Ondiepe geothermie in de Roerdalslenk

Ondiepe geothermie in de Roerdalslenk

In opdracht van EBN heeft TNO Geologische Dienst Nederland (TNO-GDN) verkennend onderzoek gedaan naar de eigenschappen van de relatief ondiepe gesteentelagen van de Noordzee Groepen in de Roerdalslenk. Ook is onderzocht of reactivatie van bestaande breuken mogelijkerwijs zou kunnen plaatsvinden door afkoeling als effect van aardwarmtewinning.

Het doel van het onderzoek is om een eerste inschatting te geven in hoeverre deze ondiepe, zeer poreuze gesteentelagen zich anders gedragen ten opzichte van diepere, meer compacte gesteentes. Daarnaast is bekeken of de kans op het ontstaan van trillingen, door het reactiveren van een bestaande breuk in deze gesteentelagen, anders is dan in diepere gesteentelagen.

Toenemende belangstelling voor ondiepe geothermie

Aanleiding van deze opdracht is de groeiende belangstelling in Nederland voor het winnen van aardwarmte op een diepte tussen 500 en 1500 meter. Dit wordt ook wel lage temperatuur aardwarmte of ondiepe geothermie genoemd. In het zuidoosten van ons land ligt een geologisch gebied dat hiervoor geschikt kan zijn: de Roerdalslenk.

In dit gebied bestaan de Noordzee Groepen uit dikke, zandige gesteentelagen die erg goed doorlatend zijn. Deze gesteentelagen liggen diep genoeg, zodat de temperatuur van het water uit deze gesteenten geschikt is voor onder andere lage temperatuur warmtenetten. Echter, omdat er in de Roerdalslenk van nature aardbevingen voorkomen, wordt het gezien als een potentieel risicogebied voor het winnen van aardwarmte.

Verschil ondiepe en diepe gesteentelagen

De Noordzee Groepen in hun algemeenheid, en dus ook in de Roerdalslenk, bestaan uit de jongste sedimentaire gesteenten in Nederland. Deze sedimenten bestaan veelal uit zanden en kleien. Doordat deze sedimenten over het algemeen niet zo diep begraven zijn geweest, hebben ze een hoge porositeit. De zandkorrels zitten niet altijd goed aan elkaar, wat ongeconsolideerd wordt genoemd. Diepere gesteenten hebben meer druk en temperatuur ervaren, en zijn daarom vaak minder poreus en meer geconsolideerd. Naar verwachting gedragen de ondiepe gesteenten zich mechanisch anders onder invloed van bijvoorbeeld druk- en temperatuursveranderingen die bij geothermie optreden.

Verwacht wordt dat ondiepe gesteenten bijvoorbeeld meer plastisch (vervormbaar zonder te breken) zullen reageren waarbij de kans op trillingen lager zou kunnen zijn. In de huidige standaard analyse voor het reactiveren van breuken door geothermie is dit plastische gedrag echter nog niet meegenomen. De opdracht van EBN aan TNO-GDN is daarom om te onderzoeken wat we weten over deze jonge sedimentaire gesteenten, en hoe het verwachte verschil in mechanisch gedrag het al dan niet reactiveren van breuken beïnvloedt.

Conclusies

Uit het verkennend onderzoek door TNO-GDN blijkt dat de hoeveelheid data van de Noordzee Groepen in de Roerdalslenk nog beperkt is. Het inwinnen van extra data is daarom een van aanbevelingen. Uit een inventarisatie van natuurlijke bevingen in dit gebied blijkt dat deze bevingen hoogstwaarschijnlijk ontstaan in veel diepere gesteenten dan de Noordzee Groepen. De eerste verkennende berekeningen met computermodellen laten bovendien zien dat het meenemen van plastisch gedrag van ondiepe gesteenten leidt tot minder grote kans op het reactiveren van breuken. Het is daarom belangrijk om dit gedrag verder te onderzoeken en mee te nemen in toekomstige modellen.

Meer weten?

Het rapport (engelstalig) is online beschikbaar en te downloaden via NLOG. Je kunt hier ook een Nederlandstalige managementsamenvatting inzien.