Bijlage 2 Notitie rekenmethode EMV Amsterdam 2024.pdf

Memo Aan:

Kernteam Taskforce Amsterdam

Van:

Tristan Simon (Gemeente Amsterdam), Bas van Gageldonk (Liander)

Datum :

19 april 2024

Onderwerp:

Uitgangspunten Amsterdamse rekenwijze EMV 2024

Aanleiding Op 21 april 2023 is landelijk het herijkte voorzorgbeleid voor magneetvelden in de elektriciteitsinfrastructuur in werking getreden. Het landelijke herijkte voorzorgbeleid is gericht op het beperken van de blootstelling aan magneetvelden van bovengrondse en ondergrondse hoogspanningsverbindingen, hoogspanningsstations en middenspanningsruimtes. Hiertoe heeft het rijk afspraken gemaakt met de netbeheerders over een aantal bronmaatregelen waarmee elektromagnetische velden beperkt worden. Rondom bovengrondse hoogspanningslijnen adviseert het Rijk om zoveel als redelijkerwijs mogelijk te voorkomen dat er nieuwe situaties ontstaan waarbij mensen langdurig in een magneetveld verblijven met een jaargemiddelde sterkte van 0,4 microtesla of hoger. In Amsterdam zien we dat onze inwoners zich zorgen maken over de blootstelling aan magneetvelden. Bij de implementatie van het landelijke voorzorgbeleid vindt de gemeente Amsterdam het belangrijk dat de zorgen van omwonenden geadresseerd worden. Daarom is in het Amsterdams voorzorgbeleid opgenomen om ook voor andere netcomponenten dan bovengrondse hoogspanningslijnen zoveel als redelijkerwijs mogelijk te voorkomen dat mensen langdurig in een magneetveld verblijven met een jaargemiddelde sterkte van 0,4 microtesla of hoger.

Om hier optimaal invulling aan te kunnen geven vraagt de gemeente de netbeheerders om bij de ontwikkeling van nieuwe elektriciteitstations het jaargemiddelde magneetveld te berekenen indien gevoelige bestemming waar mensen langdurig verblijven (vergelijkbaar met wonen) binnen beleidsmatig vastgestelde richtafstanden liggen. In eerste instantie wordt het ontwerp geoptimaliseerd om zoveel als redelijkerwijs te voorkomen dat er mensen langdurig verblijven binnen het magneetveld met een jaargemiddelde sterkte van 0,4 microtesla of hoger. Op basis van de uiteindelijke contour worden omwonenden geïnformeerd en wordt door de gemeente maatwerk aangeboden. Op dit moment wordt het jaargemiddelde magneetveld met een sterkte van 0,4 micro Tesla of hoger berekend conform de landelijke handreiking en afsprakennotitie uit 2011. Deze rekenwijze is bedoeld voor (bovengrondse) hoogspanningslijnen en niet voor andere netwerkcomponenten, zoals de elektriciteitsstations die in Amsterdam ingepast moeten worden. In die rekenmethode wordt de sterkte van Elektromagnetische velden (EMV) bepaald op basis van continue maximale stroombelasting van alle componenten in normaalsituatie, bij bedrijfszeker vermogen.

Er wordt geen rekening gehouden met: • Groei van belasting van het onderstation over de jaren; • Verschillen in belasting van het OS over de dagen en het jaar (rekenstromen); • Metalen omhulling van de HS en MS installaties; • Fysieke opbouw van de HS en MS kabels. Het aardscherm wordt niet gemoduleerd.

In Amsterdam worden de komende jaren met name elektriciteitstations en ondergrondse hoogspanningskabels ontwikkeld. Om te komen tot een rekenwijze die toegespitst is op de Amsterdamse situatie is in opdracht van gemeente Amsterdam en Liander de Amsterdamse rekenwijze EMV 2024 ontwikkeld. Bij de totstandkoming van de rekenwijze is de EMV-werkgroep van de Taskforce netcongestie Amsterdam geconsulteerd.

De EMV Werkgroep van de Taskforce netcongestie Amsterdam bestaat uit een vertegenwoordiging vanuit de GGD, en beleidsadviseurs van gemeente Amsterdam, Liander en TenneT. Zij adviseren de Taskforce netcongestie over de wijze waarop het beste invulling gegeven kan worden aan het voorzorgbeleid Elektromagnetische velden. Hierbij hebben zij oog voor de zorgen die er zijn over mogelijke gezondheidseffecten, beleidsmatige vereisten en de mogelijkheden die de netbeheerders hebben.

De Amsterdamse rekenwijze EMV 2024 is gebaseerd op een aanpassing van de landelijke handreiking en afsprakennotitie uit 2011 om rekening te houden met bovengenoemde punten. De impact van deze aanpassingen is gesimuleerd en grotendeels gevalideerd met metingen. In voorliggend memo nemen we u mee in de resultaten van het simulatie en validatie onderzoek1 en doen wij aanbevelingen voor de te hanteren uitgangspunten in de Amsterdamse rekenwijze EMV 2024. Uitgangspunten Amsterdamse rekenwijze EMV 2024 Ten opzichte van de landelijke handreiking en afsprakennotitie uit 2011 introduceert de Amsterdamse rekenwijze dempingsfactoren waarmee we rekening houden met de fysieke opbouw installaties en kabels. Tevens wordt er gebruik gemaakt van rekenstromen die volgen uit de voorspelde belasting op het elektriciteitstation. De keuzes die hierin zijn gemaakt, zijn onderstaand toegelicht.

Dempingsfactoren: De effecten van de fysieke opbouw op magneetvelden van Hoogspanning (HS)- en Middenspanning (MS)-installaties en HS en MS-kabels zijn onderzocht door middel van simulaties in het computer programma COMSOL Multiphysics. De uitkomst van dat model is een contour is die rekening houdt met de ombouw van het station. Dit is vergeleken met de contouren die volgen op basis van de landelijke handreiking. Berekende magneetvelden van de componenten, vallen bij gelijke rekenstromen lager uit wanneer de juiste fysieke opbouw wordt gemodelleerd met COMSOL Multiphysics. Er is voor gekozen om de dempingsfactor te bepalen door de gesimuleerde contouren te vergelijken met gedempte contouren op basis van de landelijke handreiking en afsprakennotitie uit 2011. De dempingsfactoren zijn zo gekozen dat het oppervlak van de gedempte contour gelijk is aan de gesimuleerde contour.

1

Vervolgonderzoek rekenmethode EM velden – norm vs. Werkelijkheid – Rapport 2571.01 (DEMCON, 2024)

Door deze dempingsfactor toe te passen op de rekenstromen van de geleiders in de componenten, kan de natuurlijke demping goed gesimuleerd worden op een versimpeld model waarin de correcte fysieke opbouw van de componenten niet meegenomen hoeft te worden. De impact van de natuurlijke demping van componenten op stationsniveau is beperkt. De dempingsfactoren zijn bepaald met simulaties en grotendeels door middel van metingen geverifieerd. De mate van demping kan worden uitgedrukt door dempingsfactoren die zijn opgenomen in Tabel 1. Tabel 1: Dempingsfactoren waarmee de natuurlijke afscherming van de componenten goed gesimuleerd kunnen worden.

COMPONENT

DEMPINGSFACTOR

10/20kV installatie

0,35

50kV GIS

0,16

150kV GIS

0,17

10 kV verbindingen2

0,60

50 kV verbindingen

0,95

150 kV verbindingen

0,69

Rekenstromen De stroom die door een elektriciteitstation gaat varieert continue. De rekenstroom is de stroom die in de berekening gebruikt wordt op de componenten om een magneetveld te berekenen. Ten aanzien van de rekenstromen worden de volgende uitgangspunten gehanteerd: - We gaan voor de gemiddelde belasting van de capaciteit van het elektriciteitsstation uit van het belastingspatroon over de dagen en over het jaar. Dat noemen we de profielbelasting. Die wordt zo bepaald dat de pieken in het patroon overeenkomen met de maximumcapaciteit van het station. De rest van de belasting van het station wordt van dit maximum afgeleid uitgaande van het patroon van de profielbelasting. Omdat de profielbelasting in de loop der jaren zal veranderen als gevolg van de elektrificatie, zijn we uitgegaan van het belastingsprofiel dat wordt verwacht over 10 jaar. Het belastingprofiel van over tien jaar wordt bepaald met ANDES3. Hierna wordt de maximale en de gemiddelde waarde uit het profiel genomen. Tot slot wordt de gemiddelde waarde gedeeld door de maximale waarde van het profiel. - Bij sommige elektriciteitsstations is sprake van twee spanningsniveaus. In dat geval wordt gerekend met het jaargemiddelde vermogen van de secundaire zijdes (de niet voedende zijde van het onderstation). Dit wordt bepaald op basis van de verdeling van het bedrijfszeker vermogen.

Daarbij wordt uitgegaan van de prognose van de belastingprofielen voor 10 jaar in de toekomst. Voor de volledigheid wijzen wij erop dat het gebruik van belastingprofiel over 10 jaar een keuze is op basis van de op dit moment best beschikbare kennis over de ontwikkeling van het gebruikspatroon van elektriciteit in de toekomst. Hierover bestaat geen absolute zekerheid.

2

Geldt alleen voor tweezijdige geaarde kabelverbindingen. In de praktijk zijn dit alleen de voedende kabels en afgaande kabels van een station. 3 ANDES staat voor Advanced Net DEcision Support. ANDES is een tool waarin de belasting op het elektriciteitsnet van Liander tot 40 jaar in de toekomst voorspeld wordt

Gecombineerde werkwijze in de individuele cases Door zowel de dempingsfactoren als de rekenstromen met de zoals hierboven omschreven uitgangspunten toe te passen, ontstaat de nieuwe rekenmethodiek, de “rekenmethodiek EMV Amsterdam 2024”, die toegespitst is op netcomponenten zoals die de komende jaren in Amsterdam ontwikkeld worden. De concrete werkwijze wordt als volgt: 1. Vaststellen bedrijfszeker vermogen van het onderstation; 2. Vaststellen van alle componentengroepen en hun spanningsniveau; 3. Bepaal per componentgroep welk bedrijfszeker vermogen geldt. Gebruik hierbij de wetten van Kirchhoff (stroombehoud); 4. Pas de formule uit de rekenmethodiek inclusief dempingsfactoren4 toe om de rekenstroom te bepalen. Vervolg en toepassing De landelijke handreiking en afsprakennotitie uit 2011 is bedoeld voor het bepalen van het magneetveld van bovengrondse hoogspanningslijnen en niet bedoeld voor andere netcomponenten. Daar waar het andere netcomponenten betreft dan bovengrondse hoogspanningslijnen biedt de “rekenmethodiek EMV Amsterdam 2024” uitkomst. Deze is toegespitst op netcomponenten zoals we die de komende jaren in Amsterdam ontwikkeld worden. In de EMV-werkgroep is door partijen geconstateerd dat “rekenmethodiek EMV Amsterdam 2024” een goed uitvoerbare rekenwijze is. De GGD Amsterdam geeft bij monde van hoofd afdeling leefomgeving (Dhr. Woudenberg) aan dat; -

-

4

“de rekenmethodiek EMV Amsterdam 2024 goed aansluit bij het GGD advies om zoveel als redelijkerwijs te voorkomen dat mensen langdurig verblijven binnen het jaargemiddelde magnetisch veld met een sterkte van 0,4 micro Tesla of hoger.” “de methode een meer realistische inschatting van het magneetveld weergeeft voor stations en kabels dan de methode gangbaar is voor hoogspanningslijnen.”

Formule:

[𝑀𝑉𝐴]∗1000 √3∗[𝑘𝑉]

∗

𝑝𝑟𝑜𝑓𝑖𝑒𝑙𝑔𝑒𝑚𝑖𝑑𝑑𝑒𝑙𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑖𝑒𝑙𝑚𝑎𝑥

∗ 𝑑𝑒𝑚𝑝𝑖𝑛𝑔𝑠𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛𝑡