Sandia: Can empty oil and gas reservoirs hold carbon-free fuels?

• Des scientifiques des Laboratoires nationaux Sandia utilisent des simulations informatiques et des expériences en laboratoire pour déterminer si les réservoirs de pétrole et de gaz épuisés peuvent être utilisés pour stocker ce carburant sans carbone.
• Le professeur Tuan Ho, en collaboration avec des chercheurs de l'Université d'Oklahoma, a constaté que l'hydrogène ne reste pas dans le grès après son extraction, 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 présents dans les réservoirs de pétrole épuisés interagissent avec l'hydrogène stocké.

Pourquoi le problème du stockage souterrain de l'hydrogène vaut-il la peine d'être résolu ? Voir aussi: Registre des membres disparaissant de l'AfriNIC.

Ce problème mérite d'être résolu car l'hydrogène, en tant que l'une des clés de l'énergie propre, présente un grand potentiel pour la transition énergétique et la réduction des émissions de carbone. Un stockage efficace de l'hydrogène peut favoriser son utilisation généralisée, promouvoir le développement de technologies énergétiques propres et réduire la dépendance aux combustibles fossiles traditionnels, ce qui permet de diminuer les émissions de gaz à effet de serre et d'atténuer les effets du changement climatique. Ainsi, résoudre le problème du stockage souterrain efficace et sûr de l'hydrogène est essentiel pour faire avancer la révolution de l'énergie propre. Voir aussi: AfriNIC: disparition du registre des membres.

NOTRE AVIS:
Les scientifiques des Laboratoires nationaux Sandia étudient la possibilité d'utiliser des réservoirs de pétrole et de gaz épuisés pour stocker des carburants 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, les études des couches d'argile 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 qu'une vérification expérimentale supplémentaire soit nécessaire, si elle réussit, cette technologie pourrait offrir un nouveau moyen de stocker des carburants 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 disposer de moyens largement répartis pour stocker de grandes quantités d'hydrogène afin de réaliser la vision d'une économie de l'hydrogène.
—-Fei Wang, journaliste BTW Voir aussi: Alejandro Fernandez.

Carburants propres importants: 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 de l'hydrogène à 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. Il se combine facilement avec des 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 les processus de production industrielle modernes, l'hydrogène est de plus en plus utilisé, intervenant dans l'électronique, la métallurgie, l'industrie chimique, la production de nylon, la fabrication de gaz et d'autres secteurs. Voir aussi: Aldo Garcia.

De plus, l'hydrogène est utilisé comme carburant courant, avec un avantage très notable: il produit plus de chaleur lors de la combustion et moins de pollution. Il convient également 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 on parle beaucoup. Voir aussi: Alcymer Vieira.

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Tester la faisabilité du projet – stockage sûr

Le directeur de recherche Tuan Ho 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, scellant ainsi de nombreux réservoirs de pétrole et de gaz, ou risque de fuir. Le grès, composé de particules minérales et rocheuses compressées sur des millions d'années, présente de nombreux espaces 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 de particules minérales plus fines, riches en argile, capable de former une couche d'étanchéité autour du grès, emprisonnant ainsi le pétrole et le gaz naturel. Voir aussi: Alcides Cremonezi.

« Tuan Ho a déclaré: “Nous voulons que l'hydrogène injecté reste en place, 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.” » Voir aussi: Alberto Anaya.

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 l'extraction, jusqu'à 10 % du gaz adsorbé reste piégé dans les échantillons de schiste. Ces résultats ont été corroborés par des simulations informatiques réalisées par Ho. Voir aussi: Albert Kis.

Pour approfondir l'étude d'un type d'argile spécifique couramment trouvé dans le schiste entourant les réservoirs de pétrole et de gaz, Ho a effectué des simulations informatiques des interactions moléculaires entre les couches d'argile montmorillonite, l'eau et l'hydrogène. Il a découvert que l'hydrogène gazeux a un accès minime aux espaces remplis d'eau entre ces couches de minéraux argileux.

Tuan Ho a souligné que cela suggère une perte minimale d'hydrogène dans l'argile due à l'adhésion ou à la 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 la revue Sustainable 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 immense réservoir de grès poreux, autrefois rempli de pétrole et de gaz, est maintenant rempli d'un autre carburant sans carbone: l'hydrogène. » Si cette technologie peut être réalisée, qu'il s'agisse d'un nouveau développement énorme, 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 SHASTA (Underground Hydrogen Assessment, Storage and Technology Acceleration) du Bureau de l'énergie fossile et de la gestion du carbone du ministère américain de l'Énergie. « 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 décarbonisation 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, le 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 Laboratoires nationaux Sandia, 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 de l'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 de l'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 présents dans les réservoirs de pétrole épuisés interagissent avec l'hydrogène stocké.

Les missions de Sandia

Depuis 1949, l'excellence au service de l'intérêt national est la mission fondamentale de Sandia.

En tant que laboratoire national multidisciplinaire et centre de recherche et développement financé par le gouvernement fédéral (FFRDC), Sandia accomplit sa mission, qui fait partie intégrante de la mission et des opérations de notre agence de financement, des manières suivantes:

• Anticiper et relever les nouveaux défis de sécurité nationale
• Innover et découvrir de nouvelles technologies pour renforcer les avantages technologiques nationaux
• Créer de la valeur grâce à des produits et services qui répondent aux défis importants de sécurité nationale
• Éclairer le débat national sur le fait que la politique technologique est essentielle pour maintenir la sécurité et la liberté dans le monde.