تخزين الهيدروجين في آبار النفط والغاز الناضبة.. دراسة جديدة

يواصل العلماء البحث عن وسائل عدّة يمكن من خلالها ضمان تخزين الهيدروجين بصورة جيدة خاصة أن الاتجاه العالمي يشير إلى تعزيز اقتصادات الوقود النظيف خلال مرحلة تحول الطاقة.

تخزين الهيدروجين

وتوصل علماء في أميركا إلى نتائج إيجابية بشأن طرق تخزين أخرى للهيدروجين من بينها الاستفادة من آبار النفط والغاز الناضبة.

وكانت تجري عملية التخزين المعتادة في كهوف الملح عبر الحفر في المناطق الملحية ثم ضخ المياه بكميات ملائمة في هذه المواقع ليُسحَب بعدها مزيج المياه الملحية ويُشَكّل كهف قابل لتخزين الوقود النظيف بصورة مضغوطة.

أما المقترح الجديد باستعمال مواقع النفط والغاز في التخزين فيعد وسيلة جيدة للاستفادة من الآبار والحقول الناضبة (التي انخفض إنتاجها من الهيدروكربونات) خاصة أن كيفية إدارتها بعد استنفاد احتياطياتها كانت تشكّل عبئاً يُثقل كاهل العلماء.

طرق تخزين الهيدروجين

ويغلب تخزين الهيدروجين في كهوف الملح الطبيعية أو مواقع التخزين الاصطناعية طرق الاحتفاظ بالإنتاج الزائد من الوقود النظيف حتى وقت قريب.

وفي أميركا شكّل هذا عائقاً أمام توسعات اقتصاد الهيدروجين خاصة في ظل تراجع عدد الكهوف الملحية المتوافرة وأجرى علماء في مختبرات سانديا (Sandia) الوطنية التابعة لوزارة الطاقة أبحاثاً في هذا الشأن بالتعاون مع جامعة اوكلاهوما.

وتم طرح إمكان بدء تخزين جيولوجي للوقود النظيف في مواقع النفط والغاز الناضبة في ظل مساعي العلماء لإيجاد طرق تخزين جديدة لحل أزمة عدم توافر الكهوف الملحية في بعض المناطق الأميركية.

وللتيقّن من جدوى هذه الطريقة اختبر العلماء تفاعل الغاز مع أنواع صخور مختلفة وتبيَّن أنه من الناحية التقنية والفنية يمكن بدء التخزين في الآبار الناضبة.

وشمل الفحص والاختبارات والمحاكاة قياس مدى التفاعل بين الأحجار الصخرية التي تضم موارد النفط والغاز تحت سطح الأرض وبين الهيدروجين.

قابلية التنفيذ

وتتبنى وزارة الطاقة الأميركية مشروعاً أطلقت عليه شاستا (SHASTA) وهو مشروع يهدف إلى إجراء تقييم للهيدروجين وتخزينه وتسريع تقنياته ويندرج بحث إمكان التخزين في الآبار الناضبة تحت هذا المشروع.

وتوصّل العلماء إلى قابلية تخزين الهيدروجين بهذه الطريقة فنياً بعدما تبين التصاق نسبة 10 بالمئة من الهيدروجين الذي تم حقنه في الصخور بالصخور الزيتية وليس الرملية.

ويكشف ذلك إمكان تخزين الهيدروجين في هذه الصخور مثلما ظلت لسنوات حاضنة لتدفقات النفط والغاز بحسب نتائج الدراسة المنشورة في موقع هيدروجين إنسايتس (Hydrogen Insights).

بدوره أكد المسؤول عن أعمال التخزين تحت الأرض للهيدروجين لدى مختبر سانديا “دون كونلي” أن الاحتفاظ بالوقود النظيف في مواقع النفط والغاز الناضبة والطبقات الصخرية للمياه الجوفية يعد وسيلة ملائمة أكثر انتشارًا، ويمكن أن تتّسع لكميات هائلة.

ورغم ذلك أوضح كونلي أن تخزين الوقود النظيف في الكهوف الملحية جيد، لكن محدودية توافر هذه الكهوف لا تجعل من هذه الطريقة الخيار الوحيد للتخزين بنطاق واسع في ظل مساعي طموحات اقتصاد الهيدروجين.

مخاطر وتحديات تخزين الهيدروجين في آبار النفط والغاز الناضبة

أثبت علماء مختبر سانديا أن احتمالات تسرب الهيدروجين وترشحه إلى فراغات المياه في الصخور الزيتية غير قائمة بعدما رصدوا مدى التفاعل بين الوقود النظيف وطبقات المياه في صخور طينية.

وفسر قائد الدراسة “توان هو” الأمر قائلاً إن انتقال غاز الهيدروجين والتصاقه بالصخور الطينية غير وارد على نطاق واسع ما يعزز مقترحات تخزينه تحت سطح الأرض.

في المقابل دق البحث الأميركي ناقوس الخطر حول احتمالات التلوث الناجم عن تخزين غاز الهيدروجين في مواقع النفط والغاز الناضبة خاصة أن الاختبارات كشفت احتمال ظهور ثاني أكسيد الكربون إثر اختلاط الهيدروجين بكميات ضئيلة من الميثان الملوث.

وقلل “هو” من مخاطر تلوث الهيدروجين بالميثان مشيراً إلى أن القائمين على الصناعة عليهم التعامل مع إطلاق كميات ضئيلة من ثاني أكسيد الكربون خلال حرق الهيدروجين مثلما يحدث مع الغاز الطبيعي.

وقد يشكل احتمال تلوث الهيدروجين بالميثان خلال تخزين الأول في آبار النفط والغاز الناضبة خطراً لتدفقات الهيدروجين عالي النقاء المستعمل في تصنيع خلايا الوقود.

ولا يمتد هذا الخطر للاستعمالات الأخرى في قطاعات الكهرباء والتدفئة ما يجعل التخزين الطويل الأجل للإنتاج الفائض والموسمي من الهيدروجين وسيلة جيدة.