Creation: Free Design

Effecten ondergrond

Geothermie kan, net als vele andere menselijke en natuurlijke activiteiten, effect hebben op de ondergrond. Onderstaand wordt nader ingegaan op mogelijke seismiciteit, stimuleren en bodemdaling.

Seismiciteit

Geothermie en aardbevingen


Inleiding: waarom gebruiken we geothermie?


In onze ondergrond neemt de temperatuur per kilometer diepte met ruim 30°C toe. Zo is het op één kilometer diepte ongeveer 40°C en op twee kilometer diepte ongeveer 70°C. Meer en meer gebruiken we deze (duurzame) warmte in Nederland voor de verwarming van kassen, gebouwen en huizen. Geothermie (of ‘aardwarmte’) is hiermee net als bijvoorbeeld biomassa, opslag van warmte en zonneboilers één van de manieren om de warmtevoorziening in Nederland duurzamer te maken.

Geothermie maakt gebruik van het in de diepe ondergrond aanwezige warme water. Het warme water komt met hulp van pompen via een productieput naar boven en gaat door een warmtewisselaar, die het koude water uit de bovengrondse verwarmingsbuizen op temperatuur brengt. Het afgekoelde grondwater gaat via een injectieput weer terug in de aardlaag (reservoir) waar het vandaan kwam. Beide putten samen heten een doublet.

Geothermie lijkt op ‘bodemenergie’ maar is toch anders: bodemenergie (zoals warmte-koude –opslag (WKO)) gaat over warmte in de bodem op maximaal zo’n 200 meter diep. We spreken meestal van geothermie als het gaat om warmte van 500 meter diepte of meer.
Kan geothermie tot aardbevingen leiden?
Gaswinning veroorzaakt drukverschillen in de ondergrond, waardoor soms aardbevingen ontstaan. Omdat bij geothermie de drukverschillen erg klein zijn, is het zeer onwaarschijnlijk dat hierdoor aardbevingen worden veroorzaakt.

Geïnduceerde seismiciteit verwijst naar kleinere aardbevingen en trillingen die veroorzaakt worden door menselijk handelen in de ondergrond, zoals boren en hydraulisch stimuleren. De krachten die een geothermische boring of bron op de ondergrond uitoefent, zijn van zichzelf te klein om (circa 2,5 kilometer ‘hoger’) tot voelbare trillingen aan maaiveld te leiden. Dat is anders in gebieden waar al natuurlijke seismiciteit is (‘aardbevingsgevoelige gebieden’). In tektonisch actieve of vulkanische gebieden kan boren of injectie van vloeistoffen een beving veroorzaken. In het buitenland is dit al eens gebeurd. Zo is in Basel een geothermieproject gestopt na een incident met bevingen tot 3,4 op de Schaal van Richter. De schade bedroeg enkele miljoenen. Basel ligt in een aardbevingsgevoelig gebied, dat niet met Nederland te vergelijken is. Het werd in 1356 door een natuurlijke aardbeving met een magnitude van 6,5 getroffen.

Door de continue metingen die uitgevoerd worden door het KNMI en de geologische modelleringen van TNO is het bekend waar zich spanningen bevinden in de ondergrond.
In Nederland komt natuurlijke seismiciteit voornamelijk voor in de buurt van Midden- en Zuid-Limburg. Uit voorzorg stellen de wetgever en toezichthouder aanvullende eisen aan geothermische activiteiten in dergelijke gebieden, zoals monitoring van de activiteiten in de boor- en productiefase. Een geothermiebedrijf in Nederland dient daarom vóór het begin van elk project een zogenoemde Seismische Risico Analyse in bij de toezichthouder (Staatstoezicht op de Mijnen) waarin hij aangeeft hoe het risico op aardbevingen is bepaald, hoe zijn ontwerp de kans op optreden minimaliseert, hoe hij de juiste uitvoering controleert en hoe eventuele effecten worden geminimaliseerd.

Voorts is de kennis van de Nederlandse ondergrond internationaal gezien van hoog niveau. Deze kennis is bovendien openbaar en wordt bij het ontwerp en de analyses van geothermieprojecten betrokken.

Stichting Platform Geothermie – maart 2017

 

Bodemdaling

Geothermie en bodemdaling

Inleiding: waarom gebruiken we geothermie?


In onze ondergrond neemt de temperatuur per kilometer diepte met ruim 30°C toe. Zo is het op één kilometer diepte ongeveer 40°C en op twee kilometer diepte ongeveer 70°C. Meer en meer gebruiken we deze (duurzame) warmte in Nederland voor de verwarming van kassen, gebouwen en huizen. Geothermie (of ‘aardwarmte’) is hiermee net als bijvoorbeeld biomassa, opslag van warmte en zonneboilers één van de manieren om de warmtevoorziening in Nederland duurzamer te maken.

Geothermie maakt gebruik van het in de diepe ondergrond aanwezige warme water. Het warme water komt met hulp van pompen via een productieput naar boven en gaat door een warmtewisselaar, die het koude water uit de bovengrondse verwarmingsbuizen op temperatuur brengt. Het afgekoelde grondwater gaat via een injectieput weer terug in de aardlaag (reservoir) waar het vandaan kwam. Beide putten samen heten een doublet.[1]


[1] Kijk voor meer informatie over geothermie bijvoorbeeld op https://geothermie.nl/index.php/nl/geothermie-aardwarmte/de-bron-van-energie.

Geothermie lijkt op ‘bodemenergie’ maar is toch anders: bodemenergie (zoals warmte-koude –opslag (WKO)) gaat over warmte in de bodem op maximaal zo’n 200 meter diep. We spreken meestal van geothermie als het gaat om warmte van 500 meter diepte of meer.


Kan geothermie tot bodemdaling of verzakkingen leiden?
Geothermie onttrekt geen materie permanent aan de ondergrond, zoals bij delfstoffenwinning. Het geproduceerde water wordt na het oppompen weer in dezelfde aardlaag geïnjecteerd. Alleen de warmte blijft bovengronds. Hierdoor blijft de gemiddelde druk in het reservoir vrijwel onveranderd, ook na jaren van productie (zo blijkt bijvoorbeeld in Frankrijk waar langjarige ervaring is op dit gebied). Het injecteren van afgekoeld water zorgt er voor dat er wel enige krimp zal optreden in het gesteente rond de injectieput. (afkoeling veroorzaakt krimp.) De krimp van het gesteente en daaruit voortkomende bodemdaling zijn met modellen te berekenen. Een recent artikel komt uit op een mogelijke daling van 17 millimeter na 100 jaar productie onder voor Nederland representatieve omstandigheden. Dit is bijzonder gering in vergelijking tot andere processen, zoals natuurlijke processen (inklinking, depositie van plantenresten) en menselijk handelen zoals grondwaterbeheer en drinkwaterwinning. Bodemdaling door geothermie is daarom niet te verwachten en zeker niet in die mate dat het merkbaar is.
Soms komt met het water een kleine hoeveelheid gas (of olie) mee. Dit wordt bijvangst genoemd. Deze bijvangst is zo klein in volume dat er ook hierdoor geen verzakkingen zullen optreden.
De volledigheid gebiedt om op te merken, dat het injecteren van het afgekoelde water ervoor zorgt dat er een drukverhoging ontstaat rondom de injectieput. Deze verhoging is klein ten opzichte van de normale druk in het reservoir. Er zijn evenmin voorbeelden bekend dat de iets lagere druk bij de productieput heeft geleid tot bodemdaling. Er is ook geen blijvend effect te verwachten. Als de productie beëindigd wordt, zal de normale reservoirdruk terugkeren.
Voor zover bekend heeft geothermie ook nooit tot merkbare daling geleid in omringende landen als Frankrijk en Duitsland (waar langjarige ervaring is en de bodem in dit opzicht op sommige plaatsen vergelijkbaar is).

Stichting Platform Geothermie – maart 2017

[2] 'Surface Movement Induced by Geothermal Operations', 16 juni 2014, P.A. Fokker en J.D. van Wees. http://earthdoc.eage.org/publication/publicationdetails/?publication=76247