Onderzoek naar de langetermijnrisico’s van het afsluiten van zoutcavernes
Wat gebeurt er met de achtergebleven pekel in de diepe ondergrond nadat een zoutcaverne afgesloten wordt? Dat was de centrale vraag in het onderzoek dat het Staatstoezicht op de Mijnen (SodM) heeft laten uitvoeren via het Kennisprogramma Effecten Mijnbouw (KEM). SodM heeft dit systematisch en wetenschappelijk laten uitzoeken, omdat er momenteel internationaal nog geen consensus is. De resultaten van het onderzoek helpen om de langetermijnrisico’s van zoutwinning beter te begrijpen.
Het onderzoek laat geen acute problemen bij zoutwinning zien, maar geeft wel aanleiding om langeretermijnrisico’s beter uit te werken voor het afsluiten van een caverne. De wetenschappers concluderen dat het met de huidige kennis over een diepe caverne die afgesloten is, het niet mogelijk is om te zeggen wat er op de lange termijn gebeurt: of de pekel verspreidt zich via zeer langzame permeatie, of het loopt de caverne uit via een lekpad of het stroomt de caverne uit via een scheur in het gesteente. De onderzoekers geven aan dat hier verbeterde integratie van kennis en modellen voor nodig is.
Waar gaat het onderzoek over?
Aan het einde van de levensduur van een caverne zullen de faciliteiten aan het oppervlak worden opgeruimd en de put en caverne worden afgesloten. Wanneer een put wordt afgesloten met cementpluggen neemt de druk in de achterblijvende pekel (zeer zout water) steeds verder toe. Dit gebeurt enerzijds doordat de pekel opwarmt en anderzijds doordat het omliggende zout langzaam naar de caverne toe kruipt. Op een gegeven moment wordt de pekeldruk net zo hoog als de krachten die het gesteente bij elkaar houden. De grote vraag is: wat gebeurt er dan?
SodM heeft een onderzoek uitgezet dat systematisch kijkt naar welk mechanisme overheersend is: permeatie, een lokaal lekpad of via een scheur in het gesteente. Het is belangrijk om te weten via welk mechanisme de pekel zich verspreidt in de diepe ondergrond, omdat dit informatie geeft over de hoeveelheid en snelheid van bodemdaling na de fase van zoutwinning. Daarnaast is er een betere schatting te maken van het risico van verontreiniging van de diepe ondergrond door uitstroom van pekel en mogelijk ook een mijnbouwhulpstof als diesel.
Nog te veel onzekerheid voor diepe cavernes
De wetenschappers concluderen dat het met de huidige kennis niet mogelijk is om te zeggen of de pekel uit een diepe caverne (ruwweg dieper dan 1 km) verdwijnt via zeer langzame permeatie, een lekpad of een scheur. Bij ondiepere cavernes kan waarschijnlijk wel een veilige balans zijn tussen op druk komen van de pekel en gecontroleerd, langzaam opgenomen worden in die diepe ondergrond via permeatie.
Voor dit onderzoek is niet alleen gekeken naar het gedrag van individuele zoutcavernes, maar ook wat er op microschaal met het zout zelf gebeurt en op kilometerschaal wat er in de gehele zoutstructuur plaatsvindt. Op alle drie de schalen vinden namelijk processen plaats die relevant zijn voor de langetermijn verspreiding van de pekel in de diepe ondergrond. Bij een aantal processen is echter nog veel onduidelijk, bijvoorbeeld: hoe beïnvloedt de korrelgrootte en samenstelling van het zout het kruipgedrag en mogelijke doorlaatbaarheid? Of: hoe varieert de gesteentespanning in de gehele zoutstructuur? De wetenschappers raden aan om de kennis op de gebieden met veel onzekerheid te verbeteren en ook de processen op de verschillende schalen te integreren.
Wat gaat SodM met het onderzoek doen?
Voor nieuwe zoutcavernes zal al tijdens de ontwerpfase de volledige levenscyclus van de caverne, inclusief afsluiten moeten worden meegenomen. Er moet bepaald zijn of afsluiten mogelijk is, of dat de bodemdaling door het (deels) leegproduceren van de caverne acceptabel is. Als dat beiden niet kan, kan er nog gekozen worden de wijze van winning aan te passen of niet door te laten gaan. SodM pleit dan ook voor een wettelijke verplichting om de fase na het sluiten van de cavernes onderdeel te laten zijn van nieuwe winningsplannen om problemen in de toekomst te voorkomen.
Voor bestaande cavernes valt er weinig meer te wijzigen aan de wijze van winning anders dan de zoutwinning te staken. Voor het afsluiten van bestaande cavernes moeten de risico’s van op hoge druk afsluiten goed worden afgewogen tegen het (deels) dicht laten kruipen of vullen van een caverne.
SodM gaat naar aanleiding van dit onderzoek bezien, ook in KEM-verband, of en zo ja welk verder onderzoek een bijdrage zouden kunnen leveren aan het gewenste inzicht omtrent de langetermijnrisico’s.
Over KEM
Het onderzoek “Over-pressured caverns and leakage mechanisms (KEM-17)” is onderzoek dat via het expertpanel van het Kennisprogramma Effecten Mijnbouw is uitgevoerd. Aan deelnemers van het expertpanel zijn strenge eisen gesteld qua onafhankelijkheid ten opzichte van de industrie en wat betreft wetenschappelijke reputatie. Kijk voor meer informatie over KEM en de resultaten van het onderzoek op kemprogramma.nl.