VV03 Omslag 600
Februari 2024

Zonnepanelen op ­water vragen om ­verantwoorde keuzes

Samenwerking tussen technici, ecologen, omgeving en waterschappen essentieel

28  01

Om de klimaatdoelstellingen van 2025 te halen, zal volop gebruik moeten worden gemaakt van zonne-energie. Er wordt op dit moment dan ook gewerkt aan verschillende oplossingen om zoveel mogelijk oppervlakken hiervoor te benutten. Ook drijvende pv-panelen op meren en binnenwateren bieden potentie, maar het is nog onduidelijk wat de bijbehorende ecologische en sociale effecten zijn.

In juni 2022 riep de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) met haar call ‘Verantwoorde opschaling van Zon op water’ kennisinstellingen en andere geïnteresseerde partijen op om bijbehorende onderzoeksprojecten te ontwikkelen. Deze projecten moeten gericht zijn op de kennislacunes rond de interactie tussen de fysieke aspecten van zonne-energiesystemen op Nederlandse binnenwateren en de ecologische aspecten. Fysieke aspecten hebben onder meer betrekking op technologie, economische haalbaarheid en landschappelijke inpassing, maar ook op de maatschappelijke acceptatie van de systemen. De ecologische aspecten betreffen de relaties tussen organismen onderling en met hun niet-biologische omgeving. De call heeft binnen een jaar geleid tot het consortium Sparkles. In dit consortium werken energiewetenschap, ecologie en openbaar bestuur samen aan het vaststellen van deze effecten en het wegnemen van de eventueel bijbehorende bottlenecks. NWO heeft voor dit onderzoek 2,8 miljoen euro beschikbaar gesteld.

Noodzaak en nut

Hoofdaanvrager van de subsidie is dr. Sven Teurlincx van NIOO-KNAW (Nederlands Instituut voor Ecologie). Hij kent de noodzaak van onderzoek naar de onderlinge complexe verbanden tussen de technische, ecologische en sociale aspecten. Teurlincx: ‘Technisch gezien zijn we met drijvende zonnepanelen al heel ver. Er zijn in Nederland al verschillende pilots gerealiseerd waarin onderzoek is gedaan naar de technische mogelijkheden en haalbaarheid van drijvende pv-panelen. Niet alleen op binnenwateren, maar zelfs ook op zee.’
Aan een van de pilots werkt Wolf Leenderts van EasyFix Solar. Hij geeft aan: ‘Ons eerste uitgangspunt was het ontwerpen van een soort eilanden van zonnepanelen (zie kader). Qua opwekking heb je weinig uitdagingen, aangezien grote zonnevelden al langer bekend zijn. Maar anderzijds richt je hiermee wel veel schade aan de omgeving aan doordat deze panelen in een soort formatie op oorspronkelijk open water drijven. Hiervoor wordt onder meer gebruikgemaakt van kunststof drijvers. Wanneer je deze dicht bij elkaar legt, dan zullen ze tegen elkaar aan gaan schuren waardoor de bekende – en bovenal ongewenste – microplastics in het water terecht komen. Het creëren van een onderlinge afstand tussen de drijvers is dus een uitdaging om in elk geval die vervuiling te voorkomen. Qua materiaal kijken we verder sterk naar gerecyclede materialen om te passen in een circulaire samenleving. Hiervoor werken we ook met een materialenpaspoort en is het ultieme doel om echt cradle-to-cradle te werken. En zoveel mogelijk lichtgewicht natuurlijk: eenvoudig te hanteren en een optimaal drijfvermogen.’
Andere uitdagingen die Leenderts noemt liggen bij de locaties die je kiest. Niet alleen moet het wateroppervlak er om verschillende redenen geschikt voor zijn, maar het liefst liggen de panelen ook op strategische punten, zodat ter plekke een soort energiehubs zijn te creëren. Wellicht is het ook mogelijk met mobiele systemen te werken die regelmatig van plaats wisselen zodat de ligging tijdelijk is en hiermee ook de overlast voor de omgeving en de ecologische belasting.

28 02Kleine veranderingen aan de natuurlijke habitat kunnen relatief grote gevolgen hebben voor de planten en dieren die er leven.

Ecologische impact

Met het noemen van de ecologische belasting stipt Leenderts een belangrijke bottleneck aan die de grootschalige uitrol van pv op water bemoeilijkt. De verschillende pilots zijn namelijk veelbelovend wanneer het gaat om het opwekken van duurzame energie op ongebruikte oppervlakken, maar houden in de meeste gevallen (nog) geen rekening met bijkomende aspecten zoals de ecologische en sociale impact. Of zoals Leenderts al zei: ‘Eilanden richten schade aan’. Dit levert onder meer een spanningsveld op bij de vergunningaanvraag waarin de aanvrager moet voldoen aan onder meer de eisen uit de Kaderrichtlijn Water.
Teurlincx: ‘Deze wet richt zich puur op de kwaliteit van ons water – wat al niet al te best is in Nederland – en houdt zich niet bezig met andere aspecten, zoals de voordelen van het opwekken van duurzame energie. Verder hebben we te maken met de zogenaamde Natura2000-gebieden waarin biodiversiteit en populatiebeheer centraal staan. Er is bekend dat kleine veranderingen aan de natuurlijke habitat relatief grote gevolgen kunnen hebben voor de planten en dieren die er leven. Deze wet- en regelgeving moet dan ook gevolgd worden om natuurwaarden te behouden, maar zal in veel gevallen niet helpen bij het toekennen van een vergunningsaanvraag voor drijvende zonne-eilanden.’

‘Er zijn enorm veel tegenstrijdige belangen in dit complexe speelveld’

Bottlenecks

Nu lijkt het vooral ‘irritant’ dat wet- en regelgeving een grootschalige uitrol van zonnepanelen op water tegenhoudt, maar wat Teurlincx betreft is het goed dat relevante partijen hiermee worden gedwongen om ook na te denken over de ecologische – en andere – aspecten van deze toepassing van pv op water. ‘Er zijn enorm veel tegenstrijdige belangen in dit complexe speelveld. Enerzijds weten we dat we oplossingen op zeer korte termijn moeten opschalen om de opwarming van de aarde te beperken tot 1,5 °C. Anderzijds willen we niet dat deze oplossingen schade aan het toch al kwetsbare milieu toebrengen. Daarbij moet je altijd de afweging maken of de voordelen van duurzaam opgewekte energie opwegen tegen de lokale schade. Is deze schade acceptabel of niet? En wat betekent dit kleine stukje wanneer we kijken naar de hele wereld?’
Hij vervolgt: ‘De uiteenlopende afwegingen zijn niet eenvoudig te maken; onder meer omdat het aan voldoende wetenschappelijke data ontbreekt. Op dit moment weten we zeker dát pv panelen op het water effect hebben op de ecologie, maar niet hoeveel. Iedereen kan bedenken dat het afdekken van wateroppervlak leidt tot een lagere lichtintensiteit en zuurstof in het onderliggende deel. Maar hoe dramatisch zijn de gevolgen? En hoe verschillen deze bijvoorbeeld bij een diep meer of een ondiepe sloot? Die effecten kunnen heel anders uitpakken. Daarbij: hoe gering de gevolgen mogelijk ook zijn, vergeet niet dat we met de NWO-subsidie onderzoek doen naar het wegnemen van de bottlenecks om zonnepanelen op water uiteindelijk op te schalen. Geringe effecten schalen dan ook mee op, waardoor het belangrijk is deze nauwkeurig te kennen.’

28 04Op dit moment weten we zeker dát pv-panelen op het water effect hebben op de ecologie, maar nog niet in welke mate.

Andere kijk, andere resultaten

Nu zijn de Nederlandse wetenschappers gelukkig niet geheel dataloos. Voor de Kaderrichtlijn Water worden bijvoorbeeld verschillende gebieden gemonitord en dan veelal de wat grotere wateren met een typisch oppervlak van 50 ha. Kleine slootjes en zandafgravingen – die ook mogelijkheden bieden voor drijvende pv – worden in het onderzoek echter niet meegenomen. Uit deze monitoringdata blijkt onder meer dat de waterkwaliteit van het gros van deze gebieden niet optimaal is en datzelfde geldt voor de kwaliteit van de Natura2000-gebieden. Teurlincx: ‘Wat dat betreft is er serieus weinig ruimte in Nederland om op dit moment pv op water grootschalig uit te rollen.’
Toch ziet hij mogelijkheden wanneer de projecten niet uitsluitend worden beschouwd vanuit het oogpunt van energietransitie, maar juist vanuit de combinatie: duurzaam energie opwekken en het verbeteren van de leefomgeving. ‘Als we puur kijken vanuit het ecologische oogpunt, dan zijn ‘wij’ als ecologen eigenlijk te laat aan de spreekwoordelijke tafel gaan zitten om mee te denken in het ontwerp van de technische systemen. Nu de technische uitwerking echter succesvol verloopt en de ecologische aspecten de voortgang belemmeren, is het alsnog een goed idee om aan te haken om vanuit beide oogpunten een goede oplossing te kunnen realiseren. Effectief én schaalbaar.’
Teurlincx legt uit: ‘Als je uitgaat van gezonde natuurgebieden en dito wateren, dan is het plaatsen van drijvende pv panelen een aanslag op deze kwaliteit. Zojuist hebben we echter al aangegeven dat de kwaliteit van zowel wateren als Natura2000-gebieden helemaal niet zo goed is, wat betekent dat we wellicht oplossingen kunnen ontwikkelen die juist een verbétering in gang zetten. Een mooi voorbeeld hiervan zijn intensief beheerde agrarische graslanden. In deze gebieden is de biodiversiteit vaak niet heel hoog, er groeit een beperkt aantal grassen en daarmee zijn er ook minder verschillende dieren. Als je op dit soort graslanden pv panelen plaatst, zijn er kansen dat de diversiteit aan plantengroei flink toeneemt terwijl de uitspoeling van voedingstoffen naar het water wordt gereduceerd. Op deze manier moeten we ook zoeken naar mogelijkheden op het water die én bijdragen aan en betere ecologie én duurzame energie kunnen opwekken.’

‘Er is serieus weinig ruimte om op dit moment pv op water grootschalig uit te rollen’

Testen

Wilma Eerenstein is zelfstandig adviseur in haar eigen bedrijf Renergize Consultancy en houdt zich – in samenwerking met EasyFix Solar en NIOO – onder meer bezig met het testen en monitoren van pilots waarbij pv-panelen op het water worden gelegd. Een parameter waarmee zij onder meer werkt, is de hellingshoek van de panelen in combinatie met de hoeveelheid licht en lucht die hierbij in het water terecht kan komen. ‘Het idee van pv op het water vind ik uitstekend’, geeft ze aan. ‘Je wilt nu eenmaal zo min mogelijk panelen op het land, maar uiteraard wil je ook niet tornen aan de waterkwaliteit. Daarom zoeken we ook zoveel mogelijk naar gebieden waar het water hoegenaamd geen functie heeft. Bijvoorbeeld bij zandafgravingen. Een van de onderzoeken loopt eind van dit jaar af en natuurlijk kan ik nog geen harde conclusies trekken, maar het lijkt erop alsof de panelen geen overdreven grote schade aan de omgeving aanrichten. Ik heb er wat dat betreft zeker vertrouwen in dat drijvende pv – bij een goed ontwerp – een deeloplossing kan zijn in het kader van de energietransitie.’

Interdisciplinair

Maar zelfs dan zijn ‘we’ er nog niet, omdat (grootschalige) projecten ook geaccepteerd moeten worden door waterschappen en omwonenden. In alle gevallen benadrukt Teurlincx de interdisciplinariteit die noodzakelijk is om de uitrol van drijvende pv mogelijk te maken. ‘Naast techniek, wet- en regelgeving en aandacht voor de ecologie moet je ook andere belanghebbenden in het traject meenemen. Zo moeten omwonenden begrijpen dat het een deeloplossing in de energietransitie is die voor ons allemaal belangrijk is. Verder is er een spanningsveld tussen de vergunning die minimale basiseisen legt en het bedrijfsleven dat investeert en daarbij veel hogere ambities heeft. Je krijgt zo een speelveld waarin verschillende partijen verschillende belangen hebben die je niet individueel moet bekijken en beoordelen, maar integraal.’
En dat is precies wat Sparkles gaat doen: de technologische, ecologische en maatschappelijke voorwaarden vastleggen waaronder drijvende zonne-energie voor mens en natuur – in verschillende landschappen – een duurzame toekomst heeft. Tevens zal onderzoek worden gedaan naar het verwijderen van de obstakels die nu een verantwoorde opschaling van pv op het water nog in de weg staan.
Teurlincx besluit: ‘Dit vormt de basis voor een belangrijke maatschappelijke doorbraak: de ruimte in Nederland is immers schaars en vraagt om synergie in energieopwekking die ook voordelen van ecosystemen oplevert voor mens en natuur.’

28 03Vier varianten van plaatsing van zonnepanelen in het kader van studie (bron: Deltares en Bureau Waardenburg Ecologie en landschap).

Zonne-atol

Teurlincx werkte onder meer mee aan een project waarin zogenaamde zonne-eilanden zijn ontworpen én gerealiseerd. Dit project heeft als doel om duurzame energie op te wekken én de natuurwaarden een kwaliteitsimpuls te geven. De variant van de pv-atol die is onderzocht, heeft een bedekkingspercentage van 50 procent panelen. Wanneer de bodem onder de panelen wordt opgehoogd, dan kan het licht doordringen tot aan de bodem wat een gunstige omgeving creëert voor flora, fauna en macrofauna zoals mosselen. Onder de panelen verwachten wetenschappers ook vegetatie die interessant is voor opgroeiende jonge vis. Tevens kunnen de bevestigingsstructuren van de panelen fungeren als substraat voor bijvoorbeeld mosselen.

Het ontwerp zelf bestaat uit zeven modules waarvan er vier samengaan met ruimte voor pv. De drie toegevoegde modules betreffen een natuureiland met een natuurlijk peilregime, waarmee een goede kwaliteit halofyten en overstromingsgrasland mogelijk is. Verder zijn twee ondiepe zones voorgesteld om de land-waterovergangen natuurlijk te maken.

Tekst: ing. Marjolein de Wit - Blok
Fotografie: EasyFix Solar, iStock