Požeminės vandenilio saugyklos Lietuvoje įvertinimas: Geo-Hidro cheminių ir mechaninių reakcijų į požeminę H2 saugyklą ir nuotėkį tyrimas

 

Projekto nr.: S-PD-24-26

Projekto aprašymas:

Vandenilio (H2) energija populiarėja kaip svarbi ateities energijos derinio sudedamoji dalis. Vandenilis turi didelį potencialą kaip švarios energijos nešėjas, ypač dekarbonizuojant įvairiose pramonės šakose. Tai taip pat yra alternatyva pasiekti energetinę nepriklausomybę nuo iškastinio kuro energijos šaltinių, o tai taip pat turės teigiamą poveikį klimato kaitai.

H2 pritaikymas įvairus – nuo ??šilumos tiekimo pastatams iki patikimo kuro traukiniams, autobusams ir sunkiasvoriams sunkvežimiams. Pramonės sektorius jau padarė didelę pažangą mažindamas išlaidas ir didindamas H2 infrastruktūros efektyvumą. Šiuo metu šildymui ir transportavimui atitinkamai dominuoja gamtinės dujos ir benzinas, išskiriantys daug anglies. Norint visiškai pereiti prie vandeniliu pagrįstos ekonomikos, vandenilio gamybos ir saugojimo poreikis yra didžiulis.

H2 naudojimas yra labai efektyvus ir gali padėti energetikos sektoriui pasiekti nulinio anglies dvideginio išmetimo ir padidinti energijos vartojimo lankstumą. Lietuvoje buvo stiprus postūmis priimti ES vandenilio strategiją, kad būtų įvykdytas ES įsipareigojimas iki 2050 m. neutralizuoti anglies dioksidą. Taip pat buvo sukurta vandenilio platforma prie Energetikos ministerijos, kurios tikslas – sukurti aplinką, skatinančią H2 technologijų plėtrą Lietuvoje.

Nors H2 yra labai efektyvus kuras, su jo naudojimu kyla daug iššūkių. Kadangi H2 yra labai lengvos dujos, reikalingas didelis saugojimo tūris, todėl, norint efektyviai įdiegti H2 pagrįstas technologijas Lietuvoje, reikia spręsti H2 saugojimo klausimą. Požeminė dujų saugykla buvo įprasta Europoje ir net Lietuvoje metanas vasarą saugomas požeminėje (Inčukalno UGS) formoje, Latvijoje, skirtas naudoti žiemos laikotarpiu. Išeikvotas dujų telkinys, naftos telkiniai ir druskingi vandeningieji sluoksniai suteikia galimybę kaupti didelius dujų kiekius, o šiuos požeminius porėtus darinius galima panaudoti dideliems vandenilio kiekiams saugoti. Lietuvos geologijos dėka tokios galimybės Lietuvoje egzistuoja tiek sausumoje, tiek jūroje. Išsekę angliavandenilių rezervuarai ir giluminiai druskingi vandeningieji sluoksniai Lietuvos baseine jau anksčiau buvo tiriami CO2 saugojimui, šie rezervuarai yra vienodai tinkami ir vandeniliui saugoti.

Požeminiai rezervuarai ir vandeningieji sluoksniai gali būti laikomi ekonomiškai efektyviu požeminio H2 saugojimo variantu, paprastai akytoje smiltainio ar kitų laidžių uolienų sluoksnių. Nors požeminė vandenilio saugykla (UHS) skamba daug žadančiai, su ja susiję tam tikri techniniai iššūkiai, todėl reikia atlikti tyrimą, siekiant pagerinti supratimą apie sudėtingus geocheminius procesus ir hidrocheminius pokyčius požeminiuose sluoksniuose dėl vandenilio saugojimo. taip pat įvertinti galimą H2 nuotėkį ir jo poveikį sekliems vandeningiesiems sluoksniams.

Pirma, reikia apskaičiuoti aukšto lygio bendrą požeminio vandenilio kaupimo potencialą Lietuvos rezervuarų baseine. Požeminę vandenilio saugyklą gali paveikti geocheminės ir mikrobinės reakcijos, likutinis vandenilio gaudymas, nuotėkis ir vandens gamyba vandenilio gavybos metu, o tai laikui bėgant gali sumažinti vandenilio saugojimo efektyvumą. Įpurškiamas vandenilis gali sukelti geochemines ir mikrobines reakcijas, dėl kurių atsiranda nauja cheminė pusiausvyra tarp uolienų mineralų, ištirpusių dujų, porų vandens ir uolienų matricos. Tokios savo vietoje reakcijos gali sukelti uolienų mineralų nusodinimą arba ištirpimą. Be to, dėl bakterijų veikimo gali susidaryti bioplėvelės, dėl kurių gali užsikimšti poros. Krituliai / tirpimas ir porų užsikimšimas laikui bėgant gali pakeisti požeminių vandenilio saugyklų poringumą ir pralaidumą, todėl ilgainiui gali būti įstrigęs didelis vandenilio kiekis ir jo neįmanoma atkurti.

Be to, reikia spręsti kai kuriuos iššūkius, susijusius su tėkmės savybių, saugyklos vientisumo neapibrėžtumu ir jų poveikiu sekliems vandeningiesiems sluoksniams ir geologinėms formoms, jei požeminio H2 saugojimo metu nutekėtų. Geofizinių duomenų rinkiniai kartu su mikro masto šerdies pavyzdžių vaizdais ir geocheminiu bei rezervuarų modeliavimu bus naudojami problemoms spręsti, ir mes stengsimės sukurti veiksmingus būdus, kaip nustatyti nuotėkio poveikį.

Šio tyrimo tikslas – renkant duomenis, analizuojant, atliekant duomenų pakartotinį vertinimą, ir modeliuojant, išspręsti aukščiau paminėtas problemas ir iššūkius, susijusius su vandenilio saugojimu po žeme. Šis tyrimas padės parengti aplinkai nekenksmingos vandenilio energijos kaupimo infrastruktūros Lietuvoje veiksmų planą.

Projekto finansavimas:

Lietuvos mokslo taryba, LR valstybės biudžeto lėšomis finansuojami podoktorantūros stažuočių projektai

Projekto rezultatai:

darbas vyksta

Projekto įgyvendinimo laikotarpis: 2024-04-02 - 2026-04-01

Projekto koordinatorius: Kauno technologijos universitetas