de afstand tussen de turbine en de woning minder bedraagt dan twaalf maal de rotordiameter en gemiddeld meer dan 17 dagen per jaar gedurende meer dan 20 minuten slagschaduw kan optreden. 1.2 Stilstandvoorziening Om normoverschrijding te voorkomen kan een stilstandvoorziening op de windturbine worden aangebracht zoals vermeld in het Activiteitenbesluit. Deze zorgt ervoor dat bij overlast ten gevolge van schaduw de windturbine wordt uitgeschakeld. De voorziening wordt per schaduwgevoelige woning vooraf afgeregeld, aangezien het gaat om specifieke momenten die van te voren bepaald kunnen worden afhankelijk van de zonnestand. Daarnaast wordt gemeten of er daadwerkelijk voldoende zon (en dus slagschaduw) is op die momenten. 1.3 Berekening De stand van de zon is een vast gegeven voor elke datum en elk tijdstip en voor elke breedtegraad. Voor elk object (bijvoorbeeld een windturbine) is het daarom mogelijk een berekening te doen om het tijdvak te bepalen wanneer er slagschaduw valt op een bepaald punt (bijvoorbeeld het raam van een huis). Om dit te kunnen doen is de volgende informatie nodig: De grootte van het object dat slagschaduw veroorzaakt; voor een windturbine is van belang de grootte van de wieken; De positie van de windturbine en het beschaduwde object (met name ten opzichte van elkaar); De ashoogte van de windturbine; 1 Regeling van de Minister van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer van 9 november 2007, nr. DJZ 2007104180 houdende algemene regels voor inrichtingen - Regeling algemene regels voor inrichtingen milieubeheer 2 Onder gevoelige objecten worden verstaan: woningen, onderwijsgebouwen, ziekenhuizen, verpleeghuizen, verzorgingstehuizen, psychiatrische inrichtingen, kinderdagverblijven, woonwagenstandplaatsen en ligplaatsen voor woonschepen. Bron: Wet geluidhinder. Pagina 3 van 17
De grootte, richting en oriëntatie (hellingshoek) van het beschaduwde object; met de richting wordt bedoeld hoe het raam (lichtdoorlatende deel van de gevel) gericht is ten opzichte van de windturbine(s), oriëntatie is in het algemeen verticaal, maar ook kan gedacht worden aan een dakraam in een schuin dak onder een bepaalde hoek. De berekening gaat uit van de realistisch gemiddelde situatie. Hiertoe wordt een aantal aannames gedaan om de situatie te benaderen zoals die werkelijk zal optreden: Correctie voor de gemiddelde zonneschijnduur; de zon schijnt (overdag) niet altijd vanwege de aanwezigheid van bewolking (en mist); op basis van klimatologische gegevens van het KNMI voor de gemiddelde zonneschijnduur wordt een maandelijks getal afgeleid voor de kans dat de zon daadwerkelijk schijnt. Voor de zonneschijnduur is op deze locatie gebruik gemaakt van gegevens van station Bocholt. Correctie voor de windsnelheid; bij lage windsnelheden (minder dan ca. 3 m/s) draait een windturbine (nog) niet, bij zeer hoge windsnelheden (boven 25 m/s) wordt een turbine uit veiligheidsoverwegingen stilgezet. Op basis van de gemiddelde windsnelheidsverdeling (op ashoogte) wordt een correctiefactor afgeleid voor de kans dat de windturbine daadwerkelijk draait; dit hangt ook af van de technische specificaties van de windturbine. Als een windturbine niet draait is er immers ook geen sprake van slagschaduw; Voor de windsnelheid is gebruik gemaakt van gegevens van station KNMI-gegevens van station Cabauw. Deze gegevens zijn via een intern ontwikkelde methode aangepast voor de lokale weersomstandigheden. Correctie voor de windrichting; Op basis van windmetingen op de gondel wordt de windturbine zo gedraaid dat de wieken altijd in de richting staan waar de wind vandaan komt. Afhankelijk van de gemiddelde windrichtingverdeling wordt een correctiefactor afgeleid aangezien de grootte en positie van de schaduw verandert met de positie van de gondel. Bovenstaande correcties maken gebruik van statistische klimaatgegevens. De correctie voor de gemiddelde zonneschijnduur wordt op de maandgemiddelde uitkomsten toegepast, de overige twee correcties op de jaargemiddelde uitkomsten. Daarmee is het uiteindelijke resultaat statistisch juist, maar kan geen uitspraak gedaan worden over het optreden van schaduwhinder op individuele dagen. 1.4 Werkwijze Eerst is op basis van bovenstaande gegevens een contour getekend waarbinnen de jaarlijkse slagschaduwduur de normgrens van 5 uur en 40 minuten overschrijdt. Tevens is, op verzoek van Waterschap Rijn en IJssel een contour getekend waarbij 1 minuut slagschaduw voorkomt. Vervolgens kan, indien nodig, voor alle woningen binnen deze contouren berekend worden wat de jaarlijkse slagschaduwduur is. Pagina 4 van 17
Pagina 5 van 17
2 Inrichtingsalternatieven 2.1 Onderzochte opstellingen Waterschap Rijn en IJssel onderzoekt de mogelijkheden om windturbines te realiseren op eigen terrein of terrein in de omgeving van het Waterschap. In Duiven wordt er gekeken naar een mogelijke opstelling; een opstelling bestaande uit 2 windturbines. Deze windturbines zijn beide gesitueerd op het terrein van het Waterschap Rijn en IJssel. De locaties van de windturbines zijn te zien in Figuur 1. Voor de slagschaduwberekening is gekozen voor een windturbine met een maximale hoogte van 150 meter. Binnen het palet van mogelijke windturbines is gekozen voor een Lagerwey L100-2.5 met een ashoogte van 100 meter. In Tabel 1 staan de details van dit windturbinetype en van de opstelling. Figuur 1 - Layout van de onderzochte opstelling Tabel 1 Afmetingen van de windturbines Variant Type Aantal Rotor [m] Vermogen [MW] Ashoogte [m] Totaal vermogen [MW] Opstelling 1 Lagerwey L100-2.5MW 2 100 2.5 100 4,0 2.2 Gevoelige objecten In de omgeving van de onderzochte opstellingen liggen enkele gevoelige objecten. De bron van de locatie van de woningen (rode stippen in onderstaande afbeelding) is de Basisadministratie Adressen en Gebouwen (BAG). Pagina 6 van 17
Figuur 2 - Gevoelige objecten in nabijheid van het geplande windpark. Pagina 7 van 17
3 Berekening 3.1 Windaanbod Voor de slagschaduwberekening is gebruik gemaakt van de meteorologische data van het KNMI-station in Cabauw, waarna de gegevens zijn aangepast via een intern ontwikkelde methode voor de lokale omstandigheden. Onderstaande grafieken geven de langjarige windsnelheids- en richtingsverdeling weer. Windrichtingsverdeling (uren per jaar, > 1m/s) N 1500 NNW 1000 WNW 500 Locatie: KNMI station Cabauw NNO ONO 1200 1000 800 Windsnelheid (uren per jaar) Windsnelheid (uren per jaar) W 0 O 600 400 WZW OZO 200 ZZW Z ZOO Windrichting 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Figuur 3 - Gegevens windrichting en -snelheid. Bron: KNMI-station Cabauw 3.2 Zonaanbod Het zonaanbod is in de berekening gebaseerd op het zonaanbod in Bocholt, Duitsland (de dichtstbijzijnde meetpost). Zie de bijlage met de WindPROrekenresultaten voor de precieze waarden. Zomer- & wintertijd hebben geen effect op de duur van de schaduw, maar wel op het moment van de dag waarop schaduw plaatsvindt. Tijdswijzigingen vinden plaats iedere laatste zondag van maart en laatste zondag van oktober. Het effect hiervan is meegenomen in de berekening. 3.3 Rekenmethode Met het softwarepakket WindPRO is voor de opstelling twee contouren getekend van de norm van 5:40 uur slagschaduw per jaar en van 0:01 per jaar. Om in geval van overtreding van de norm toch een aanvaardbaar woon- en leefklimaat te kunnen garanderen en daardoor te voldoen aan de norm kunnen de windturbines voorzien worden van een stilstandsvoorziening. Deze zorgt ervoor dat bij overlast bij gevoelige objecten ten gevolge van schaduw de windturbine wordt uitgeschakeld. De voorziening wordt per schaduwgevoelige woning op de turbine aangebracht en vooraf afgeregeld, aangezien het gaat om specifieke momenten die van te voren bepaald kunnen worden afhankelijk van de zonnestand. Pagina 8 van 17
Daarnaast wordt gemeten of er daadwerkelijk voldoende zon (en dus slagschaduw) is op die momenten. Elk uur dat een turbine moet worden stilgezet leidt tot opbrengstverlies. In deze analyse is de opbrengstverlies berekend op basis van het aantal uur slagschaduw gedeeld door het totaal aantal draaiuren in een jaar (gebaseerd op de windsnelheidsverdeling uit Figuur 3 en de cut-in en cut-out windsnelheid van de betreffende turbine). Uit deze berekening volgt een verliesfactor. Pagina 9 van 17
4 Resultaten 4.1 Slagschaduwcontour Onderstaande afbeelding toont de slagschaduwcontouren van 5 uur en 40 minuten en 0 uur en 1 minuut slagschaduw per jaar, uitgaande van een realistische meteorologische situatie (in tegenstelling tot een worst case scenario). Dit wil dus zeggen dat er binnen de lijn naar verwachting jaarlijks meer dan 5:40 uur of 0 uur en 1 minuut slagschaduw optreedt, en erbuiten minder. Figuur 4 5:40u en 0:01u slagschaduwcontouren van de opstelling. Hierbij zijn ook woningen van derden weergegeven. Dit zijn immers de objecten waar de slagschaduw opvalt. (Er liggen geen andere gevoelige objecten, zoals scholen en ziekenhuizen, binnen en nabij de contour). 4.2 Woningen binnen de contour Op de locatie van elke woning nabij het windpark is uitgegaan van een verticale schaduw receptor van 5 meter hoog en 5 meter breed, beginnend op 50 cm hoogte. De receptoren zijn in alle richtingen gevoelig voor slagschaduw, en er is geen rekening gehouden met obstakels als bebouwing en begroeiing. Eventueel hoogteverschil van het maaiveld is niet in de berekening opgenomen. Er bevinden zich (volgens de Basisregistratie Adressen en Gebouwen (BAG)) geen woningen van derden binnen de 5 uur en 40 minuten slagschaduwcontour en 11 woningen van derden binnen de 0 uur en 1 minuut slagschaduwcontouren. Zie Bijlage A voor een lijst van adressen die binnen de 0 uur en 1 minuut slagschaduwcontour vallen. Pagina 10 van 17
Tabel 2 Aantal woningen binnen de slagschaduwcontour Woningen binnen de 5:40 uur slagschaduwcontour Woningen binnen de 0:01 uur slagschaduwcontour Opstelling 1 0 11 Slagschaduw per woning In Bijlage A is voor elke woning van derden binnen de 0:01 uur slagschaduwcontour van de opstelling beschreven hoeveel slagschaduw te verwachten is per jaar. Slagschaduw per opstelling en opbrengstderving De tabel hieronder geeft weer hoe lang elke opstelling jaarlijks moet worden uitgeschakeld om alle slagschaduw op woningen te voorkomen. Tevens wordt de opbrengstderving als gevolg van de mitigatie weergegeven. Dit wordt berekend door de jaarlijkse aantal uren stilstand als gevolg van mitigatie te delen door het jaarlijkse aantal operationele uren van het windpark. Op deze manier wordt er een grove inschatting van de opbrengstderving gemaakt als gevolg van de stilstand bij woningen. Hierbij is, op basis van de windgegevens van KNMI station Cabauw en de technische specificaties van de turbines, uitgegaan van ca 8477 draaiuren per jaar voor beide alternatieven. Tabel 3 Benodigde stilstand in uren per jaar om alle slagschaduw te voorkomen Opstelling Derving [uu:mm] [%] Opstelling 1 21:26 0,13 Om aan de norm te voldoen mogen woningen echter 5 uur en 40 minuten slagschaduw ontvangen. Om hieraan te voldoen is dus minder stilstand nodig dan wanneer alle slagschaduw wordt voorkomen. Tabel 4 geeft de derving indien de hoeveelheid slagschaduw bij woningen wordt gereduceerd tot 5:40 uur. Tabel 4 Benodigde stilstand in uren per jaar om aan de norm te voldoen. Opstelling Derving [uu:mm] [%] Opstelling 1 0:00 0 Pagina 11 van 17
5 Conclusie slagschaduw Bij de onderzochte opstelling bevinden zich geen gevoelige objecten die jaarlijks meer slagschaduw ondervinden dan in de activiteitenregeling is toegestaan. Hierdoor is er dus geen stilstandregeling nodig om aan de norm te voldoen. Verder is er onderzocht hoeveel stilstand er benodigd is om alle slagschaduw op woningen in de omgeving te voorkomen. Voor de opstelling levert dit een verlies op van ongeveer 0,13% van de energieopbrengst. Hierbij geldt dat dergelijke stilstand een zeer kleine opbrengstderving tot gevolg heeft, die rendabele opbrengstderving niet in gevaar brengt. Pagina 12 van 17
Bijlage A. Resultaten per woning Hieronder staan de woningen die binnen de 0:01-uur-slagschaduwcontour liggen De adresgegevens komen uit de Basisadministratie Adressen en Gebouwen (BAG), download van juli 2016. Uren schaduw per jaar, per opstelling. Woonplaats Adres Slagschaduw Duiven Driegaardensestraat 4 01:25 Duiven Kiievitstraat 2 02:50 Duiven Kievitstraat 2a 04:25 Duiven Kievitstraat 2b 04:31 Duiven Kievitstraat 4 04:27 Duiven Kievitstraat 6 03:20 Lathum Bandijk 93 00:00 Lathum Bandijk 95 02:35 Westervoort IJsseldijk 11 01:37 Westervoort IJsseldijk 13 01:34 Westervoort IJsseldijk 104 01:26 Pagina 13 van 17
Bijlage B. Resultaten in detail De afbeeldingen op de volgende pagina s tonen de slagschaduwcontouren waarbinnen jaarlijks meer dan 5 uur en 40 minuten en 0 uur en 1 minuut slagschaduw per locatie optreedt. Pagina 14 van 17
Pagina 15 van 17
Bijlage C. Resultaten WindPRO-berekening
Kwantitatieve risicoanalyse Locatie Nieuwgraaf, gemeente Duiven Opdrachtgever: Waterschap Rijn en IJssel
Kwantitatieve risicoanalyse Locatie Nieuwgraaf naar aanleiding van de locatieplannen van Waterschap Rijn en IJssel 22 juni 2016 Auteur Hans Kerkvliet MSc. Jeroen Dooper Msc. Bosch & Van Rijn Groenmarktstraat 56 3521 AV Utrecht Tel: 030-677 6466 Mail: info@boschenvanrijn.nl Web: www.boschenvanrijn.nl Bosch & Van Rijn 2016 Behoudens hetgeen met de opdrachtgever is overeengekomen, mag in dit rapport vervatte informatie niet aan derden worden bekendgemaakt. Bosch & Van Rijn BV is niet aansprakelijk voor schade door het gebruik van deze informatie.
Hoofdstuk: Inhoudsopgave Inhoudsopgave Inhoudsopgave... 2 1 Inleiding... 3 1.1 Achtergrond 3 1.2 Leeswijzer 4 2 Risico s windturbines... 5 3 Beoordelingskader... 6 3.1 Gebouwen 6 3.2 Risicovolle installaties 6 3.3 Buisleidingen voor transport van gevaarlijke stoffen 7 3.4 Hoogspanningsleidingen 7 3.5 Passanten 8 4 Risicoanalyse... 9 4.1 Gebouwen 9 4.2 Risicovolle installaties 9 4.3 Buisleidingen 13 4.4 Hoogspanningsleidingen 13 4.5 Infrastructuur 14 5 Conclusies... 18 5.1 Bebouwing 18 5.2 Risicovolle inrichtingen (BEVI-inrichtingen) 18 5.3 Buisleidingen 18 5.4 Hoogspanningslijn 18 5.5 Infrastructuur 19 Bijlagen... 20 Bijlage A. Turbineopstelling... 21 Bijlage B. Risicocontouren en werpafstanden... 23 Bijlage C. Berekening werpafstand... 27 Bijlage D. Werpafstanden turbinetypes... 29 Bijlage E. (Beperkt) kwetsbare objecten... 30 2
Hoofdstuk: Inleiding 1 Inleiding 1.1 Achtergrond Waterschap Rijn en IJssel onderzoekt de mogelijkheden om windenergie te realiseren op eigen terrein. Hierbij wordt er gekeken naar verschillende locaties waaronder locatie Nieuwgraaf. In onderstaande figuur is het grondeigendom van het Waterschap ingetekend. Binnen dit gebied en rekening houdend met noodzakelijke afstanden tot andere functies, zijn maximaal 2 turbine mogelijk. Deze kwantitatieve risicoanalyse richt zich op het plaatsen van maximaal 2 turbines met een ashoogte van 100 meter, een rotordiameter van 100 meter en een tiphoogte van 150 meter. De mogelijke posities van de windturbines zijn te vinden in figuur 1. 3
Hoofdstuk: Inleiding Figuur 1 Mogelijke posities van windturbines op grondgebied Rijn en IJssel te Nieuwgraaf. 1.2 Leeswijzer In hoofdstuk 2 worden de externe veiligheidsrisico s van windturbines beschreven. Hoofdstuk 3 bevat het toetsingskader voor de beoordeling van de (toename) van externe veiligheidsrisico s. In hoofdstuk 4 zijn de berekeningen opgenomen die zijn uitgevoerd voor de verschillende locaties. Hoofdstuk 5 bevat de conclusies waarin de berekende waarden worden getoetst aan het in hoofdstuk 3 beschreven toetsingskader. 4
Hoofdstuk: Risico s windturbines 2 Risico s windturbines Risico s van een windturbine voor de omgeving bestaan uit 3 typen falen: 1. het afbreken van (een gedeelte van) een windturbineblad; 2. het omvallen van een windturbine door mastbreuk; 3. en het naar beneden vallen van de gondel en/of rotor. Het afbreken van een windturbineblad vormt een risico binnen de straal van de maximale werpafstand. Hierbij worden twee scenario s onderscheiden: werpafstand bij nominaal toerental en de werpafstand bij overtoeren. Het omvallen van een windturbine vormt een risico binnen een straal van de maximale valafstand van de windturbine (tiphoogte). Het naar beneden vallen van de gondel en/of rotor vormt een risico binnen een afstand van de wieklengte. Op basis van generieke faalfrequenties (bijlage A van HRW 2014), het kogelbaanmodel (bijlage C van HRW 2014) en de parameters van de referentiewindturbine zijn de werpafstanden en risicocontouren berekend. In bijlage C zijn de gehanteerde formules opgenomen. Bijlage D bevat van de referentiewindturbine een overzicht van invoerparameters en resultaten van de berekeningen. Hieruit volgen de afstanden die zijn weergegeven in tabel 1. Voor de locatie is gebruik gemaakt van een referentiewindturbine met de volgende kenmerken: 100 meter ashoogte / 100 meter rotordiameter. Tabel 1 - Risicocontouren en maximale werpafstanden van onderzochte windturbinetypen Risicocontouren Max. werpafstand Ashoogte (meter) 10-5 (meter) 10-6 (meter) Nom. toerental (meter) Overtoeren (meter) 100 50 155 155 422 De windturbines kunnen een risico verhogend effect hebben op nabijgelegen gebouwen, installaties en infrastructuur. Voor de mogelijke windlocaties zijn de volgende onderwerpen relevant: Gebouwen Risicovolle installaties Buisleidingen Hoogspanningsleidingen Infrastructuur 5
Hoofdstuk: Beoordelingskader 3 Beoordelingskader 3.1 Gebouwen De normstelling omtrent windturbines en objecten waar personen verblijven volgt uit het Activiteitenbesluit: 1. Het plaatsgebonden risico voor een buiten de inrichting gelegen kwetsbaar object, veroorzaakt door een windturbine of een combinatie van windturbines, is niet hoger dan 10-6 per jaar. 2. Het plaatsgebonden risico voor een buiten de inrichting gelegen beperkt kwetsbaar object, veroorzaakt door een windturbine of een combinatie van windturbines, is niet hoger dan 10-5 per jaar. Zie bijlage E voor de definities beperkt kwetsbare en kwetsbare objecten. Op de 10-6 contour heeft een persoon die onafgebroken en onbeschermd op die plaats zou verblijven, een kans op overlijden van één keer in de miljoen jaar als rechtstreeks gevolg van een falende windturbine. Op de 10-5 contour is deze kans één keer in de honderdduizend jaar. 3.2 Risicovolle installaties Indien de windturbines niet substantieel bijdragen aan een verhoging van de risico s van de inrichting zullen de voor de inrichting geldende risicoafstanden niet significant wijzigen. Dat betekent dat toetsing aan de afstanden tot (beperkt) kwetsbare objecten ook na plaatsing van de windturbines niet tot belemmeringen leidt. Om dit te toetsen kan in eerste instantie naar de toename van de catastrofale faalfrequentie van risicovolle installaties behorende tot de inrichting worden gekeken. Indien deze toename een bepaalde richtwaarde niet overschrijdt dan is plaatsing van de windturbine uit oogpunt van risicobeoordeling toegestaan. Als uitgangspunt voor deze richtwaarde wordt volgens het Handboek Risicozonering Windturbines 1 10% gehanteerd. Indien de toename deze richtwaarde overschrijdt, is plaatsing niet direct uitgesloten, maar wordt door een uitgebreidere analyse bepaald of er na plaatsing nog steeds voldaan wordt aan de normen uit het BEVI: De grenswaarde, bedoeld in artikel 4, eerste lid, voor kwetsbare objecten is 10-6 per jaar. De richtwaarde, bedoeld in artikel 4, tweede lid, voor beperkt kwetsbare objecten is 10-5 per jaar. 1 Handboek Risicozonering Windturbines, 2014. 6
Hoofdstuk: Beoordelingskader 3.3 Buisleidingen voor transport van gevaarlijke stoffen Voor gasleidingen hanteert Gasunie N.V. een adviesafstand waarbuiten geen substantiële negatieve invloed van een windturbine is te verwachten. Deze afstand is gelijk aan de maximale werpafstand bij nominaal toerental. Voor bovengrondse installaties hanteert de Gasunie een adviesafstand gelijk aan de maximale werpafstand bij overtoeren. Dit betreft echter geen wettelijke grenswaarde. In overleg met Gasunie en afhankelijk van een locatie specifieke risicoanalyse zijn kleinere afstanden vergunbaar. In dat geval wordt getoetst aan artikel 6 van het Besluit Externe Veiligheid Buisleidingen: Het plaatsgebonden risico voor een kwetsbaar object, veroorzaakt door een buisleiding, mag niet hoger zijn dan 10-6 per jaar. De exploitant voert de aanleg of vervanging van een buisleiding zodanig uit dat het plaatsgebonden risico van de buisleiding op een afstand van vijf meter (belemmerende strook) gemeten vanuit het hart van de buisleiding niet hoger is dan 10-6 per jaar. Bij regeling van Onze Minister kan voor een bepaalde categorie van buisleidingen een andere afstand tot de buisleiding worden vastgesteld waarbuiten het plaatsgebonden risico de norm van 10-6 niet mag overschrijden, of tijdelijk een hoger risico worden geaccepteerd. 3.4 Hoogspanningsleidingen Er bestaat geen wettelijke kader voor de invloed van windturbines op hoogspanningslijnen. TenneT heeft in het Handboek Risicozonering (versie 3.1, 2014) een adviesafstand opgenomen voor het transportnetwerk van 110kV tot en met 380kV. Deze adviesafstand is gelijk aan de maximale werpafstand bij nominaal toerental. Dit betreft echter geen wettelijke grenswaarde. Wanneer er niet wordt voldaan aan de afstandseis, vraagt TenneT om met hen in overleg te treden. TenneT zal op basis van het concrete geval bepalen welk risico voor de betreffende asset op dat moment kan worden aanvaard. Als eerste richtlijn kan gebruikt worden dat windturbine(s) de kans op falen van de verbinding met 10% mag verhogen. Deze additionele faalkans wordt gerelateerd aan de al aanwezige faalkans van de verbinding tussen de aangrenzende verdeelof transformatorstations. Aangezien er geen standaard faalfrequentie van een hoogspanningsverbinding bestaat, dient in alle gevallen overleg en afstemming met TenneT plaats te vinden. 7
Hoofdstuk: Beoordelingskader 3.5 Passanten Voor Rijkswegen zijn generieke ontoelaatbare risico s berekend waarbuiten er geen ontoelaatbare risico`s voor passanten plaatsvinden. Het document Beleidsregel voor het plaatsen van windturbines op, in of over Rijkswaterstaatwerken staan de minimale afstanden tot Rijkswegen gegeven: Langs rijkswegen wordt plaatsing van windturbines toegestaan bij een afstand van ten minste 30m uit de rand van de verharding of bij een rotordiameter groter dan 60m, ten minste de halve diameter. Voor de overige openbare wegen bestaan geen genormeerde afstanden, waardoor kleinere afstanden mogelijk zijn. In de beleidsregel Windturbines langs auto-, spoor-, en vaarwegen Beoordeling van veiligheidsrisico s staan de richtlijnen gegeven: Individuele passantenrisico (IPR) Voor het risico voor de passant is een risicomaat gekozen die aansluit bij de individuele beleving van de passant, namelijk de overlijdenskans per passant per jaar. Hierbij wordt de passant gevolgd gedurende zijn bezigheden in de nabijheid van het windturbinepark. De initiatiefnemer die een of meerdere windturbines wil plaatsen dient aan te tonen dat het maximale toelaatbare Individueel Passanten Risico IPR niet wordt overschreden op de infrastructuur in de nabijheid van de turbine. De grens is vastgesteld van honderdzestig kilometer per uur. Een generiek IPR van 10-6 wordt aangehouden voor alle infrastructuur waarop de wettelijk toelaatbare snelheden de honderdzestig kilometer per uur niet overschrijden, en een generiek IPR van 10-7 op infrastructuur waarop wettelijk toelaatbare snelheden boven de honderdzestig kilometer per uur bestaan. Maatschappelijk risico Er zijn verschillenden maten te kiezen voor het maatschappelijk risico. In het externe-veiligheidsbeleid voor stationaire installaties of vervoersactiviteiten wordt uitgegaan van groepsrisicocurven of FN-curven. Groepsrisicocurves hebben alleen betekenis voor kleine-kans-groot-gevolg -ongevallen met slachtofferaantallen groter dan 10 per ongeval. Uit studies ref. [2, 4, 5, 6] blijkt dat bij windturbineparken in de nabijheid van rijkswegen altijd ruimschoots aan de groepsrisiconorm wordt voldaan. 8
Hoofdstuk: Risicoanalyse 4 Risicoanalyse 4.1 Gebouwen De berekende 10-5 en 10-6 contouren zijn weergegeven op de kaart. Voor de locatie is nagegaan of kwetsbare of beperkt kwetsbare objecten aanwezig zijn. Voor de gebouwen binnen de 10-6 contour is nagegaan of er sprake is van een kwetsbaar object (risicokaart.nl). In Bijlage B zijn de risicocontouren en werpafstanden van de referentieturbine te vinden. Figuur 2 - Risicocontouren rond de windturbine (locatie 1). Op basis van de berekende risicocontouren en objecten kent het plangebied geen aandachtspunten. Er bevinden zich geen beperkt kwetsbare of kwetsbare objecten binnen respectievelijk de 10-5 en 10-6 contour. 4.2 Risicovolle installaties De berekende maximale werpafstanden (bij nominaal toerental en overtoeren) zijn ingetekend op de kaart en voor de locatie is nagegaan of binnen deze maximale werpafstanden risicovolle installaties aanwezig zijn. 9
Hoofdstuk: Risicoanalyse Figuur 3 Maximale werpafstand bij overtoeren van de windturbines en risicovolle installaties Op basis van de ingetekende werpafstanden, aangeleverde informatie door Waterschap Rijn en IJssel en risicokaart.nl zijn de risicovolle installaties bepaald welke zich binnen de maximale werpafstanden bevinden. Tabel 2 Risicovolle installaties binnen maximale werpafstand van de mogelijke windturbines Windturbine Installatie Inhoud (m 3 ) Afstand tot installatie (m) Oostelijke windturbine Megavergister 2 2000 147 Oostelijke windturbine Biogasopslag installatie 2650 394 Westelijke windturbine Biogasopslag installatie 2650 326 Westelijke windturbine Tanks ammonia 2x 60m 3 120 310 Westelijke windturbine Verlaadplaats Ammonia 60 328 Doordat sommige van de afstanden (rood in tabel) kleiner zijn dan de tiphoogte heeft naast het scenario wiekbreuk ook het scenario mastbreuk een risico verhogend effect op de installaties. 4.2.1 Trefkansberekeningen Rekenmethode wiekbreuk (Handboek Risicozonering Windturbines) Om de trefkans van een object met hoogte h, breedte b, en diepte d te berekenen wordt uitgegaan van een geprojecteerd grondoppervlak: 2 Het gaat om een geplande megavergister waarbij de exacte grootte en positionering nog niet bekend is. In dit onderzoek is aangenomen dat de vergister bestaat uit meerdere tanks, waarbij in ieder geval één tank zich bevindt binnen werpafstand bij nominaal toerental. 10
Hoofdstuk: Risicoanalyse De kans dat het zwaartepunt van de wiek in het geprojecteerde oppervlak terecht komt is: P od = P zwpt A pt Waarin: P zwpt = trefkans van het zwaartepunt van het blad (berekend volgens HRW 2013). A pt = (b+h) (d+h) Het object kan direct door het zwaartepunt worden getroffen, maar het is ook mogelijk dat het zwaartepunt van het blad binnen een afstand van 2/3 L b (lengte afgebroken blad) inslaat. In dit geval kan het object nog door het blad worden geraakt aangezien het zwaartepunt zich op ongeveer 1/3 van het blad bevindt. Deze kans loopt van 0,0 naar 1,0 van de buitenrand van de 2/3 L b strook tot het object. De kans dat het zwaartepunt in de strook met breedte 2/3 L b rondom de tank terechtkomt is: P oi = P zwpt ((2b + 2d) 1 3 L b + π 3 (2 3 L b) 2 ) Om de totale trefkans te bereken dat een installatie wordt getroffen door een blad worden de twee bovenstaande parameters bij elkaar opgeteld: Po = Pod + Poi Rekenmethode mastbreuk De trefkans van een object door mastbreuk van een windturbine is afhankelijk van verschillende parameters. Ten eerste van de generieke faalkans van de mast. Indien de mast niet verstevigd is, is dit standaard 1.3*10-4. Ten tweede is de faalkans afhankelijk van de hoek waarbij de hoek wordt vastgesteld door de grenzen waarbij het rotoroppervlak het object net niet raakt. De kans dat de windturbine richting het object (Ko) valt wanneer de mastbreuk zich voordoet is dan: Ko = ( Hoek 360 ) De kans dat het scenario zich voordoet en dat een object geraakt wordt kan dan berekend worden via de onderstaande formule: Kg = Ko faalkans mast Totale faalkans De totale trefkans van de windturbine op een object is de som van de bovenstaande scenario`s. De totale trefkans (Ttk) op een object kan dan berekend worden via de volgende formule: Ttk = Po + Kg 11
Hoofdstuk: Risicoanalyse 4.2.2 Resultaten trefkansen risicovolle installaties Via de bovenstaande methoden zijn de trefkansen berekend voor de risicovolle installaties van de geplande windturbines. Indien één installatie een faalkansverhoging heeft door twee windturbines worden deze faalkansen bij elkaar opgeteld. Tabel 3 Trefkansen risicovolle installaties Installatie Totale trefkans Megavergister 3,18*10-5 Biogasopslag installatie tank 1 1,39*10-8 Biogasopslag installatie tank 2 1,05*10-8 Tanks ammonia 2x 60m 3 5,58*10-9 Verlaadplaats ammonia 5,57*10-9 4.2.3 Faalkansverhoging De berekende trefkans door de windturbines wordt vergeleken met de intrinsieke faalkans van de risicovolle installaties (faalkansen van alle catastrofale scenario`s bij elkaar opgeteld). De intrinsieke faalkansen onderbouwen we als volgt: Tabel 4 Onderbouwing intrinsieke faalkansen van risicovolle objecten. Object Faalkans scenario`s (weergegeven tussen haakjes) Opslagtanks gevaarlijke stoffen (Toekomstige megavergister / biogasopslag installatie / Ammonia tanks en verlaadplaats ammonia) De mogelijke catastrofale scenario`s zijn het vrijkomen van de gehele inhoud (5*10-6) en het vrijkomen van de gehele inhoud in 10 min. in een continue en constante stroom (5*10-6). Bron: Handleiding risicoberekeningen BEVI. Onderstaande tabel bevat de vergelijking van de trefkans van de windturbines met de intrinsieke faalkans van de installaties. Tabel 5 Verhoging faalkans van risicovolle installaties Installatie Intrinsieke faalkans Trefkans Verhoging faalkans Megavergister 1,0E-5 3,18*10-5 318,00% Biogasopslag installatie tank 1 1,0E-5 1,39*10-8 0,14% Biogasopslag installatie tank 2 1,0E-5 1,05*10-8 0,11% Tanks ammonia 2x 60m 3 1,0E-5 5,58*10-9 0,06% Verlaadplaats ammonia 1,0E-5 5,57*10-9 0,06% Zoals blijkt uit bovenstaande tabel wordt voor één installatie de richtwaarde van 10% overschreden. Hierbij gaat het om de toekomstige megavergister. Doordat de exacte posities van de mestvergister en de windturbine nog niet bekend zijn is er hier uitgegaan van een conservatieve benadering waarbij de megavergister zich binnen de valafstand van de windturbine bevindt. Aangeraden wordt om de windturbine zo te situeren dat de megavergister zich buiten de werpafstand bij nominaal bevindt. Indien de windturbine op 156 meter (afstand net groter dan werpafstand bij nominaal toerental) van de megavergister geplaatst wordt, leidt dit tot een faalkansverhoging van 0,18%. Dit houdt in dat er dan wordt voldaan aan de richtwaarde van 10%. Er wordt tevens geadviseerd om in de QRA van de megavergister de trefkansen van de windturbines mee te nemen. Dit om zeker te stellen dat er zich geen problemen voordoen. 12
Hoofdstuk: Risicoanalyse 4.3 Buisleidingen De berekende maximale werpafstanden (bij nominaal toerental en overtoeren) zijn ingetekend op de kaart en voor de locatie is nagegaan of binnen de werpafstand bij nominaal toerental buisleidingen aanwezig zijn. Figuur 4 Maximale werpafstand bij nominaal toerental en overtoeren van de windturbines en buisleidingen. Uit bovenstaande figuur is te concluderen dat geen buisleidingen zich binnen de werpafstand bij nominaal toerental bevinden. Wel is er op ongeveer 160 meter een buisleiding. Geadviseerd wordt, indien de locatie van de windturbine verschuift, om altijd te zorgen dat de afstand tot de buisleiding minimaal de werpafstand bij nominaal toerental is. 4.4 Hoogspanningsleidingen Voor de locatie is gekeken of zich hoogspanningsleidingen in de buurt van het plangebied bevinden. Indien dit het geval is wordt er gekeken of er wordt voldaan aan de afstandseis van TenneT (maximale werpafstand bij nominaal toerental). 13
Hoofdstuk: Risicoanalyse Figuur 5 - Maximale werpafstand bij nominaal toerental en overtoeren van de windturbines en hoogspanningsleidingen. Voor de locatie geldt dat geen hoogspanningsleidingen zijn gelegen binnen de maximale werpafstand bij nominaal toerental. Er zijn derhalve geen aandachtspunten. 4.5 Infrastructuur Voor de locatie is er nagegaan of een windturbine over een openbare weg draait en of voldoende afstand wordt gehanteerd ten opzichte van vaar- en spoorwegen. Wanneer een windturbine overdraait of wanneer niet wordt voldaan aan de afstandseis voor vaar- en spoorwegen zal de kans berekend worden dat een persoon wordt geraakt door een afgebroken wiek, mast en/of gondel. Uit onderstaande figuur blijkt dat er overdraai over infrastructuur plaatsvindt door beide turbines. Beide windturbines draaien over op de Roelofshoeveweg te Duiven. Tevens blijkt uit de onderstaande figuur dat er voldoende afstand is tussen spoor- en vaarwegen en de windturbines. Hierdoor is voor spoor- en vaarwegen geen kwantitatief onderzoek nodig. 14
Hoofdstuk: Risicoanalyse Figuur 6 Overdraai van de windturbines op de weg 4.5.1 Trefkansberekening Rekenmethode mastbreuk De kans dat de weg wordt getroffen door een onderdeel van een omvallende windturbine wordt gelijk verondersteld aan de kans dat een gedeelte van onderstaand cirkelsegment (figuur 4) in aanraking komt met leidingstrook, hetgeen is geillustreerd in figuur 5 (HRW 2014). Figuur 7: Windturbine als cirkelsegment. Figuur 5: Turbine in aanraking met weg. De trefkans wordt berekend voor de turbine die het dichtstbij de weg is gepositioneerd. Hierbij wordt aangenomen dat deze trefkans ook representatief is voor de andere windturbine. 15
Hoofdstuk: Risicoanalyse De trefkans is als volgt: Afstand tot weg (m) Valhoek graden Mastbreuk frequentie (per jaar) Trefkans weg 33 245 1.3*10-4 8,85*10-05 De kans dat een passant wordt getroffen kan worden berekend door de trefkans te vermenigvuldigen met de verblijfsfactor: τ = 0,3 v o 1 365 24 3600 v o = snelheid van de passant (m/s) Ten behoeve van deze berekening gaan we uit van de worst case scenario, wat inhoudt dat de passant met de laagste snelheid de langste verblijftijd heeft. Een voetganger gaat gemiddeld 5 km/uur (1,4 meter per seconde) Afstand tot weg (m) Hoek (β) graden Mastbreuk frequentie (per jaar) Trefkans weg Verblijfstijd passant Trefkans per passage 33 245 1.3*10-4 8,85*10-05 6,79*10-09 6,01*10-13 Trefkans per passant voor één windturbine is: 6,01*10-13 Rekenmethode wiekbreuk De kans dat een persoon wordt geraakt als gevolg van een afgebroken wiek wordt als volgt berekend. In deze berekening wordt uitgegaan van de turbine die het dichtstbij de weg is gepositioneerd, waarbij wordt aangenomen dat deze trefkans ook geldt voor de andere windturbine. P = 1,5 A c p zwpt A c = kritiek oppervlakte wiek = 133 m 2 p zwpt = trefkans zwaatrepunt wiek = 2,32*10-08 P = 4,63*10-06 De kans dat een passant wordt getroffen kan worden berekend door de trefkans te vermenigvuldigen met de verblijfsfactor: τ = 1 v o 1 365 24 3600 Trefkans passant is: 3,14*10-14 per passage. 16
Hoofdstuk: Risicoanalyse Rekenmethode gondelafworp Voor het berekenen van personen en objecten ten gevolgen van het afvallen van een gondel met rotor of alleen een rotor kan dezelfde aanpak worden gevolgd als mastbreuk. De masthoogte wordt voor deze berekening nul verondersteld. Het risicogebied blijft dan beperkt tot een gebied rondom de toren dat gelijk is aan de rotordiameter. Daarmee is de trefkans van de weg gelijk aan de kans dat het scenario zich voordoet: 4,0*10-5 per jaar. Hierdoor is de kans dat een passant getroffen wordt hetzelfde voor alle turbinelocaties en kan berekend worden op de onderstaande manier. De kans dat een passant wordt getroffen kan worden berekend door de trefkans te vermenigvuldigen met de verblijfsfactor. τ = 0,3 v o 1 365 24 3600 Trefkans passant is: 2,72*10-13 per passage. Conclusie passantenrisico De totale raakkans per passage voor turbine 1 is dan: Mastbreuk: 6,01*10-13 per passage. Wiekbreuk: 3,14*10-14 per passage. Gondelafworp: 2,72*10-13 per passage. -------------------------------------------------------------------- Totaal: 9,04*10-13 per passage. Om tot de totale trefkans te komen worden de trefkans vermenigvuldigd met 2. Hierdoor wordt er rekening gehouden met een passant die van de hele weg gebruik maakt. Dit toegepast leidt tot een totale trefkans van 1,81*10-12 per passage. 17
Hoofdstuk: Conclusies 5 Conclusies 5.1 Bebouwing Er bevinden zich geen (beperkt) kwetsbare objecten binnen de 10-5 en 10-6 contouren. Hiermee wordt er voldaan aan de veiligheidseisen uit het Activiteitenbesluit. 5.2 Risicovolle inrichtingen (BEVI-inrichtingen) Indien de windturbines niet substantieel bijdragen aan een verhoging van de risico`s van de inrichting hebben de windturbines geen invloed op de bestaande risicosituatie. Om dit te toetsen is in eerste instantie gekeken naar de toename van de catastrofale faalfrequentie van risicovolle installaties behorende tot de inrichting. Indien deze toename een bepaalde richtwaarde niet overschrijdt is plaatsing van de windturbine, uit het oogpunt van de risicobeoordeling, toelaatbaar. Op grond van het Handboek Risicozonering Windturbines 3 wordt een richtwaarde of toetsingswaarde gehanteerd van 10%. Paragraaf 4.2.3 bevat de vergelijking van de trefkans van de windturbines met de intrinsieke faalkans van de installaties. De resultaten laten zien dat er bij één installatie (de geplande megavergister) een overschrijding is van de richtwaarde van 10%. Doordat van de megavergister de exacte positie nog niet bekend is, is er in deze studie uitgegaan van een conservatieve benadering. Er is aangenomen dat een gedeelte van de megavergister zich binnen de valafstand van de turbine bevindt. Echter, geadviseerd wordt een afstand te hanteren tot de megavergister van tenminste de werpafstand bij nominaal toerental. Tevens wordt geadviseerd om een QRA inclusief de trefkansen van de windturbines uit te voeren voor de megavergister. Hieruit zal moeten blijken dat de faalkansverhoging niet tot onacceptabele risico`s voor de omgeving resulteert. 5.3 Buisleidingen De buisleiding van Gasunie bevindt zich buiten de werpafstand bij nominaal toerental van de beoogde windturbines. Hiermee wordt er voldaan aan de adviesafstand van Gasunie. 5.4 Hoogspanningslijn De hoogspanningsinfrastructuur van TenneT bevindt zich buiten de werpafstand bij nominaal toerental van de beoogde windturbines. Hiermee wordt voldaan aan de adviesafstand van TenneT. 3 Handboek Risicozonering Windturbines, geactualiseerde versie 3.1, september 2014. 18
Hoofdstuk: Conclusies 5.5 Infrastructuur De trefkans als gevolg van een falende windturbine is: 3,89*10-12 per passage Aan het IPR wordt voldaan zolang één passant niet meer dan 552.486 keer per jaar de turbine passeert. Dit komt overeen met 1513 passages per dag, gedurende een heel jaar, door een en dezelfde persoon. Het is niet realistisch dat het IPR overschreden wordt. 19
Hoofdstuk: Bijlagen Bijlagen 20
Hoofdstuk: Bijlagen Bijlage A. Turbineopstelling 21
Hoofdstuk: Bijlagen Figuur 8 Mogelijke opstelling locatie Nieuwgraaf 22
Hoofdstuk: Bijlagen Bijlage B. Risicocontouren en werpafstanden 23
Hoofdstuk: Bijlagen Figuur 9 - Risicocontouren mogelijke opstelling Nieuwgraaf 24
Hoofdstuk: Bijlagen Figuur 10 - Werpafstand bij overtoeren mogelijke opstelling Nieuwgraaf 25
Hoofdstuk: Bijlagen Figuur 11 Overdraai van de mogelijke windturbines op locatie Nieuwgraaf 26
Hoofdstuk: Bijlagen Bijlage C. Berekening werpafstand 27
Hoofdstuk: Bijlagen 28
Hoofdstuk: Bijlagen Bijlage D. Werpafstanden turbinetypes Referentiewindturbine 100 meter ashoogte / 100 meter rotordiameter 29
Hoofdstuk: Bijlagen Bijlage E. (Beperkt) kwetsbare objecten Kwetsbare objecten a) woningen, woonschepen en woonwagens, niet zijnde woningen, woonschepen of woonwagens als bedoeld in onderdeel b, onder a; b) gebouwen bestemd voor het verblijf, al dan niet gedurende een gedeelte van de dag, van minderjarigen, ouderen, zieken of gehandicapten, zoals: 1. ziekenhuizen, bejaardenhuizen en verpleeghuizen; 2. scholen, of 3. gebouwen of gedeelten daarvan, bestemd voor dagopvang van minderjarigen; c) gebouwen waarin doorgaans grote aantallen personen gedurende een groot gedeelte van de dag aanwezig zijn, waartoe in ieder geval behoren: 1. kantoorgebouwen en hotels met een bruto vloeroppervlak van meer dan 1500 m 2 per object, of 2. complexen waarin meer dan 5 winkels zijn gevestigd en waarvan het gezamenlijk bruto vloeroppervlak meer dan 1000 m 2 bedraagt en winkels met een totaal bruto vloeroppervlak van meer dan 2000 m 2 per winkel, voorzover in die complexen of in die winkels een supermarkt, hypermarkt of warenhuis is gevestigd, en d) kampeer- en andere recreatieterreinen bestemd voor het verblijf van meer dan 50 personen gedurende meerdere aaneengesloten dagen; Beperkt kwetsbare objecten a) 1.verspreid liggende woningen, woonschepen en woonwagens van derden met een dichtheid van maximaal twee woningen, woonschepen of woonwagens per hectare, en 2.dienst- en bedrijfswoningen van derden; b) kantoorgebouwen, voorzover zij niet onder kwetsbare objecten, onder c, vallen; c) hotels en restaurants, voorzover zij niet kwetsbare objecten, onder c, vallen; d) winkels, voorzover zij niet onder kwetsbare objecten, onder c, vallen; e) sporthallen, sportterreinen, zwembaden en speeltuinen; f) kampeerterreinen en andere terreinen bestemd voor recreatieve doeleinden, voorzover zij niet onder kwetsbare objecten, onder d, vallen; g) bedrijfsgebouwen, voorzover zij niet onder kwetsbare objecten, onder c, vallen; h) objecten die met de onder a tot en met e en g genoemde gelijkgesteld kunnen worden uit hoofde van de gemiddelde tijd per dag gedurende welke personen daar verblijven, het aantal personen dat daarin doorgaans aanwezig is en de mogelijkheden voor zelfredzaamheid bij een ongeval, voorzover die objecten geen kwetsbare objecten zijn, en; i) objecten met een hoge infrastructurele waarde, zoals een telefoon- of elektriciteitscentrale of een gebouw met vluchtleiding apparatuur, voorzover die objecten wegens de aard van de gevaarlijke stoffen die bij een ongeval kunnen vrijkomen, bescherming verdienen tegen de gevolgen van dat ongeval; 30
Hoofdstuk: Bijlagen 31
Windstudie Locatie Duiven Opdrachtgever: Waterschap Rijn & IJssel Ref: 16001 Auteur : drs. Ernst Jaarsma Datum: 5 augustus 2016 Versie: 1
Samenvatting Voorliggend rapport beschrijft een windstudie die is uitgevoerd voor een locatie langs de IJssel in de buurt van Duiven. Waterschap Rijn en IJssel is de eigenaar van deze locatie, een terrein met een waterzuiveringsinstallatie, en is tevens opdrachtgever voor dit onderzoek. Eerst is het windaanbod berekend. Een goede indicator van het windaanbod is de gemiddelde windsnelheid: 6,1 m/s op 100 meter boven het maaiveld. We hebben berekend hoeveel elektrische energie een Lagerwey L100 (ashoogte 100 meter) uit dit windaanbod gemiddeld zal genereren in een opstelling van 2 windturbines. Na aftrek van verliezen levert dit 11.408 MWh per jaar. We hebben berekend wat de onzekerheid is in de netto productie en dit uigedrukt in een P90 waarde. Dit is de hoeveelheid electrische energie die met 90% zekerheid geleverd gaat worden: 10.570 MWh per jaar, gemiddeld over 15 jaar. Zie tabel 1. Tabel 1: Energieopbrengst Opstelling Ashoogte [m] Totaal vermogen [MW] Windsnelheid [m/s] Verlies [%] Bruto productie [MWh/j] Netto productie [MWh/j] P90 productie [MWh/j] Vollasturen [uur] L100 100 5,00 6,1 6,5 12.205 11.408 10.570 2.282 Windstudie Duiven, 16001 i
Inhoudsopgave 1 Inleiding 1 2 Locatie 2 3 Windturbines 3 4 Methode 4 4.1 Gegevens............................. 4 4.2 Windmodel............................ 4 4.3 Beschrijving van de omgeving.................. 5 4.4 Ruwheid.............................. 6 4.5 Orografie............................. 6 4.6 Obstakels............................. 6 5 Wind 9 6 Dichtheid 10 7 Resultaten 11 7.1 Referentie gegevens........................ 11 7.2 Productie............................. 12 7.3 Verliezen.............................. 12 7.4 Onzekerheid............................ 13 7.5 P90................................ 13 8 Conclusie 15 9 Gebruik en aansprakelijkheid 16 10 Bibliografie 17 11 Appendix i A WAsP wind parameters B Windatlas methode C Luchtdichtheid D Onzekerheden windaanbod i ii iv vii Windstudie Duiven, 16001 ii
E Powercurven ix E.1 Lagerwey L100-2500....................... ix E.2 Reference 1: Vestas V90-2000.................. xi Lijst van figuren 1 Overzichtskaart project..................... 2 2 Ruwheidsklasse rondom het project............... 7 3 Hoogte rondom het project in meters.............. 8 4 Windroos.............................. 12 5 Verdeling van windsnelheid.................... 12 6 Gemiddelde windsnelheid op 10 m hoogte in m/s........ iii 7 Dichtheid............................. vi Lijst van tabellen 1 Energieopbrengst......................... i 2 RD-coördinaten.......................... 2 3 Opstelling............................. 3 4 Gemiddelde jaarproductie referentieturbines.......... 11 5 Gemeten versus gemodelleerde jaarproductie......... 11 6 Bruto productie.......................... 12 7 Verliezen in % van de productie................. 13 8 Onzekerheden........................... 14 9 Energieopbrengst......................... 14 10 Windsnelheden en productie referentiepark.......... vii Windstudie Duiven, 16001 iii
1 Inleiding Voorliggend rapport beschrijft een windstudie die is uitgevoerd voor een locatie langs de IJssel in de buurt van Duiven. Waterschap Rijn en IJssel (WRY) is de eigenaar van deze locatie, een terrein met een waterzuiveringsinstallatie, en is tevens opdrachtgever voor dit onderzoek. WRY is voornemens om haar energievraag te verduurzamen en zij wil als onderdeel van deze verduurzaming windenergie gaan opwekken op haar eigen terreinen. Of een specifieke locatie wel of niet geschikt is voor het opwekken van windenergie is van veel factoren afhankelijk. Op dit moment lijken een aantal locaties aan de randvoorwaarden te voldoen, zo ook de locatie bij Duiven. Voor de financierbaarheid van een windproject is de hoeveelheid elektrische energie die men uit het project verwacht, een belangrijke parameter. De hoeveelheid elektrische energie is voor een groot deel weer afhankelijk van het lokale windaanbod. In dit onderzoek berekenen we het lokale windaanbod en de hoeveelheid elektrische energie die men uit de wind kan winnen met een gangbaar type windturbine. De berekening is gebaseerd op windsnelheid-gegegevens van een verder weg gelegen meetmast en op productiegegevens van een naastgelegen windpark. Deze gegevens zijn gecombineerd in een windmodel, vorm gegeven middels een softwarepakket dat leidend is op dit vakgebied, WAsP, zie [1]. In hoofdstuk 4 gaan we hier dieper op in. Windstudie Duiven, 16001 Inleiding, 1
2 Locatie Op het terrein van WRY staat een waterzuiveringsinstallatie. Maar er zijn nog voldoende open ruimtes waar een windturbine zou kunnen staan. Naast het terrein van het waterschap staat een windpark van 4 windturbines met een ashoogte van 105 meter. Figuur 1 geeft de mogelijke posities weer van de nieuwe windturbines (rood), en de bestaande windturbes (blauw). Figuur 1: Overzichtskaart project De coördinaten van de nieuwe windturbines staan in tabel 2 Tabel 2: RD-coördinaten x y [m] [m] t1 197588 442826 t2 197217 442983 Windstudie Duiven, 16001 Locatie, 2
3 Windturbines Op dit moment is er nog geen keuze gemaakt voor een specifieke windturbine. We gaan daarom voor de berekening van de energieopbrengst voorlopig uit van de Lagerwey L100-2500 op een ashoogte van 100 meter. Deze is net iets groter dan de windturbines die ernaast staan. De specificaties van deze windturbine staan in tabel 3. Tabel 3: Opstelling Opstelling Merk Type # Hoogte Vermogen L100 Lagerwey L100 2 100m 100m 2500 kw Windstudie Duiven, 16001 Windturbines, 3
4 Methode 4.1 Gegevens Bosch & Van Rijn (BVR) beschikt over de productiegegevens van de bestaande windturbines op het naastgelegen terrein. Deze gegevens zijn in dit onderzoek gebruikt om het windaanbod te bepalen, echter wij zullen deze gegevens niet specificeren in de resultaten (hoofdstuk 7) vanwege de vertrouwelijkheid die hierop rust. De hoeveelheid energie die een windturbine levert is in een goed windjaar meer dan in een slecht windjaar. Maar hoe bepalen we wat goed is en wat slecht? Daarvoor gebruiken we de windsnelheid uit MERRAII 1 van 1 januari 2001 tot 1 januari 2015. Meteorologen hanteren een historie van minimaal 30 jaar om de gemiddelde toestand van de atmosfeer te bepalen. Echter om klimaatverandering goed te vangen in een voorspelling zijn de meest recente gegevens juist belangrijk. In windstudies, die een verwachting geven voor de komende 15 jaar, is het gebruikelijk om ongeveer 15 jaar aan recente historie te beschouwen. Wij gebruiken in de regel een historie tussen de 10 en 15 jaar. Omdat we net iets meer waarde hechten aan klimaatverandering dan aan het vangen van zeer langjarige fenomenen. Dit is enigszins arbitrair maar naar ons oordeel de beste inschatting voor dit doel. Verder gebruiken we metingen van Cesar Observatory om een windklimaat te bepalen. Een windklimaat is een beschrijving van de windverdeling in een windroos, zie appendix B. 4.2 Windmodel Het windmodel berekent de gemiddelde energie die de wind jaarlijks kan leveren op een specifieke locatie. Terwijl de hoeveelheid wind van plek tot plek verschilt. Om deze verschillen van plek tot plek te berekenen is een model ontwikkeld: de Windatlas[1] met bijbehorend computerprogramma WAsP. Deze software is leidend in de markt en is in deze studie ook door ons gebruikt. 1 MERRAII: Modern Era Retrospective analysis for Research and Applications. Windstudie Duiven, 16001 Methode, 4
Stel het windmodel -WAsP- voor als een kaart van de omgeving. Door locaties op de kaart aan te wijzen berekent de software het lokale windklimaat. Bijvoorbeeld omdat daar een windturbine staat of komt te staan. Voorzie het model op de aangewezen plek met een vermogenskromme en de software rekent ook de energieproductie uit. Het model houdt daarbij rekening met een aantal factoren. Als eerste heeft het model het windaanbod nodig: een verdeling van windsnelheid en richting. Daarnaast gebruikt het model dus een kaart van de omgeving. Deze omgeving wordt gekarakteriseerd door ruwheid 2 en orografie 3. De volgende begrippen zijn van belang: regionaal windklimaat Een regionaal windklimaat is een set gegevens die de software WAsP gebruikt om het windklimaat te beschrijven dat geldig is in een groot gebied. lokaal windklimaat Een set gegevens die het windklimaat op een specifieke plek en hoogte beschrijft. windmodel Dit is de combinatie van gegevens waarmee WAsP het lokale windklimaat kan berekenen. Het is een beschrijving van de omgeving en van een regionaal windklimaat 4. Zie appendix B. 4.3 Beschrijving van de omgeving De omgevingsfactoren die de lokale hoeveelheid wind beïnvloeden en die we in ons windmodel kunnen modelleren zijn de volgende: Ruwheid De ruwheid van het landschap zegt iets over de gladheid van het oppervlak. Hoe gladder, hoe meer wind. De ruwheid, of eigenlijk, ruwheidslengte wordt uitgedrukt in meters. Ororgrafie Ofwel de beschrijving van gebergten; reliëf dus. Obstakels Dit zijn zeer lokale elementen die niet met ruwheid of relief zijn gemodelleerd. 2 In stedelijk gebied waait het minder dan bijvoorbeeld in vlak waterlandschap. 3 Orografie betekent: beschrijving van gebergten. Reliëf dus. 4 WAsP heeft nog veel meer instellingen om de atmosfeer te parametriseren, maar daarvoor volstaan de default waarden. Windstudie Duiven, 16001 Methode, 5
4.4 Ruwheid In het windmodel, WAsP, voeren we landschappelijke eigenschappen in. WAsP accepteert deze eigenschappen in de vorm van ruwheidscontouren. De ruwheden van verschillende landschappen komen uit de Windatlas 5 en de contouren komen uit het project Corine 6. Het model van de omgevingsruwheid dat in WAsP is ingevoerd staat in kaart 2. 4.5 Orografie Orografie, de beschrijving van gebergten, is in Nederland van minimale invloed op de hoeveelheid wind. Toch voeden we aan ons windmodel onderstaande kaart 3 van hoogtelijnen. Het reliëf is gemeten door NASA in het project SRTM 7. 4.6 Obstakels Het gebouw van AVR met een hoogte van 55m boven het maaiveld en de schoorsteen met een hoogte van 85m boven het maaiveld, zijn in het windmodel als obstakel gemodelleerd. 5 Risø, de maker van het programma WAsP, geeft een ruwheidsindeling op deze pagina: http://130.226.56.171/support/faq/flashhelp/tableofroughnesslengths.htm 6 Corine (COoRdinate INformation on the Environment) Land Cover. Copyright EEA, Copenhagen 2007. Zie: http://www.eea.europa.eu. 7 Shuttle Radar Topography Mission, zie http://www2.jpl.nasa.gov/srtm/. Windstudie Duiven, 16001 Methode, 6
Figuur 2: Ruwheidsklasse rondom het project. Windstudie Duiven, 16001 Methode, 7
Figuur 3: Hoogte rondom het project in meters Windstudie Duiven, 16001 Methode, 8
5 Wind De energie in de wind is afhankelijk van twee factoren, de dichtheid ρ en de snelheid v van de lucht, samen de zogenaamde kinetische energie. Voor het vangen van de wind met een windturbine is het bovendien relevant hoeveel energie er door een gegeven oppervlak A stroomt. Dit is de kinetische energie vermenigvuldigd met het volume aan wind, zie formule 3: E kin = 1 2 ρ v2 (1) V olume = Avt (2) Φ = 1 2 Aρ v3 t (3) Merk op dat in formule 3 de windsnelheid v niet van de tijd afhangt, met andere woorden constant is. In werkelijkheid is dat niet het geval, maar waar het om gaat is dat de energie in de derde macht van v afhangt: een twee keer hogere windsnelheid geeft 2 3 = 8 keer meer energie. Om deze reden is het bijzonder belangrijk hoe de verdeling van de windsnelheid er uitziet 8. We maken een schatting van deze verdeling door de windsnelheid te meten. In deze studie gebruiken we metingen van windsnelheid en richting van onderzoeksmast CESAR 9 op een hoogte van 140 meter. Van deze metingen zijn 10 minuut gemiddelde gegevens gebruikt uit de periode 2001 t/m 2014. Met WAsP zijn deze gegevens verwerkt tot een regionaal windklimaat. Appendix B legt uit hoe een regionaal windklimaat er uitziet. 8 Bijvoorbeeld: twee uur lang een windsnelheid van 6 m/s levert een energie van C(6 3 + 6 3 ) = 432C, terwijl één uur een windsnelheid van 5 en één uur 7 m/s levert ook een gemiddelde windsnelheid van 6 m/s. De energie is nu echter C(5 3 + 7 3 ) = 468C. 9 CESAR Obervatory is een 200 meter hoge meteo mast waar vele meteorologische parameters gemeten worden op verschillende hoogten, waaronder de windsnelheid en - richting. Zie http://www.cesar-observatory.nl Windstudie Duiven, 16001 Wind, 9
6 Dichtheid Naast de verdeling van de windsnelheid kent formule 3 nog een parameter die van invloed is op de energie in de wind: de dichtheid. De gemiddelde dichtheid van de lucht is afgeleid uit metingen van druk, temperatuur en dauwpunt op hoogten 2, 10, 20, 40, 80, 140 en 200 meter van CESAR Observatory s meetmast, zie appendix C. We kunnen de gemiddelde dichtheid op deze ruimtelijke schaal (van CESAR tot Duiven) constant veronderstellen en komen zo op een jaar-gemiddelde dichtheid van 1, 228 kg m 3 op 100 meter hoogte. Windstudie Duiven, 16001 Dichtheid, 10
7 Resultaten 7.1 Referentie gegevens Met de windsnelheden uit MERRA en met de productiegegevens van het naastgelegen windpark is de gemiddelde netto jaarproductie voor dit referentiepark berekend. Zo komen we op de Annual Energy Production (AEP) zoals die in WAsP wordt gebruikt 10. Zie tabel 4. Tabel 4: Gemiddelde jaarproductie referentieturbines Aantal Ashoogte [m] Productie [MWh/j] Verlies [%] AEP [MWh/j] Onzekerheid [%] Ref Type ref 1 V90-2000kW 4 105 * * * 3,0 (*) Gegevens zijn vertrouwelijk. Op deze productiecijfers baseren we ons windmodel. Het regionale windklimaat, de Cesar meetgegevens 2001-2014, zijn zó geschaald dat de producties zo nauwkeurig mogelijk worden berekend. Het verschil tussen de berekende elektrische energie en de werkelijk gemeten jaarproductie is gegeven in tabel 5. Tabel 5: Gemeten versus gemodelleerde jaarproductie Ref Gemeten Model Afwijking [MWh/jaar] [MWh/jaar] [%] ref 1 * * 0.1 (*) Gegevens zijn vertrouwelijk. Dit windmodel geeft een gemiddelde windsnelheid van 6,1 m/s op een ashoogte van 100 meter. De verdeling van de windrichting en snelheid is gegeven in figuren 4 en 5. 10 In WAsP is dit de productie inclusief zogeffecten, en exclusief alle overige verliezen. Windstudie Duiven, 16001 Resultaten, 11
Figuur 4: Windroos. Figuur 5: Verdeling van windsnelheid. 7.2 Productie Met het windmodel is voor de windturbines de bruto energieproductie berekend, zie tabel 6. Tabel 6: Bruto productie Opstelling ashoogte windsnelheid power flux productie [m] [m/s] [Watt/m 2 ] [MWh/j] L100 100 6,1 222 12.205 7.3 Verliezen Op de bruto productie brengen we een aantal verliezen in rekening. Dit zijn verliezen als gevolg van zogeffecten. Maar ook als gevolg van bijvoorbeeld onderhoud of storing. Het elektrische verlies is verdeeld in een trafo-verlies (1,0%) en transportverlies (0.4%). Het totale verlies kan men berekenen door reductiefactoren met elkaar te vermenigvuldigen, waarbij de reductiefactor van bijvoorbeeld beschikbaarheid is: 1 (2/100) = 0, 98. Windstudie Duiven, 16001 Resultaten, 12
Tabel 7: Verliezen in % van de productie. Opstelling Beschikbaarheid Elektrisch omvormer Elektrisch transport Consumptie IJsvorming Geluid Slagschaduw Zog Totaal L100 2,0 1,0 0,4 0,2 0,1 0,0 0,0 3,0 6,5 7.4 Onzekerheid De onzekerheid in de berekening van de gemiddelde jaarproductie van het project berust op de volgende factoren: Productie Onzekerheid in de gemeten energieproducties en de interpretatie daarvan. Deze is 3,0% Windmodel Onzekerheid in omgevingsparameters bij laterale verplaatsing en verticale verplaatsing.(3,0%) Windaanbod De energieproductie varieert van jaar tot jaar als gevolg van wisselend windaanbod. Dit middelt uit over een langere periode, maar ook over 15 jaar is er nog een onzekerheid van 2,4%. Zie appendix D. Vermogenskromme Onzekerheid in de vermogenskromme van de windturbines (3,0%). De totale onzekerheid in de gemiddelde energieopbrengst over een periode van 15 jaar is gegeven in tabel 8 waarin de totalen berekend zijn als de som van de kwadraten van de componenten, en daar de wortel uit. 7.5 P90 De onzekerheid in de opbrengst drukt men vaak uit in een P90-waarde. Dit is de productie die met 90% zekerheid wordt gehaald. Je berekent de P90 door vergelijking 4 op te lossen voor a. Dit is de netto productie minus ongeveer 1,3 maal de standaardafwijking. Tabel 9 geeft de resultaten. Windstudie Duiven, 16001 Resultaten, 13
Tabel 8: Onzekerheden in % van de energieopbrengst. Opstelling Productiemeting Windmodel Vermogenskromme Toekomstig windaanbod Totaal L100 3,0 3,0 3,0 2,4 5,7 Met: a 1 σ 2π e 1 2 ( x µ σ )2 dx = 0,9 (4) µ = Verwachte waarde (= netto productie) σ = Standaard afwijking a = Ondergrens van de integraal Tabel 9: Energieopbrengst Opstelling Ashoogte [m] Totaal vermogen [MW] Windsnelheid [m/s] Verlies [%] Bruto productie [MWh/j] Netto productie [MWh/j] P90 productie [MWh/j] Vollasturen [uur] L100 100 5,00 6,1 6,5 12.205 11.408 10.570 2.282 Windstudie Duiven, 16001 Resultaten, 14
8 Conclusie In dit onderzoek is het windaanbod berekend op het waterzuiverings-terrein van het Waterschap Rijn en IJssel in Duiven. Een goede indicator van het windaanbod is de gemiddelde windsnelheid: 6,1 m/s op 100 meter boven het maaiveld. De hoeveelheid elektrische energie die een Lagerwey L100 (ashoogte 100 meter) uit dit windaanbod gemiddeld zal genereren is na aftrek van verliezen: 11.408 MWh per jaar. We hebben berekend wat de onzekerheid is in de netto productie en dit uigedrukt in een P90 waarde. De hoeveelheid electrische energie die met 90% zekerheid geleverd gaat worden is 10.570 MWh per jaar, gemiddeld over 15 jaar. Windstudie Duiven, 16001 Conclusie, 15
9 Gebruik en aansprakelijkheid Voor de inhoud van dit rapport heeft Bosch & Van Rijn zich gebaseerd op algemeen geaccepteerde modellen voor windopbrengsten. De parametersettings van de modellen zijn gedaan door een WAsP-gecertificeerde specialist. De gebruikte basisgegevens zijn veelvuldig getest. Ondanks het gebruik van deze zorgvuldige berekeningsmethoden geeft Bosch & Van Rijn geen garanties ten aanzien van de juistheid van de inhoud van het rapport. Ook vanwege dit gebruik van modellen (met mogelijk daarin reeds bestaande of toekomstig te ontdekken fouten), sluit Bosch & Van Rijn elke aansprakelijkheid ten aanzien van de inhoud van dit rapport uit. Bosch & Van Rijn is alleen aansprakelijk jegens opdrachtgever voor tekortkomingen in dit rapport die haar zijn toe te rekenen en die het gevolg zijn van grove nalatigheid. Indien en voor zover er op Bosch & Van Rijn enige aansprakelijkheid mocht blijken te rusten, dan is deze aansprakelijkheid te allen tijde beperkt tot het bedrag dat Bosch & Van Rijn voor de opdracht in rekening heeft gebracht. Windstudie Duiven, 16001 Gebruik en aansprakelijkheid, 16
10 Bibliografie [1] I. Troen and E.L. Petersen. European Wind Atlas. Risø National Laboratory, Roskilde, 1989. ISBN 87-550-1482-8. Windstudie Duiven, 16001 Bibliografie, 17
11 Appendix A WAsP wind parameters op 100 meter ashoogte. WAsP Output Sector Wind climate Power # angle freq. speed Weibull-A Weibull-k P net AEP wake [ ] [%] [m/s] [m/s] - [W/m 2 ] [kwh/a] [%] 1 0 5.7 4.91 5.5 2.49 114 204 0.0 2 30 6.5 5.37 6.0 2.71 142 286 0.0 3 60 6.3 5.86 6.6 2.94 175 297 12.44 4 90 7.0 5.79 6.5 2.63 181 312 17.24 5 120 5.5 5.49 6.2 2.43 163 251 5.53 6 150 5.4 5.59 6.3 2.48 170 273 0.0 7 180 8.9 6.59 7.4 2.93 250 634 0.0 8 210 15.2 7.28 8.2 2.94 335 1336 0.0 9 240 15.5 6.96 7.8 2.48 328 1261 0.0 10 270 9.6 6.22 7.0 2.23 255 607 3.85 11 300 7.4 5.24 5.9 2.26 150 239 26.99 12 330 6.8 4.92 5.6 2.37 120 249 0.0 Total or Average 6.11 226 5950 3.79 Windstudie Duiven, 16001 WAsP wind parameters, i
B Windatlas methode De windregimes in de Windatlas (zie [1]) zijn zogenaamde regionale windregimes. Zo n windregime is gegeven door een windroos met voor elke windrichting een verdeling van de windsnelheid. De Windatlas geeft de verdeling van de windsnelheid met een Weibullverdeling; zeker in Noordwest Europa een goede benadering. Deze verdeling wordt door slechts twee parameters gedefinieerd; de A(mplitude) en de k parameter. Deze laatste zegt iets over de vorm van de verdeling. Een windregime in de Windatlas geeft deze parameters (A en k) niet alleen voor 12 verschillende windrichtingen, maar ook voor een vijftal verschillende hoogtes en een vijftal verschillende omgevingsruwheden, in totaal: (5 ruwheden x 2 parameters + 1 frequentie) x 5 hoogtes x 12 windrichtingen = 660 parameters. Om een lokaal windregime te berekenen gaat de Windatlas uit van het volgende principe: een lokaal windregime is de optelsom van een regionaal windregime en lokale invloeden van het landschap zoals ruwheid, reliëf en obstakels. Zo kan men uit een regionaal windregime en een beschrijving van de omgeving een lokaal windregime berekenen. Een regionaal windregime wordt berekend met het omgekeerde principe; een regionaal windregime is de omgekeerde optelsom van het lokale windregime en lokale invloeden van het landschap. Zo kan men uit lokale windmetingen en een beschrijving van de omgeving een regionaal windregime berekenen. Het achterliggende idee is dat de lokale wind van plek tot plek anders is, in tegenstelling tot het regionale windregime dat geleidelijk verandert. Op deze manier kan men met kennis van dit regionale windregime (en met kennis van de lokale parameters: reliëf, ruwheid en obstakels) dus voor grote gebieden een nauwkeurige bepaling maken van het lokale windregime. Het reanalysis model van NCAR 11 laat het verloop zien van het regionale windregime. Zie figuur 6. 11 National Center for Atmospheric Research publiceert een model dat meer dan honderd meteorologische parameters oplost op een globaal grid in tijdstappen van 6 uur, waaronder windsnelheid. Windstudie Duiven, 16001 Windatlas methode, ii
Figuur 6: Gemiddelde windsnelheid op 10 m hoogte in m/s. 3 4 5 6 7 54 54 53 53 52 CESAR Project 52 51 51 25 km 3 4 5 6 7 m/s 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 Windstudie Duiven, 16001 Windatlas methode, iii
C Luchtdichtheid De luchtdichtheid op de verschillende hoogten van meetmast CESAR kan men bepalen door de volgende gegevens op te halen van CESAR s internetlocatie: de luchtdruk op 2 meter hoogte P 0, temperatuur op 2 meter hoogte T 0, het dauwpunt op 2 meter hoogte DP 0, temperatuur op hoogte z : T z en het dauwpunt op hoogte z : DP z. Algemeen geldt dat de druk P van een gasvolume te verdelen is in de partiële drukken van haar componenten. We onderscheiden twee componenten; droge lucht, een combinatie van stikstof ( 78%) en zuurstof ( 21%), en twee; waterdamp: P = P d + P v (5) Met P d de partiële druk van droge lucht en P v de partiële druk van waterdamp. De partiële druk van waterdamp is af te leiden uit het dauwpunt, de temperatuur waarbij waterdamp in het gasvolume begint te condenseren. Bij het dauwpunt is de partiële druk van waterdamp gelijk aan de verzadigingsdruk van waterdamp, en deze verzadigingsdruk E s is te berekenen met de zogenaamde Herman Wobus polynoom: E s = E s0 /p 8 W aarin : E s0 = 610.78 p = c 0 + T (c 1 + T (c 2 + T (c 3 + T (c 4 + T (c 5 + T (c 6 + T (c 7 + T (c 8 + T (c 9 ))))))))) c 0 = 0.99999683 c 1 = 0.90826951E 2 c 2 = 0.78736169E 4 c 3 = 0.61117958E 6 c 4 = 0.43884187E 8 c 5 = 0.29883885E 10 c 6 = 0.21874425E 12 c 7 = 0.17892321E 14 c 8 = 0.11112018E 16 c 9 = 0.30994571E 19 (6) Windstudie Duiven, 16001 Luchtdichtheid, iv
De dichtheid ρ 0 op hoogte z 0 kunnen we nu berekenen door in formule6 voor T DT 0 in te vullen. Gegeven de partiële druk voor waterdamp is de dichtheid: ρ = P d R d T + P v R v T (7) Waarin R d = 287.058 de specifieke gasconstante voor droge lucht en R v = 461.495 de specifieke gasconstante voor waterdamp. Uit de druk, dichtheid en temperatuur op z 0 en de temperatuur op hoogte z kan men de druk op hoogte z berekenen. We nemen een linear temperatuurverloop tussen hoogte z 0 = 2 en z = h: T (z) = T 0 + (z 2) T (z = h) T 0 h 2 (8) Een eerste benadering van de dichtheid op hoogte z kan men maken door de dichtheid alleen van de temperatuur af te laten hangen: ρ(z) = ρ 0 T 0 T (z) (9) Maar we gebruiken deze dichtheid alleen om het drukverschil tussen z 0 en z = h te schatten. Hiervoor gebruiken we de formule voor de drukgradient: Met g de gravitatiekracht. δp δz = ρg (10) Uiteindelijk, nu de druk, temperatuur en dauwpunt op hoogte z = h bekend zijn, kan de dichtheid op z = h berekend worden door eerst de partële druk van waterdamp te berekenen met formule 6 en deze te gebruiken in formule 7. Wij hebben deze berekening uitgevoerd voor de vier seizoenen bij CESAR observatory over de periode 2001-2013, zie figuur 7. De gemiddelde dichtheid over de gehele periode is op 100 meter hoogte: 1.228 kg m 3, net iets meer dan de standaard dichtheid 12 van 1.225 kg m 3. 12 De dichtheid in International Standard Atmosphere Windstudie Duiven, 16001 Luchtdichtheid, v
Figuur 7: Dichtheid afgeleid uit data van CESAR Observatory. 200 160 120 Height [m] 80 40 0 winter spring summer autumn 1.16 1.18 1.20 1.22 1.24 1.26 1.28 Density [kg m 3] Windstudie Duiven, 16001 Luchtdichtheid, vi
D Onzekerheden windaanbod Voor de onzekerheden in het windaanbod en de effecten daarvan op de energieopbrengst, gebruiken we de meetreeks van CESAR op 80 meter hoogte. De reeks bestaat uit gemiddelde windsnelheden over 10-minuut intervallen, en bestrijkt een periode van 1 mei 2000 tot 1 mei 2010. Voor elk jaar in deze reeks is de gemiddelde windsnelheid en de energieproductie bepaald met WAsP, ruwheidskaarten en hoogtekaarten voor een referentiepark. De resultaten staan in tabel 10 (de jaren beginnen in mei). Tabel 10: Windsnelheden en productie van een referentiepark. Regionaal windregime uit CESAR data op 80 meter. Jaar Gemiddelde windsnelheid Bruto productie op 85 m hoogte [m/s] [MWh / jaar] 2000 7,26 17.271 2001 7,49 18.477 2002 6,83 14.944 2003 6,85 15.072 2004 7,01 15.894 2005 6,75 14.562 2006 7,47 18.369 2007 7,36 17.757 2008 6,79 14.769 2009 7,06 16.152 gemiddeld 7,09 16.327 Om de standaardafwijking te berekenen gebruiken we onderstaande formule 11 met de zogenaamde Bessel correctie. Deze correctie is nodig omdat het niet zeker is dat alle fenomenen in het windaanbod in deze periode gesampled zijn. σ = 1 N (x i x) N 1 2 (11) i=1 Hiermee komen we op een standaardafwijking in de jaarlijkse productie van 1.527 MWh = 9,35%. Windstudie Duiven, 16001 Onzekerheden windaanbod, vii
De onzekerheid in een langjarig gemiddelde is een stuk kleiner en kan men schatten met onderstaande formule op basis van de onzekerheid in 1 jaar. We zijn op zoek naar de onzekerheid in de gemiddelde jaarproductie over een periode van 15 jaar, de looptijd van een windproject. De formule luidt dan als volgt (12): 1 15 σ = 394 = 2, 41% (12) Windstudie Duiven, 16001 Onzekerheden windaanbod, viii
E Powercurven E.1 Lagerwey L100-2500 >?65&'AB&;5C'&5%BA5%'#A?BC"8A'5D8CC8?$'3#45&657'3)=='/E2F- Wind speed [m/s] Standard* Power [kw]!"#$%#&%'' ()%*''' +,-. Power curves reduced noise emmission!"#$%#&%'' (/%*''' +,-.!"#$%#&%'' (0%*''' +,-.!"#$%#&%'' (1%*''' +,-.!"#$%#&%'' (2%*''' +,-. 3 45 45 45 45 45 45 4 137 137 137 137 137 137 5 285 285 285 285 253 250 6 501 501 449 444 436 428 7 795 727 715 697 672 646 8 1151 1074 1050 1006 947 899 9 1533 1478 1420 1336 1245 1161 10 1901 1822 1757 1650 1517 1381 11 2202 2148 2043 1909 1708 1569 12 2392 2285 2155 1995 1811 1655 13 2481 2335 2187 2003 1821 1665 14 2511 2335 2187 2003 1821 1665 15 2519 2335 2187 2003 1821 1665 16 2520 2335 2187 2003 1821 1665 17 2520 2335 2187 2003 1821 1665 18 2520 2335 2187 2003 1821 1665 19 2520 2335 2187 2003 1821 1665 20 2520 2335 2187 2003 1821 1665 21 2520 2335 2187 2003 1821 1665 22 2520 2335 2187 2003 1821 1665 23 2520 2335 2187 2003 1821 1665 24 2520 2335 2187 2003 1821 1665 25 2520 2335 2187 2003 1821 1665 *Power curves based on 10% turbulence and standard atmospheric conditions >?65&'AB&;5C'3#45&657'3)=='( /E2'F- $"!! $!!! #"!! +,-./-0/ +,-./-0/12#1/3 #!!! +,-./-0/12$1/3 +,-./-0/12%1/3 "!! +,-./-0/12&1/3 +,-./-0/12"1/3! $ % & " ' ( ) * #! ## #$ #% #& #" #' #( #) #* $! $# $$ $% $& $" 3#45&657'-8$%'*9 :5;'/<(=)(/=)1 >#45')'?@') Windstudie Duiven, 16001 Powercurven, ix
@A&BC"'D>3??7D73$"C'1#23&435'1)<<'-E0F6 Wind speed [m/s] Standard Ct [-]!"#$%#&%'' ()%*'''''' +(, Thrust curves reduced noise emmission!"#$%#&%'' (-%*'''''' +(,!"#$%#&%'' (.%*'''''' +(,!"#$%#&%'' (/%*'''''' +(,!"#$%#&%'' (0%*'''''' +(, 3 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 4 0.85 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 5 0.80 0.80 0.79 0.77 0.76 0.74 6 0.80 0.77 0.74 0.72 0.70 0.67 7 0.80 0.75 0.72 0.68 0.64 0.61 8 0.79 0.71 0.68 0.64 0.59 0.55 9 0.66 0.66 0.63 0.57 0.52 0.48 10 0.56 0.56 0.54 0.49 0.45 0.41 11 0.48 0.48 0.46 0.43 0.38 0.34 12 0.41 0.40 0.39 0.37 0.34 0.30 13 0.31 0.31 0.30 0.28 0.27 0.26 14 0.25 0.24 0.23 0.22 0.21 0.20 15 0.20 0.19 0.19 0.18 0.17 0.16 16 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.13 17 0.14 0.13 0.13 0.12 0.12 0.11 18 0.12 0.11 0.11 0.10 0.10 0.09 19 0.10 0.10 0.09 0.09 0.08 0.08 20 0.09 0.08 0.08 0.08 0.07 0.07 21 0.07 0.07 0.07 0.07 0.06 0.06 22 0.07 0.06 0.06 0.06 0.06 0.05 23 0.06 0.06 0.05 0.05 0.05 0.05 24 0.05 0.05 0.05 0.05 0.04 0.04 25 0.05 0.05 0.04 0.04 0.04 0.04 #"#! @A&BC"'D>3??7D73$"C'1#23&435'1)<<'( -E0'F6 #"!!!"+!!"*!!")!!"(!!"'!!"&!!"%!,-./0.10,-./0.1023#204,-./0.1023$204,-./0.1023%204,-./0.1023&204,-./0.1023'204!"$!!"#! $ % & ' ( ) * + #! ## #$ #% #& #' #( #) #* #+ $! $# $$ $% $& $' 1#23&435'67$%'*8 93:'-;(<)(-<)/ =#23')'>?') Windstudie Duiven, 16001 Powercurven, x
E.2 Reference 1: Vestas V90-2000 Sheet1 Powercurve V90-2000 Windspeed Power Ct [m/s] [kw] [-] 4.0 89 0.838 4.5 142 0.819 5.0 204 0.808 5.5 279 0.804 6.0 368 0.804 6.5 470 0.807 7.0 594 0.807 7.5 736 0.801 8.0 896 0.784 8.5 1069 0.755 9.0 1247 0.717 9.5 1428 0.674 10.0 1599 0.628 10.5 1753 0.578 11.0 1881 0.525 11.5 1951 0.463 12.0 1981 0.402 12.5 1994 0.349 13.0 1998 0.306 13.5 2000 0.270 14.0 2000 0.239 14.5 2000 0.214 15.0 2000 0.192 15.5 2000 0.173 16.0 2000 0.157 16.5 2000 0.143 17.0 2000 0.131 17.5 2000 0.119 18.0 2000 0.110 18.5 2000 0.101 19.0 2000 0.094 19.5 2000 0.087 20.0 2000 0.081 20.5 2000 0.075 21.0 2000 0.070 21.5 2000 0.066 22.0 2000 0.062 22.5 2000 0.058 23.0 2000 0.054 23.5 2000 0.051 24.0 2000 0.048 24.5 2000 0.045 25.0 2000 0.043 Windstudie Duiven, 16001 Powercurven, xi Page 1
Effect windturbines op de emissies van AVR Duiven Waterschap Rijn en IJssel Rapport nr.: 17-0071 Datum: 2017-02-08
Projectnaam: DNV GL - Energy Rapport titel: Klant: Effect windturbines op de emissies van AVR Energy Advisory Duiven Postbus 9035 Waterschap Rijn en IJssel 6800 ET ARNHEM Postbus 148 7000 AC Doetinchem Contactpersoon: D. Hommes Tel: +31 26 356 9111 Datum: 2017-02-08 KvK 09006404 Project nr.: 100333195 Organisatie unit: R&S/ECM Rapport nr.: 17-0071 Geschreven door: Beoordeeld door: Goedgekeurd door: H. Erbrink Senior Consultant E. Kokmeijer Senior Engineer W. Fleuren Head of Section Copyright DNV GL 2017 All rights reserved. Unless otherwise agreed in writing: (i) This publication or parts thereof may not be copied, reproduced or transmitted in any form, or by any means, whether digitally or otherwise; (ii) The content of this publication shall be kept confidential by the customer; (iii) No third party may rely on its contents; and (iv) DNV GL undertakes no duty of care toward any third party. Reference to part of this publication which may lead to misinterpretation is prohibite d. DNV GL and the Horizon Graphic are trademarks of DNV GL AS. DNV GL Distributie: Onbeperkte distributie (intern en extern) Trefwoorden: Windturbines, emissies, geur Onbeperkte distributie binnen de DNV GL Groep Onbeperkte distributie binnen DNV GL Netherlands Geen distributie (vertrouwelijk) Versie Datum Reden voor uitgave Auteur Beoordeeld Goedgekeurd 0 Eerste uitgave H. Erbrink E. Kokmeijer W. Fleuren 2017-02-08 DNV GL Netherlands B.V. DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy
Inhoud 1 SAMENVATTING... 1 2 INLEIDING... 2 3 EMISSIES VAN AVR EN RWZI... 4 4 KUNNEN DE WINDTURBINES EEN NEGATIEF EFFECT HEBBEN OP DE CONCENTRATIES... 5 5 MODELBEREKENINGEN... 8 6 RESULTATEN... 10 7 CONCLUSIE... 13 8 REFERENTIES... 14 Appendix A Appendix B DNV GL - Energy Emissies van AVR en Waterschap Rijn en IJssel Contourplots van berekende concentraties Rapport nr. 17-0071. www.dnvgl.com/energy Blz. i
1 SAMENVATTING In dit rapport is onderzocht of de geplande windturbines op het terrein van de rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI) in Duiven, de concentraties van luchtverontreinigende stoffen (en geur) ten gevolge van de emissies van AVR (en RWZI) in nabij gelegen woonwijken negatief kunnen beïnvloeden. Dit is gedaan door na te gaan welke emissies er in de omgeving (tot 1 á 2 km afstand van de windturbines) aanwezig zijn. Voorts is beredeneerd welke invloed een windturbine kan hebben op concrete bronnen van geur in de omgeving. Om dit te onderbouwen, zijn enkele berekeningen met een geavanceerd rekenmodel gedaan waarin gedetailleerd is beschreven wat een windturbine doet op de verspreiding van rookpluimen. In noordoostelijke richting is voor wat betreft de schoorsteenemissies een verlaging van de bijdrage aan de jaargemiddelde concentraties aangetoond (tot 25%); in zuidwestelijke richting een lichte verhoging (tot 5%). Maar, omdat de bijdrage van emissies aan de concentraties op leefniveau van PM 10 en NO2 zeer laag is (minder dan 0,1 µg/m3) en de heersende niveaus ver onder de grenswaarden liggen, is met zekerheid vastgesteld dat er geen grenswaarden zullen worden overschreden. Voor geur zal de cumulatieve blootstelling in de omgeving eveneens niet significant veranderen. Hoewel de verspreiding van pluim uit de schoorsteen dus wel significant beïnvloed wordt, zal door de dominante bijdrage van de lage bronnen, het overall effect zijn dat er nauwelijks een verandering zal optreden in de geurblootstelling. De emissies van de nabijgelegen A12 en de scheepvaart op de IJssel betreffen steeds lage bronnen. Hiervoor geldt dat de windturbines de verontreinigingen alleen in zeer lichte mate (extra) kunnen verdunnen. Concentraties van NO2 en PM10 op leefniveau zullen door plaatsing van de windturbines niet verslechteren. De conclusie kan daarom niet anders luiden dan dat de windturbines de geurconcentraties in de omgeving niet significant zal verslechteren. De bijdrage van de schoorsteenemissies aan de concentraties op leefniveau is zodanig laag dat het effect van de windturbines in absolute zin verwaarloosbaar is. De geurconcentraties worden in hoofdzaak door lage bronnen bepaald; deze worden niet in ongunstige wijze beïnvloed door de aanwezigheid van windturbines. DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 1
2 INLEIDING Het Waterschap Rijn en IJssel onderzoekt de mogelijkheid om maximaal twee windturbines te plaatsen op de zuivering Nieuwgraaf bij Duiven (zie figuur 1). De vraag is echter wat het effect is van deze turbines op de verspreiding van de emissies van AVR Duiven. Figuur 1 Locatie van de beoogde windturbines (groene punten). Blauwe stipjes zijn de RWZI geurbronnen, gele stip is het MLC, bruine stip is de schoorsteen van AVR Voor de bouw en inbedrijfname van de windturbines is vergunning nodig. Een aspect dat onderzocht dient te worden, is het verstorend effect van windturbines op de luchtkwaliteit. De NO 2 en PM10 concentraties in de omgeving zijn niet dusdanig hoog dat normoverschrijding dreigt. De emissies van PM10 van de installaties in de omgeving zijn daarbij zodanig laag, dat een significante beïnvloeding niet mogelijk is. Een aandachtspunt is het effect van de windturbines op de NO 2 concentraties ten gevolge van het wegverkeer op de A12 of de scheepvaart op de IJssel. In eerdere onderzoeken is echter duidelijk aangetoond dat de concentraties van grondgebonden bronnen (dus ook die van A12 èn van scheepvaart) niet door een windturbine verhoogd kunnen worden (zie Erbrink, 2016)). Dit aspect wordt in dit rapport in hoofdstuk 4 verder uitgewerkt. DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 2
Voorts worden de emissies van de schoorstenen van AVR doorgerekend, met en zonder de windturbines, zodat de verschillen in de concentraties in de omgeving goed in beeld kunnen worden gebracht. Een speciaal aandachtspunt tenslotte is de geurblootstelling in de omgeving. De geuremissies in de regio komen van zowel lage bronnen (vooral de RWZI) als vanuit de schoorsteen van AVR (90 m hoog). In die gevallen (vanwege de aanwezigheid van een hoge schoorsteen) is beïnvloeding mogelijk en ook waarschijnlijk. In deze rapportage wordt nagegaan hoe beïnvloeding van de combi van alle bronnen in de geurblootstelling zich manifesteert. Daarnaast wordt aandacht gegeven aan de emissies van de schoorsteen, wanneer deze solitair beschouwd worden. De vraag of een windturbine de luchtkwaliteit beïnvloedt en of deze invloed wellicht een verslechtering inhoudt, is dus een gerechtvaardigde vraag. In eerdere studies is op een behoorlijk detailniveau nagegaan wat een windturbine voor een effect heeft op de verspreiding van stofpluimen (en andere stoffen in rookpluimen), zoals bij de energiecentrale van Fibroned in Apeldoorn (KEMA, 2008), de REC Harlingen (KEMA, 2010), de windparken bij Tata Steel (Erbrink 2016a en 2016b) en korte studies bij Rotterdam en Dordrecht (ESC, 2016c en 2016d). In de eerste twee situaties was sprake van een merkbare invloed, en dan vooral op de geurconcentraties; in de situatie bij Tata Steel was er van een merkbare beïnvloeding nauwelijks sprake en de laatste twee studies laten consequent zien dat bij lage bronnen indien er al invloed is- er alleen een lichte verbetering kan optreden. In het algemeen is het niet zonder meer te stellen dat windturbines nooit of juist altijd invloed zullen hebben. Bij AVR Duiven staat een hoge schoorsteen. In dit rapport wordt daarom ingegaan op de kans dat er rond de windturbines een verslechtering van de luchtkwaliteit kan plaatsvinden. Dat wordt nagegaan door a) de bronnen van geur in de omgeving van de windturbine na te gaan; b) te beredeneren of deze bronnen van geur door de windturbine anders verspreid gaan worden en c) een berekening uit te voeren om na te gaan hoe de beïnvloeding zich getalsmatig laat aanzien. DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 3
3 EMISSIES VAN AVR EN RWZI In het gebied zijn de volgende emissiebronnen te vinden: - AVR Duiven: NOx emissies en fijnstof (en overige stoffen: SO2, HF en HCl), vermeld in BESCHIKKING D.D. 12 OKTOBER 2009 - ZAAKNR. 2007-000383/MPM9264 VAN GEDEPUTEERDE STATEN VAN GELDERLAND. De NOx emissie bedraagt 164.517 kg/jaar, vermeld in het elektronisch milieu jaarverslag 2015. De andere emissies zijn hier ook vermeld; voor deze studie is het van belang te bepalen wat de relatieve verandering door de windturbines zal zijn; de in de volgende paragrafen berekende effecten gelden voor alle stoffen. - - Geur AVR Duiven: o de hoge schoorsteen (90 m), waaruit de geur van de verbrandingslijnen (drie stuks), en van o Het Multi Logistiek Centrum (een nood-opslaghal voor afval): een lage bron (geen o De papierpulpopslag naast gebouw 12: lage bron de thermische conversie van papierslib (TCI) wordt geëmitteerd. schoorsteen) De rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI) met als bronnen de beluchtings- en bezinktanks. Deze emissies betreffen alleen lage bronnen. De geuremissies van de bronnen zijn verkregen uit: - de omgevingsvergunning van AVR Duiven - geuronderzoek RWZI. Voor AVR Duiven zijn de aangevraagde emissiecijfers genomen, voor de RWZI de gerapporteerde waarden. De waarden voor de RWZI zijn van de omgevingsdienst verkregen; deze worden openbaar bij de ter visie legging van de vergunning. De gebruikte waarden zijn gegeven in Appendix A. DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 4
4 KUNNEN DE WINDTURBINES EEN NEGATIEF EFFECT HEBBEN OP DE CONCENTRATIES Een windturbine haalt energie uit wind en zet dat om in elektriciteit. Daarmee is het één van de belangrijkste duurzame energiebronnen die in Nederland ingezet worden om de broeikasgasemissies terug te dringen. De wind achter een windturbine (het zogenaamde zog) is daarom een stuk minder dan voor de windturbine. De windsnelheid direct achter de windturbine is ongeveer de helft van de windsnelheid ervoor. Door het draaien van de wieken en door de verschillen in windsnelheid onder en boven dit zog, worden ook extra wervelingen opgewekt, de zogenaamde turbulentie. Deze turbulentie zorgt ervoor dat rook dat in het zog terecht komt sterker wordt verspreid dan buiten dit zog. Dit sneller verspreiden gaat naar boven en naar beneden. Kortweg komt het erop neer dat een rookpluim in het zog sneller verdund wordt (meer menging), maar ook langzamer weg waait omdat de windsnelheid direct achter de windturbine lager is, zie figuur 2. Figuur 2 Rookpluim van een hoge schoorsteen wordt door windturbine beïnvloed. Gevolg: extra verdunning en hogere grondconcentraties in een beperkt gebied zijn mogelijk Figuur 2 geldt voor schoorstenen met rookpluimen met ongeveer dezelfde hoogte als de hoogte van de windturbine. De luchtkwaliteit kan dan verslechteren omdat de pluim (veel) eerder aan de grond komt ). Als bij schoorstenen (of meer in het algemeen) de emissies vrijkomen op lage hoogte (bijvoorbeeld door wegverkeer vanaf de A12, de scheepvaart op de IJssel of uit de RWZI), kunnen deze rookpluimen ook nog iets beïnvloed worden, maar de extra verspreiding naar beneden is er dan (bijna) niet. De pluimen zijn immers al vlakbij of op de grond. Extra verspreiding kan nog wel plaatsvinden als de rookpluim naar boven toe al zover gemengd is, dat een deel van de pluim in het zog terecht kan komen, zie figuur 3. Het gevolg zal zijn dat de concentraties achter de windturbine iets verlaagd kunnen zijn (maar dat zal in de praktijk nauwelijks merkbaar zijn). DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 5
Figuur 3 Rookpluim van een lage schoorsteen wordt door windturbine extra verdund: gevolg: misschien wat extra verdunning grondniveau. Ook de emissies op de A12 en die van de scheepvaart op de IJssel zijn dus laag ten opzichte van de as van windturbine: hoogstens een paar meter ten opzichte van rond de 110 m. Bij (zuid)westenwind zullen emissies van verkeer (en ook scheepvaart overigens) daarom door het zog wat extra verdund kunnen worden, maar geen verslechtering van de luchtkwaliteit opleveren (zie figuur 4). De conclusie voor emissies van het wegverkeer op de A12 en de scheepvaart op de IJssel kan niet anders zijn, dan dat de emissies van deze lage bronnen niet in negatieve zin beïnvloed kunnen worden door de komst van windturbines. Figuur 4 Lage emissies worden windafwaarts opgenomen in het zog: gevolg: misschien wat extra verdunning, dus iets lagere concentraties Deze bovenstaande redenering maakt het aannemelijk dat de windturbines niet tot een slechtere luchtkwaliteit kunnen leiden; tenzij er hoge schoorstenen in de buurt staan. En dat geldt in deze situatie voor de schoorstenen van AVR Duiven. De emissies van AVR Duiven vinden plaats op een hoogte van 90 m en zullen door de warmte inhoud van de rookpluim nog iets verder stijgen, afhankelijk van de windsnelheid. Deze schoorsteen is dus wel van vergelijkbare hoogte als de windturbine. Het is daarom redelijk om aan te nemen dat de rookpluimen van de AVR Duiven wel door de windturbines beïnvloed kunnen worden. In figuur 5 is dat geïllustreerd. DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 6
Figuur 5 Emissies van een hoge schoorsteen, in het zog van een windturbine, kunnen beïnvloed worden. Lichtblauw: normale pluimverspreiding; lichtgeel: zog van de windturbine (met extra turbulentie), donkergeel: rookpluim in het zog: extra verspreiding in het zog DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 7
5 MODELBEREKENINGEN Het effect van de windturbines is gekwantificeerd door het uitvoeren van een modelberekening met en zonder de windturbines. Een rekenmodel wordt gebruikt als meten niet (goed) mogelijk is, bijvoorbeeld als de meettechniek niet nauwkeurig genoeg is, of als er heel veel bronnen zijn, of als de tijd die nodig is om een meetbaar effect waar te nemen, heel lang gaat worden (jaren). In het rekenmodel dat voor de invloed van een windturbine wordt gebruikt, zijn alle effecten van een windturbine in alle weersomstandigheden zo goed mogelijk beschreven. Het rekenmodel is een uitbreiding van het standaard (nationaal) rekenmodel voor stofverspreiding. De uitbreiding bestaat uit een gedetailleerde beschrijving van wat een windturbine op de stof (of geur-)verspreiding doet. Met dit model zijn alle uren in een lange periode van 10 jaar doorgerekend. Een gedetailleerde beschrijving van het rekenmodel is te vinden in referentie Erbrink, 2016b. De emissies komen uit vier afzonderlijke pijpen. Deze schoorstenen staan echter zo dicht bij elkaar dat ze als één schoorsteen kunnen worden behandeld. Dit is in lijn met de nationale aanbevelingen van het NNM, in figuur 6 is ook zichtbaar dat de rookpluimen zich niet als afzonderlijke pluimen, maar als één pluim gedragen. De invoergegevens zoals toegepast in de berekeningen zijn gegeven in Appendix A. Figuur 6 De vier schoorstenen van AVR geven één gemengde rookpluim DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 8
Voor deze studie zijn de thrustcoëfficiënten van de Nordex 117 genomen. Ashoogte 110 m, diameter rotor: 110 m. Thrustcoëfficiënten bepalen welke deel van de windkracht wordt omgezet in de stuwkracht voor de generator en zijn afhankelijk van het ontwerp van de windturbine. Naarmate de windsnelheid toeneemt wordt er een kleiner deel van de windenergie omgezet in elektriciteit, zie figuur 7. De aanspreeksnelheid is 3 m/s en de maximale windsnelheid is 25 m/s. Bij hogere windsnelheden wordt de windturbine stilgelegd (de wieken worden zo gedraaid dat er geen windkracht meer op uitgeoefend wordt: de zogenaamde vaanstand). Figuur 7 Thrustcoëfficiënten van de windturbines (type: Nordex 117) Bron: Noise level, Power curves, Thrust curves, Nordex N117/3000. F008_244_A03_EN Revision 00, 201210-24. Voor de verspreidingsberekeningen is een terreinruwheid nodig. Deze wordt bepaald voor het gebied waarvoor de verspreidingsberekeningen worden uitgevoerd. Voor het gebied rond de planlocatie van 10 x 10 km is de ruwheid ongeveer 0,75m: dit is een redelijk ruw gebied, veroorzaakt door de aanwezigheid van bedrijventerreinen en woonlocaties. DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 9
6 RESULTATEN De effecten op de schoorsteenemissies zijn van belang voor alle luchtverontreinigende stoffen van AVR. Daarom is de verandering in de jaargemiddelde concentraties ten gevolge van (alleen) de schoorsteenemissies nagegaan en in een contourplot gepresenteerd. Het maakt dan niet uit welke emissie het betreft (PM10, NOx of andere stoffen: SO2, HF en HCl): het gaat immers om de verandering in de jaargemiddelde concentraties. Van een (dreigende) overschrijding van de grenswaarde zal geen sprake zijn, omdat enerzijds de niveaus duidelijk onder de grenswaarde liggen in de omgeving en anderzijds omdat de bijdrage van AVR Duiven aan deze concentraties gering is, zie figuur 9 (Appendix B), waarin de NO2 concentraties zijn gegeven voor de situatie met de windturbines. De hoogste concentraties worden getoetst aan de grenswaarden (40 µg/m 3) voor NO2. Deze berekening is gedaan voor de NOx emissies (164.517 kg/jaar) van de schoorsteen en met dezelfde receptorpunten als voor geur is gedaan. Naast de jaargemiddelde concentraties van luchtverontreinigende stoffen zijn ook de geurconcentraties (als cumulatieve concentraties) berekend. Deze geurconcentratieberekeningen zijn uitgevoerd op een viertal specifieke locaties, die ook in het rapport van Olfasense (Odournet, 2014) zijn genoemd ter onderbouwing van de vergunningaanvraag van AVR Duiven. Daarbovenop is een gebied van 10 x 10 km doorgerekend, zodat het effect van de windturbines zichtbaar wordt in de wijde omgeving. De receptorpunten die hiervoor zijn gedefinieerd, zijn in figuur 8 getoond, tezamen met de locaties van de bronnen en de vier specifieke geurpunten. Opgemerkt wordt dat de verspreidingsberekeningen zijn uitgevoerd met de gecumuleerde geur emissies van RWZI en AVR; de uitkomsten verschillen daardoor uiteraard van de resultaten die in Odournet (2014) zijn gepresenteerd! Het gaat hier immers om de vraag wat de invloed van de windturbines zal zijn: wordt de situatie beter of slechter of maakt het (nauwelijks) uit? Figuur 8 Locaties van bronnen, vier specifieke geurpunten en de gridpunten (nodig voor maken van contouren) DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 10
Figuur 9 (Appendix B) geeft de bijdrage van AVR Duiven aan de jaargemiddelde NO 2 concentraties; figuur 10 (Appendix B) de som van GCN (de achtergrond waarden) en de AVR Duiven bijdrage. Duidelijk is dat AVR Duiven overal minder bijdraagt dan 0,1 µg/m 3; terwijl de GCN waarde vooral beïnvloed wordt door de aanwezigheid van de A12. Van overschrijding van de grenswaarde is nergens sprake. De hoogste waarde voor NO2 in het gebied is 27 µg/m3. In figuur 11 is de relatieve verandering in de jaargemiddelde concentraties (NO 2) ten gevolge van de schoorsteen. Duidelijk zichtbaar is een lichte toename in zuidwestelijke richting. Dit is de windrichting, waarbij de rookpluim in het zog wordt geëmitteerd (zoals in figuur 5 is aangegeven). Daarentegen zijn de jaargemiddelde concentraties in noordoostelijke richting lager: tot 25%, maar dicht bij de schoorsteen hoger dan zonder de windturbine. Dit is de situatie die in figuur 2 is geschetst. Het gebied met lagere concentraties is duidelijk groter. Let wel: dit betreft alleen de emissies van de 90 m hoge schoorsteen. Dit is vooral van belang voor de PM 10, de NOx en SOx emissies; Van deze drie stoffen is de NOx emissie het hoogste; daarom zijn voor NO 2, dat uit NOx wordt gevormd, de vergelijkende berekeningen gemaakt; voor de andere stoffen betekent dit dat de berekende concentraties lager zijn dan voor NO2, dat als hoogste bijdrage van AVR Duiven nog geen 0,1 µg/m3 laat zien1. Het effect van plaatsing van de twee windturbines op de geurconcentraties is op een viertal locaties in de buurt bepaald. De plaatsen van deze punten zijn in figuur 8 aangegeven. De coördinaten zijn rijksdriehoekscoördinaten; deze zijn terug te vinden op topografische atlassen en kaarten (zie bijvoorbeeld http://www.openstreetmap.nl/). Van belang is wat de geurconcentraties voor alle geurbronnen zijn. In tabel 1 zijn de resultaten gegeven voor het 98- en het 99,9-percentiel. Daarin staat steeds wat het relatieve effect van de windturbine is op de geurconcentraties (als percentiel) op de vier punten die ook in de studie van Olafasense zijn gebruikt. 0% betekent dus geen invloed en een getal lager dan 0% betekent een afname. De resultaten laten inderdaad zien dat er voor deze bronnen (AVR Duiven en RWZI) geen verslechtering van de geurblootstelling te verwachten is. Een verbetering is evenmin aan de orde. Tabel 1 Effect van windturbine (geen effect=100%, toename: >0%, afname <0%) op vier gevoelige locaties Kievit Huis te Lathum IKEA Hamerden x y 98-p (%) 99,9p (%) 198046 198538 196809 195923 443495 444233 442273 441598 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0-0.1 0.0 0.0 Van belang is wat de absolute geurconcentraties in het hele gebied zijn; die zijn gegeven in figuur 12 (Appendix B). In figuur 13 (Appendix B) zijn de verschillen gegeven voor de situatie met windturbines ten opzichte van de situatie zonder de windturbines. Dit betreft dus de cumulatieve geurconcentraties van alle geurbronnen van AVR Duiven en RWZI. De verschillen zijn gering; alleen op grotere afstand (noordzijde) is een kleine afname zichtbaar. Dit komt omdat de geurconcentraties hoofdzakelijk bepaald worden door de lage bronnen. Hoewel de geuremissie van de 90 m hoge schoorstenen de grootste emissie laat zien, is de bijdrage op grondniveau marginaal. En de lage bronnen worden door de windturbines nauwelijks beïnvloed, zoals is uitgelegd in hoofdstuk 4. 1 Er is gerekend voor NO, met als uitgangspunt de NO emissie. NO wordt in de atmosfeer snel omgezet naar NO door de meestal overvloedige 2 x x 2 aanwezigheid van ozon. Voor NO2 gelden grenswaarden, voor NOx niet. DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 11
De geuremissies van de schoorsteen worden wel degelijk door de windturbine beïnvloed maar dit is vrijwel niet zichtbaar door de emissies van de lage bronnen. Het effect op de schoorsteenemissies is al gebleken uit de vergelijking van de jaargemiddelde concentraties, waarbij het effect voor een belangrijk deel positief is (afname van de niveaus) en voor een klein deel negatief (toename van de concentraties). Om dit verder te onderbouwen en om het effect na te gaan voor de 98-percentiel waarden, zijn ook de geuremissies van de schoorsteen afzonderlijk doorgerekend en wel weer voor het hele grid. De relatieve veranderingen van de geurconcentraties (als 98-percentiel) voor het hele grid zijn in Appendix B gegeven in figuur 14 (met windturbines) en figuur 15 (zonder de windturbines). Deze figuren geven de percentielen weer van alleen de schoorsteen emissies weer. Ook hier is te zien dat de windturbines een effect hebben. In zuidwestelijk richting is dit effect niet tot nauwelijks zichtbaar, dus wanneer de rook geëmitteerd wordt in het zog van één van de windturbines (situatie figuur 5). Maar in noordoostelijke richting (situatie figuur 2) is duidelijke afname zichtbaar en een lichte verschuiving van de contouren. Eigenlijk zien we hier een vergelijkbaar beeld als voor het jaargemiddelde zichtbaar was. Samenvattend kan gesteld worden dat de windturbines het verspreidingsgedrag van de pluim uit de hoge schoorsteen beïnvloedt, meestal in gunstige zin, maar niet altijd. De bijdrage van de schoorsteenemissies aan de concentraties op leefniveau is echter zodanig laag dat het effect van de windturbines in absolute zin verwaarloosbaar is. Voor geur geldt dat door de dominante bijdrage van de lage bronnen het overall effect is, dat er nauwelijks een verandering zal optreden in de geurblootstelling. DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 12
7 CONCLUSIE De windturbines op het terrein van de afvalwaterzuiveringsinstallatie Waterschap Rijn en IJssel beïnvloedt verspreiding van de geur en andere stoffen (zoals NO x) vanaf de A12 of vanuit industriële bronnen (AVR Duiven en RWZI) niet in ongunstige zin. In noordoostelijke richting is voor wat betreft de schoorsteenemissies (NO2, SO2, HF, HCl en dergelijke) een verlaging van de bijdrage aan de jaargemiddelde concentraties aangetoond (tot 25%); in zuidwestelijke richting een lichte verhoging (tot 5%). Maar, omdat de bijdrage van emissies aan de niveaus van PM10, NOx zeer laag is (minder dan 0,1 µg/m3) is met zekerheid vastgesteld dat er geen grenswaarden zullen worden overschreden. Voor geur zal de cumulatieve blootstelling voor de omgeving eveneens niet significant veranderen. Als er al een verandering aanwijsbaar is, zal dat meestal een (geringe, niet meetbare) afname van de geurblootstelling voor de gevoelige objecten in de omgeving zijn. Deze conclusies zijn getrokken door de werkingsaspecten van de windturbine enerzijds kwalitatief te beschouwen, (hoofdstuk 4) en anderzijds kwantitatief te bepalen door modelberekeningen uit te voeren (hoofdstuk 6) met behulp van een rekenmodel waarmee de beïnvloeding van rookpluimen door deze windturbines gedetailleerd is doorgerekend. DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 13
8 REFERENTIES KEMA, 2010. Luchtkwaliteitonderzoek REC Harlingen. Rapport 55106127-TOS/HSM 10-4410. KEMA, 2008 (J.J. Erbrink en S.M.J. Houben). Interactie tussen windturbines en emissies van Fibroned: effecten op de luchtkwaliteit. Rapportnr. 59751399-TOS/MEC 08-9079. Erbrink, 2016a. Impact windmolens op verspreiding van luchtverontreiniging Windmolens Spuisluis en de emissies van Tata Steel. Rapport ErbrinkStacksR2016001. Erbrink, 2016b. Windpark Tata Steel en luchtkwaliteit. Rapport ErbrinkStacksR2016002. Erbrink, 2016d. windmolen Krabbegors, briefnotitie, d.d. 11 november 2016. Erbrink, 2016c. windmolen Kralingseveer, briefnotitie, d.d. 20 oktober 2016. Odournet, 2014. Geuronderzoek AVR vestiging Duiven: uitbreiding opslagcapaciteit papierpulp. Rapport Odournet, AVRO14C2, september 2014. DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 14
APPENDIX A Emissies van AVR en Waterschap Rijn en IJssel bron AVR MLC papierpulp RWZI RWZI RWZI RWZI RWZI RWZI RWZI RWZI RWZI RWZI RWZI RWZI RWZI RWZI RWZI RWZI RWZI RWZI RWZI DNV GL - Energy x y Hoogte (m) (m) 197119 197242 197252 197421.8 197461.3 197500.7 197188.4 197225.6 197231.5 197228.9 197286.7 197344.4 197514.4 197539.3 197564.8 197416.2 197364.7 197314.3 197162 197106.9 197197.9 197202.7 442668 442440 442355 443007.3 442920 442832.9 442855.1 442813.8 442758.6 442927.7 442945.6 442963.4 443010.6 442955.8 442901.5 442805 442773.9 442741.4 442774.5 442755.9 442783 442687 Rapport nr. 17-0071 Warmteemissie (MW) Geuremissie (oue/uur) Bedrijfsuren (m) Uittreesnelheid (m/s) 90 5 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 2 10 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1.4 16 2.1 15.509 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 77757.3 8611.1 5166.7 2148 2148 2148 11925 11925 11925 355 355 355 355 355 355 355 355 355 911.3 316 272.3 1525 8760 8760 8760 8760 8760 8760 8760 8760 8760 8760 8760 8760 8760 8760 8760 8760 8760 8760 8760 8760 8760 8760 www.dnvgl.com/energy (uur) A-1
APPENDIX B Contourplots van berekende concentraties Figuur 9 Berekende bijdrage van de AVR aan de jaargemiddelde NO 2 concentraties voor 2016. Situatie met windturbines Figuur 10 Berekende jaargemiddelde NO2 concentraties voor 2016. (situatie met windturbines) DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 1
Figuur 11 DNV GL - Energy Relatieve verandering (1=geen verandering) in de jaargemiddelde concentraties ten gevolge van alleen de schoorsteenemissies met de aanwezigheid van twee windturbines. Dichtbij de schoorsteen een toename (buiten het bedrijfsterrein met name in zuidwestelijke richting, tot maximaal 3 a 4 %) en een grotere afname in noordoostelijke richting (tot 25%). Opmerking: de toename direct rond de schoorsteen is relatief hoog, maar in absolute concentraties klein, omdat de concentraties aldaar laag zijn (zie figuur 10) Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 2
Figuur 12 98-percentielwaarden van geurconcentraties (oue/m 3); alle bronnen (AVR, RWZI) gecumuleerd Figuur 13 Verschilplot van geurpercentielen (98-percentiel, voor alle geur bronnen, dus cumulatief). Toe- of afname (negatieve cijfers) van het 98-percentiel geur, in procenten ten gevolge van plaatsing van twee windturbines. De verschillen zijn gering; alleen op grotere afstand (noordzijde) is een klein afname zichtbaar DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 3
Figuur 14 98-percentielwaarden van geurconcentraties; emissies van alleen de 90 m schoorsteen. Situatie met windturbines Figuur 15 98-percentielwaarden van geurconcentraties; emissies van alleen de 90 m schoorsteen. Situatie zonder de windturbines DNV GL - Energy Rapport nr. 17-0071 www.dnvgl.com/energy Blz. 4
ABOUT DNV GL Driven by our purpose of safeguarding life, property and the environment, DNV GL enables organizations to advance the safety and sustainability of their business. We provide classification and technical assurance along with software and independent expert advisory services to the maritime, oil and gas, and energy industries. We also provide certification services to customers across a wide range of industries. Operating in more than 100 countries, our 16,000 professionals are dedicated to helping our customers make the world safer, smarter and greener.
Media overzicht 1. Verstuurde persberichten door Waterschap Rijn en IJssel 26 mei 2016 Waterschap zet in op windenergie (+ uitnodiging informatie avond) 21 juni 2016 Dijk in Zutphen is mogelijke locatie voor windmolen (+ uitnodiging informatie avond) 16 sept 2016 Duiven mogelijke locatie windmolens (+ uitnodiging informatie avond) 3 november 2016 Start gesprek over windmolens Olburgen (+ uitnodiging informatie avond) 19 januari 2017 aankondiging inloopavond windenergie 26 jan 2017 Duiven 26 januari 2017 aankondiging inloopavond windenergie 7 feb 2017 Zutphen 2. Berichten verschenen in print media en TV Van datum bekendmaking locatie Duiven (16 september 2016) t/m 8 februari 2017 datum medium titel 19 februari 2016 De Stentor Natuurmonumenten: 'Geen windmolens op de Veluwe' 16 april 2016 De Gelderlander Klimaat kan niet wachten 16 september 2016 Zevenaar Post Mogelijk windmolens op Nieuwgraaf 16 september 2016 De Gelderlander Mogelijk twee extra windmolens in Duiven 3 november 2016 De Gelderlander Bijna klaar voor de ketchup 7 oktober 2016 De Gelderlander Waterschap steekt zijn energie in waterkracht 7 oktober 2016 De Twentsche Courant Tubantia Meer kansen voor waterkracht 13 oktober 2016 De Stentor Locaties windmolens bekend 18 oktober 2016 Stad Doetinchem Waterschap zoekt balans in energieopwekking 4 november 2016 De Gelderlander Olburgen in beeld voor windmolens 17 november 2016 De Gelderlander Windmolens maken waterschap energieneutraal 20 januari 2017 De Gelderlander Waterschap wil mening bevolking weten over windmolens Nieuwgraaf 23 januari 2017 Regiobode Inloopbijeenkomst over windenergie op De Nieuwgraaf 25 januari 2017 Westervoort Post Last minute inloop over
windmolens op InnoFase 26 januari 2017 De Gelderlander Nieuwe turbines Lathum wisselend ontvangen / Lathum ligt niet wakker van windmolens 3. Berichten verschenen in online / social media Van datum bekendmaking locatie Duiven (16 september 2016) t/m 3 februari 2017