SDRA Geothermie & Integriteit afdichtend pakket

Seismische Dreigings- en Risico Analyse (SDRA) Geothermie

Onderbouwen van seismiciteitsrisico’s

In Nederland benutten geothermieprojecten water uit poreuze lagen in de diepe ondergrond als bron van duurzame warmte (aardwarmte). Nadat het water is opgepompt uit deze lagen, de warmte is onttrokken en is afgegeven aan een warmtenet, gaat het water weer terug in dezelfde ondergrondse laag. Deze wijze van aardwarmtewinning wordt ook wel `conventionele aardwarmtewinning’ genoemd en wordt wereldwijd al vele tientallen jaren toegepast en in Nederland sinds 2007. Het is de intentie om deze vorm van aardwarmte flink uit te breiden, zowel in de glastuinbouwsector als in de gebouwde omgeving (woningen). Het is een veilige en schone vorm van energie waarmee de warmtevraag in Nederland kan worden verduurzaamd. Onderzoek van TNO (Buijze et al., 2019) laat zien dat bij toepassing van dit type aardwarmte wereldwijd geen voelbare bevingen zijn waargenomen. De kans op een voelbare beving bij dit type aardwarmte wordt daarom algemeen als zeer klein beschouwd en de kans op schadeveroorzakende bevingen nog kleiner. Ook al is de verwachting dat er geen voelbare bevingen zullen optreden, toch willen EZK, SodM, EBN, TNO en de aardwarmtesector voorbereid zijn op onverwachte situaties.

Daarom moet, conform de Mijnbouwregelgeving, voor ieder aardwarmteproject bij het aanvragen van een startvergunning onder meer worden aangetoond dat het project voldoet aan de gestelde veiligheidsnorm (Mbw artikel 24o) en onderbouwd wat de effecten van een mogelijke beving zouden kunnen zijn.  Hiervoor hebben TNO-AGE en EBN in opdracht van het ministerie van EZK een methodiek ontwikkeld met bijbehorende rekentool en het rapport onder de naam Seismische Dreiging en Risico Analyse (SDRA) voor aardwarmte. Met de methodiek kan bepaald worden hoe sterk een beving - in een extreem negatief scenario - in theorie zou kunnen zijn. De uitkomst is de grondbeweging aan het maaiveld uitgedrukt in de snelheid (mm/s), ook wel Peak Ground Velocity (PGV). Als de PGV onder de 3 mm/s blijft is ruimschoots voldaan aan de veiligheidsnorm.

Hieronder zijn de volgende SDRA documenten en tools te vinden:

Overige referenties kunnen hier worden gedownload.

Monitoren
Naast de SDRA wordt, voorafgaand aan de winningsfase voor alle projecten, een seismisch monitorings- en beheerssysteem geïmplementeerd. Het seismisch monitorings- en beheerssysteem zorgt ervoor dat er bij waargenomen bevingen adequaat wordt gereageerd zodat schade wordt voorkomen en de omgeving en instanties geïnformeerd worden. KNMI zorgt daarbij als onafhankelijke instantie voor het meten en publiceren van bevingen door het uitlezen van de aangesloten meetstations.
 
Schade

Indien er op enig moment toch een schadeveroorzakende beving optreedt, dan is wettelijk geregeld dat de schade moet worden vergoed. Het aardwarmtebedrijf zorgt ervoor dat er voldoende financiële middelen zijn om deze eventuele schade te vergoeden. Bij de vergunningaanvraag en gedurende de winningsfase wordt dit getoetst door het bevoegd gezag.

Toenemende kennis

Zorgvuldige monitoring van de ondergrond is daarnaast van belang om de bestaande modellen te verbeteren. De SDRA-methodiek en het monitorings- en beheerssysteem zullen daarom aangepast worden als er in de loop van de jaren met behulp van monitoringsdata meer kennis wordt opgedaan over het voorspellen van bevingen en, indien nodig, het beheersen van seismiciteit bij aardwarmteprojecten. 

Integriteit afdichtend pakket

Geothermie, of aardwarmtewinning, is de winning van warmte die is opgeslagen in de gesteentepakketten in de ondergrond. Aan geothermie zijn wettelijke eisen verbonden die gezamenlijk staan beschreven in de Mijnbouwwet (Mbw), het Mijnbouwbesluit (Mbb) en de Mijnbouwregeling (Mbr). Deze eisen moeten de veiligheid van geothermie waarborgen. Het gesteentepakket waaruit warmte wordt gewonnen bevat over het algemeen formatiewater. De wet vereist dat formatiewater niet in andere reservoirs terecht komt dan waaruit warmte geproduceerd wordt. Als het gesteentepakket poreus en doorlatend is, kan het formatiewater zich verplaatsen. Boven- en onderliggende afdichtende gesteentepakketten zorgen ervoor dat het formatiewater niet door deze pakketten naar andere reservoirs kan verplaatsen.

Onder invloed van geothermie veranderen lokaal de temperatuur en druk van de gesteentepakketten. Deze veranderingen kunnen ervoor zorgen dat de integriteit van het gesteente wordt aangetast. Het verlies van integriteit wordt veroorzaakt door scheurvorming of bewegingen langs bestaande breuken. Als afdichtende gesteentepakketten hun integriteit verliezen, kan formatiewater zich verplaatsen naar diepere- of ondiepere lagen. Daar kan het schade aanrichten aan milieu en drinkwatervoorraden, of kan het de winning van delfstoffen negatief beïnvloeden.

De procedure die gevolgd kan worden om de dreiging op integriteitsverlies van de afdichtende gesteentepakketten als gevolg van geothermie te kwantificeren wordt op deze webpagina beschikbaar gemaakt inclusief ‘tooling’ die gebruikt kan worden voor de analyse. De procedure heeft de naam TAS (Tensile failure Assessment of Seal). In het Mbb staat dat vereist is dat de integriteit van de afsluitende aardlagen voldoende is geborgd (Mbb artikel 29q lid 1c en 29t lid 1c). In de brief van EZK dd 18-09-2023 staat de norm voor integriteit afdichtend pakket verwoord. De hier beschreven TAS-procedure geeft hieraan invulling. Als de TAS-procedure wordt gevolgd, en geothermie binnen de normstelling plaatsvindt, wordt aan de wettelijke vereisten voldaan.

De TAS-procedure kan met bovenstaande SRIMA tool (BETA-versie) worden uitgevoerd. De evaluatiemethodiek voor de TAS procedure is hieronder te vinden: