אחסון מימן תת-קרקעי הוא דרך חדשה לספק אנרגיה בת קיימא

באמצעות סימולציות נומריות מתקדמות, חוקרים מאוניברסיטת טהרן הראו כי אחסון מימן תת-קרקעי ניצב בפני אתגר רציני של דליפת גז משכבות סלע, אשר בדרך כלל נועדו למנוע בריחת גז.

על פי IRNA, נערך מחקר באוניברסיטת טהרן על דליפת מימן ממכלים תת-קרקעיים. את המחקר הובילו בהנם סדאאי, חבר סגל בפקולטה להנדסה כימית של אוניברסיטת טהרן, מילאד האשמי, חוקר במכון להנדסת נפט של אוניברסיטת טהרן, וחוקר מאוניברסיטת ארקנסו בארצות הברית.

סדאאי הצהיר כי עם הצמיחה הגוברת של מדיניות עולמית להפחתת התלות בדלקים מאובנים, מימן כנשא אנרגיה נקייה תפס מקום מפתח בעתיד מערכות האנרגיה. הוא הוסיף: "אגירת מימן בכמויות גדולות, במיוחד כדי לכסות את הביקוש המשתנה ולתמוך בייצור הלא יציב של אנרגיות מתחדשות, היא אחת הדאגות העיקריות של מתכננים ומומחים בתחום האנרגיה."

הוא המשיך: "בינתיים, אחסון מימן תת-קרקעי בתצורות גיאולוגיות כמו אקוויפרים ושכבות נקבוביות הוצע כפתרון טכני וכלכלי המספק את היכולת לאגור כמויות משמעותיות של גז בקנה מידה לאומי ואזורי. שיטה זו מאפשרת אחסון של כמויות גדולות של מימן לאורך תקופות זמן ארוכות במדינות שונות, כולל איראן, ויכולה למלא תפקיד חשוב באספקת אנרגיה בת קיימא, ניהול צריכת שיא וייצוב רשת החשמל."

ראש צוות המחקר המשיך: "עם זאת, מחקרים הראו כי אחסון מימן תת-קרקעי ניצב בפני אתגרים חמורים, שאחד החשובים שבהם הוא תופעת דליפת המימן; אירוע שעלול להוביל לשחרור בלתי מבוקר של מימן מהמאגר עקב מאפיינים גיאולוגיים של התצורה, סדקים טבעיים בשכבות הסלע, או ניהול לקוי של לחצי הזרקה והפקה."

פרופסור חבר בפקולטות הטכניות אמר על תוצאות המחקר: "הממצאים מראים שגם בתנאים סטנדרטיים, כמות משמעותית של מימן המוזרק למיכל דולפת החוצה במהלך תקופת האחסון; במיוחד במהלך ההזרקה, כאשר הלחץ בתוך המיכל עולה."

החוקר מאוניברסיטת טהרן הסביר את גורמי דליפת הגז ממאגרים אלה והוסיף: "גורמים המשפיעים על דליפת מימן כוללים את חדירות הסלע המכסה, לחץ האקוויפר ולחץ הכניסה הקפילרי. כמו כן, סוג הבאר (אנכית או אופקית), עומק אתר ההזרקה וזווית הנטייה של התצורה משפיעים גם הם על התנהגות הדליפה." מחקר זה מדגיש כי תכנון טכני לבדו אינו מספיק וחייבת להיות לנו הבנה מעמיקה של התנהגות המימן בסלעים נקבוביים ואת המאפיינים הגיאולוגיים של אתר האחסון.

חבר סגל מהפקולטה לכימיה אמר על השלכות דליפת המימן: "תופעה זו לא רק מפחיתה את יעילות האחסון וגורמת לבזבוז כלכלי של משאבי אנרגיה יקרים, אלא גם יכולה להיות בעלת השלכות חמורות על הבטיחות והסביבה. כניסת מימן לשכבות רדודות של כדור הארץ, אם לא נשלטת, עלולה להוביל לסיכון מוגבר להצטברות גז, פיצוצים או הפרעות גיאוכימיות בסביבה. סיכונים כאלה, אם יתרחשו, לא רק מאטים את פיתוח טכנולוגיית האחסון, אלא גם עלולים להטיל ספק בהשקעה בתחום זה".

סדאאי סיכם: "באחסון מימן תת-קרקעי, יש לשקול באופן מקיף את כל השיקולים הטכניים, הגיאולוגיים והבטיחותיים בשלבי התכנון והתפעול, יש לפתח את הסטנדרטים ההנדסיים הנדרשים, ויש לנטר את המערכת באופן רציף. בהקשר זה, ממצאי מחקר זה יכולים לסייע בפיתוח מודלים מדויקים לחיזוי, לשפר את תכנון הפרויקט ולעמוד בסטנדרטים רגולטוריים, ולסלול את הדרך למעבר לאנרגיה דלת פחמן."

ממצאי מחקר זה פורסמו לאחרונה על ידי האגודה האמריקאית לכימיה בכתב העת Energy & Fuels.

MR