Förbättrade geotermiska system (EGS) anses vara en lovande energikälla som är ren, ger en hållbar baslast för värme och el, och är en framväxande nyckelteknologi i den långsiktiga övergången till en fossilbränslefri framtid. Dock, Att utveckla en geotermisk reservoar kräver kraftfullt skapande av vätskebanor i djupet under jorden genom att injicera stora mängder vatten under högt tryck. Inducerad seismicitet är en oundviklig, men ändå dåligt förstådd biprodukt av denna teknik, och har orsakat allvarlig allmän oro och skepsis som har lett till att flera EGS-projekt har stängts tidigare. Hantering av den inducerade seismicitetsrisken är därför avgörande för utveckling och vidare exploatering av EGS-teknik mot marknadsfärdig kraft- och värmeförsörjning i stadsmiljöer.

I en ny studie som nu publiceras i Vetenskapens framsteg ett team av forskare rapporterar om ett framgångsrikt försök att kontrollera inducerad seismicitet under den djupaste hydrauliska stimuleringen någonsin av en geotermisk brunn i Helsingfors, Finland. I ett samarbete mellan ett team av internationella forskare från kommersiella företag, akademiska institutioner och universitet, en säker stimuleringsstrategi utformades och tillämpades framgångsrikt för att förhindra uppkomsten av en jordbävning orsakad av projektstopp med en magnitud större än två, en gräns som införts av lokala myndigheter för en säker fortsättning av energiprojektet St1 Deep Heat Oy. "Nära-realtidsbehandlingen av seismiska data hämtade från ett ad-hoc-installerat nätverk av borrhåls- och ytgeofoner gav den kritiska ingången för säker drift av stimuleringen, " säger huvudförfattaren Grzegorz Kwiatek, en vetenskapsman baserad på GFZ Potsdam.

I projektet, ett trafikljusliknande system som involverar seismisk övervakning i nästan realtid tillät aktiv feedback och riktlinjer för stimuleringsingenjörerna om hur man justerar pumphastigheter och tryck vid injektionen. Professor Georg Dresen, chef för geomekanikgruppen på GFZ säger:"Denna feedback i nästan realtid var nyckeln till framgång och gjorde det möjligt att fördjupa förståelsen av reservoarens seismiska respons och den hydrauliska energifrigöringen på djupet, samtidigt som man säkerställer snabbhet i det tekniska svaret på ökad seismisk aktivitet." Detta möjliggjorde omedelbar justering av reservoarbehandlingen genom att mildra injektionshastigheten och varaktigheten av viloperioder som tillämpades under loppet av det månader långa experimentet och säkerställde en framgångsrik kontroll av maximal observerad storlek på de inducerade seismiska händelserna.

"Medan de kvantitativa resultaten som framgångsrikt tillämpas här för att undvika större seismiska händelser inte är direkt överförbara till andra tektoniska inställningar, metodiken och konceptet som vi utvecklade i vår studie kan vara användbart för andra EGS-projekt för att begränsa den seismiska risken och härleda ad-hoc-stimuleringsstrategier, " säger Grzegorz Kwiatek. St1 Deep Heat Oy:s energiprojekt är nu godkänt för ytterligare avancemang och kommer efter slutförandet av en andra brunn att gå vidare till implementeringen av en fullt fungerande geotermisk anläggning för lokal värmeförsörjning.