8 Konstruktionsbeskrivelse for energiøer
Scenarie 4: 10 GW sænkekasseø med elektriske transmissionsanlæg, PtX-an- PtX-an-læg med 1 GW kapacitet samt faciliteter til drift og vedligehold af vindmøller,
8.3 Konstruktionsbeskrivelse for sænkekasseø
Energiøen er tiltænkt placeret i Nordsøens bølgeklima, åbent hav, hvilket vil stille betydelige krav til konstruktionen af energiøen. Se data vist i Tabel 8-1.
På den udvalgte lokalitet for energiøen er vanddybden relativt lav og havbunden formodes at have velegnede funderingsforhold. Der findes adskillige forskellige konstruktionskoncepter til en kunstig ø. Det er dog antaget i dette studie, at en beskyttelse af øen med sænkekasser, er den bedste løsning både med hensyn til samlet omkostning og samlet byggeperiode, da andre løsninger vil kræve meget mere materiale.
Baseret på de antagne bølgeforhold, er der udarbejdet et koncept for en sænke-kasseløsning. Et typisk tværsnit af en sænkekasseløsning er vist i Figur 8-3.
Konceptet består af følgende elementer:
› Stenpude af sprængsten (sten fremkommet ved knusning af intakte klippe-blokke) på havbunden (5 til 10m tykt)
› Betonblokke til beskyttelse af stenpuden (15-30 t)
› Sænkekasse af beton med interne vægge i både langsgående og tværgå-ende retning (bredde på 30 til 35 m, højde på 20 til 25 m og en længde på 40 til 60m)
› Præfabrikeret overbygning, der består af en trappetrinsformation for at re-ducere bølgeopskyllet (kronekoten af overbygning i kote ca. +25 m)
› Sandfyld bag sænkekasserne med efterfølgende komprimering (koten af øen er i +5 m)
Figur 8-3 Tværsnit af sænkekasseø.
8.3.1 Konstruktionsmetode
Konstruktionsprincippet er som følger: Først udlægges et lag af sprængsten (5-10m) og dernæst placeres sænkekassen ovenpå dette. Sænkekassen fyldes med sand for at stabilisere denne. En stenbeskyttelse bygges foran sænkekassen for at undgå underminering i forbindelse med storme. Næste skridt er etablering af overbygningen bestående af præfabrikerede elementer, der skal fastgøres til selve sænkekassen. Til sidst fyldes der med sand bag sænkekasserne for at etablere selve øen og sandet komprimeres for at opnå tilstrækkelig bæreevne.
Det antages, at stenmaterialerne vil være fra Norge eller Sverige, mens sandet kan indvindes i området. Det antages, at sænkekassen og de præfabrikerede dele af overbygningen støbes på land i en havn med tilstrækkelig vanddybde (10-12m er krævet afhængig af den endelige højde af sænkekassen og 17 til 19m for at søsætte sænkekassen). Antagelserne omkring materialeindvinding og fabrikation bør vurderes i senere studier.
8.3.2 Antagelse vedhørende øens udformning
Øens dimensioner for de fire scenarier er vist i Tabel 8-7. Alle scenarierne for øerne er regnet som rektangulære for at opnå et regulært areal samt havnebas-sin. Udformningen af øen bør studeres i senere studier for at finde den optimale udformning, der både tager højde for et optimeret areal, belastningen på kon-struktionen og anvendelsen så som iland føring af kabler, havn, transmissions-anlæg, evt. udbygning osv.
Tabel 8-7 Omkreds og areal for de forskellige scenarier bruges til at beregne mængder og priser. Tallene er præsenteret afrundet i tabellen.
Konfiguration Bredde*
Længde (m)
Havnen skal beskyttes med ekstra sænkekasser for at opnå acceptable bølgefor-hold inde i havnen, og det er derfor regnet med at længden af sænkekasser sva-rer til omkredsen af øen.
8.3.3 Materialeforbrug
I denne sektion redegøres for materialeforbruget. Dette skal danne basis for prisberegningen samt give input til klimaaftryksberegningerne. Tabel 8-8 angi-ver materialer pr. meter af omkredsstrukturen bestående af stenpude, stenbe-skyttelse, sænkekasse samt overbygning. Desuden angiver tabellen mængden af sandfyld pr. kvadratmeter. Stålmængden er baseret på 170 kg/m³ armeret beton.
Tabel 8-8 Materialeforbrug pr. meter sænkekasse med tilhørende stenbeskyttelse, bruges til at beregne de forskellige scenarier. Det bemærkes, at tallene er simplificeret, da dette er et meget indledende studie.
Materialer Enhed Mængde
(inkl. spild)
Anvendte materialer for hver af de fire scenarier er angivet i Tabel 8-9. I mæng-den af sandfyld er indregnet en overhøjde på 2m for at tage hensyn til sætnin-ger af sandfyldet og et spild på 15%. Der er derudover lavet en reduktion af sand for scenarie 2-4 for at kompensere for den beskyttede havn, der ikke fyl-des med sand.
Tabel 8-9 Anvendte materialer for hver af de 4 scenarier. Materialerne bruges til vurdering af klimaaftryk samt beregning af variabel pris. Tallene er præsenteret afrundet i tabellen.
8.3.4 Prisoverslag og enhedspriser
Alle priser er baseret på erfaringstal fra marineprojekter i Danmark. Der er ble-vet kompenseret for de ekstra udfordringer forbundet med at bygge en ø 100 km fra kysten i et hårdt bølgeklima. De logistiske og vejrmæssige udfordringer resulterer i væsentligt højere priser end for almindelige marineprojekter f.eks.
havnebyggerier. Usikkerheden på prisoverslaget er på dette niveau af projektet i størrelsen 50%.
Generelt er faste omkostninger uafhængig af øens størrelse. De estimerede en-hedspriser er estimeret og angivet i Tabel 8-10. Enhedsprisen for omkredsstruk-turen er beregnet på basis af tværsnitsmængder og forskellige enhedspriser for sten afhængig af konstruktionsmetoder.
Etableres energiøen i flere separate faser, så skal de generelle omkostninger medtages i hver fase, som et simplificeret estimat af ekstraomkostningen. Tæn-kes sænkekasseøen konstrueret i flere faser, bør faseopdelingen studeres nær-mere i de videre studier.
Tabel 8-10 Enhedspriser, der er anvendt til beregning af CAPEX for de 4 forskellige scena-rier.
Konstruktionselement Enhedspris
Generelt (mobilisering, ledelse, logistik osv.) 1.135 mio. DKK
Omkredsstruktur 2,5 mio. DKK/m
Sandfyld inkl. komprimering 125 DKK/m3
Beskyttet havn 235 mio. DKK
8.3.5 Prisoverslag for de forskellige scenarier
Prisestimat for scenarie 1, 12 ha sænkekasseø er vurderet i Tabel 8-11. Dette scenarie er tiltænkt direkte sammenligning med platformsøen. Enhedsprisen for omkredsstrukturen for denne lille ø er øget med 5% i forhold til de større øer.
Tabel 8-11 Prisestimat for scenarie 1: 12 ha sænkekasseø. Tallene er præsenteret afrun-det i tabellen.
Konstruktionselement Pris (Mio. DKK)
Generelt (mobilisering, ledelse, logistik osv.) 1.135 Sænkekasser, overbygning samt stenpude og beskyttelse 3575
Sandfyld inkl. spild og komprimering 619
Beskyttet havn 0
Total (afrundet) 5.300
Prisestimat for scenarie 2, 18 ha sænkekasseø er vurderet i Tabel 8-12. I dette scenarie er sænkekasseøen udbygget til at inkludere havnen samt faciliteter til drift og vedligehold
Tabel 8-12 Prisestimat for scenarie 2: 18 ha sænkekasseø.
Konstruktionselement Pris (Mio. DKK)
Generelt (mobilisering, ledelse, logistik osv.) 1.135 Sænkekasser, overbygning samt stenpude og beskyttelse 4.400
Sandfyld inkl. spild og komprimering 804
Beskyttet havn 235
Total (afrundet) 6.600
Prisestimat for en 46 ha ø er vurderet i Tabel 8-13. I dette scenarie er sænke-kasseøen udbygget til 10 GW og den inkluderer havnen samt faciliteter til drift og vedligehold
Tabel 8-13 Prisestimat for scenarie 3: 46 ha sænkekasseø.
Konstruktionselement Pris (Mio. DKK)
Generelt (mobilisering, ledelse, logistik osv.) 1.135 Sænkekasser, overbygning samt stenpude og beskyttelse 6.980
Sandfyld inkl. spild og komprimering 2.016
Beskyttet havn 235
Total (afrundet) 10.400
Prisestimat for en 49 ha ø er vurderet i Tabel 8-14. I dette scenarie er sænke-kasseøen udbygget til 10 GW inklusiv 1 GW PtX og den inkluderer havnen samt faciliteter til drift og vedligehold.
Tabel 8-14 Prisestimat for scenarie 4: 49 ha sænkekasseø.
Konstruktionselement Pris (Mio. DKK)
Generelt (mobilisering, ledelse, logistik osv.) 1.135 Sænkekasser, overbygning samt stenpude og beskyttelse 7.240
Sandfyld inkl. spild og komprimering 2158
Beskyttet havn 235
Total (afrundet) 10.800