مصدر الصورة: en.futuroprossimo.it

جدوى تخزين الهيدروجين على نطاق واسع في التكوينات الجيولوجية – ترجمة* محمد جواد آل السيد ناصر الخضراوي

Viability of Large-Scale Hydrogen Storage in Geologic Formations
(LAWRENCE LIVERMORE NATIONAL LABORATORY – بواسطة: مختبر لورنس ليفرمور الوطني)

ملخص المقالة:

 أطلق باحثو مختبر لورانس ليفرمور الوطني بالشراكة مع مختبرين وطنيين آخرين، مشروعًا يدرس جدوى تخزين الهيدروجين على نطاق واسع في تكوينات جيولوجية، وهو مشروع يتناول عنصرًا حاسمًا في الوقت المناسب لمستقبل طاقة منخفضة الكربون، ويتضمن دراسة سلامة وكفاءة تخزين مزيج من الهيدروجين والغاز الطبيعي في المكامن الجوفية، عبر إجراء أعمال النمذجة الجوفية، ودراسة الفرص التجريبية ذات الضغط العالي ودرجات الحرارة العالية.

( المقالة )

أطلق فريق من الباحثين في مختبر لورانس ليفرمور الوطني بالشراكة مع مختبرين وطنيين آخرين، مشروعًا يدرس جدوى تخزين الهيدروجين على نطاق واسع في تكوينات جيولوجية.

يظهر وصف تخطيطي للعمليات الرئيسية والأنشطة التشغيلية التي يتم استكشافها في مشروع تقييم الهيدروجين الجوفي (تحت السطح)، التخزين وتسريع التقنية (شاستا-SHASTA). يمكن أن تظهر مكامن الهيدروجين تدفقًا معقدًا ونقلًا وعمليات جيوكيميائية وميكروبية. ستتم دراسة هذه التفاعلات باستخدام التجارب المعملية والمحاكاة وطرق المراقبة الجديدة. الصورة مقدمة من فريق الوسائط الإعلامية المتعددة في مختبر تقنية الطاقة الوطني. مفتاح العنصر: H2 = الهيدروجين؛ CH4 = ميثان؛ CO2 = ثاني أكسيد الكربون؛ H + = كاتيون الهيدروجين؛ H2S = كبريتيد الهيدروجين؛ H2O = ماء. المصدر: مختبر لورانس ليفرمور الوطني.

أطلق فريق من الباحثين في مختبر لورانس ليفرمور الوطني بالشراكة مع مختبرين وطنيين آخرين، مشروعًا يدرس جدوى تخزين الهيدروجين على نطاق واسع في تكوينات جيولوجية.

وسيتلقى باحثون من مختبر لورانس ليفرمور الوطني ومختبر شمال غرب المحيط الهادئ والمختبر الوطني لتقنية الطاقة ما يصل إلى 6.75 مليون دولار على مدى السنوات الثلاث المقبلة من مكتب إدارة الطاقة الأحفورية والكربون التابع لوزارة الطاقة.

وقال جوشوا وايت، مهندس مكامن مختبر لورانس ليفرمور الوطني والباحث الرئيسي: “هذا مشروع مثير بالنسبة لنا لأنه يتناول عنصرًا حاسمًا في الوقت المناسب لمستقبل طاقة منخفضة الكربون”.

وأضاف: “في الوقت نفسه، تعتمد الخبرة المطلوبة على عقود من الخبرة في مختبر لورانس ليفرمور الوطني في العمل في باطن الأرض على التقنيات ذات الصلة مثل تخزين الكربون الجيولوجي، وتخزين الغاز الطبيعي، والطاقة الحرارية الأرضية”.

ويُطلق عليه مشروع شاستا (تقييم الهيدروجين الجوفي وتخزينه وتسريع التقنية)، ويتضمن أحد المكونات الرئيسية للجهد دراسة سلامة وكفاءة تخزين مزيج من الهيدروجين والغاز الطبيعي في المكامن الجوفية.

وسيركز وايت وزميله نيكولا كاستيليتو، مهندس مكامن مختبر لورانس ليفرمور الوطني، على إجراء أعمال النمذجة الجوفية، بينما ستدرس عالمة الجيوكيمياء في المختبر ميجان سميث الفرص التجريبية ذات الضغط العالي ودرجات الحرارة العالية.

ويظهر الهيدروجين كخيار وقود منخفض الكربون للنقل وتوليد الكهرباء وتطبيقات التصنيع وتقنيات الطاقة النظيفة التي ستسرع من انتقال الولايات المتحدة إلى اقتصاد منخفض الكربون.

ومع ذلك، فإن التحدي الرئيسي هو ضمان التخزين الآمن والفعال للهيدروجين. وستكون هناك حاجة لتخزين الهيدروجين على نطاق واسع مع انتقال الأمة إلى اقتصاد طاقة نظيف خالٍ من الكربون والانبعاثات. ومع ذلك، فقد ثبت محليًا أن تخزين الهيدروجين بكميات كبيرة تحت الأرض آمن وفعال فقط في هياكل قبب الملح أو الكهوف.

وليست كل المناطق لديها المتطلبات الجيولوجية المناسبة لتخزين تجويف الملح؛ ومع ذلك، يستكشف مكتب إدارة الطاقة الأحفورية والكربون التابع لوزارة الطاقة فرص التخزين في هذه المناطق، بما في ذلك الوسائط المسامية، والتي تشبه مكامن تخزين الغاز الطبيعي تحت الأرض.

وسيحدد المشروع الذي تم الإعلان عنه مؤخرًا الجدوى الفنية لتخزين الهيدروجين في الأنظمة الجوفية وتحديد المخاطر التشغيلية المرتبطة بالتخزين في تلك الأنظمة.

كما ستعمل على تطوير التقنيات والأدوات التي من شأنها أن تقلل من تلك المخاطر. وفي الوقت نفسه، ستؤسس جهود البحث الأساس التقني لاستخدام السعات الأكبر بكثير المتوفرة في تخزين الوسائط المسامية، بالإضافة إلى القدرة على إعادة استخدام البنية التحتية الحالية لتخزين الغاز الطبيعي لاقتصاد الهيدروجين.

وأخيرًا، يمكن أن يساعد المشروع في تسريع وتوسيع استخدام الهيدروجين من خلال الاستفادة من المرافق الحالية (على سبيل المثال ، مكامن تخزين الغاز الطبيعي الحالية) في مواقع التخزين في جميع أنحاء الولايات المتحدة.

وسيتصدى للعقبات التكنولوجية الحاسمة؛ إجراء البحوث لإثبات جدوى التقنية الناشئة؛ وتطوير الأدوات والتقنيات لدعم الصناعة وتمكين تطوير تخزين الهيدروجين الجوفي.

وتشمل الأسئلة الرئيسية التي سيتناولها الباحثون ما يلي:

  • كيف يمكن التخفيف من المخاطر الفنية والتشغيلية المرتبطة بتخزين الهيدروجين الجوفي بحيث تكون العمليات حامية للإنسان والبيئة؟
  • كيف يمكن الاستفادة من التقنيات الناشئة لتمكين نظام تخزين هيدروجين جوفي ذكي وآمن وفعال (على سبيل المثال، أجهزة الاستشعار ومحاكيات المكامن وأدوات الفرز)؟
  • ما هي الرؤى التقنية والتشغيلية والاقتصادية اللازمة لتمكين التخزين الجوفي على نطاق واسع للهيدروجين النقي أو مزيج الهيدروجين والغاز الطبيعي؟

سيتم إجراء كل من التجارب الميدانية والمحاكاة لدراسة تأثيرات الهيدروجين النقي والهيدروجين المخلوط على أنظمة التخزين الجوفية. سيركز البحث على قياس توافق المواد ، والتحقيق في أداء المقياس الأساسي والمكمن وتوصيف التفاعلات الميكروبية.

*تمت الترجمة بتصرف

المصدر: 

https://scitechdaily.com/viability-of-large-scale-hydrogen-storage-in-geologic-formations/

المهندس محمد جواد آل السيد ناصر الخضراوي

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.