Veilig en verantwoord winnen van aardwarmte is van groot belang. Om die reden moeten aardwarmte-ontwikkelaars vooraf risico’s voor de mens en het milieu grondig onderzoeken. De ontwikkelaar is daarnaast verplicht om voor en tijdens het winnen veiligheidsmaatregelen te treffen en -procedures na te leven. De toezichthouder Staatstoezicht op de Mijnen (SodM) ziet toe op de naleving van wet- en regelgeving.

Wat doet de aardwarmtesector voor een veilige winning?

Aardwarmte-ontwikkelaars zijn verplicht om voor én tijdens het winnen veiligheidsmaatregelen te treffen volgens strakke procedures en dit wordt regelmatig gecontroleerd.

De aardwarmte-ontwikkelaar maakt vooraf een analyse over eventuele risico’s voor de omgeving en de ondergrond. De risicoanalyse vormt de basis voor een veilige werkomgeving en het ontwerp van de aardwarmte-installatie en putten. De putten moeten worden ontwikkelt volgens de Industriestandaard Duurzaam Putontwerp.

De brancheorganisatie van geothermie (aardwarmte), Geothermie Nederland, heeft onder andere een veiligheids-, gezondheids- en milieuzorgsysteem (VGM-zorgsysteem) ontwikkeld voor aardwarmtewinning gedurende de hele levenscyclus van een aardwarmte-installatie.

Voor de omgeving gaat de analyse over onder meer de afstand tot woningen, de aanwezigheid van industrie, effecten op het milieu, nabijgelegen natuur- en waterwingebieden en wegen. Ook is een seismische risicoanalyse verplicht. Bij het aanvragen van een startvergunning moet onder meer worden aangetoond wat de seismische dreiging en het bijbehorende risico is bij het aardwarmteproject.

In de analyse van de ondergrond gaat het bijvoorbeeld over de opbouw van de ondergrond, nabijgelegen waterwinning en andere (voormalige) bodemfuncties zoals olie- en gaswinning en de aanwezigheid van pijpleidingen. SodM beoordeelt de risicoanalyse.

Animatie: Veilig en verantwoord winnen van aardwarmte

Wat doet de sector en overheid voor het veilig en verantwoord winnen van aardwarmte? Bekijk hiervoor onderstaande animatie:

 

Risicobeperking bij aardwarmteprojecten

Seismische activiteit: aardbevingen en trillingen

Het risico op aardbevingen en trillingen (seismische activiteit) als gevolg van aardwarmtewinning is minimaal. Er wordt, in tegenstelling tot de gaswinning, geen volume onttrokken aan de ondergrond. Bij aardwarmte wordt het afgekoelde water, na de winning, weer teruggevoerd naar dezelfde aardlaag. Er is geen sprake van substantiële drukverandering bij aardwarmte, wel koelt de diepe ondergrond enigszins af rondom de injectieput.

Aardwarmtewinning en breuklijnen

In de Nederlandse ondergrond komen op een aantal plaatsen van nature breuklijnen voor. In Nederland winnen we geen aardwarmte nabij breuken in de aarde die onder spanning staan. Dit verlaagt de kans op trillingen.

 

Foto: uitvoering van seismisch onderzoek

Seismische risicoanalyse

Conform de Mijnbouwregelgeving moet voor ieder aardwarmteproject bij het aanvragen van een startvergunning onder meer worden aangetoond wat de seismische dreiging en het bijbehorende risico is bij het aardwarmteproject. TNO-AGE en EBN hebben daarvoor in opdracht van het ministerie van EZK een methodiek en rekentool ontwikkeld met de naam Seismische Dreiging en Risico Analyse (SDRA). Hiermee wordt bij het aanvragen van een startvergunning getoetst of een project voldoet aan de gestelde veiligheidsnorm. Lees meer over de SDRA Geothermie op NLOG

Meerjarig onderzoek

Ondanks dat er wereldwijd na tientallen jaren van productie nog geen enkele aardbeving is waargenomen bij het type aardwarmewinning dat in Nederland wordt toegepast en de kans op een voelbare beving uiterst klein is, is het belangrijk om een steeds beter begrip van de ondergrond te krijgen. Uit het laatste KEM-onderzoek (2021) blijkt dat met name de oriëntatie van aanwezige breuken, de breukeigenschappen en de ondergrondse afstand van de injectieput en de breuk van invloed zijn op de kans op het ontstaan van een aardbeving. Operationele parameters, zoals injectiesnelheid, injectiedruk en injectietemperatuur spelen een minder grote rol. Verder blijkt uit het onderzoek dat als er toch aardbevingen zullen ontstaan door geothermie, deze in Nederland naar verwachting niet groter zullen zijn dan twee op de schaal van Richter, en dus beneden het schadedomein blijven. Ook heeft TNO in opdracht van EBN een inventarisatiestudie uitgevoerd om meer begrip te krijgen over mogelijke risico’s van aardbevingen bij het opsporen en winnen van aardwarmte.

 

Wat is de kans op aardbevingen?

Volgens de huidige wetenschappelijke inzichten is de kans dat aardwarmtewinning in Nederland trillingen in de ondergrond veroorzaakt minimaal. Volgens wetenschappelijk onderzoek is het effect van trillingen door aardwarmtewinning te verwaarlozen. Bij aardwarmtewinning is de kans op een voelbare beving zeer klein, en de kans op een schadeveroorzakende beving is nog kleiner (bron: TNO).

Bij aardwarmteprojecten is het wettelijk verplicht om voorzorgsmaatregelen te treffen om de kans op beven in te schatten. Er wordt geleerd van ervaringen met de gaswinning en ook van ervaringen uit het buitenland waar geothermie soms voelbare bevingen veroorzaakt. Geothermie verschilt echter wel sterk van gaswinning. Daarnaast is Nederlandse aardwarmtewinning niet in alle gevallen te vergelijken met winning in andere landen. Daarom is goed begrip van de Nederlandse situatie belangrijk.

In Nederland winnen we sinds 2007 aardwarmte uit zandsteenlagen en in het buitenland nog decennia langer. Dat heeft voor omwonenden nog nooit tot een voelbare beving geleid.

In tektonisch actieve of vulkanische gebieden kan boren of het terugpompen van aardwarmtewater wel een beving veroorzaken. In het buitenland zijn voorbeelden bekend van bevingen bij aardwarmtewinning. Het gaat daarbij om boringen in andere aardlagen (niet-zandlagen). Bijvoorbeeld in Basel is de aardwarmtewinning gestaakt na een beving van 3,4 op de Schaal van Richter. Basel ligt in een aardbevingsgevoelig gebied.

In Nederland komt natuurlijke seismiciteit (trilling of beving) voornamelijk voor in de buurt van Midden- en Zuid-Limburg. In deze gebieden is extra voorzichtigheid geboden en gelden aanvullende veiligheidseisen. Na de boring wordt het effect op de ondergrond gemeten. Vervolgens wordt bepaald of winnen verantwoord is. En gebieden waar zich in Nederland aardbevingen hebben voorgedaan, zoals delen van Groningen, zijn uit voorzorg uitgesloten van aardwarmtewinning.

Lees meer over aardwarmte en seismiciteit in de  factsheet Aardwarmte en seismiciteit.

Bodemdaling

De kans op bodemdaling door aardwarmtewinning is minimaal omdat er geen volume wordt onttrokken aan de ondergrond: alleen de warmte wordt uit de ondergrond gehaald en het water wordt weer teruggepompt. Hierdoor blijft de gemiddelde druk onveranderd en is de kans op bodemdaling gering. In het geval dat bodemdaling voorkomt, gaat het om enkele centimeters in tientallen jaren.

Veiligheid op aardwarmtelocatie

Zoals voorgeschreven in de Mijnbouwwet, gelden strenge veiligheidseisen bij een bezoek aan een aardwarmte-locatie. Zo zijn bijvoorbeeld alle bezoekers verplicht hun auto achteruit in een parkeervak te parkeren, met de neus van het terrein af. Dit geeft meer overzicht bij wegrijden en is aangetoond veiliger. Ook is bij het betreden van het terrein het dragen van een helm, hesje en dichte veiligheidsschoenen verplicht. Het personeel moet alle incidenten of ongelukjes – zoals het stoten van je hoofd – schriftelijk melden. Ook bijna-ongelukken, “near misses”, worden genoteerd. Deze zorgvuldige registratie traint het personeel en bezoekers om veiligheid op de locatie de hoogste prioriteit te geven.

Welk effect heeft aardwarmtewinning voor het grondwater?

De ondergrond wordt benut voor de winning van olie, gas, zout, opslag van gas en in de nabije toekomst CO2. Al deze activiteiten mogen geen invloed hebben op de kwaliteit van ons grondwater. Voor de veiligheid zijn mijnbouwactiviteiten niet toegestaan in natuurgebieden en waterwingebieden. Zie ook de factsheet Geothermie en grondwater.

Waarborgen kwaliteit aardwarmteputten

De buizen van aardwarmteputten zijn gemaakt van staal. Het water dat wordt opgepompt (en teruggevoerd) komt in contact met de stalen binnenkant van de wand. Water uit de ondergrond is meestal heel zout. Door de invloed van het zout en de meegevoerde zanddeeltjes kan corrosie en erosie optreden. Hierdoor kan de wanddikte in de loop van jaren afnemen en kan het staal lokaal poreus worden. Een poreuze wand kan water doorlaten vanuit de ondergrond de put in of andersom, er wordt alles aan gedaan om dit voorkomen

Het waarborgen van de veiligheid van de stalen buizen is van groot belang. Daarom zijn de afgelopen jaren de aardwarmteputten op diverse punten verbeterd. Bij de nieuwere putten zijn de stalen buizen voorzien van een plastic coating. Een laatste innovatie is de toepassing van een stalen buis waarin een binnenbuis van glasvezel is verlijmd. Deze putten worden bovendien gedeeltelijk dubbelwandig uitgevoerd. Door al deze maatregelen wordt het staal afgeschermd van het zoute water in de buis. Hierdoor is de kans dat de wanden water doorlaten minimaal. De kwaliteit van de put wordt nauwlettend in de gaten gehouden door middel van water- en gas analyses en regelmatige wanddiktemetingen. De operator neemt alle noodzakelijke maatregelen om verontreiniging van het grondwater te voorkomen en daarmee het belang van de toekomstige drinkwatervoorziening te waarborgen. Zo wordt bij de eerste generatie putten als extra bescherming een ‘corrosieremmer’ aan het zoute water toegevoegd of wordt een extra binnenbuis geplaatst.

De aardwarmtesector heeft een industriestandaard ontwikkeld voor het ontwerpen van aardwarmteputten. In deze ‘Industriestandaard duurzaam putontwerp voor aardwarmteputten’ is ruim 10 jaar ervaring gebundeld. Putontwerpen die vanaf januari 2021 worden gemaakt, moeten aan deze standaard voldoen. Zie de factsheet Industriestandaard Duurzaam Putontwerp.

Verwerking van restproducten

Van nature voorkomend radioactief materiaal in de aardwarmte-installatie

Met het water worden van nature voorkomende radioactieve materialen (NORM) mee naar boven gevoerd. NORM zit in het water en kan zich afzetten als het in contact komt met de installatieonderdelen. In de veel toegepaste glasvezelversterkte epoxy leidingen, voorzien van een coating, treedt nauwelijks afzetting op.

NORM vormt in de installatie geen risico voor de medewerkers of de omgeving. Tijdens onderhoud kan de installatie worden geopenend. Hierbij wordt vaak met een stralingsmeter gemeten. Daarnaast worden voorzorgsmaatregelen getroffen om besmetting te voorkomen. Zo worden handschoenen, een bril en een overall gedragen en moet de medewerker na afloop van de werkzaamheden de handen goed wassen. NORM heeft een laag risico en is goed beheersbaar door de diverse voorzorgsmaatregelen. Hierdoor zijn medewerkers en omgeving goed beschermd.

In de aardwarmte-installatie zijn filters aangebracht die helpen om verstopping van de injectieput te voorkomen. Deze filters worden veelvuldig vervangen. Het grootste gedeelte van NORM komt in de filters terecht. De hoeveelheid en samenstelling van NORM in het filter bepalen de concentratie van radioactiviteit. Ook de samenstelling van de bodemlaag kan van invloed zijn.

Ondanks het lage risico wordt er zeer zorgvuldig omgegaan met het licht radioactieve materiaal. Deze materialen met een concentratie boven de wettelijke norm worden op de winningslocatie in een dubbelgesloten verpakking in een afgeschermde ruimte veilig opgeslagen totdat een gespecialiseerde verwerker het ophaalt en naar een speciaal daarvoor aangewezen stortplaats brengt. De licht radioactieve inhoud kan zich dus niet in of buiten het gebouw verspreiden. Het stralingsniveau ligt ruim beneden de grenswaarden uit het Besluit basisveiligheidsnormen stralingsbescherming (Bbs) dat tot doel heeft mensen in Nederland die werken met radioactieve stralingsbronnen en omgeving te beschermen. De Kernenergiewet (Bbs) stelt strenge eisen aan het uitvoeren van handelingen met NORM en de opslag en het transport van met NORM besmette materialen. SodM is aangewezen door de Autoriteit Nucleaire Veiligheid en Stralingsbescherming (ANVS) voor toezicht en handhaving van de Kernenergiewet bij aardwarmtebedrijven.

Bijvangst

Met het water uit de ondergrond kan ook een kleine hoeveelheid gassen mee naar boven komen. Tijdens het boren is er een kleine kans gas onder druk aan te treffen. Daarom zijn er veiligheidsvoorzieningen in de installatie aangebracht. Een voorbeeld zijn afsluiters die hoge druk kunnen weerstaan. In het opgepompte water zit ook vaak wat gas opgelost. Dat wordt opgevangen in een gasscheider en gebruikt, afgefakkeld of teruggevoerd in de injectieput. De put zelf is drukloos als de pomp uit staat.