Показано схематичний опис ключових процесів і операційної діяльності, які досліджуються в рамках проекту SHASTA (Оцінка, зберігання та технологічне прискорення підземного водню). У резервуарах водню можуть відбуватися складні потокові, транспортні, геохімічні та мікробні процеси. Ці взаємодії вивчатимуть за допомогою лабораторних експериментів, моделювання та нових методів моніторингу. Графічне зображення надано мультимедійною групою Національної лабораторії енергетичних технологій. Ключ елемента: H2 = водень; CH4 = метан; CO2 = вуглекислий газ; H+ = катіон водню; H2S = сірководень; H2O = вода. Авторство: Ліверморська національна лабораторія імені Лоуренса
Команда дослідників Ліверморської національної лабораторії імені Лоуренса (LLNL) у партнерстві з двома іншими національними лабораторіями запустила проект, який вивчає життєздатність великомасштабного зберігання водню в геологічних формаціях.
Дослідники з LLNL, Тихоокеанської північно-західної лабораторії (PNNL) і Національної лабораторії енергетичних технологій (NETL) отримають до 6.75 мільйонів доларів США протягом наступних трьох років від Управління управління викопною енергією та вуглецем (FECM) Міністерства енергетики.
«Це захоплюючий проект для нас, оскільки він стосується своєчасного та важливого компоненту низьковуглецевої енергетичної перспективи», — сказав Джошуа Уайт, інженер пластового резервуару та головний дослідник LLNL.
«У той же час, необхідний досвід базується на десятиліттях досвіду роботи LLNL у надрах із суміжними технологіями, такими як геологічне зберігання вуглецю, зберігання природного газу та геотермальна енергія».
Проект під назвою SHASTA (Subsurface Hydrogen Assessment, Storage, and Technology Acceleration) — ключовий компонент цього проекту — вивчення безпеки та ефективності зберігання змішаних сумішей водню та природного газу в підповерхневих резервуарах.
Уайт і його колега, інженер-колектор LLNL Нікола Кастеллетто, зосередяться на проведенні підповерхневого моделювання, а геохімік лабораторії Меган Сміт вивчатиме можливості експериментів при високому тиску та високій температурі.
Водень стає альтернативою палива з низьким вмістом вуглецю для транспорту, виробництва електроенергії, виробничих програм і технологій чистої енергії, що прискорить перехід Сполучених Штатів до економіки з низьким вмістом вуглецю.
Однак ключовою проблемою є забезпечення безпечного та ефективного зберігання водню. По мірі переходу нації до економіки чистої енергії, яка фактично не містить вуглецю та викидів, знадобиться великомасштабне зберігання водню. Проте всередині країни підземне зберігання водню великого об’єму було продемонстровано як безпечне та ефективне лише в соляних куполах або печерах.
Не всі регіони мають відповідні геологічні передумови для зберігання соляних порожнин; однак FECM вивчає можливості зберігання в цих областях, у тому числі в пористих середовищах, які схожі на підземні резервуари для зберігання природного газу.
Нещодавно оголошений проект визначить технічну можливість зберігання водню в підземних системах і кількісно визначить операційні ризики, пов’язані зі зберіганням у цих системах.
Він також розроблятиме технології та інструменти, які зменшать ці ризики. У той же час дослідницькі зусилля створять технічну основу для використання набагато більшої ємності, доступної для зберігання пористих носіїв, а також можливість повторного використання існуючої інфраструктури зберігання природного газу для водневої економіки.
Нарешті, проект міг би допомогти прискорити та розширити використання водню за рахунок використання наявних потужностей (наприклад, наявних резервуарів для зберігання природного газу) у місцях зберігання по всій території Сполучених Штатів.
Він буде спрямований на вирішення критичних технологічних перешкод; проводити дослідження, щоб продемонструвати здійсненність нових технологій; а також розробляти інструменти та технології для підтримки промисловості та сприяти розвитку підповерхневих сховищ водню.
Ключові питання, які дослідники розглянуть, включають:
- Як можна пом’якшити технічні та експлуатаційні ризики, пов’язані з підземним зберіганням водню, щоб операції захищали людей і навколишнє середовище?
- Як нові технології можна використати для створення розумної, безпечної та ефективної системи підземного зберігання водню (наприклад, датчики, симулятори резервуарів та інструменти скринінгу)?
- Які технічні, операційні та економічні знання необхідні, щоб увімкнути масштабне підземне зберігання чистого водню або суміші водню та природного газу?
Як польові експерименти, так і моделювання будуть проведені для вивчення впливу чистого водню та змішаного водню на системи підземних сховищ. Дослідження буде зосереджено на кількісному визначенні сумісності матеріалів, дослідженні продуктивності керна та резервуара та характеристиці мікробних взаємодій.
