Schutz vor seismischen Ereignissen

Die Erdkruste, der feste Boden unter unseren Füßen, ist oftmals gar nicht so stabil, wie er sich für uns Menschen anfühlt. Tatsächlich sorgen größere und kleinere Bruchzonen und damit verbundene Spannungen für Phänomene wie Vulkanausbrüche, die Auftürmung von Gebirgen oder für Erdbeben. Obwohl wir in Deutschland vergleichsweise gut vor Naturgewalten geschützt sind, kommt es auch hier bei uns regelmäßig zu natürlicher Seismizität.

Die natürliche Seismizität

Auf dem Geoportal der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) wird die natürliche Seismizität erfasst und dargestellt. Die nebenstehende Abbildung zeigt einen Ausschnitt der Region Kaiserlautern. Rote Punkte stehen für Ereignisse seit dem Jahr 800, orange für Ereignisse im vergangenen Jahr, hell-orange für Ereignisse des vergangenen Monats und gelb für die vergangene Woche. Sterne kennzeichnen aktuelle Vorkommnisse, blaue Dreiecke sind Seismometerstationen, in denen Ereignisse aufgezeichnet werden. Beim Klick auf die Punkte können Informationen wie das genaue Datum, die Uhrzeit, der Ort, die Tiefe und Magnitude des Bebens und die Ereignisart (z. B. tektonisch, induziert) abgerufen werden. Der Durchmesser der Punkte gibt ebenfalls Auskunft über die Stärke des Bebens.

Die induzierte Seismizität

Neben der natürlichen Seismizität gibt es auch eine vom Menschen ausgelöste, die sogenannte induzierte Seismizität. Neben dem Salz- oder Kohlebergbau kann auch die Injektion von Tiefenwasser Erschütterungen auslösen, wenn dieses zu einem starken Druckanstieg im Reservoir führt. Idealerweise fließt das zurückgeleitete Tiefenwasser zügig vom Ende der Injektionsbohrung weg, wie es zum Beispiel in größeren Bruchzonen der Fall ist. Bei weniger geeigneten Bohrzielen oder wenn die Förderbohrung deutlich mehr Tiefenwasser liefert, als die Injektionsbohrung aufnehmen kann und die Anlage nicht entsprechend der Fließrate an der Injektionsbohrung ausgerichtet wird, kann es zu einem Spannungsaufbau kommen, der sich in Form von Brüchen im Untergrund und damit einhergehenden Erdbewegungen entlädt.

Seismizität während dem Betrieb einer Geothermieanlage

Bei allen direkten und indirekten Tätigkeiten im tieferen festen Gestein der Erdkruste kann es zu Reaktionen des Gesteins in Form von Erdbewegungen, auch Seismizität oder seismische Ereignisse genannt, kommen. Die Stärke und damit auch die Spürbarkeit sind abhängig von der Stärke der Erdbewegung. Bei Geothermieanlagen ist Seismizität bisher nur in der Verbindung mit der Injektion von Wasser in den Untergrund aufgetreten. Um kritische Zonen bereits im Vorfeld zu identifizieren sind vor Beginn der Bohrarbeiten verschiedene Gutachten einzureichen und zu genehmigen.

Um im Betrieb das Risiko von seismischen Ereignissen zu minimieren wird sowohl der Druck auf Seiten der Injektionsbohrung, als auch das Umfeld der Geothermieanlage mithilfe von Messstationen überwacht. Teile der als blaue Dreiecke sichtbare Stationen auf der Karte des BGR gehören zum Beispiel zum Kraftwerk in Landau. Steigt der Injektionsdruck an und/oder werden kleinere Erdbewegungen festgestellt, wird etwa mit einer Reduzierung der Förderrate oder gar der Abschaltung der Anlage reagiert.

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