Grondwatermonitoring geothermiesystemen

Beschrijving

Momenteel wordt er geen grondwatermonitoring uitgevoerd bij geothermieputten in Nederland. Om het risico op putlekkages te verkleinen, zijn beschermende maatregelen beschikbaar zoals keuze voor betere kwaliteit of dikker staal, gebruik inhibitoren ter preventie van corrosie en/of neerslag en regelmatige interne putcontroles. De kans op put lekkage kan echter nooit helemaal weggenomen worden, bijvoorbeeld door technisch falen van materialen. Een effectief monitoringsysteem moet daarom in staat zijn overtuigend aan te tonen dat ongewenste impact naar het grondwater niet optreedt (beoogd) dan wel tot tijdige signalering overgaan als dit toch optreedt. Met grondwatermonitoring kan het functioneren van de beschermende voorzieningen worden gevalideerd en tevens verbetert monitoring de detectie van lekkages. Mogelijk kunnen de frequentie en daarmee de kosten van interne putcontroles, worden gereduceerd.

Voor drie geothermie praktijklocaties wordt een kosten-efficiënt en haalbaar grondwatermonitoring systeem ontworpen op basis van locatie-specifieke eigenschappen. Door naast beschermende maatregelen tegen putlekkage ook grondwatermonitoring toe te passen, wordt het functioneren van de beschermende voorzieningen gevalideerd en verbetert de detectie van lekkages. Tevens wordt in dit project inzichtelijk gemaakt hoe de kosten voor grondwatermonitoring zich verhouden tot lekkage preventie kosten.

Resultaten

Ontwerp grondwatermonitoring
Voor de monitoringsaanpak zijn vijf uitgangspunten gedefinieerd:
1 monitoring vindt maximaal plaats tot wat op de locatie als de geohydrologische basis van het grondwatersysteem kan worden beschouwd;
2 het hier beschouwde grondwatermonitoringsysteem richt zich op de detectie van lekkage van geothermische brijn uit de put;
3 de grondwatermonitoring richt zich primair op de detectie van lekkage, niet op het vaststellen van de grootte van de impact daarvan;
4 de detectie van lekkage geschiedt op basis van de monitoring van de verticale variatie en temporele ontwikkeling van de gemeten temperatuur en geleidbaarheid in het grondwater;
5 de grondwatermonitoring wordt beschouwd voor de periode vanaf aanvang van de geothermische productie tot aan de abandonering van het geothermische systeem.
Er is gekozen voor een monitoringsontwerp gericht op het aantonen dat géén lekkage optreedt. Dit is ingegeven vanuit de eis van een zo doelmatige monitoring: de verwachting is dat er bij integere en goed beheerde putten geen lekkages zullen optreden. De focus ligt hierbij op de injectiekant van het geothermiesysteem omdat gezien de grote afpomping geen lekkage naar het grondwater te verwachten is bij de productiekant. Als een lekkage wordt gedetecteerd kan vervolgens uitgebreidere monitoring, dan wel een saneringssysteem worden geïnstalleerd.

Toets praktische uitvoering

• de praktische haalbaarheid wordt getoetst voor de realisatie van het monitoringsysteem in het grondwatersysteem nabij een geothermieput, waarvoor separaat geboord wordt;
• de monitoringput wordt bij voorkeur op korte afstand van de injectieput geplaatst:
  • vanuit boor-technisch oogpunt is een minimale afstand van 3 meter nodig om te voorkomen dat de boringen elkaar raken;
  • het primaire doel is detectie van lekkage vanuit de injectieput, omdat de kans op lekkage vanuit de productieput verwaarloosbaar wordt geacht;
• bij voorkeur wordt de monitoringput (op 5 meter afstand van de injectieput) zo ver mogelijk van de productieput geplaatst om de effecten van warmte-uitstraling vanuit de producer te minimaliseren. De monitoringput kan zowel voorafgaand als na de geothermieboring gerealiseerd worden, elk met verschillende voor- en nadelen. Realisatie achteraf heeft het belangrijke voordeel dat niet a priori bepaald hoeft te worden welke van de geboorde putten de injector wordt. Ook worden er zo geen onnodige kosten gemaakt voor de aanleg van monitoringput mocht na boren van de geothermieput(ten) deze toch niet in productie genomen worden.
• voor de plaatsing van het monitoringssysteem wordt er bij voorkeur geboord met een zuigboring met luchtlift om een gedetailleerd geologisch profiel te kunnen verkrijgen;
• bij de materiaalkeuze voor de monitoringbuis (PVC of GRE) wordt rekening gehouden met de verwachte maximale temperatuur ter plaatse van de monitoringput en de materiaaleigenschappen volgens de leverancier van de monitoringbuis.

Kosten
De operationele kosten zijn uitgerekend over een levensduur van 50 jaar. De kosten worden bepaald door onderhoud en monitoringskosten. Er is voorzien dat het onderhoud 2-jaarlijks moet worden uitgevoerd en dat eens in de 5 jaar de meetapparatuur moet worden vervangen. Daarnaast wordt uitgegaan van een halfjaarlijkse EM-meting, hiervoor is een locatiebezoek noodzakelijk. De operationele kosten zijn geraamd op EUR 4.700,-- per jaar. Het meest kostenbepalende verschil tussen de locaties is het verschil in boordiepte.