كشفت دراسة نمذجة حاسوبية جديدة أن ضخ الهيدروجين وسحبه سنوياً من مستودع هيدروجين طبيعي في صدع عميق تحت منجم الكروميت في بولقيزا بألبانيا قد يجعل الصدع أكثر استقراراً مع مرور الوقت، بدلاً من زيادة خطر انزلاقه.
مستودعات طبيعية لتخزين الهيدروجين
أجرى الدراسة لي هاو، الأستاذ المشارك في كلية الصين والمملكة المتحدة للكربون المنخفض بجامعة شنغهاي جياو تونغ، مع زملائه تشنغشين تشانغ، وفنغشو تشانغ من جامعة تونغجي، وديريك إلسوورث من جامعة بنسلفانيا. ونُشرت النتائج في دورية "وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم" (PNAS).
يركز البحث على مستودع هيدروجين طبيعي يطلق ما لا يقل عن 220 طناً من الهيدروجين سنوياً، بنسبة نقاء تصل إلى 84%، ويتراكم الغاز في منطقة صدع تميل بزاوية 80 درجة وتصل لعمق نحو 5 كيلومترات.
نتائج المحاكاة: استقرار متزايد
اختبر الفريق 72 سيناريو لعمق الحقن ومعدلات الضخ ونفاذية الصخور. أظهرت المحاكاة أن الحقن على عمق حوالي 4,400 متر هو الأمثل، حيث يمكن للصدع استيعاب 350 إلى 480 مليون متر مكعب من الغاز، أي ما يعادل مخزونه الطبيعي تقريباً.
عند تشغيل محاكاة لعشر سنوات بدورات موسمية (حقن من أبريل إلى سبتمبر، وسحب من أكتوبر إلى مارس)، انخفض خطر انزلاق الصدع في كل موسم حقن مقارنة بالعام السابق، لأن الغاز المتحرك عدل الضغط داخل الصدع.
فقدان ضئيل للغاز المخزن
قدر الباحثون خسائر الهيدروجين المخزن بأقل من 2%، تتوزع بين الذوبان في المياه الجوفية (نحو 1%)، والتفاعل مع الكربون في الصخور (أقل من 0.3%)، والاستهلاك الميكروبي (أقل من ذلك). وتتوافق هذه النسبة مع تاريخ المستودع الذي يحتفظ بما يقدر بين 5,000 و50,000 طن متري من الهيدروجين دون علامات على النضوب.
فرصة اقتصادية للمستودعات غير المجدية تجارياً
أشار هاو في مقابلة مع Earth.com إلى أن العديد من مستودعات الهيدروجين الطبيعي المكتشفة عالمياً - ومنها منجم في شمال أونتاريو - ضعيفة التدفق الطبيعي للإنتاج التجاري (أقل بعشر مرات على الأقل من الحد الاقتصادي). وتوفر تقنية التخزين هذه بديلاً ثالثاً للمشغلين بدلاً من تعليق المشروع أو التخلي عنه.
تحفظات وآفاق مستقبلية
أكد الباحثون أن النموذج لا يشمل تأثير تغير الإجهادات على نفاذية الصخور، أو إرهاق الصخور من دورات الضغط المتكررة بعد عشر سنوات. وقال هاو: "لا يمكنني إعطاء تاريخ لتطبيق تجاري، وسأكون حذراً ممن يفعل ذلك"، مشيراً إلى أن التجارب الميدانية والتكاليف الهندسية ستحدد الجدول الزمني.
