Induzierte Seismizität

Prinzip 'Enhanced Geothermal Systems' (EGS) Quelle: Geothermal Explorers Ltd, 2005

Unter tiefer Geothermie wird die Gewinnung von Energie aus Bohrungen von mehr als 400 m Tiefe verstanden. Beim Ausbau und Betrieb solcher Anlagen können Bruchvorgänge unterschiedlichen Maßstabs im tieferen Untergrund bewirkt werden, die mit induzierter Seismizität verbunden sind. Kaltes Fluid wird in das Bohrloch gepresst und erwärmtes Fluid herausgepumpt, so dass das Gebirge Injektionsdrücken und thermischen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Dabei werden Risse erzeugt oder erweitert, was als mikroseismische Aktivität instrumentell nachweisbar ist. Die Erhöhung des Porendrucks auf bestehende Störungsflächen unter tektonischer Beanspruchung kann auch fühlbare Seismizität bewirken. Eine vergleichbare Problematik besteht bei anderen technischen Prozessen, die der Energiegewinnung aus dem tieferen Untergrund dienen und bei denen der Porendruck verändert wird, z.B. ‚hydraulic fracturing‘ zur Erschließung von Schiefergas, Förderung von Erdgas und Erdöl und Verpressung von flüssigen Abfällen oder CO2.

Für die Planung und Genehmigung, aber auch für den Ausbau und Betrieb der Anlagen müssen die Auswirkungen der induzierten Seismizität in Form von möglichen Intensitäten und Bodenbewegungen angegeben werden können. Dazu können die Methoden zur Erfassung der Erdbebengefährdung im Fall natürlicher Seismizität modifiziert und angewendet werden. BGR arbeitet in einem langfristigen Forschungsprogramm seit 2010 (MAGS1, MAGS2 und SEIGER), um Methoden für den sicheren Betrieb von Anlagen der tiefen Geothermie bereit zu stellen. Dies betrifft die Charakterisierung der Standorte, um die mögliche Verstärkung der seismischen Wellen in der Nähe der Oberfläche zu ermitteln als auch die Methoden für die Bestimmung der seismischen Gefährdung aufgrund induzierter Seismizität. Auf dieser Basis können die Vorgehensweisen von Normen und Richtlinien des Bauwesens für die natürliche Seismizität und für Schwingungsphänomene auf die Behandlung der induzierten Seismizität übertragen werden.