Tapaus Basel
-
Baselin voimalahanke alkoi 1990-luvulla ja eteni kallion ylipaineistusvaiheeseen vuonna 2006. Prosessi keskeytyi varorajat ylittäneeseen maanjäristykseen ja sen jälkeiseen vahinkoja aiheuttaneeseen järistykseen. Vahinkoja korvattiin noin 7 miljoonalla Sveitsin frangilla. Kansainvälinen tutkijaryhmä selvitti tapahtumien kulkua ja maanjäristysriskejä. Tulosten perusteella vahinkoja aiheuttavien järistysten riskit ovat suuret sekä voimalan kehitys- että tuotantovaiheissa. Järistyksen ei arvioitu liittyvän Baselin esim. Suomea korkeampaan luontaiseen järistysriskiin. Baselin hanke pysähtyi, koska lasketut todennäköiset järistysvahingot olivat merkittäviä eivätkä olleet hyväksyttävissä. Tapaus on erittäin tarkasti analysoitu ja julkisesti raportoitu. Seurauksena vastaavat kiteisen kallion voimalahankkeet ovat olleet pysähdyksissä tai edenneet vain vaivoin. Viime vuosina on pyritty löytämään järistysriskiä pienentäviä uusia kallion avaamisen ja seurannan toimenpiteitä.
-
Baselin voimalaprojekti on ollut runsaasti julkisuudessa sen v. 2006
tapahtuneen keskeytymisen jälkeen. Projekti on tärkeä, koska sen tapahtumat on
tutkittu ja raportoitu julkisesti erittäin huolellisen ja laaja-alaisen
tarkastelun pohjalta. Tutkimus tapauksesta on tehty ydinjätteiden
loppusijoittamiseen verrattavissa olevalla pieteetillä, mikä on ollut erinomainen
asia ja luo pohjaa myös geotermisten voimalaloiden riskien analysoinnille
jatkossa. Alla esitetään tiivis yhteenveto raportoiduista tapahtumista ja
tutkinnan tuloksista.
Geopower Basel AG -yhtiö kehitti geotermistä
voimalaa Baselin kaupunkiin v. 1996 - 2006. Paikkatutkimuksia tehtiin jo
1990-luvulla. Voimalalle kaavailtu paikka
sijaitsi kaupungin keskustassa, kuva 1 on porauspaikalta. Voimalan tavoitteena
oli tuottaa noin 20 MW teholla lämpöä ja 3 MW sähköä. Lämpötila noin
5 km syvyydessä on 200 °C ja suunniteltu veden virtaama kalliossa oli 70 kg/s.
Kuva 1. Geopower
Basel-yhtiön porauspaikka Baselissa.
Ensimmäisen n. 4.8 km syvän
poranreiän ylipaineistus aloitettiin joulukuun alussa v. 2006.
Paineistusohjelmaa ja avointen railojen kehittymistä seurattiin 7 maanalaisen
mikroseismisen aseman ja maanpäällisten rekisteröintiasemien avulla. Sallituille
maanjäristyksille oli käytössä varorajat ja niihin liittyvät paineistuksen
säätötoimenpiteet. Paineistus eteni suunnitelmien mukaan, kunnes suuruudeltaan
ML = 2.7 järistys ylitti varorajat ja paineistus purettiin. Uusi, edellistä
voimakkaampi järistys tapahtui 9. joulukuuta vain muutamia tunteja edellisen
jälkeen, suuruudeltaan ML = 3.4. Tämän jälkeen painekenttää purettiin
aktiivisesti pumpaten vettä pois poranreiästä. Ylipaineistuksessa (6 vrk)
käytetyt paineet, virtaamat ja järistystapahtumien määrä on esitetty kuvassa 2.
Kuva 2. Mitatut
virtaamat (l(min), ylipaineet (bar) ja seismiset tapahtumat (kpl/tunti).
Jälkijäristyksiä tapahtui pitkään paineistusohjelman lopetuksen jälkeen,
mm. suuruudeltaan ML = 3.1 tapahtunut 6.1.2007 (kuva 3), 16.1.2007 ML = 3.2 ja
2.2.2007 ML = 3.2. Sijainniltaan paikannettuja seismisiä tapahtumia oli
kaikkiaan n. 3500, joista n. 200 suurinta oli suuruudeltaan välillä ML = 0.7 -
3.4. Jälkijäristykset aiheutuvat ns. Kaiser-efektistä = paineaalto etenee
kalliossa vaikka lähteen painekenttä olisi jo hävinnyt.
Kuva 3.
Uutisointia jälkijäristyksestä 6.1.2007.
Voimayhtiön vakuutusyhtiö korvasi suurimmista järistyksistä syntyneitä
vahinkoja n. 7 miljoonalla Sveitsin frangilla (MCHF, kutakuinkin vastaava MEUR-määrä).
Vahingonkorvausvaatimuksia esitettiin 2818 kpl, jotka kaikki korvattiin.
Maanjäristysten jälkeen Baselin kantoni asetti kansainvälisen
SERIANEX-tutkimusryhmän tekemään selvityksen tapahtumista, joka julkistettiin v.
2009. Analyysi oli laaja ja kattoi geologisen mallin, indusoidun seismisyyden,
liipaistun seismisyyden ja seismisten riskien analysoinnin taloudellisine
seurauksineen ja suosituksineen. Analyysi perustuu vankasti analyyttisiin ja
numeerisiin malleihin sekä todennäköisyyspohjaiseen laskentaan. Lisäksi
analyysissä on katettu laajasti muiden geotermisten voimaloiden/testialueiden
maanjäristyksiä ja yhdistetty nämä osaksi kokonaisarviointia. Erityisesti
analysoitiin taloudellisten vahinkojen todennäköisyyttä, esiintymisaluetta ja
suuruutta sekä voimalan kehitys- ja käyttövaiheille. Analysointi kattoi
rakennuskannan 12 km säteellä laitoksesta.
Käymättä läpi analyysiä voidaan siitä yhteenvetona todeta:
- toiminnasta ei arvioitu olevan vaaraa
ihmisille,
- voimalan kehitysvaiheelle arvioitiin, ettei siitä voisi syntyä
suuria vahinkoja infrastrukstuurille,
- suurella todennäköisyydellä
rakennuskannalle aiheutuvat vahingot olisivat kehitysvaiheessa noin 40 MCHF, mikä koostuu
suuresta määrästä pieniä rakenteellisia vaurioita,
- oli 15 % todennäköisyys,
että vahingot voisivat ylittää kehitysvaiheessa 600 MCHF,
- voimalan 30 vuoden toiminta-aikana
arvioitiin syntyvän noin 6 MCHF vahingot per vuosi. Suurimmaksi maanjäristyksen
suuruudeksi toiminta-aikana arvioitiin ML = 3.7 +- 0.4.
Kuvassa 4 on esitetty
kallion avaamisvaiheessa syntyvien maanjäristysten todennäköisyyttä niiden
voimakkuuden (intensiteetti) suhteen ja alakuvassa todennäköisyyttä per vuosi
tuotantovaiheen aikana.
Kuva 4. Maanjäristysten todennäköisyys niiden voimakkuuden (EMS yksiköissä)
suhteen, yläkuva kallion avaamisvaihe, alakuva voimalan tuotantovaihe.
Perustaso (normal period) syntyy alueen luontaisesta maanjäristysten aktiivisuudesta.
Tutkimusryhmä
selvitti myös erityisesti, olisiko poranreikä voinut sattua aktiiviseen
siirrokseen ja laukaista sen kautta normaalia merkittävästi voimakkaamman
järistyksen. Basel sijaitsee seismisesti aktiivisella Reinin
hautavajoamavyöhykkeellä ja kaupunkiin on kohdistunut tuhoisa maanjäristys
vuonna 1356. Raportissa todetaan, ettei näin ole tapahtunut suurella
todennäköisyydellä. Lisäksi raportin simuloinneissa aikaansaatiin todettuja
vastaavat maanjäristykset osana indusoitua seismisyyttä (SERIANEX,
raportti AP 3000, Figure 12).
Riskit ylittivät yhteiskunnallisesti
hyväksyttävisssä olevat raja-arvot ja Baselin voimalaprojekti on toistaiseksi
lopetettu. Suunnitellun energiatuotannon arvo oli suunnilleen laskettujen
vuotuisten vahinkojen suuruinen eikä hanke siten kannattava.
Baselin
kehityshanke ja sen tapahtumat johtivat tilanteeseen, missä kiteiseen
kallioperään suunnitellut voimalahankkeet ovat olleet pysähdyksissä tai edenneet
vain vaivoin. Saksassa Landaun ja Insheimin voimalat ovat aloittaneet toimintansa
Baselin tapauksen jälkeen. Sveitsissä St. Gallenin kaupungissa pysähtyi
kallioruhjeeseen suunniteltu geoterminen hanke odottamattomaan
kaasupurkaukseen ja sen jälkeiseen maanjäristykseen, voimakkuus ML = 3.5, vuonna 2013.
Baselin tapausta ja sen dataa on tutkittu myös v. 2009 jälkeen monissa yhteyksissä.
Julkaistuissa tutkimuksissa ei ole esitetty merkittäviä virheitä tai puutteita
SERIANEX-ryhmän tuloksista.
EU:n rahoittama monikansallinen Geiser-projekti v. 2010 - 2013 on pyrkinyt lisäämään tietoa
siitä, mitkä tekijät vaikuttavat ylipaineistuksessa syntyviin järistyksiin ja
luomaan menetettelyjä järistysten välttämiseen. Varotoimenpiteiksi on esitetty
mikroseismisen monitoroinnin tehostamista paineistuksen seurannassa, syklistä
paineistusta ja tarkempaa geologista mallia kohdekalliosta.
Viitteet ja
verkkosivustojen linkit:
- Kuva 1: Domenico Giardini, ETH
Zurich,Georesources: technical framework, chances and risks
- Kuva 2:
SERIANEX-työryhmä, raportti AP 2000, Kuva/Figure 1.
- Kuva 3: Swissinfo.ch,
verkkosivu
http://www.swissinfo.ch/eng/geothermal-project-shakes-basel-again/46284
- Kuva 4: SERIANEX-työryhmä, pääraportti Main Report, Kuva/Figure 5.
Linkki Baselin kantonin raporttiarkistoon tutkinnasta:
Dokumenttiarkisto
Selvityksen 1 s. yhteenveto (englanniksi):
Yhteenveto
Palaa erikoissivuston
aloitussivulle
