Geothermieprojecten leiden soms tot zorgen over aardbevingen, ondanks dat het aantal bekende gevallen minimaal is. Een nieuw rapport van het Staatstoezicht op de Mijnen (SodM) concludeert dat geothermie op veel plekken in Nederland veilig kan. Wel is het mogelijk dat koudwaterinjectie tot meer aardbevingsrisico leidt, dus de juiste werkwijzen en nauwkeurige monitoring zijn aan te raden.

Het onderwerp blijft terugkeren: geothermie en aardbevingen. In 2018 werden in Limburg kleine bevingen gemeten als gevolg van geothermieprojecten in de omgeving. Ook hangt de associatie met de bevingen in Groningen als een donkere wolk over elk project in de bodem.

Toch is het heel uitzonderlijk dat geothermieprojecten in Nederland zijn geassocieerd met seismische activiteit, laat staan voelbare aardbevingen. Er zijn belangrijke verschillen tussen het proces bij gaswinning en dat van geothermie, waardoor het niet dezelfde risico’s met zich mee hoeft te brengen.

Het SodM publiceerde onlangs de resultaten van een onderzoeksproject dat hier meer duidelijkheid over moest geven, onderdeel van het zogeheten Kennisprogramma Effecten Mijnbouw (KEM). En hoewel het KEM-onderzoek concludeert dat geothermie zeker invloed kan hebben op de seismiciteit (kans op aardbevingen) in de omgeving, zijn de risico’s in Nederland over het algemeen erg klein.

Hoe kan geothermie tot aardbevingen leiden?
Geothermie kan op verschillende manieren invloed hebben op seismiciteit, maar de focus van het KEM-onderzoek lag bij de effecten van temperatuurverschillen in de ondergrond.

Waar het grote probleem bij gaswinning is dat er iets uit de bodem wordt opgepompt, wat leidt tot een drukverlies, blijft de druk in de bodem bij geothermie nagenoeg constant. Warm water wordt opgepompt, de warmte wordt gewonnen met een warmtewisselaar, en koud water wordt in de bodem teruggepompt.

Het risico bij het injecteren van grote volumes koud water is dat de aardlaag waarin het water wordt teruggepompt aanzienlijk kan afkoelen. Hierdoor verandert de spanning in de ondergrond en deze verandering kan ertoe leiden dat aanwezige breuken gaan bewegen.

Het KEM-onderzoek richtte zich op de effecten van koudwaterinjectie op de kans op aardbevingen. De onderzoekers deden een literatuurstudie en ontwikkelden modellen om de dreiging van aardbevingen in de nabijheid van aardwarmteprojecten in Nederland te bepalen.

Hoe reëel zijn de risico’s?
Het KEM-onderzoek concludeert dat het inderdaad mogelijk is voor een geothermieproject om de kans op aardbevingen te verhogen, maar dat die kans over het algemeen klein blijft. Volgens SodM zijn de risico’s over het algemeen dan ook goed te managen.

Volgens het rapport zijn de effecten van temperatuurverschillen in de ondergrond niet de belangrijkste risicofactor . Aldus het rapport: “Vergeleken met natuurlijke factoren zoals breukeigenschappen en seismische achtergrondactiviteit, en bouwkundige factoren zoals de afstand tussen een injectieput en een breuk, zijn temperatuurverschillen van ondergeschikt belang.”

Met name op locaties waar de grondlaag goed doorlatend is lijkt het risico op bevingen miniem. Het risico is hoger in gebieden waar de bodemlaag uit hard gesteente bestaat (zoals Limburg), ten opzichte van het doorlatende zandsteen dat in grote delen van Nederland aanwezig is. Het rapport wijst erop dat er nog geen aardbevingen zijn gemeten als gevolg van geothermieprojecten in dit soort omgevingen.

Hoewel koudwaterinjectie in theorie tot een verhoogd aardbevingsrisico zouden moeten leiden, stelt het rapport dat die risico’s goed te beperken zijn. Het zou gaan om hele kleine bevingen, die vrijwel allemaal verwacht worden minder dan een 2 te scoren op de schaal van Richter.

Analyseer en monitor de risico’s goed
Omdat de locatie een belangrijke risicofactor is bij aardbevingen, raadt SodM aan voor elk geothermieproject de situatie van te voren goed te analyseren: elk nieuw project zou voor aanvang een ‘seismische risicoanalyse’ moeten doen. Als hier uit naar voren komt dat er een verhoogd risico op bevingen is moet de situatie in meer detail worden gemodelleerd, om de beste vervolgstappen (aanpassingen aan het ontwerp) te bepalen.

Een ander cruciaal aspect is het consistent monitoren van seismische activiteit in de buurt van geothermieprojecten. SodM schrijft: “Als de gemeten aardbevingen vooraf bepaalde limieten overschrijden, wordt aanbevolen om in te grijpen door de injectiesnelheid of -druk te verlagen of de injectietemperatuur te verhogen.”

Deze aanbevelingen zijn voor een deel al geregeld in de mijnbouwwet. Zo moet een aanvrager van een startvergunning voor een geothermieproject ook nu al vooraf kunnen aantonen dat het project voldoet aan normen voor veiligheid en het voorkomen van schade. Geothermie Nederland geeft verder aan een monitoring en beheerssysteem te hebben ontwikkeld, dat in samenwerking met het KNMI ervoor zorgt dat er op geregistreerde bevingen tijdig en adequaat wordt gereageerd.