Má skladování vodíku budoucnost?

Využití vodíku při skladování energie má do budoucna mnoho příslibů. Některé současné trendy a situace naznačují, že vodík má potenciál jako řešení pro skladování energie, i když podrobných statistických údajů týkajících se budoucnosti je málo. Následuje několik příkladů:

Nadměrné využití obnovitelné energie:

1. Když výroba obnovitelné energie překročí poptávku, může být přebytečná elektřina využita pro proces elektrolýzy k výrobě vodíku. Energie se tímto procesem ukládá ve formě vodíku, který lze následně využít k výrobě elektřiny nebo energie pro jiné účely.
2. Mezinárodní energetická agentura (IEA) tvrdí, že vodík generovaný elektrolýzou může být schopen absorbovat přebytečnou elektřinu v energetických sítích, které mají velký podíl obnovitelných zdrojů energie. To by umožnilo využití přebytečné obnovitelné energie a posílilo stabilitu sítě.

Skladování energie a vyrovnávání sítě:

1. Vzhledem k sporadické povaze obnovitelných zdrojů energie, jako je slunce a vítr, lze vodík použít jako řešení pro dlouhodobé skladování energie. Vodík, který lze vyrobit pomocí přebytečné obnovitelné energie, lze skladovat a používat v palivových článcích k opětovné výrobě energie v případě potřeby.
2. Skladování vodíku může nabídnout využitelný zdroj energie v situacích, kdy je nutné vyvažování sítě, což zaručuje stálou a spolehlivou dodávku elektřiny. Tato kapacita je nezbytná pro zachování stability sítě v době velké poptávky nebo nízké produkce obnovitelné energie.

Integrace se stávající infrastrukturou:

1. Vodík lze snadno začlenit do současné energetické infrastruktury, včetně skladovacích zařízení a potrubí pro zemní plyn. Přebytečná obnovitelná energie může být přeměněna na vodík pomocí technologií, jako je power-to-gas. Vodík pak může být skladován pod zemí nebo vháněn do sítě zemního plynu.
2. Toto spojení umožňuje skladovat obrovské množství vodíku a později jej využívat pro vytápění, výrobu elektřiny nebo průmyslové aktivity, s využitím infrastruktury, která již existuje, a minimalizací potřeby nových podstatných investic.

Průmyslové aplikace:

1. Průmyslová odvětví s odlišnými energetickými požadavky mohou považovat skladování vodíku za velmi užitečné. Vodík může fungovat jako čistý a adaptabilní zdroj energie, například v situacích, kdy průmyslová odvětví potřebují vysokoteplotní teplo nebo určité chemické reakce, které je obtížné provést pouze s elektřinou.
2. Využití skladovaného vodíku pro energetické požadavky by mohlo potenciálně snížit emise uhlíku a pomoci při dekarbonizaci průmyslových odvětví, která je obtížné řešit, jako jsou ocelářské, cementářské a chemické procesy.

Některé relevantní statistiky, které zdůrazňují potenciál vodíku jako řešení pro skladování energie:

1. Globální trh pro skladování vodíkové energie by mohl do roku 3,000 dosáhnout kumulativní kapacity 2050 2.5 gigawatthodin (GWh), což naznačuje tržní příležitost ve výši XNUMX bilionu dolarů, podle zprávy Hydrogen Council a McKinsey & Company.
2. Do roku 2050 by podle odhadů Mezinárodní agentury pro obnovitelné zdroje energie (IRENA) mohlo mít dlouhodobé skladování energie na bázi vodíku kapacitu 1,000 XNUMX GWh, což by pomohlo naplnit rostoucí poptávku po flexibilitě sítě a integraci obnovitelné energie.

Scénáře ze skutečného světa: Několik scénářů ze skutečného světa demonstruje potenciál vodíku jako řešení pro skladování energie:

1. Power-to-Gas: Projekt „WindGas“ v Německu zkoumá elektrolýzu přebytečné větrné energie k výrobě vodíku. Po vyrobení je vodík buď přiváděn zpět do systému zemního plynu, nebo se používá jako palivo k výrobě elektřiny, čímž se zásobuje energie akumuluje a vyrovnává.
2. Integrace pobřežního větru: Projekt „Surf ’n’ Turf“, který kombinuje výrobu a skladování vodíku s větrnou a přílivovou energií, se nachází na Orknejských ostrovech ve Skotsku. Procesem elektrolýzy se přebytečná obnovitelná energie přeměňuje na vodík, který se následně skladuje a používá buď k pohonu automobilů nebo k výrobě elektřiny.
3. Vzdálené aplikace: Skladování energie na bázi vodíku může být výhodné na odlehlých místech nebo místech mimo síť, kde je omezený přístup ke konvenční energetické infrastruktuře. Například americký projekt Smart Power Infrastructure Demonstration for Energy Reliability and Security (SPIDERS) využívá systémy skladování vodíku k zásobování vojenských základen v odlehlých oblastech čistou a spolehlivou energií.

Technologický pokrok ve vodíkovém průmyslu:

Cílem pokračujícího výzkumu a vývoje je snižovat ceny, zvyšovat efektivitu a posunout technologii skladování vodíku. Mezi pozoruhodné pokroky patří:

1. Pokročilá elektrolýza: Technologický pokrok v elektrolýze snižuje náklady a zvyšuje efektivitu výroby vodíku. Nákladově efektivní výroba vodíku je možná díky rostoucí škálovatelnosti, kompaktnosti a citlivosti elektrolyzérů.
2. Materiály pro skladování vodíku: Výzkumníci zkoumají špičkové metody a materiály pro skladování vodíku, jako jsou hydridy kovů a technologie skladování vodíku v pevné fázi. Tyto látky mohou být schopny zlepšit bezpečnost, rozšířit skladovací kapacitu a usnadnit efektivnější využití vodíku.

Politická podpora a investice na trhu s vodíkem:

Vlády a podniky v soukromém sektoru začínají vnímat hodnotu vodíku jako řešení pro skladování energie a podporují jej investicemi a legislativou. Mezi příklady patří:

1. Do roku 2030 je ambicí vodíkové strategie Evropské unie, která má v úmyslu vytvořit kompletní vodíkový hodnotový řetězec, který zahrnuje skladování energie, 40 GW kapacity elektrolyzéru.
2. Řada zemí zavedla národní vodíkové strategie, které podrobně popisují plány výroby, skladování a používání vodíku. Mezi tyto národy patří Austrálie, Německo, Japonsko, Jižní Korea a Jižní Korea.

Když uvažujeme o vodíku jako o úložišti energie budoucnosti, škálovatelnost, kapacita a infrastruktura jsou ve skutečnosti důležitými faktory. Podívejme se na tyto funkce podrobněji:

Škálovatelnost a kapacita:

1. Schopnost zvýšit výrobu, skladování a spotřebu vodíku v reakci na rostoucí poptávku se nazývá škálovatelnost. Technologický vývoj v oblastech, jako je elektrolýza a palivové články, je nutný, aby bylo zaručeno, že vodík bude možné efektivně rozšířit a zároveň snížit ceny a zvýšit výrobní kapacitu.
2. Schopnost systémů skladování vodíku splnit požadavky na skladování energie ve velkém měřítku je kritická. Ve srovnání s konvenčními fosilními palivy má vodík nižší objemovou hustotu energie, i když má vysokou hustotu energie na jednotku hmotnosti. Proto jsou potřeba větší skladovací objemy. Výzkum a vývoj, včetně zkoumání špičkových materiálů a skladovacích technik, se provádí za účelem zvýšení hustoty a skladovací kapacity vodíku.

Rozvoj infrastruktury:

1. Široké používání vodíku jako technologie skladování energie závisí na rozvoji silné vodíkové infrastruktury. To zahrnuje vytvoření infrastruktury pro distribuci, přepravu a výrobu vodíku.
2. Aby byla zajištěna užitečnost a pohodlí vozidel s vodíkovými palivovými články a aby se umožnilo jejich přijetí, musí být vybudována síť vodíkových dobíjecích stanic. Infrastruktura pro doplňování vodíku je rozvíjena veřejným i soukromým sektorem, ačkoli vytvoření kompletní sítě je stále obtížné, zejména v oblastech se špatnou infrastrukturou.
3. Aby bylo možné využít výhod současných potrubních sítí pro distribuci a skladování vodíku, zkoumá se také úprava stávající infrastruktury zemního plynu pro přijímání vodíku.

Úvahy o ceně:

1. Jednou z hlavních starostí jsou náklady na výrobu, skladování a používání vodíku. V současné době je vodík dražší než tradiční fosilní paliva. Postupem času se však očekává snížení nákladů v důsledku úspor z rozsahu, technologických průlomů a příznivé legislativy.
2. Hlavní technika výroby vodíku, elektrolýza, zahrnuje elektřinu a cena elektřiny z obnovitelných zdrojů je hlavním faktorem při zjišťování, jak je vodík cenově konkurenceschopný. Očekává se, že ceny výroby vodíku budou klesat společně s pokračujícím poklesem nákladů na obnovitelné zdroje energie.
3. Navíc zlepšení ve vědě o materiálech, včetně účinnějších katalyzátorů pro elektrolyzéry, může pomoci snížit náklady. Cílem výzkumu a vývoje je zvýšit životnost a účinnost palivových článků, což zvýší celkovou nákladovou efektivitu skladování a používání vodíku.

Bezpečnostní aspekty:

1. Vzhledem k tomu, že vodík je vysoce hořlavý plyn, je bezpečnost při manipulaci s ním nanejvýš důležitá. Každý krok hodnotového řetězce vodíku, od výroby po skladování, přepravu a použití, musí mít vhodná bezpečnostní opatření a postupy.

Vytvářejí se směrnice, pravidla a průmyslové standardy, které zaručují bezpečnou manipulaci, skladování a přepravu vodíku. Ke zlepšení infrastruktury a bezpečnosti skladování vodíku se používají moderní technologie. Příklady těchto inovací zahrnují pojistné ventily a sofistikované systémy detekce úniků.

Vybudování světové vodíkové základny bude vyžadovat technologické průlomy a spoustu nové poptávky. K jeho uložení však svět potřebuje inženýry nádrží a další podpovrchové odborníky.

1. dubna 2023
Sdílet Zavřete další možnosti sdílení

Nejzjevnější překážky velkého náběhu globální produkce vodíku jsou dobře známy. Zahrnují technologické průlomy ke snížení výrobních nákladů spolu s novými zdroji poptávky ze sektoru energetiky a dopravy.

Méně zřejmé je, že bude potřeba malá armáda inženýrů, geologů a dalších podpovrchových expertů, aby pochopili, kde a jak budou zítřejší vodíkové uzly skladovat své čisté palivo.

Hromadné skladování na povrchu je mnohými odborníky považováno za jednoduše vyloučené. To znamená, že velké vodíkové projekty budou potřebovat podpovrchovou složku a někteří se domnívají, že vyčerpaná ropná a plynová pole – s důrazem na to druhé – by tomu mohla vyhovovat. Úlohou jsou také slané vodonosné vrstvy.

Ale jak to vše napovídá, nikdo se nikdy nepokusil použít tyto útvary pro skladování vodíku. Pouze čtyři mělké solné formace, tři solné dómy v Texasu a jedno solné pole ve Spojeném království představují celkovou kapacitu světového podzemního úložiště vodíku (HUS).

Probíhá výzkum rozšíření HUS v solných formacích, ale to nevyřeší skutečnost, že nejsou geologickou možností pro mnoho míst, kde velcí průmysloví hráči doufají, že budou vyrábět vodík. To zahrnuje většinu Evropy a většinu USA mimo jejich státy na pobřeží Mexického zálivu.

Naproti tomu hlubší sedimentární struktury různých příchutí nejsou nedostatkem, ale postrádají jakoukoli zkušenost s materiálovým polem, která by mohla pomoci nastartovat snížení rizika skladování několika Bcf vodíku.

Rozsáhlé zkušenosti dodavatelského průmyslu s provozováním nejbližších analogů – skladování zemního plynu a zachycování a ukládání uhlíku (CCS) – tomuto procesu pomohou, ale existují nové výzvy, pokud jde o vstřikování nejmenší molekuly vesmíru do porézních médií.

Na prvním místě seznamu je silný sklon vodíku k migraci uvnitř nádrže (laterálně a vertikálně) spolu s potenciálem pro problematické chemické a biologické reakce.

Vodík může být také čistým spalováním, ale nabízí jen asi třetinovou hustotu energie než metan, což znamená, že potřebuje zhruba trojnásobek skladovacího objemu, aby dodal stejný energetický výstup do plynové elektrárny.

Mezi těmi, kteří pracují na objasnění těchto problémů, je Mojdeh Delshad, inženýr nádrží a profesor na Texaské univerzitě v Austinu. Její nejnovější výzkum zahrnoval použití komerčních simulátorů rezervoárů k modelování toho, co by se stalo, kdyby vybraná plynová pole a solné akvifery v USA používané pro CCS nebo skladování zemního plynu byly místo toho použity k ukládání vodíku.

„Chtěli jsme vědět o problémech vodíku, který se díky svým vlastnostem – velmi nízké hustotě a velmi nízké viskozitě – bude v nádrži pohybovat mnohem rychleji než CO.₂ a metanu. A to je přesně to, co jsme našli, což znamená, že budeme muset se skladováním vodíku něco udělat jinak, abychom mohli zachytit a vyrobit to, co je vstřikováno,“ řekl Delshad.

To zdůrazňuje riziko, že vstřikovaný produkt vývojky může jednoduše migrovat z produkční zóny jejich vrtu a ztratí se někde ve vzdálených koutech nádrže nebo dokonce v jiné formaci. Dalším vektorem jsou netěsné vrty, stejně jako opuštěné vrty ve scénáři vyčerpaného pole.

To jsou některé z důvodů, proč Zachary Evans poznamenal, že provozování projektu HUS v ložiskové hornině bude „řádově složitější než skladování zemního plynu“. Evans je bývalým inženýrským konzultantem pro projekty skladování vodíku a také působí jako správní předseda SPE’s Hydrogen Technical Section.

Při vysvětlování svého opatrného pohledu na HUS mimo solné formace uvedl, že americký průmysl má mnoho desetiletí „zkušeností se skladováním velkých objemů zemního plynu po celé zemi, jeho vtlačováním a těžbou za vyšší sazby a údržbou těchto zařízení. Ale pokud jde o vodík, je to všechno teoretické.”

Spousta překážek určitě. Ale žádný z nich není považován za porušení dohody.

Eugene Holubnyak, ředitel výzkumu vodíkové energie na Univerzitě ve Wyomingu a předseda programu SPE’s Hydrogen Technical Section, připustil, že s HUS „je více neznámých než známých“. A přesto zůstává optimistou, že technické překážky jsou překonatelné.

„Přišli jsme na spoustu věcí pro jiné oblasti [podpovrchového úložiště], a tak jsem si docela jistý, že to zjistíme i zde,“ řekl.

Holubnyak rád poukazuje na to, že i když budou nakonec vyřešeny podpovrchové složitosti, bude další věcí spojit všechny ekonomické body, aby byl projekt HUS z dlouhodobého hlediska finančně zdravý.

Citoval řadu projektů skladování zemního plynu v USA, které získaly prostor v pórech a získaly všechna potřebná regulační schválení, ale které ještě musí vtlačit jedinou krychlovou stopu plynu.

“V určitých případech jsou to technické problémy, to je složitost projektu, ale v jiných případech tam trh není, takže není dostatečná poptávka,” řekl, aby projekt fungoval.

Zelený řidič

Poptávka po vodíku dosáhla v roce 94 2021 Mt, což znamenalo 5% meziroční nárůst, podle údajů Mezinárodní energetické agentury (IEA). Ale abychom zůstali na cestě s nulovými cíli, IEA věří, že se roční poptávka musí téměř zdvojnásobit z úrovně roku 2021 na přibližně 180 milionů tun do roku 2030.

Zdaleka není zaručeno, že tak ambiciózní cíl bude možné splnit v průběhu příštího desetiletí, ale jak velcí průmysloví hráči přijmou svůj díl, mnozí se rozhodnou pro takzvané „zelené“ vodíkové projekty, které při výrobě vodíku spoléhají na větrnou nebo solární energii. elektrolyzéry.

Srikanta Mishra, technický ředitel geoenergetického modelování a analytiky pro neziskovou organizaci Battelle Memorial Institute, je nedávno spoluautorem SPE 210372, který hovoří o tom, jak bude inženýrství nádrží klíčem k doladění vstřikovacích a výrobních strategií projektů CCS a HUS.

Nikdo nemůže říci, kolik inženýrů v oblasti nádrží a dalších petrotechniků bude nakonec zapotřebí k řízení části HUS v oblasti vstřikování čisté energie. Ale Mishra řekl, že pokud dojde k „významnému nárůstu“ v projektech zeleného vodíku, pak pravděpodobně poskytnou první pracovní místa pro ty, kteří mají příslušné odborné znalosti.

„Myslím si, že požadavky na skladování se týkají především zeleného vodíku, protože obnovitelné zdroje energie jsou svou povahou přerušované,“ vysvětlil. “Když svítí slunce, když fouká vítr, generují energii a někdy nakonec generují přebytek elektřiny, když je nízká poptávka.”

Je to ta extra energie, která může být směrována do elektrolyzérů a následný vodík pumpovaný do podpovrchu pro pozdější použití v elektrárně během špičkové poptávky.

Takové cykly vstřikování/výroby by byly sezónní povahy, ale mohly by trvat celé měsíce, což je jeden z důvodů, proč Mishra vidí potřebu plánovacích a modelovacích dovedností, které mají technici nádrží.

Naproti tomu růst výroby „modrého“ vodíku, který kombinuje proces parního reformování metanu (který se dnes používá k výrobě > 95 % veškerého vodíku) s CCS, pravděpodobně jen vyváží používání nemodrého nebo „šedého“ vodíku, který chybí komponenta CCS. To je podle Mishry, který vidí poptávku po modrém vodíku z rafinerií a průmyslových areálů jako minimální potřebu HUS, zejména ve srovnání s prostorem pórů potřebným pro komponenty CCS.

Mishra také očekává, že vývojáři budoucích vodíkových uzlů se nebudou snažit provozovat dlouhé potrubí a místo toho se zaměří na lokalizované geologické cíle.

“Takže, když se podíváte dopředu, bude to problém se shodou zdroje a jímky,” řekl. „Pokud máte například vodíkový projekt v Houstonu, pak přemýšlejte o tom, zda jsou poblíž nějaké solné dómy. Pokud ne, další potenciály mohou zahrnovat vyčerpané plynové pole.”

Případ pro vyčerpaná pole

Delshad nedávno představil SPE 210351, který nastiňuje některé úvahy o skladování vodíku ve vyčerpaných plynových polích ve srovnání se slanými vodonosnými vrstvami. Zatímco oba se zdají být vhodnými formami pro skladování vodíku, profesor výzkumu věří, že zásobníky zemního plynu budou nakonec první, kdo přitáhne komerční zájem.

“Proč? Protože víte, že z těchto zásobníků můžete produkovat plyn a integrita těsnění tam je,“ vysvětlila a dodala, že plynové pole by také mohlo nabídnout stávající infrastrukturu, kterou by bylo možné přeměnit na vodík. To však není zdaleka zaručeno vzhledem ke korozivní povaze vodíku, která vyžaduje potrubí a další zařízení s vysokou specifikací.

Ale za předpokladu, že bude vybráno pole plynu pro skladování vodíku, Delshad řekl, že to bude vyžadovat další úsilí, aby se zajistilo jak omezení, tak optimální obnova.

Její modelovací úsilí začalo používat jednoduchou strategii zahrnující pouze jeden vrt pro vstřikování i výrobu vodíku. Tato verze huff ‘n’ puff je ve světě skladování zemního plynu poměrně standardní, ale Delshad řekl, že modely rychle ukázaly, že strategie je obecně neekonomická, pokud jde o skladování vodíku.

Problém je v tom, že jedna studna zřejmě neumožňuje odčerpání dostatečného množství vody k vytvoření nového prostoru pórů pro optimální kapacitu vodíku. “Takže jsem se znovu podívala na projekty skladování zemního plynu a zjistila jsem, že některé z nich využívají další těžební vrty,” dodala.

V jednom ohledu je myšlenka, že i když se potřebný počet může lišit, těžební vrty odříznou únikové cesty pro migraci vodíku a buď jej pošlou zpět do středu pole k reinjektáži nebo dále po proudu do elektrárny.

“V každém případě, který jsme modelovali, tyto těžební vrty pomohly snížit objem polštářového plynu a zároveň zlepšily kapacitu, produkci a omezení,” vysvětlil Delshad.

Zmíněný tlumící plyn je klíčem ke konceptu HUS jak ve vyčerpaných nádržích, tak ve vodonosných vrstvách, protože to bude to, co se používá k udržení dostatečně vysokých tlaků k výrobě vodíku na vyžádání.

V případech, kdy není použit žádný jiný plyn, například v těch, kde je požadován čistý vodík, bude část vstřikovaného produktu sloužit jako tlumicí plyn a bude považována za „neobnovitelnou“ po dobu trvání projektu. V případě, že lze použít jiný plyn, jako je metan, může se smísit s produkovaným vodíkem a vyžadovat další separační systémy na povrchu.

Účastníci projektu budou usilovat o minimální množství tlumícího plynu potřebné k dosažení požadovaných odběrových rychlostí nebo pracovního objemu plynu.

Pokud jde o srovnání, Delshadův výzkum naznačuje, že zásobníky plynu nabízejí největší ránu za peníze, pokud jde o vyvážení tohoto poměru polštáře k pracovnímu plynu jak nad vodonosnými vrstvami, tak s vyhořelými ropnými poli. Kompromisem je hlubší šíření vodíku přes matrici s vysokou propustností plynového zásobníku, a tudíž potenciální potřeba strategického okruhu těžebních vrtů.

Případ proti vyčerpaným polím

Zatímco zásobníky plynu poskytují známou provozní arénu mnoha podpovrchovým inženýrům, je to jedna z nevýhod.

Jednou z obav vyvolaných vyčerpanými poli je, že podle definice mají existující vrty, z nichž každý představuje potenciální cestu k povrchu. To je stejný důvod, proč se někteří vývojáři CCS zcela vyhýbají vyčerpaným polím ve prospěch vodonosných vrstev.

Evans, který je zastáncem téměř nepropustných solných dómů pro HUS, šel ještě o krok dále a zpochybnil, zda by skladování zemního plynu mělo být považováno za dobrý analog pro HUS v porézních médiích.

“Nemohu zdůraznit, jak malá je molekula vodíku, a tak se budete opravdu obávat, zda těsnící past, která je dobrá pro zemní plyn, bude stejně dobrá pro vodík,” řekl.

Evans připouští, že jeho názory na HUS v nádržích se mohou zdát pesimistické, ale řekl, že není proti tomuto konceptu.

“Pokud jde o aplikaci, jsem velmi pragmatický,” řekl. “Právě teď existuje mnoho nezodpovězených otázek, které výzkumníci stále řeší a které nakonec bude muset být zodpovězeno realitou, až bude zahájen dlouhodobý pilotní projekt.”

Zatímco předchozí bod o integritě těsnění by se mohl stejně aplikovat na neprozkoumané vodonosné vrstvy, odborníci se na ně přesto zaměřují, protože mají několik klíčových výhod oproti vyčerpaným polím.

První je, že tyto horniny obsahující slanou vodu obecně nemají žádné existující vrty, které by mohly představovat únikové cesty. Kromě toho mohou slané akvifery nabízet větší celkové kapacity než vyčerpaná pole.

Mishra tvrdí, že to je dostatečný důvod pro některé projektanty, aby zvážili vodonosné vrstvy, protože „ve vyčerpaném poli vše, co můžete udělat, je nahradit uhlovodíky, které byly vyrobeny, a vyplnit prostor pórů zpět na původní tlak v nádrži“.

Překročení tohoto prahu, známého jako zlomový gradient, znamená riskovat vytvoření nových únikových cest pro fugitivní vodík.

O špatných reakcích

Kromě migrace může být určitá část vodíku ztracena také v samotné horninové matrici nebo pokud reaguje s tím, co je stále uvnitř nádrže.

Žíly síry v hornině nebo částice uvnitř zbytkových tekutin by mohly při kontaktu s vodíkem vytvářet toxický plyn sirovodík. Kromě velkého úniku je to jeden z nejméně žádoucích výsledků jakéhokoli projektu úložiště. Krátkodobá rizika zahrnují ztráty vodíku, zatímco dlouhodobá rizika mohou zahrnovat integritu formace, např. integritu caprocku. Mikrobiální komunity, o kterých je známo, že existují v nádržích, se mohou také živit malým podílem vstřikovaného vodíku.

Holubnyak v současné době spolupracuje s různými zúčastněnými stranami na získání amerického federálního financování pro sérii integrovaných vodíkových uzlů zahrnujících Colorado, Nové Mexiko, Utah a Wyoming. Řekl, že problém s reaktivitou zvyšuje laťku pro vývojáře projektů, pokud jde o charakterizaci místa, ale řekl, že nebudou muset znovu vynalézat kolo.

„Pokud je [HUS] něco jako CCS a v mnoha ohledech je, pak budete muset hledat mnohem více informací o nádržích a prokázat koncepci skladování regulační agentuře,“ řekl. „Pravděpodobně budeme muset shromáždit nové informace z nových vrtů, a tak to vše přichází za dodatečné náklady. Je to drahé, ale dá se to.”

Zatímco špatné reakce na vodík jsou považovány za větší riziko než při zacházení s CO2 a mnohem více než s metanem, Mishra tvrdí, že potenciál vážných problémů je „extrémně místně specifický“ a bude zmírněn řádnou studií rezervoáru.

To znamená, že si myslí, že tento problém do značné míry vylučuje použití vyčerpaných ropných zásobníků pro skladování vodíku, protože pravděpodobně obsahují více látek náchylných k negativní reakci než buď zásobník plynu nebo vodonosná vrstva.

Dalším potenciálem je, že určité mikroby přítomné ve formaci spotřebovávají vodík a ve skutečnosti by mohly podporovat biologickou aktivitu, protože více vodíku je čerpáno dolů.

K pochopení skutečného rozsahu této výzvy je zapotřebí více výzkumu, ale Mishra řekl, že to, co je dnes známo, naznačuje, že ztráty způsobené biologickou aktivitou by byly relativně malé. Jedním průmyslovým nedostatkem, který považuje za nutné řešit, je to, že zatímco procesy za biologickými reakcemi jsou dobře definovány, „nejsou plně pochopeny do bodu, kdy je můžeme modelovat s velkou mírou jistoty“.

To, co může nakonec být nejdůležitější ze všech možných reakcí vodíku, je koroze a křehnutí oceli a dalších materiálů, jako je cement používaný pro zonální izolaci.

“Vodík sežere potrubí,” řekl Evans a dodal, “to je známé množství, nikoli teoretická obava.” Uznal, že ačkoli produkty určené pro manipulaci s vodíkem existují, zbývá se dozvědět více o jejich dlouhodobé životnosti.

Většina poznatků o materiálové integritě v tomto ohledu pochází z rafinérského průmyslu, který je největším světovým producentem i spotřebitelem vodíku.

Ale jak Evans zdůraznil: „Jediná věc, kterou rafinérský průmysl nemá, je několik tisíc stop hlubinného pláště, který je 100 % své životnosti v prostředí bohatém na vodík.

Pro další čtení

Energie 2022, Posouzení skladování vodíku ve vyčerpané ropné nádrži a solné zvodně Autor: Mojdeh Delshad, Yelnur Umurzakov, Kamy Sepehrnoori, Peter Eichhub a Bruno Ramon Batista Fernandes z Texaské univerzity v Austinu.

SPE 210351 Klady a zápory solných vodonosných vrstev proti vyčerpaným uhlovodíkovým nádržím pro skladování vodíkové energie Autor: Mojdeh Delshad, Muhammad Alhotan, Bruno Ramon Batista Fernandes, Yelnur Umurzakov a Kamy Sepehrnoori z Texaské univerzity v Austinu.

Jak využít expertízu E&P pro novou energetickou ekonomiku Srikanta Mishra, Battelle Memorial Institute, a Akhil Datta-Gupta, Texas A&M University, JPT, duben 2023.