Tegengas

Is er niet iets te doen tegen de aardbevingen in Groningen? Sommige aardwetenschappers denken dat het injecteren van gassen of water onder hoge druk soelaas kan bieden.

De Groningse ondergrond vergelijken met een leeglopende fietsband zou misschien ongepast zijn. Maar zoals je bij een fietsband waar te veel lucht is uitgelopen de zaak weer even bijpompt, zo zou je ook de Groningse ondergrond kunnen stabiliseren door het verwijderde gas te vervangen door iets anders. Zo kan de druk in het gasveld worden hersteld, waardoor de frequentie en hevigheid van de aardbevingen in het gebied afnemen.


'Ik zie geen reden waarom dit in Groningen niet zou kunnen werken', zegt Chris Spiers, hoogleraar aardwetenschappen aan de Universiteit Utrecht. 'Als je een ander drukmiddel injecteert, verminder je de drijvende kracht.' Als het reservoir en de bovenliggende lagen elastisch zijn, zoals in Groningen, waar de bodem niet uit rots bestaat, maar uit zachte aardlagen, kunnen injecties de bodem zelfs weer enigszins omhoogduwen, stelt Spiers.


Volledig herstel zit er niet in. 'Maar alle modellen voorspellen een lichte opheffing van de bodemdaling met enkele centimeters.' En belangrijker: het aantal aardbevingen zal afnemen. 'Ik zeg niet dat ze niet meer zullen voorkomen', zegt Spiers, 'maar frequentie en magnitude zullen dalen als je de tegendruk in het veld herstelt.'


Een van de gassen die daarvoor gebruikt kan worden is CO2. Door CO2 af te vangen van bijvoorbeeld een nabijgelegen kolencentrale en dit onder hoge druk te injecteren in het gasveld, kunnen mogelijk twee vliegen in één klap worden geslagen: minder uitstoot van het broeikasgas en een minder grote kans op forse aardschokken en verzakkingen. 'CO2-injectie is een van de opties die onderzocht kan worden', zegt emeritus hoogleraar Wim Turkenburg van de Universiteit Utrecht.


Ondergrondse opslag van CO2 is omstreden, onder meer omdat bewoners boven het opslaggebied vrezen voor ontsnapping van kooldioxide. 'Om meerdere redenen zou het daarom mooi zijn als het CO2 ondergronds snel mineraliseert', stelt Turkenburg. Dit zou volgens hem kunnen door bijvoorbeeld een stof als olivijn in poedervorm mee te injecteren. De kooldioxide reageert met het water en de olivijn en vormt magnesiumcarbonaat. 'Dat zou onderzocht moeten worden.'


Te weinig

Er is echter een probleem met CO2: hoe vreemd dat ook mag klinken, er is lang niet genoeg van om de hoeveelheid aardgas die jaarlijks uit het veld onttrokken wordt te compenseren. Zelfs als je een paar kolencentrales zou neerzetten, heb je er bij lange na niet genoeg van, aldus Turkenburg. 'Ga maar na: we halen jaarlijks zo'n 50 miljard kubieke meter gas uit het veld. Daarvan verkopen we de helft en de andere helft gebruiken we om onze huizen te verwarmen, energie op te wekken en voor industriële processen.' Als alle CO2 die daarbij vrijkomt wordt afgevangen - wat onmogelijk is - heb je nog niet eens de helft van het benodigde gas om verder inklinken te voorkomen. Ook de toevoeging van olivijn kent nadelen, omdat het mineralisatieproces het gas onder de grond ook kan afsluiten, waardoor het niet meer kan worden gewonnen.


'Olivijn is minder geschikt omdat het onvoldoende doordringt in het zandsteen', zegt aardwetenschapper Spiers. 'Het wordt in de eerste centimeters al uitgefilterd.' Olivijn wordt in combinatie met CO2 wel gebruikt om lekkende gas- en olievelden af te sluiten door het te injecteren in de boorput. Daar vormt het een soort stenen kurk, waardoor er geen gas meer kan ontsnappen.


Een andere mogelijkheid is het gebruik van stikstofgas, dat overvloedig voorradig is in de lucht. Maar een mogelijk betere oplossing is injecteren met water, eventueel vermengd met magnesium- of calciumionen, aldus Spiers. Water mengt minder snel met het ondergrondse aardgas dan CO2 en is er bovengronds eventueel makkelijker uit te filteren. Bovendien is er voldoende van aanwezig. 'Je zou heel goed zeewater kunnen gebruiken', zegt Spiers.


In een later stadium, als het gasveld het einde van zijn productie nadert, kan alsnog CO2 worden geïnjecteerd. 'Je gebruikt het water om druk op te bouwen en op de langere termijn kan het gasveld worden ingezet om CO2 te immobiliseren', aldus Spiers. De CO2 zal dan reageren met de in het water aanwezige metaalionen en veranderen in vaste stoffen.


De faculteit geowetenschappen waaraan Spiers verbonden is, doet ook onderzoek naar de toevoeging van chemicaliën. Die kunnen misschien helpen het zogenoemde kruipeffect te stoppen. 'Stoppen met winnen zet de seismische activiteit niet direct stil', zegt Spiers. De bodem blijft nog enige jaren dalen doordat het zandsteen onder druk van de bovenliggende lagen verpulvert en daardoor verder inklinkt. 'Dit kruipeffect hebben we in het lab kunnen stopzetten met chemicaliën. Onderzoek moet uitwijzen of dit in de praktijk ook werkt. Sommige chemicaliën zijn te toxisch, andere te duur.' Welke chemicaliën, wil Spiers nog even niet onthullen: 'We overwegen patent aan te vragen.'


Overigens heeft CO2 ook een remmende werking op het kruipeffect. 'Door CO2 te injecteren in water, stijgt de zuurgraad. Vreemd genoeg blijken zuren een vertragend effect te hebben op de contractie van zandsteen.'


Andere aardwetenschappers stellen dat de injectie van water mogelijk juist aardbevingen kan veroorzaken. Zeer onwaarschijnlijk, stelt Spiers. Dit kan wel gebeuren in gebieden waar tektonische aardbevingen optreden (waar ondergrondse aardlagen tegen elkaar aanschuiven). Daar staat de bodem al onder spanning. 'Water kan daar een beving in gang zetten, doordat het de wrijving op het breukvlak verlaagt. In Groningen krijg je aardbevingen doordat de spanningstoestand in de grond is verstoord. Die spanningen kun je opheffen door met injecties het drukverschil te verlagen.'


Fictie

Geofysicus Rob Govers van Universiteit Utrecht gelooft dat het idee van bodemstabilisatie met injecties 'fictie' is. De onrust over mogelijk zware aardbevingen noemt hij vooralsnog onterecht alarm. 'Je hebt grote breuken nodig om grote bevingen te krijgen. Ga dan zoeken of die er zijn. Pas als je dat weet, praat je over feiten.' Met 'een soort röntgentechniek' is vrij snel in kaart te brengen of er zulke grote breuken onder de Groningse grond liggen, stelt Govers. Dat kan binnen een jaar. 'Het is verrassend dat dit nog niet is gebeurd.'


De Nederlandse Aardolie Maatschappij, verantwoordelijk voor de winning van het aardgas, zegt dat er nog niet genoeg data voorhanden zijn om het Groninger veld goed te analyseren. De reden is volgens een woordvoerder dat er nooit aanleiding was te veronderstellen dat een aardbeving met een kracht van meer dan 3,9 op de schaal van Richter mogelijk was. 'Dat was, hoe vervelend een beving van een dergelijke kracht voor de bevolking ook is, een geaccepteerd risico. De game changer is dat 3,9 niet langer wordt beschouwd als het maximum.'


De NAM moet van minister Kamp van Economische Zaken voor aanstaande december in kaart hebben gebracht wat de risico's zijn op een zwaardere beving en wat voor maatregelen genomen kunnen worden om de kans op een zware beving of de gevolgen daarvan te beperken. De injectie van gassen of vloeistoffen is een van de onderzoeken waarnaar de NAM zegt te kijken. 'We willen niets uitsluiten, maar gezien de grootte van het veld is dit niet de meest reële optie', zegt een woordvoerder.


De NAM gaat ook kijken of grote drukverschillen bij enkele van de 1.800 breukvlakken zijn te beïnvloeden door op andere manieren te boren. 'Daarmee zouden we de maximale magnitude kunnen beïnvloeden. We moeten dat wel goed onderzoeken, want je moet opletten of je geen averechts effect bereikt.'


Chris Spiers van de Universiteit Utrecht vindt dat de mogelijkheden van vloeistof- of gasinjectie beter onderzocht moeten worden. De situatie in Groningen is uniek, zegt hij. 'Bijna nergens ter wereld zijn er grote gasvelden onshore, in dichtbevolkte gebieden.' Ze liggen meestal onder de zee of in dunbevolkte gebieden, zoals in de Algerijnse woestijn of een verlaten gebied in Texas. 'Niemand die daar last heeft van verzakkingen of aardbevingen. Van ons wetenschappers wordt nu een respons gevraagd op de situatie die nu ontstaan is.'


Spiers pleit daarom voor een interdisciplinair onderzoeksprogramma om een goede strategie voor de lange termijn te ontwikkelen. 'De kennis is aanwezig. Bij ons in Utrecht, bij TNO, het KNMI, maar ook bij de industrie. Je moet alle mogelijke kennis combineren. Bodemdaling gaat een grote rol spelen en de laatste weken is duidelijk geworden dat er iets moet gebeuren.'


LET OP: VALLENDE KASTEN

Vanwege de hogere frequenties en krachtiger aardbevingen in Groningen gaat de Nederlandse Aardolie Maatschappij bewoners actiever voorlichten hoe zij moeten handelen als de aarde schokt. Uit onderzoek wereldwijd blijkt dat de meeste gewonden ontstaan doordat bewoners worden getroffen door vallende dakpannen of slecht gemetselde schoorstenen. De NAM adviseert bewoners daarom niet te dicht bij hun woning te gaan staan. 'We zeggen ook: schroef kasten vast aan de muur. Bij eventueel zwaardere aardschokken zullen muren blijven staan, maar zo voorkom je dat je gewond raakt door je boekenkast.'

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden