Ga door naar hoofdcontent
ArtikelenGeo-Informatie aan de basis van energietransitie-projecten

Geo-Informatie aan de basis van energietransitie-projecten

Donderdag 1 oktober 2020Afbeelding Geo-Informatie aan de basis van energietransitie-projecten

De energietransitie speelt op verschillende schaalniveaus. Op de Noordzee worden grootschalige windparken aangelegd. Vlaanderen onderzoekt de potentie voor kleine en middelgrote windturbines op land. In Nederland stellen alle regio’s een Regionale Energiestrategie (RES) op waarin ze hun energieambities vastleggen. Op uw dak liggen misschien zonnepanelen. De energietransitie vraagt op al deze schaalniveaus om brede toepassing van GIS.

De energietransitie is een complex ruimtelijk vraagstuk met veel tegenstrijdigheden: het is abstract, maar ook zeer concreet, grootschalig en tegelijkertijd kleinschalig, centraal en ook decentraal. GIS biedt de mogelijkheid om de ruimtelijke aspecten op alle schaalniveaus te analyseren en visualiseren. GIS geeft daardoor inzicht in de vraag, de ruimtelijke potentie, belemmeringen en de energiebehoefte. Aan de hand van twee projecten schetst dit artikel hoe Witteveen+Bos GIS inzet in projecten voor energietransitie. Het eerste project gebruikt GIS om de ruimtelijk potentie voor kleine en middelgrote windturbines voor geheel Vlaanderen inzichtelijk te maken. Het tweede project gebruikt GIS om de omgeving te betrekken bij de effectstudies voor de bekabeling van het windpark ‘Ten noorden van de Waddeneilanden’.

Inzicht in potentie voor kleine en middelgrote windturbines

Het eerste project is een potentieelonderzoek voor Kleine en Middelgrote Windturbines (KMWT) in Vlaanderen. Het Vlaams Energiebedrijf (VEB) wilde samen met PIO (Programma Innovatieve Overheidsopdrachten) het potentieel voor KMWT bij de publieke sector in Vlaanderen nagaan. Hiermee willen ze de aanwezige drempels zoveel mogelijk wegwerken en de overheid ertoe aanzetten een voorbeeldrol op te nemen in de energietransitie. Het potentieel werd geanalyseerd voor drie types KMWT. De uitdaging is om ruimtelijke belemmeringen en windpotentieel te vertalen naar één flexibel model dat bruikbaar is voor verschillende turbinetypes, maar toch voldoende accurate resultaten oplevert voor heel Vlaanderen.

KMWT zijn turbines die een slag kleiner zijn dan de standaard grote windturbines. In Vlaamse context zijn dit turbines met een vermogen tot 300 kW of een masthoogte tot ca. 50 meter. De KMWT kunnen mogelijk op locaties staan waar grotere windturbines niet geplaatst kunnen worden. Hierdoor kunnen ze een goede aanvulling vormen op zonnepanelen en grote windturbines in de energietransitie.

Vooruitlopen op beleid

Voor de ruimtelijke inpassing van windturbines in het landschap, moet worden voldaan aan verschillende richtlijnen. Het merendeel is af te leiden uit de Vlaams Reglement betreffende de Milieuvergunning (VLAREM). De VLAREM beschrijft echter alleen regelgeving voor windturbine(s) of windparken met een cumulatief vermogen groter dan 300 kW, dus niet voor losse KMWT. Gebaseerd op de VLAREM, diverse circulaires en richtlijnen bleken de ruimtelijke restricties echter wel te definiëren.

Uit de VLAREM, de diverse circulaires en richtlijnen blijkt dat de ruimtelijke belemmeringen ingedeeld zijn in 13 hoofdbelemmeringen, zoals richtlijnen met betrekking tot natuur en slagschaduw. Hieronder vallen weer verschillende belemmeringen, zoals een erkend natuurreservaat bij natuur. In totaal zijn er ruim dertig relevante belemmering voor plaatsing van KMWT.

Figuur 1 – Potentie voor KMWT voor geheel Vlaanderen. Donkergroene locaties: zeer geschikt. Lichtgroene locaties: geschikt, maar bevatten mitigeerbare belemmeringen. Gele gebieden: minder geschikt door ruimtelijke restricties die beperkingen opleggen. Grijze gebieden: niet geschikt. (Bron: project KMWT).

Vertaalslag belemmeringen naar turbineparameters

Om met de belemmeringen te kunnen rekenen, is het nodig om afstandseisen als afhankelijke van de windturbines op te stellen. Hiervoor zijn drie turbineparameters relevant: de ashoogte, rotordiameter en tiphoogte. De ruimtelijke belemmeringen, afstandseisen afhankelijk van turbineparameters, databronnen en categorisering per belemmering worden in een matrix verwerkt. De matrix vormt de basis voor het maken van het model en, nog belangrijker, de afstemming tussen GIS- en energiespecialisten. Het Grootschalige Referentie Bestand (GRB) is als uitgangspunt gebruikt voor de berekeningen. Dit is de topografische kaart van Vlaanderen. Een groot deel van de belemmeringen komt hier echter niet in terug. Voor deze belemmeringen zijn de officiële en openbare gegevens van Geopunt Vlaanderen gebruikt. Denk hierbij aan gegevens van beschermde stads- en dorpsgezichten en natuurreservaten.

Modellering met ArcGIS Pro

Om flexibiliteit van het model te garanderen, zijn de enige parameters de drie turbineparameters. Hierdoor kan het model voor iedere gewenste KMWT de ruimtelijke belemmeringen doorrekenen. Het model is gemaakt in Python met behulp van ArcPy. Hierbij zijn parallel processing mogelijkheden van ArcGIS Pro gebruikt om de berekeningen zo efficiënt mogelijk te verdelen. Er is gekozen voor vectorprocessing, omdat de eindresultaten naast de categorisering ook de relevante ruimtelijke belemmering moeten bevatten. Met vectorprocessing kunnen beide in één bestand worden verwerkt.

‘De resultaten maken inzichtelijk waar haalbaarheidsstudies de moeite waard zijn’

Tina Van Lierde (VEB)

Resultaten

Het model maakt een eerste evaluatie van het potentieel voor KMWT. Deze evaluatie kan een basis zijn om te beslissen om wel of geen verdere haalbaarheidsstudies uit te voeren. Hiermee wordt tegemoet gekomen aan de drempel van relatief dure haalbaarheidsstudies nog voor het exacte potentieel bekend is. De resultaten geven inzicht in de potentie voor KMWT tot op perceelniveau voor geheel Vlaanderen. In één oogopslag is te zien waar mogelijkheden zijn voor KMWT. Op regionaal niveau is te zien of er veel of weinig potentie is. Op perceelniveau kan voor exacte locaties worden gekeken of er potentie is voor KMWT. In dezelfde dataset is terug te zien welke belemmeringen spelen en doorslaggevend zijn voor het classificatieresultaat. Figuur 1 geeft de resultaten voor geheel Vlaanderen weer.

Energietransitie: Nederland versus Vlaanderen

 

De energietransitie plaatst zowel Nederland als Vlaanderen voor een uitdaging, waarin moeilijke keuzes gemaakt moeten worden. Zijn er eigenlijk grote verschillen tussen de Nederlandse en Vlaamse aanpak? In Nederland spelen naast de nationale overheid, ook de 30 energieregio’s een belangrijke rol. Zij onderzoeken, met ondersteuning van het Nationaal Programma RES, hoe en waar er duurzame elektriciteit opgewekt kan worden en hoe gebouwen en huizen tegen 2050 van het gas af kunnen zijn. Dit leidt samen tot een integrale Regionale Energiestrategie (RES) per energieregio.

 

In Vlaanderen spelen naast de Vlaamse en Belgische overheid, ook de lokale besturen een belangrijke rol. Heel wat Vlaamse gemeentes hebben de ‘Convenant of Mayors’ ondertekend, waardoor ze zich vrijwillig inzetten om de CO₂- uitstoot binnen hun gemeente te reduceren. Dit vereist eveneens een integrale energievisie. De uitdagingen om te komen tot dergelijke integrale energievisie zijn voor Nederland en Vlaanderen vergelijkbaar, bijvoorbeeld:

• Waar kunnen windturbines gerealiseerd worden, zodat de hindereffecten van de windturbines beperkt blijven, maar er toch voldoende energieopbrengst is?

• Hoe kan de warmtevraag van een woonwijk verduurzaamd worden, op een energetisch en economisch verantwoorde manier?

• Zijn de gemaakte keuzes toekomstbestendig en robuust?

• Hoe kan er draagvlak gecreëerd worden bij de lokale bevolking voor deze oplossingen?

 

De antwoorden op deze vragen zullen uiteraard verschillen tussen Nederland en Vlaanderen, door het verschil in context: energieprijzen, ruimtelijke ordening, wettelijk kader en subsidies, woningmarkt enzovoort. De methodiek en de tools om tot deze antwoorden te komen kunnen wel vergelijkbaar zijn: de opmaak van warmteplannen, het bepalen van voorkeursgebieden voor wind- en zonne-energie op basis van geografische data, het opzetten van online platformen waarop burgers de vooruitgang mee kunnen volgen enzovoort. GIS kan hier een belangrijke toegevoegde waarde betekenen.

‘Ten noorden van de Waddeneilanden’

Het tweede project, ‘Ten noorden van de Waddeneilanden’, is de routeontwikkeling en de m.e.r.-procedure voor de bekabeling van het windpark voor TenneT TSO en het Ministerie van Economische Zaken.

TenneT TSO is als beheerder van het Nederlandse hoogspanningsnet verantwoordelijk voor het aansluiten van windparken op zee op het hoogspanningsnet. Hiervoor moeten de kabelroutes worden onderzocht op technische haalbaarheid en milieueffecten via een m.e.r.-procedure. Witteveen+Bos stelt voor TenneT TSO de milieueffectrapportage op. De milieueffectrapportage onderzoekt de milieueffecten van negen alternatieven. De minister van Economische Zaken en Klimaat kiest hieruit één voorkeursalternatief dat verder in detail wordt uitgewerkt. Een op GIS gebaseerde interactieve website is ingezet binnen dit project om de omgeving gemakkelijk te informeren en te laten participeren.

Onderzoek naar routes

Voor het milieueffectrapport (MER) zijn negen mogelijke routes naar drie aansluitlocaties onderzocht. De drie mogelijke aansluitlocaties zijn bij Burgum, Vierverlaten en Eemshaven. De totale lengte van de routes varieert tussen de 95 en 120 kilometer. Iedere route loopt door de Noordzee, de Waddenzee en over land en heeft daardoor invloed op een groot aantal omwonenden, belanghebbenden en milieuaspecten. Doordat het grootste deel van de routes op zee liggen, is het Rijksdriehoekstelsel als coördinatensysteem niet meer toereikend. Binnen het project wordt daarom in twee coördinatensystemen gewerkt: het Rijksdriehoeksstelsel en ETRS89 UTM zone 31N. Figuur 2 geeft de verschillende routes weer.

Van route-ontwikkeling tot MER

Geo-informatie komt in alle onderdelen van de m.e.r.-procedure terug. Analyseresultaten en visualisaties van geo-informatie zijn terug te vinden in de rapportages. Voorafgaand aan de route ontwikkeling zijn alle relevante gegevens verzameld. Denk hierbij aan zandwingebieden op Noordzee, locaties van zeegras op het wad en bebouwing op land. Met behulp van deze gegevens zijn de routes ontworpen, zodat ze precies om harde belemmeringen heen laveren.

De eerste versie van de routes komt terecht in de Notitie Reikwijdte en Detailniveau (NRD). De NRD beschrijft de milieuaspecten en diepgang van de onderzoeken van het MER (milieueffectrapport). In het MER worden alle milieuaspecten verder onderzocht, terwijl parallel hieraan de routes zijn doorontwikkeld.

Figuur 2 – Negen kabelroutes vanaf ‘Ten noorden van de Waddeneilanden ’(Bron: project ‘Ten noorden van de Waddeneilanden’).

Website InBeeld

Door de omvang van het projectgebied, de mogelijke impact op omwonenden en de effecten voor belanghebbenden is een intensief omgevingstraject van groot belang. Hiervoor is een InBeeld website (netopzeetnwinbeeld. nl/) ingezet, als aanvulling op het traditionele omgevingsproces. InBeeld is een door Witteveen+Bos ontwikkelde interactieve GIS-gebaseerde website. Een screenshot van de InBeeld website is te zien in figuur 3. De InBeeld website combineert diverse systemen tot een compleet platform om de omgeving te betrekken in projecten. Geografische informatie wordt binnengehaald van ESRI-servers en gevisualiseerd in een lichtgewicht Leaflet kaartcomponent. De website is gemakkelijk te configureren en vullen via het Wagtail CMS systeem.

Via een koppeling met Relatics worden reacties op de kaart gestructureerd opgeslagen en kan het projectteam gemakkelijk reageren op geplaatste reacties. Relatics is een softwarepakket waarin projectinformatie beheerd en vastgelegd kan worden volgens system engineering principes. Witteveen+Bos gebruikt dit standaard voor omgevingsmanagement.

Figuur 3 – Links tekstuele uitleg bij het kaartbeeld, op de kaart de drie belangrijkste punten direct zichtbaar en rechts de doorzoekbare lagenlijst. (Bron: Screenshot InBeeld, netopzeetnw-inbeeld.nl/).

Informeren en participeren

De website informeert de omgeving op een gebruiksvriendelijke manier en faciliteert om mee te denken in het project. Bezoekers kunnen navigeren door op een route op de kaart te klikken en onderwerpen in de legenda te selecteren. Bijbehorende teksten en geografische informatie worden dan automatisch ingeladen. Ze kunnen hierdoor snel en intuïtief interessante informatie terugvinden. Vragen en reacties kunnen direct op de kaart worden achtergelaten. Via een invulformulier (figuur 4) worden de reacties gestructureerd ingevoerd en in Relatics opgeslagen. Het projectteam kan hierdoor gemakkelijk antwoord geven via de website en nieuwe inzichten direct meenemen in het project.

Om dit mogelijk te maken, wordt de belangrijkste informatie uit de rapportages op een publieksvriendelijke manier herschreven per route en onderwerp. De geografische gegevens worden opgewerkt en ingedeeld zodat er informatie beschikbaar is voor alle aanwezige combinaties tussen de routes en onderwerpen. Deze informatie wordt per projectfase geactualiseerd.

Figuur 4 – Invulformulier om reacties en vragen op de kaart achter te laten, waarbij deze direct gestructureerd in Relatics worden opgeslagen. (Bron: Screenshot InBeeld, netopzeetnw-inbeeld.nl/).

Op de schouders van GIS

De genoemde projecten bevinden zich in heel verschillende fases van de energietransitie. De studie over KMWT geeft initieel inzicht in mogelijke geschikte locaties voor KMWT, terwijl er voor ‘Ten noorden van de Waddeneilanden’ concreet onderzoek wordt gedaan naar geschikte kabelroutes. Qua schaalgrootte geeft de studie voor KMWT inzicht in de mogelijkheden voor kleine en middelgrote windturbines tot 300 kW voor geheel Vlaanderen, terwijl de offshore turbines van ‘Ten noorden van de Waddeneilanden‘ gezamenlijk 700 MW, het energieverbruik van 700 duizend huishoudens, opwekken. Ondanks deze verschillen staan beide projecten op de schouders van GIS.

Auteurs