- Des scientifiques desSandia National Laboratoriesutilisent des simulations informatiques et des expériences en laboratoire pour déterminer si les réservoirs épuisés de pétrole et de gaz peuvent être utilisés pour stocker ce combustible sans carbone.
- Le professeur Tuan Ho, en collaboration avec des collègues de l'Université d'Oklahoma, a constaté que l'hydrogène ne reste pas dans le grès après avoir été pompé, mais jusqu'à 10 % du gaz adsorbé reste piégé dans les échantillons de schiste. Ces résultats ont été confirmés par les simulations informatiques de Ho.
- Tuan Ho estime que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre comment les microbes et autres produits chimiques dans les réservoirs de pétrole épuisés interagissent avec l'hydrogène stocké.
Pourquoi le problème du stockage souterrain de l'hydrogène mérite-t-il d'être résolu?
La raison pour laquelle ce problème mérite d'être résolu est que l'hydrogène, en tant que l'une des clés de l'énergie propre, présente un grand potentiel dans la transition énergétique et la réduction des émissions de carbone. Le stockage efficace de l'hydrogène peut favoriser son utilisation généralisée, promouvoir le développement des technologies d'énergie propre et réduire la dépendance aux combustibles fossiles traditionnels, réduisant ainsi les émissions de gaz à effet de serre et atténuant l'impact du changement climatique.
Par conséquent, résoudre le problème du stockage efficace et sûr de l'hydrogène sous terre est important pour faire avancer la révolution de l'énergie propre.
NOTRE AVIS:
Les scientifiques des Sandia National Laboratories étudient la possibilité d'utiliser des réservoirs de pétrole et de gaz épuisés pour stocker des combustibles sans carbone. Les résultats montrent que, bien que l'hydrogène ne reste pas dans le grès, jusqu'à 10 % de l'hydrogène est piégé dans les échantillons de schiste. De plus, des études sur les couches d'argile de montmorillonite montrent que l'hydrogène pénètre rarement dans les vides remplis d'eau, ce qui a des implications positives pour le stockage souterrain de l'hydrogène. Bien que des vérifications expérimentales supplémentaires soient nécessaires, si elle réussit, cette technologie pourrait offrir une nouvelle façon de stocker des combustibles sans carbone, avec des implications importantes pour l'énergie et l'industrie lourde. Cependant, les scientifiques ont également soulevé des préoccupations concernant la sécurité et la pollution du stockage de l'hydrogène, soulignant la nécessité de méthodes largement réparties pour stocker de grandes quantités d'hydrogène afin de réaliser la vision d'une économie de l'hydrogène.
—Fei Wang, journaliste BTW
Un combustible propre important: l'hydrogène
L'hydrogène peut être stocké sous terre dans des cavités salines, mais les mines de sel ne sont pas courantes aux États-Unis, a déclaré Don Conley, responsable du programme de stockage souterrain d'hydrogène de Sandia. L'équipe de Tuan Ho étudie donc si l'hydrogène stocké dans des réservoirs de pétrole et de gaz épuisés peut rester piégé dans les roches, fuir ou être contaminé. Le groupe de Tuan Ho a récemment partagé ses résultats dans un article publié dans l'International Journal of Hydrogen Energy.
L'hydrogène possède de nombreuses propriétés utiles, ce qui lui confère une large gamme d'utilisations. L'hydrogène se combine facilement avec les éléments non métalliques, peut former des hydrures métalliques, et à haute température, il peut capter l'oxygène de nombreux composés, permettant ainsi la réduction des oxydes. Dans le processus de production industrielle moderne, nous utilisons de plus en plus l'hydrogène, qui intervient dans l'industrie électronique, la métallurgie, l'industrie chimique, la production de nylon, la fabrication de gaz et d'autres secteurs.
De plus, l'hydrogène est utilisé comme combustible courant, et il présente un avantage très remarquable: il produit plus de chaleur en brûlant et moins de pollution. Il convient de noter que l'hydrogène peut être stocké pendant des mois et utilisé lorsque la demande énergétique dépasse l'offre d'énergie renouvelable. L'énergie renouvelable est un sujet dont nous parlons souvent.
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Faisabilité du projet test – stockage sûr
Tuan Ho, chercheur en chef, et son équipe se sont penchés sur la question de savoir si l'hydrogène, lorsqu'il se forme dans le grès ou le schiste, reste piégé, s'auto-scellant autour de nombreux réservoirs de pétrole et de gaz, ou risque de fuir. Le grès, composé de particules minérales et rocheuses compressées pendant des millions d'années, présente de nombreux interstices entre les particules, facilitant le stockage de l'eau ou la formation de réservoirs de pétrole et de gaz.
En revanche, le schiste est une boue compressée à partir de particules minérales plus petites riches en argile, capable de former une couche d'étanchéité autour du grès, scellant ainsi le pétrole et le gaz naturel.
« Tuan Ho a déclaré: « Nous visons à ce que l'hydrogène injecté reste in situ, plutôt que de migrer hors de la zone de stockage, évitant ainsi le gaspillage. C'est une préoccupation majeure pour toutes les installations de stockage. » »
Le professeur Tuan Ho, avec des collaborateurs de l'Université d'Oklahoma, a mené des expériences pour étudier l'interaction entre l'hydrogène et des échantillons de grès et de schiste. Ils ont constaté que, bien que l'hydrogène ne persiste pas dans le grès après extraction, jusqu'à 10 % du gaz adsorbé reste piégé dans les échantillons de schiste. Ces résultats ont été corroborés par des simulations informatiques menées par Ho.
Pour explorer davantage un type spécifique d'argile couramment trouvé dans le schiste entourant les réservoirs de pétrole et de gaz, Ho a mené des simulations informatiques des interactions moléculaires entre les couches d'argile de montmorillonite, l'eau et l'hydrogène. Il a découvert que l'hydrogène gazeux a un accès minimal aux espaces remplis d'eau entre ces couches minérales argileuses.
Tuan Ho a souligné que cela suggère une perte minimale d'hydrogène dans l'argile par adhérence ou pénétration, ce qui est de bon augure pour le stockage souterrain de l'hydrogène. Ces résultats concernant l'argile ont été publiés l'année dernière dans le journalSustainable Energy & Fuels. Il a ajouté que des expériences supplémentaires sont en cours au Stevens Institute of Technology et à l'Université d'Oklahoma pour valider les résultats des simulations moléculaires.
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« Un énorme réservoir de grès poreux, autrefois rempli de pétrole et de gaz, est maintenant rempli d'un combustible différent et sans carbone: l'hydrogène. » Si cette technologie peut être réalisée, qu'il s'agisse d'un énorme nouveau développement, ce serait une excellente nouvelle pour l'énergie et l'industrie lourde.
L'hydrogène peut-il être contaminé?
« Si nous voulons créer une économie de l'hydrogène, nous avons vraiment besoin de moyens largement répartis pour stocker de grandes quantités d'hydrogène », a déclaré Conley, responsable de la section Sandia du programme Underground Hydrogen Assessment, Storage and Technology Acceleration (Évaluation, stockage et accélération technologique de l'hydrogène souterrain) du Bureau de l'énergie fossile et de la gestion du carbone du Département de l'Énergie des États-Unis. « C'est bien de le stocker là où il y a du sel, mais cela ne peut pas être la seule option.
Nous nous tournons donc vers les réservoirs de pétrole et de gaz épuisés et les aquifères comme moyen plus décentralisé de stocker de grandes quantités d'hydrogène. Tout cela au nom de la décarbonation du secteur énergétique. »
Grâce à des expériences et des simulations, l'équipe de Tuan Ho a découvert que lorsque l'hydrogène est injecté dans des réservoirs de gaz naturel épuisés, du gaz naturel résiduel peut être libéré de la roche dans l'hydrogène. Ho explique que cela implique que lorsque l'hydrogène est extrait pour être utilisé, il contiendra de petites quantités de gaz naturel.
« Ce n'est pas alarmant, car le gaz naturel contient encore de l'énergie, mais il contient du carbone, donc lorsque cet hydrogène est brûlé, il produira de petites quantités de dioxyde de carbone », dit Ho. « C'est quelque chose dont nous devons être conscients. » L'équipe de Tuan Ho, principalement composée du chercheur postdoctoral Aditya Choudhary des Sandia National Laboratories, utilise actuellement des simulations moléculaires et des méthodes expérimentales pour étudier l'impact de l'hydrogène sur les réservoirs de pétrole épuisés et comment le pétrole résiduel peut contaminer l'hydrogène ou interagir avec lui.
Les résultats de Ho pourraient être utilisés pour guider des essais sur le terrain à grande échelle du stockage souterrain d'hydrogène, a déclaré Conley. Il a ajouté que le projet SHASTA prévoit de mener de tels essais à l'échelle du terrain à l'avenir pour prouver la faisabilité du stockage d'hydrogène à partir de pétrole et de gaz épuisés. Ho estime que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre comment les microbes et autres produits chimiques dans les réservoirs de pétrole épuisés interagissent avec l'hydrogène stocké.
Les missions de Sandia
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