Inlog auteurs
inloggen bij Toets
Hulp bij wachtwoord
Geen account?
word lid
Home / Artikelen

Benutting van de diepe ondergrond in MER

Afwegingen in het MER tussen effecten en risico's in de biosfeer en in de diepe ondergrond Evert Holleman - 24 september 2020

In het verlengde van de klimaatdiscussie en energietransitie zijn er in toenemende mate initiatieven waarbij benutting van de diepe ondergrond plaatsvindt. De mogelijkheden die hierdoor ontstaan worden breed herkend, maar tevens is er sprake van zorgen over de beheersbaarheid van de processen in de diepe ondergrond. Hierdoor ontstaan vragen en discussies over mogelijke risico's en onzekerheden. Hoe moet worden omgegaan met deze risico's en onzekerheden en hoe verhoudt zich dat tot alternatieve oplossingen binnen de biosfeer, zonder gebruik te maken van de diepe ondergrond, of het uitstellen van benodigde acties? De milieueffectrapportage is gericht op mogelijke effecten en risico's in de biosfeer, maar kan hier ook worden ingezet om inzicht te verschaffen in de afweging tussen gebruik van de biosfeer versus de diepe ondergrond. Dit vergt een op maat gesneden aanpak, die inmiddels meerdere keren getest en bewezen is.

De term diepe ondergrond wordt hier gebruikt ter onderscheid met de biosfeer. De biosfeer bevat het deel van de (relatief ondiepe) ondergrond tot circa 500 meter, waarvoor milieuwetgeving van toepassing is en waar processen invloed hebben op mens, flora en fauna. De diepe ondergrond bevindt zich hieronder en heeft onder normale omstandigheden geen invloed op de biosfeer. Hiervoor gelden geen milieunormen en geen waarden zoals de sturing op gebiedseigen stoffen.

Beren op de weg voor het benutten van de diepe ondergrond

Met alle aandacht voor de Groningse aardbevingen, is grote onzekerheid ontstaan over alle vormen van benutting van de diepe ondergrond in Nederland. De gedachte aan ‘Groningse toestanden’ zorgt er voor dat het publiek bij voorbaat argwanend staat tegenover initiatieven waarbij gebruik wordt gemaakt van de diepe ondergrond. Met het publiek worden de politici terughoudend en ontstaat ook bij het bevoegd gezag de nodige zorgen voordat tot vergunningverlening wordt overgegaan.
Het gevolg hiervan is dat kansrijke initiatieven die goede mogelijkheden bieden als klimaatmaatregel en op het gebied van energietransitie, bij voorbaat met wantrouwen beschouwd worden. Een kritische toets van nieuwe toepassingen is zeker op zijn plaats, maar onnodige zorgen kunnen leiden tot weerstand waardoor het behalen van de klimaatdoelstellingen wordt vertraagd. Het is daarom zaak de serieuze zorgpunten te scheiden van de vermoedens en risicoperceptie. Er is zodoende behoefte aan een kader waarmee een helder overzicht wordt verkregen voor de besluitvormers en het publiek wat mogelijke gevolgen zijn van het benutten van de ondergrond, welke onzekerheden en risico’s er zijn en hoe hiermee kan worden omgegaan. Dit kader is ontwikkeld in het verlengde van de standaard m.e.r.-procedure en inmiddels succesvol toegepast in meerdere projecten.

Voorbeelden van uitbreiding van de vormen van benutting van de diepe ondergrond

Naast de winning van delfstoffen, zoals olie, aardgas, steenkool en zout, zijn veel meer vormen van benutting van de ondergrond in beeld gekomen. In het verlengde van de olie- en gaswinning vindt al jaren opslag van productiewater plaats in de diepe ondergrond, in vrijwel leeg geproduceerde gasvelden. Recentelijk is daar weerstand tegen gekomen, vanuit zorgen over de gevolgen van het opslaan van water in de diepe ondergrond.
De winning van aardwarmte middels geothermie wordt als duurzame energiebron van de toekomst gezien. In de reguliere vorm wordt heet grondwater van circa 3 kilometer diepte opgepompt en na afgifte van zoveel mogelijk warmte weer teruggebracht in de dezelfde diepe aardlaag. Een andere toepassing die nu als klimaatmaatregel sterk in beeld is, bestaat uit het opslaan van afgevangen CO2 van de industrie in leeg geproduceerde gasvelden. Een eerder initiatief bij Barendrecht gaf zoveel onrust bij de bewoners, dat nu besloten is deze opslag niet meer onder land toe te passen, maar alleen onder de Noordzee. In het verlengde van de zoutwinning zijn nu meerdere opties in beeld voor het benutten van zoutcavernes, vooral voor de tijdelijke opslag van energie, in de vorm van aardgas, waterstof of hoge druk lucht. De buffering van waterstof en hoge druk lucht kan gezien worden als een effectief middel om de disbalans op te heffen tussen vraag en aanbod van energie die ontstaat bij de toenemende inzet van wind- en zonne-energie.

Toetsing van de gevolgen van benutting diepe ondergrond

Het benutten van de ondergrond maakt klimaat- en energiemaatregelen mogelijk, die anders niet uitgevoerd kunnen worden, of die tot ingrepen op maaiveld leiden. Om een goede afweging te maken is het zodoende van belang de benutting van de ondergrond af te wegen tegen niets doen (de autonome situatie) of het realiseren van de doelstelling op maaiveld, of breder in de biosfeer. Een dergelijke afweging is in essentie hetgeen tevens in een m.e.r.-procedure plaatsvindt.
De toetsing van de benutting diepe ondergrond kan worden toegevoegd aan de standaard m.e.r.-procedure door bij het initiatief onderscheid te maken tussen de milieueffecten in de biosfeer en de gevolgen voor de diepe ondergrond. In het MER worden deze twee componenten gescheiden uitgewerkt. Vervolgens worden de effecten en gevolgen samengebracht in de integrale afweging. Zodoende is duidelijk zichtbaar hoe de mogelijke keuzes zich onderling verhouden.
Het is daarmee van belang om de gevolgen voor de diepe ondergrond zodanig te beschrijven, dat deze naast de milieueffecten in de biosfeer geplaatst kunnen worden. Voor benutting van de diepe ondergrond zijn meestal een locatie met installaties en wellicht transportleidingen noodzakelijk. Deze bevinden zich in de biosfeer en kunnen worden beoordeeld via de reguliere m.e.r.-methodiek. Het gaat hier verder over de aspecten die betrekking hebben op de diepe ondergrond. Op hoofdlijnen zijn hiervoor de volgende aspecten van belang:

  • Veranderingen diepe ondergrond. Dit is een soort equivalent van de milieueffecten in de biosfeer. Doordat er echter geen juridische milieunormen beschikbaar zijn, kunnen de veranderingen niet getoetst en geclassificeerd worden. Echter, het is wel mogelijk de veranderingen te beschrijven, in de vorm van de gevolgen voor de ondergrond, waarmee recht wordt gedaan aan het feit dat de benutting invloed heeft op de diepe ondergrond. Hierbij kan gedacht worden aan veranderingen in de druk in de diepe aardlagen, chemische veranderingen en temperatuurveranderingen. Er wordt onderscheid gemaakt in de veranderingen gedurende de operationele periode en de gevolgen voor de langere termijn (om vast te stellen of volgende generaties last hebben van de huidige benutting).
  • Effecten van de verandering in de diepe ondergrond op de biosfeer. Hierbij kan worden gedacht aan bodemdaling, veroorzaakt door de veranderingen in de diepe ondergrond. De bodemdaling vormt een milieueffect, met mogelijke secundaire effecten in de vorm van effecten op de waterhuishouding.

Risico’s welke kunnen optreden door de benutting van de diepe ondergrond. Veel zorgen bij de benutting van de diepe ondergrond zijn te relateren aan mogelijke risico’s en de beheersing daarvan. Dit heeft betrekking tot mogelijk aardbevingen of lekkage van gassen en vloeistoffen. Bij risico’s wordt er van uitgegaan dat alles wordt gedaan om te voorkomen dat ze optreden, door te onderzoeken welke risico beperkende barrières er aanwezig zijn in de ondergrond. Het is echter noodzakelijk dat er ook wordt onderzocht wat er eventueel kan gebeuren als ze optreden.

Omgaan met onzekerheden van de diepe ondergrond

Zoals uit bovenstaande voorbeelden blijkt zijn er steeds meer mogelijkheden om de ondergrond te benutten. Hierbij geldt dat iedere vorm van benutting afhankelijk is van de specifieke situatie in de ondergrond. Kenmerkend voor het gebruik van de ondergrond is dat we slechts in beperkte mate de precieze samenstelling weten en kunnen voorspellen hoe de ondergrond reageert op geïnduceerde veranderingen. Dit betekent dat elke vorm van gebruik van de ondergrond vraagt om het beheersen van de inherente onzekerheden. Dit geldt voor zowel de te verwachten veranderingen in de diepe ondergrond, de mogelijke gevolgen hiervan op de biosfeer en de mogelijke risico’s die tot effecten kunnen leiden op de biosfeer.
De informatie en kennis van de diepe ondergrond is anders dan de informatie en kennis van de biosfeer en de beoordeling verschilt zodoende van activiteiten op maaiveld. Er zijn geen ruimtelijke kaarten waarop structuren voor een ieder zichtbaar zijn. De ondergrond is qua structuren in beeld gebracht met behulp van geofysische metingen, voornamelijk via seismische profielen. Aanvullend is informatie beschikbaar vanuit de diepe boringen. Kennis van geologische processen maakt het mogelijk hiermee een drie-dimensioneel beeld te ontwikkelen van de diepe ondergrond. Hierbij wordt gebruik gemaakt van interpolatie. Afhankelijk van de dichtheid van informatie kan de ondergrond met grotere zekerheid in beeld worden gebracht. Zo ontstaat  een driedimensionaal beeld van de verschillende aardlagen, waaruit blijkt dat de Nederlandse ondergrond bestaat uit een divers berglandschap, naderhand afgedekt met zand en klei. Het geeft ook een beeld van de breukzones in de ondergrond.
Vervolgens worden karakteristieke parameters voor de aanwezige lagen afgeleid van de ervaringen bij de eerdere benutting, zoals bijvoorbeeld bij de winning van aardgas of aardolie. Dit geeft zicht op de mate waarin vloeistoffen door lagen kunnen stromen of de afsluitende werken van lagen. Tevens geeft dit een beeld in hoeverre bestaande breukzones een afsluitende werking hebben op de aanwezige gassen en vloeistoffen. Deze informatie kan gebruikt worden bij het bepalen van de mogelijkheden voor andere vormen van benutting van de diepe ondergrond.
De informatie over de opbouw van de ondergrond en de parameters hoe de verschillende bodemlagen reageren op drukverandering en hoe breukzones zullen reageren, wordt gebruikt om simulatiemodellen te ontwikkelen. Deze modellen worden geijkt aan de hand van historische gegevens bijvoorbeeld van het drukverloop bij aardgaswinning. Vervolgens kan zichtbaar worden gemaakt hoe de benutting van de diepe ondergrond kan plaatsvinden. Het voordeel van deze modelmatige aanpak is dat het ook de mogelijkheid biedt om gevoeligheidsanalyses uit te voeren, waarbij wordt nagegaan wat er gebeurt als parameters lokaal worden aangepast.
Hiermee is het mogelijk een beeld te krijgen van de diepe ondergrond en een verwachting hoe benutting kan plaatsvinden. Maar tevens geeft dit aan dat we niet alles vooraf weten en moeten kunnen omgaan met de onzekerheden. Juist de afweging wat de onzekerheden zijn, hoe hiermee om te gaan en bovenal of de onzekerheden beheersbaar zijn, vormen specifieke aspecten van de benutting van de ondergrond. En in het verlengde de vraag, mocht het mis gaan, hoe zijn de effecten dan beperkt te houden?
Het in beeld brengen van de drie genoemde aspecten (verandering in de diepe ondergrond, afgeleide effecten in de biosfeer en risico’s) moet  gezien worden tegen de achtergrond van de beschreven inherente onzekerheden die gebruik van de ondergrond met zich mee brengt.

Uitwerken in de m.e.r. systematiek

In de Algemene Milieu Effenstudie CO2 Opslag (AMESCO, 2007) is door een consortium van Royal HaskoningDHV met CE Delft, Ecofys, TNO en Golder Associates in opdracht van overheden en bedrijfsleven de methodiek voor het eerst uitgewerkt. Vervolgens is de methodiek toegepast in een aantal CCS initiatieven, zoals CCS Barendrecht en CCS ROAD en nu in CCS Porthos. Tevens is de methodiek toepasbaar gebleken bij de afweging verwerking productiewater van de oliewinning Schoonebeek.
De veranderingen in de ondergrond worden weergegeven als verandering in druk, temperatuur, chemische samenstelling en fysische eigenschappen. Dit vindt plaats op basis van de eerder genoemde modelberekeningen, waarbij afhankelijk van de toepassing een overzicht wordt gegeven van de veranderingen in het leeggeproduceerde reservoir, de watervoerende laag (aquifer) of de zoutkolom. De veranderingen worden weergegeven op de korte termijn, tijdens het project, maar tevens met een verwachting op de langere termijn, een aantal generaties verder. De veranderingen kunnen leiden tot aantasting van de gesteentelagen of de structuur van deze lagen. Dit wordt in beeld gebracht met de randvoorwaarden om dit te voorkomen. Daarnaast wordt beoordeeld of de benutting van de specifieke geologische structuur beperking van het gebruik van bovenliggende of naastliggende structuren met zich mee brengt. Tot slot is er een afweging in hoeverre de gekozen benutting van de ondergrond andere meer geschikte toepassingen uitsluit. Met andere woorden, is dit voor de geselecteerde structuur in de diepe ondergrond wel de meest wenselijke benutting. Dit aspect is indertijd uitgewerkt in de Structuurvisie Diepe Ondergrond van de provincie Drenthe, waarvoor de afwegingen gemaakt zijn in een bijbehorend Plan-MER. Deze bevindingen worden als een apart segment toegevoegd aan de samengestelde effectentabel in het MER.
De mogelijke effecten van de benutting diepe ondergrond op de biosfeer zijn normaal gesproken beperkt. Er komen faciliteiten op maaiveld, maar de effecten van de benutting in de ondergrond zelf horen bij een goed ontwerp en toepassing minimaal te zijn. Dat is gelegen in de afbakening tussen biosfeer en diepe ondergrond, waarbij alle activiteiten die wel tot effecten in de biosfeer kunnen leiden vallen onder de milieuwetgeving. Vanaf circa 500 meter blijkt dat er geen effecten doordringen tot de biosfeer, met uitzondering van de gevolgen van mogelijke bodemdaling of in mindere mate bodemstijging. Dit aspect zal dus steeds in beeld worden gebracht met de vervolgeffecten zoals mogelijke aanpassing van de waterhuishouding. Hiermee kan het effect op de biosfeer worden meegenomen in het MER in de afweging met andere effecten in de biosfeer.
Het meest kritische aspect van de benutting diepe ondergrond is de afweging van risico’s. Doordat de risico’s sterk afhangen van lokale omstandigheden, die overal net verschillend kunnen zijn, geldt dat hier geen externe veiligheid berekend kan worden aan de hand van een QRA. Voor het in beeld brengen van risico’s wordt de zogenaamde bow-tie toegepast. Hierbij wordt een ongewenste gebeurtenis of calamiteit centraal gezet. Vervolgens wordt vastgesteld welke ontwikkeling kan leiden tot die gebeurtenis (linkerkant van de bow tie) en welke gevolgen dit kan hebben (rechterkant). Daarna worden de barrières in beeld gebracht om te voorkomen dat de oorzaken daadwerkelijk leiden tot een calamiteit (bijvoorbeeld veiligheidsaspecten in een put, maar ook monitoring). Tot slot wordt in beeld gebracht welke barrières er zijn, die voorkomen of beperken dat indien een calamiteit optreedt de negatieve gevolgen optreden. Met behulp van deze methodiek worden risico’s in beeld gebracht en kan er een inschatting gemaakt worden van de risico’s.

Voor CCS bijvoorbeeld worden risico’s van lekkage van CO2 uit een reservoir in beeld gebracht. Daarbij wordt gekeken naar lekkage via de put, zowel binnen als langs de putwand. Daarnaast wordt gekeken naar de risico’s dat CO2 door de afsluitende laag weglekt, of via een zogenaamd overstromingspunt zijwaarts, of via een breuk naar een naastgelegen reservoir. Naast lekkage wordt bij alle benutting van de ondergrond veel aandacht besteed aan mogelijke aardbevingen. Hiervoor worden de spanning in de ondergrond in beeld gebracht, de situatie bij aanwezige breukzones en de mogelijke effecten op maaiveld. De calamiteiten analyse kan worden gekoppeld aan de analyse van mogelijke calamiteiten op maaiveld in de biosfeer en zo meegenomen worden in de m.e.r.-afweging.

Kortom

Er is zodoende een methodiek beschikbaar, gekoppeld aan de m.e.r.-procedure, waarmee een transparante afweging kan worden gemaakt over benutting van de ondergrond zodat het besluitvormingsproces navolgbaar kan plaatsvinden. Het is belangrijk daarbij te beseffen dat er bij het benutten van de ondergrond altijd onzekerheden zullen zijn waarmee rekening gehouden moet worden. Het zijn onzekerheden die anders en dieper zijn dan bij ondiepe activiteiten in de biosfeer. Hoewel het mogelijk is om de risico’s en onzekerheden te beperken, blijft het altijd de vraag of een resterende onzekerheid geaccepteerd kan worden, of het beheersbaar is en of het gebruik van de ondergrond dan gerechtvaardigd is, wellicht ook in de wetenschap dat anders de oplossing aan maaiveld gezocht moet worden met mogelijk meer of andere effecten. Het MER kan bij uitstek gebruikt worden om deze afweging inzichtelijk te maken voor de initiatiefnemer, het bevoegd gezag en betrokkenen in de directe omgeving van het project.

Evert Holleman, senior adviseur energietransitie bij Royal HaskoningDHV
evert.holleman@rhdhv.com / +31 88 348 8877

Reacties

xMet het invullen van dit formulier geef je Toets en relaties toestemming om je informatie toe te sturen over zijn producten, dienstverlening en gerelateerde zaken. Akkoord
Renda ©2020. All rights reserved.

Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie AccepterenWeigeren