Oppompen heet water laat aarde in Zuid-Korea beven

Geologie Aardwarmte geldt als een bron van duurzame energie. Maar de winning ervan is mogelijk de oorzaak van aardbevingen in Zuid-Korea.

Bevingschade in Pohang, Zuid Korea. Foto EPA/Yonhap

Een proefproject om aardwarmte te winnen, is mogelijk de oorzaak van de aardbeving vorig jaar in de Zuid-Koreaanse stad Pohang. Bij dat project werd water onder hoge druk vier kilometer diep de grond in gepompt. Apart van elkaar wijzen een Europese en een Zuid-Koreaanse groep aardwetenschappers die activiteit aan als mogelijke oorzaak van de beving. De twee artikelen verschenen donderdag in het tijdschrift Science.

Pohang werd op 15 november 2017 getroffen door een aardbeving met een kracht van 5,5 op de schaal van Richter. Hij behoort tot de zwaarste bevingen in Zuid-Korea sinds het begin van de instrumentele seismische metingen in dat land, begin vorige eeuw.

Al snel na die aardbeving werd gehint naar het proefproject als de mogelijke veroorzaker. Als dat in aanvullend onderzoek wordt bevestigd, is dat weer negatief nieuws voor de exploitatie van de ondergrond. De winning van aardgas in Groningen leidt tot aardbevingen. Hetzelfde gebeurt nogal eens bij de winning van schaliegas en -olie, waarbij het gesteente van te voren wordt gekraakt (fracking) door er onder hoge druk vloeistof in te pompen.

Geothermie

In het geval van Pohang gaat het om een vorm van duurzame energie: geothermie. Normaal wordt daarbij heet water uit de diepe ondergrond opgepompt om er bijvoorbeeld elektriciteit mee te maken. Dat gebeurt in IJsland. Maar deze aanpak heeft beperkingen: lang niet overal is gesteente doorlaatbaar genoeg om het aanwezige water eruit te krijgen.

Een aangepaste techniek is dat er eerst water vanaf het aardoppervlak onder hoge druk naar beneden wordt gepompt, om het gesteente te kraken. Het water stroomt vervolgens door het gesteente, en wordt opgewarmd weer omhoog gepompt. Deze techniek, enhanced geothermal system (EGS) is in Pohang toegepast. Er zijn vanaf 2010 twee putten geboord, vier kilometer diep. Het water bereikt er een temperatuur van 180 graden Celsius. Op 29 januari 2016 werd zo voor het eerst water geïnjecteerd.

De Zuid-Koreaanse groep aardwetenschappers zag daarna een duidelijke relatie tussen de aardbevingsactiviteit in het gebied en de periodes van waterinjectie. Na een aardbeving met een kracht van 3,1, op 15 april 2017, plaatsten ze een tijdelijk netwerk van acht seismische stations in de buurt van het EGS-project. Ze analyseerden zes voorbevingen, de hoofdbeving van 10 november, en 210 nabevingen. Allemaal hadden ze hun hypocentrum (de oorsprong) op een diepte tussen 4 en 6 kilometer.

De Europese groep aardwetenschappers analyseerde openbaar beschikbare data van seismische stations in Zuid-Korea en verder weg. Ze herleiden dat de bevingen langs twee breukvlakken plaatsvonden, elk met een andere oriëntatie.

David Bruhn, hoogleraar geothermie aan de TU Delft, was betrokken bij het EGS-project. Hij vindt de conclusies van de twee studies voorbarig. „Ik sluit niet uit dat het EGS-project de oorzaak is geweest, maar het moet beter worden onderzocht.” Vooral het feit dat de hoofdbeving twee maanden plaatsvond nadat voor het laatst water was geïnjecteerd, vraagt volgens hem diepgaander onderzoek.