De toenemende vraag naar duurzame energie zal de komende decennia leiden tot een grootschalige aanleg van windparken op zee. Dat zorgt voor toenemende milieuschade voor het leven onder water, want het verankeren van de windturbines in de zeebodem gaat momenteel nog gepaard met geluidsoverlast. GBM Works, een spin-off van de TU Delft, heeft een methode ontwikkeld om offshore windturbines veel stiller aan te leggen, vertelt oprichter en director Ben Arntz.

Arntz (31) heeft zijn oranje hesje nog aan, als hij verschijnt in Microsoft Teams. Zijn bedrijf zit sinds kort in de Energy Solution Incubator in Utrecht, gevestigd in een voormalige energiecentrale. Ideaal voor Arntz en zijn team, want hij beschikt nu zowel over kantoorruimte als een grote werkhal om te werken aan zijn machines en prototypes.

“Het werk werd echter een maand lang stilgelegd, omdat in de buurt walvissen aan het kalven waren”

Kalvende walvissen
Het zaadje voor zijn bedrijf werd geplant in 2014, vertelt Arntz, toen hij tussen zijn bachelor en master offshore engineering vier maanden als werkstudent aan de slag ging voor Heerema in Leiden. Hij was betrokken bij een project waarbij voor de kust van Australië een aantal palen in zee moesten worden geïnstalleerd. “Het werk werd echter een maand lang stilgelegd, omdat in de buurt walvissen aan het kalven waren”, vertelt Arntz. Reden: de geluidsoverlast die de werkzaamheden veroorzaakten.

Bijna al het zeeleven heeft last van geluid dat afkomstig is van schepen of de aanleg van windparken. Daarom gelden geluidsnormen bij heiwerkzaamheden op zee. Een van de manieren waarop offshore bedrijven de overlast kunnen beperken, is door lokaal een ‘gordijn van bubbels’ aan te leggen dat het geluid tegenhoudt. Deze methode is echter duur en kost tijd.

Afstudeerproject
Soms moet een project helemaal worden stilgelegd, zoals in Australië. “Dat kost al gauw honderdduizenden euro’s per dag”, aldus Arntz. “Ik dacht toen: als ik iets verzin dat dit geluid wegneemt, scheelt dat flink in tijd en kosten.” Tijdens zijn master liet dit idee hem niet meer los, en Arntz besloot af te studeren op een nieuwe, innovatieve methode om de geluidsoverlast te minimaliseren.

“Ik dacht toen: als ik iets verzin dat dit geluid wegneemt, scheelt dat flink in tijd en kosten”

De begeleider vanuit de Faculteit Civiele Techniek, Jeroen Hoving, zag potentie in het afstudeerproject, en besloten werd om een STW-beurs aan te vragen voor een haalbaarheidsstudie. Daarna ging het snel: Arntz begon in de zomer van 2016 met afstuderen en aan het eind van het jaar had hij GBM Works opgericht, samen met studiegenoot Nick Noordam.

Trilhamer en waterjet
De zogeheten monopiles van windturbines worden traditioneel met een grote impacthamer de zeebodem in geslagen, net als dat gebeurt met heien op land. De innovatie die Arntz ontwikkelde bestaat uit een combinatie van een trilhamer en een waterjet om de grond aan de binnenkant van de monopile vloeibaar te maken. Hierdoor wordt de weerstand weggenomen en zakt de paal makkelijk en vrijwel geluidloos de bodem in.

“Er wordt later dit jaar voor het eerst een volledig windpark aangelegd met deze trilmethode, maar die kent zijn beperkingen: het werkt alleen op het zand”, vertelt Arntz. “Kom je kleilagen tegen, of stukken waar het zand compacter is, dan krijg je de paal niet op de juiste diepte zonder onrealistisch hoog trilvermogen, wat ook weer meer geluid maakt.” De gepatenteerde jet-gun technologie van GBM Works zorgt ervoor dat ook de taaiste klei wordt weggespoten. Eerste indicaties wijzen erop dat deze methode 70 procent stiller dan bestaande trilmethodes.

Succesvolle test op Tweede Maasvlakte
Afgelopen herfst is deze technologie al succesvol getest op de Tweede Maasvlakte met een paal van 12 meter. In september dit jaar (2021) volgt een tweede test in de haven van Antwerpen – waar de bodem vol zit met stijve klei – met een paal van 35 meter lang.

Het bedrijf ontving onlangs 1,8 miljoen euro aan subsidie om het prototype voor deze tweede test te maken. GBM Works voert dat project uit samen met Deltares, machinefabriek Barth en DEME Offshore. Ook doet GBM Works mee aan SIMOX-project, waarin verschillende innovatieve installatie-methodes worden getest.

Naar de markt in 2023
Volgend jaar volgt dan nog een full-scale test, waarna de technologie van Arntz betreft genoeg is doorontwikkeld om commercieel te worden ingezet. “Dat willen we doen vanaf 2023.” Bedrijven reageren positief op de nieuwe technologie. “De markt wil een stille methode, en dan is trillen in combinatie met onze jet-gun technologie het meest geavanceerde alternatief.” Leuke bijkomstigheid is dat de nieuwe methode ook nog eens sneller is.

Arntz is de afgelopen jaren als ondernemer bijgestaan door Delft Enterprisesg (DE). Hij is met namen te spreken over de rol die DE speelde tijdens de prille opstartfase. “Die eerste stap is heel belangrijk, om van 0 naar 1 te gaan.” De investment managers van Delft Enterprises hielpen onder meer met subsidieaanvragen, het verbeteren van presentaties en gaven advies over diverse onderwerpen. Ook kreeg hij hulp met het aanvragen van patent.

“Mijn aanvankelijke oplossing bleek veel te radicaal – en veel te duur”

Flexibiliteit
De belangrijkste les die hij heeft geleerd als ondernemer? “Geloof niet te heilig in de eigen technologische oplossing”, is het eerste wat hij zegt. De markt is vaak nog niet klaar voor radicale oplossingen, dat gold ook voor GBM Works. “Mijn aanvankelijke oplossing bleek veel te radicaal – en veel te duur. Na gesprekken met de markt en het testen van verschillende prototypes zijn we gekomen tot ons huidige product.”

De wind komt in elk geval uit de goede hoek. De ambities van zowel de Nederlandse regering als de Europese Unie op het gebied van offshore wind zijn groot. “Dat betekent dat de komende jaren duizenden palen op zee moeten worden geheid, en dan hebben we het alleen over de Nederlandse plannen.” Dat kan alleen als er een oplossing wordt gevonden voor de milieuschade. “Anders bespaar je wel CO2, maar niet op een duurzame manier.”