Die industrielle Nutzung der Geothermie aus Mittel- und Hochenthalpielagerstätten kann Risiken für Bevölkerung und Umwelt mit sich bringen:

• Emissionen in die Atmosphäre mit Verschmutzung der Luft, des Wassers und des Bodens,
• Flüssigkeitsaustausch zwischen geothermischem Reservoir und Grundwasser,
• Subsidenz,
• Auslösung von Erdbeben (siehe auch hier).

Welche Risiken bringt eine bestimmte Anlage mit sich, und wie schwerwiegend sind diese? Das hängt vom Typ der Anlage ab und vom geographischen Ort, an dem sie errichtet werden soll.

Der Ort

Es gibt viele Übereinstimmungen zwischen den geologischen, geophysischen und geochemischen Eigenschaften des Untergrundes im Becken des Bolsenasees und im Gebiet um den Monte Amiata. Das geothermische Fluid, das die Kraftwerke speist, ist ähnlich zusammengesetzt: heiße Wasser in denen verschiedene Gase gelöst sind (hohe Konzentrationen vor allem von CO2, und weiter H2S, NH3 CH4, ecc.) und andere, giftige Substanzen wie Quecksilber und Arsen. Ähnlich sind auch die Standorte der Kraftwerke – von hohem landschaftlichen und ökologischen Wert und umgeben von Schutzzonen, mit geringer Bevölkerungsdichte. Gemeinsam ist ihnen auch der vulkanische Ursprung, eine komplexe geologische Struktur und eine bedeutende Seismizität.

Das Becken von Latera ist eine komplexe Caldera, die durch den Zusammenbruch ihres Vulkans entstanden und wesentlich auch von anderen vulkanischen Ereignissen des Vulkangebiets Vulsino geprägt ist. Eine annähernde, wenn auch vereinfachte Vorstellung seiner Struktur kann man aus dem geologischen Schnitt auf der nebenstehenden Abbildung bekommen.

Das geothermische Feld von Torre Alfina befindet sich am nördlichen Rand der großen Mehrfachcaldera des Vulsinokomplexes, in einer Zone, die von zahlreichen Verwerfungen und Brüchen durchzogen ist, die beim Zusammenbruch mehrerer Magmakammern mit einer totalen Subsidenz von über 1000 m entstanden sind. Auch hier ist unsere Kenntnis der Stratigraphie und der Eigenschaften des Unterbodens fragmentarisch und reicht nicht aus um vorherzusehen, welche Effekte eine Bohrung oder gar die Entnahme oder Rückführung von großen Flüssigkeitsmengen haben kann, oder um deren eventuelle Risiken zu bewerten.

Es ist auch wichtig festzustellen, dass alle Modelle und Simulationen der geophysichen Charakteristik und der Hydrologie des Untergrunds, die von den Unternehmen zum Zweck der Bewertung der Umweltverträglichkeit vorgelegt wurden, auf drastischen und unzulässigen Vereinfachungen beruhen.

Die Kraftwerke

Das Kraftwerk „Nuova Latera“ ist wie die Kraftwerke ENEL des Amiatagebiets vom Typ „Flash“ mit „offenem Kreislauf“. Trotz verschiedener Filter geben diese Kraftwerke einen großen Teil des Fluids in die Atmosphäre ab und verschmutzen damit einen weiten Bereich um die Anlage. Besonders schwerwiegend ist, dass sie auch große Mengen Kohlendioxid ausstoßen, das Gas der Klimaveränderung schlechthin: „Nuova Latera“ emittiert sogar mehr Treibhausgase als ein konventionelles Dampfkraftwerk (siehe hier (it)).

Die zwei geplanten Anlagen am Hochplateau von Alfina, Castel Giorgio und Torre Alfina, haben dagegen einen geschlossenen Zyklus und dürften daher keine Emissionen in die Atmosphäre abgeben. Sie haben aber, wie auch das Kraftwerk von Latera, noch andere Risiken:

Diese betreffen zum einen den Austausch zwischen dem geothermischen Fluid und dem Grundwasser, weil es bei den Projekten Latera und Alfina mögliche Verbindungswege gibt entlang den zahlreichen Brüchen und Verwerfungen. Der Betrieb der Anlagen erzeugt ein Ungleichgewicht im geothermischen Reservoir welches in mehr oder weniger abgeschottete Abteilungen aufgeteilt ist – wie für das Feld von Torre Alfina in der Arbeit von Vignaroli et al. aufgezeigt wird.

Dieser Umstand hat zwei unerwünschte Auswirkungen:

• die Verschmutzung des Grundwasser und damit des Trinkwasserleiters – in unserem Fall identisch mit dem Wasserbecken des Bolsenasees – mit geothermischen Flüssen. Dies geschieht, wenn die Rückführung im geothermischen Reservoir einen Überdruck erzeugt.
• Im Fall eines Unterdruckes im Becken, z.B. in der Nähe der Entnahmebohrungen, wird das Trinkwasser vom geothermischen Reservoir angesaugt. Das Auftreten dieser Effekte wurde in den Lagerstätten der Toskana beobachtet, und auch während der kurzen Betriebsdauer des Kraftwerkes Latera 1999/2000.

Auswirkungen des Erdbebens in Pohang, Südkorea (2017)

Das Auslösen von Erdbeben ist eine der schwerwiegendsten Folgen der industriellen Nutzung der Geothermie mit Tiefbohrungen, vor allem in Gebieten wie dem unseren, das auf der einen Seite durch eine komplexe und instabile geologische Struktur – den vielfachen tektonischen und vulkanischen Erschütterungen zuzuschreiben – gekennzeichnet ist, und auf der anderen Seite viele historische und nicht erdbebensichere Bauwerke aufweist.

Alle mit der Realisierung und dem Betrieb von geothermischen Anlagen verbundene Aktivitäten können Erdbeben auslösen. Die Wahrscheinlichkeit dazu ist besonders hoch beim Wiedereinpressen der Flüssigkeiten in den Untergrund, wie das bei Kraftwerken mit geschlossenem Zyklus üblich ist.

Die Stärke der induzierten oder getriggerten Erdbeben kann jene der natürlichen Seismizität der Gegend erreichen. Für das Becken des Bolsenasees bedeutet dies maximale Stärken von wenig unter 6 auf der Richterskala, mit zerstörerischen Auswirkungen (bis zu Stärke IX auf der Mercalliskala).