Skal finne optimale forhold for å få hydrogen opp fra bakken

Det økende energibehovet i verden krever utvikling av miljøvennlige alternative energiressurser. Hydrogen er en viktig energibærer, og kan bli et fremtidig drivstoff i energisystemet for en renere planet. Hydrogengassen er ikke i seg selv en energikilde, den må fremstilles før vi kan bruke den.

I nytt prosjekt skal forskere undersøke hele prosessen, fra hvordan man lager hydrogen i allerede eksisterende oljereservoar til hvordan man får ut mest mulig ren hydrogen. Det er første gang hele prosessen blir undersøkt, det har tidligere bare blitt sett på deler av prosessen.

For at det skal være mulig å produsere hydrogen i store mengder, er det viktig å forstå hvordan hydrogen- og CO2-gassene oppfører seg i reservoaret. Prosjektet skal bidra til å øke forståelse og optimalisere teknologien.

- For å kunne ta noe av gassen ut igjen, i dette tilfellet hydrogen, er det viktig at de ulike gassene skiller seg. Vi skal finne ut hvilke forhold som er optimale for at gassene skiller seg i de porøse mediene, forteller Bartek Florczyk Vik, forsker i NORCE.

Bruke eksisterende infrastruktur

Mange av olje- og gassfeltene er i slutten av sin levetid. Men infrastrukturen og anleggene vi allerede har, kan vi muligens bruke til å produsere hydrogen. Det underjordiske reservoaret er porøs stein som gjør det mulig at væske og gasser kan strømme gjennom og oppbevares.

- Prosjektet fokusere på to viktig elementer av vår teknologi, nemlig optimalisering av konversjon av metan til hydrogen og hva som skjer med gassene etterpå, forteller Roman Berenblyum, teknologisjef i Hydrogen Source, som eier og koordinerer prosjektet.

Eksperimentelle labforsøk

Forsøk hos samarbeidspartnere fra Imperial Collage vil gi svar på hvilken gassblanding som er i reservoaret etter at hydrogenet er dannet. Denne gassblandingen injiserer NORCE-forskerne i porøs stein i laboratoriet.

- Vi skal finne ut hvilken temperatur og trykk som er optimal for at gassen skal skille seg i porøs stein, slik at vi kan ta ut hydrogenet og la CO2 ligger igjen. Det er viktig å finne ut hvor mye hydrogen vi kan få ut igjen, hvor raskt denne prosessen ev. går, og hvor rent hydrogenet er. Det kan også være at noen reservoar er mer egnet enn andre, sier Vik.

Det er viktig at CO2 blir værende og ikke lekker ut, det er det som gjør dette miljøvennlig.

- Vi vet at metan og CO2 segregeres, eller skiller seg, ved høy temperatur. Dette har vi gjort studier på. På bakgrunn av dette skal vi nå finne ut hvordan hydrogen oppfører seg i porøse medier ved høy temperatur og reservoartrykk. Hydrogen er det letteste grunnstoffet vi har, så vi tror dette også gjelder for hydrogen, sier NORCE-forskeren.

Det trengs data, kunnskap og modelleringsverktøy for å kunne utvikle teknologien, slik at disse prosessene kan utføres så optimalt som mulig.

Nytt med hydrogen i blandingen

CO2, hydrogen, metan og vann er en krevende blanding. Litt av utfordringen med de eksperimentelle studiene er å jobbe med disse gassene under trykk og temperatur.

- Vi kjenner til metan og CO2 under temperatur og trykk. Det nye er hydrogen i blandingen, så vi må prøve oss frem, sier Vik.

Når denne gassen har stått en viss tid i varme under trykk, tar forskerne ut gassblandingen og ser hva som kommer ut. De undersøker også hva som har skjedd med steinen etter at dette har pågått.

- Vi skal teste ulike parametre, som blant annet ulike mikser av gassen, ulik temperatur og varighet, sier Vik.

Det er også viktig å finne ut hvilke materialer som kan brukes i brønnene, og velge materialer som tåler trykk og temperatur.

Vil teste i virkeligheten

På sikt ønsker prosjektpartnerne å jobbe mot en pilot der dette skal testes i virkeligheten.

- Bidrag fra NORCE og Imperial Collage er veldig viktig i planlegging og forberedelse av feltpilot, sier Berenblyum.

Prosjektet varer ut 2022. Hydrogen Source eier og koordinerer dette Innovasjonsprosjektet. Prosjektet har tre arbeidspakker. Den første arbeidspakken ledes av Hydrogen Source. Forskningsrådets Innovasjonsprosjekt i næringslivet (IPN) er bedriftsledete prosjekter med omfattende innhold av forskning- og utvikling (FoU).