چالش های ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن بعنوان روش نوین تأمین انرژی

ببه گزارش کمیاب آنلاین، محققان دانشگاه تهران با استفاده از شبیه سازی پیشرفته عددی نشان دادند که ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن با چالش جدی نشت گاز از لایه های پوش سنگ مواجه می باشد.

به گزارش کمیاب آنلاین به نقل از دانشگاه تهران، این تحقیق که به سرپرستی دکتر بهنام صدایی، عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی شیمی دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، میلاد هاشمی، پژوهشگر مؤسسه مهندسی نفت دانشگاه تهران و پژوهشگری از دانشگاه آرکانزاس ایالات متحد، انجام شده است، نشت هیدروژن از مخازن زیرزمینی را مورد بررسی قرار داده است.
صدایی، با اشاره به اینکه با رشد فزاینده سیاستهای جهانی در راه کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی، هیدروژن بعنوان یک حامل انرژی پاک جایگاهی کلیدی در آینده سیستم های انرژی پیدا کرده است، عنوان کرد: «ذخیره سازی هیدروژن در حجم بالا، بخصوص برای پوشش تقاضای متغیر و پشتیبانی از تولید ناپایدار انرژی های تجدیدپذیر، یکی از دغدغه های مهم برنامه ریزان و متخصصان حوزه انرژی بحساب می آید. دراین میان، ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن در سازندهای زمین شناسی نظیر آبخوان ها و لایه های متخلخل، بعنوان یک چاره فنی و اقتصادی مطرح شده که قابلیت ذخیره مقادیر چشم گیر گاز در مقیاس های ملی و منطقه ای را فراهم می آورد. این شیوه در کشورهای مختلف همچون ایران، امکان ذخیره حجم های بالا هیدروژن را در بازه های زمانی طولانی فراهم می آورد و می تواند اهمیت بالای ی در تأمین پایدار انرژی، مدیریت پیک مصرف و تثبیت شبکه ایفا کند.»
سرپرست تیم تحقیقاتی در ادامه خاطرنشان کرد: «با این حال، بررسی ها نشان داده است که ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن با چالش های جدی روبه روست که یکی از مهم ترین آنها، پدیده نشت هیدروژن است؛ رخدادی که امکان دارد به سبب خصوصیت های زمین شناسی سازند، ترک های طبیعی در لایه های سنگی، یا مدیریت نامناسب فشارهای تزریق و تولید، منجر به خروج کنترل نشده هیدروژن از مخزن شود.»
دانشیار دانشکدگان فنی در رابطه با نتایج این پژوهش اظهار داشت: «یافته ها نشان داده است که حتی در شرایط استاندارد، میزان قابل توجهی از هیدروژن تزریق شده به مخزن در طول مدت ذخیره سازی به خارج نشت می کند؛ بخصوص هنگام تزریق که فشار درون مخزن افزایش خواهد یافت.»
پژوهشگر دانشگاه تهران در توضیح عوامل نشت گاز از این مخازن اضافه کرد: «عوامل مؤثر بر نشت هیدروژن شامل نفوذپذیری پوش سنگ، فشار آبخوان و فشار ورود موئینه هستند. همینطور نوع چاه (عمودی یا افقی)، عمق محل تزریق و زاویه شیب سازند هم بر رفتار نشت تأثیرگذارند. این پژوهش تاکید دارد که صرف طراحی فنی به تنهایی کافی نیست و باید شناخت عمیقی از رفتار هیدروژن در سنگ های متخلخل و خصوصیت های زمین شناسی مکان ذخیره سازی داشته باشیم.»
عضو هیأت علمی دانشکده شیمی در رابطه با نتایج نشت هیدروژن اظهار داشت: «این پدیده، نه تنها بهره وری ذخیره سازی را می کاهد و باعث اتلاف اقتصادی منابع گرانبهای انرژی می شود، بلکه می تواند پیامدهایی جدی برای ایمنی و محیط زیست هم به دنبال داشته باشد. ورود هیدروژن به سطوح کم عمق زمین، در صورت عدم کنترل، امکان دارد به افزایش ریسک تجمع گاز، وقوع انفجار یا ایجاد اختلالات ژئوشیمیایی در محیط منجر شود. چنین مخاطراتی در صورت بروز، نه تنها روند توسعه فناوری ذخیره سازی را کند می کند، بلکه می تواند سرمایه گذاری در این عرصه را هم با تردید مواجه سازد.»
صدایی در انتها اظهار داشت: «در ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن، باید تمامی ملاحظات فنی، زمین شناختی و ایمنی را به صورت جامع در مراحل طراحی و بهره برداری درنظر گرفت، استانداردهای مهندسی لازم آنرا تدوین کرد و سامانه را مورد پایش مداوم قرار داد. در این راستا، یافته های این مطالعه می تواند به توسعه مدلهای پیشبینی دقیق، بهبود طراحی پروژه ها و تحقق استانداردهای نظارتی کمک نماید و راه انتقال به انرژی های کم کربن را هموار سازد.»
گفتنی است یافته های این مطالعه با عنوان Assessing Hydrogen Leakage in Underground Hydrogen Storage: Insights from Parametric Analysis اخیرا از جانب انجمن شیمی آمریکا در نشریه Energy & Fuels انتشار یافته است.


منبع: كمیاب آنلاین

آخرین مطالب مرتبط