For å redusere utslippet av drivhusgasser i atmosfæren, er vi nødt til å gå vekk fra fossilt brensel og bevege oss mot et grønnere og mer bærekraftig samfunn. Hydrogen kan spille en viktig rolle i denne utviklingen. Det er en universell energibærer som både kan bli brukt som drivstoff for biler eller skip, oppvarming i bygninger, smelte stål og produsere elektrisitet. Ved forbrenning av hydrogen er det meste som kommer ut vann.

For å få til denne overgangen trengs det mye hydrogen gjennom hele året, men hvor kan store mengder hydrogen lagres i løpet av sommeren når vi ikke trenger like mye? Lagring av hydrogen under bakken, som ofte blir kalt UHS, gir oss muligheten til å lagre energi under overflaten i en veldig stor skala.

For Norge er UHS en stor mulighet til å ta i bruk eksisterende kunnskap og infrastruktur fra olje- og gassindustrien, og til å gå inn i en grønn fremtid, som både beskytter arbeidsplasser og ikke minst miljøet!

I denne teksten forklare vi hva UHS er og fremhever noen av de viktigste forskningsmålene om emnet.

Hva er undergrunns lagring og hvordan virker det?

UHS er et konsept for energilagring i stor skala der overskudd av hydrogen pumpes ned og lagres i forskjellige dype geologiske formasjoner. Saltgrotter, akvifere og utarmede gass- og oljereservoarer i Nordsjøen kan bli brukt til denne type lagring. Der kan hydrogen bli oppbevart enten i dager, uker eller måneder, til det er behov for det igjen. UHS er med andre ord som et stort batteri i 1000-meters dybde! Disse lagringsformasjonene er veldig trygge da de både er dype og fri for oksygen, og vil være uten risiko for mennesker eller natur.

Hvorfor trenger vi UHS?

Energiforbruket vårt er ganske stabilt med noen årlige variasjoner. Fornybar energi, som elektrisitet fra vind, vann eller sol, er en variabel ressurs. Hva kan vi gjør om vi trenger energi, men det ikke er noe vind? Å satse på 100% fornybar energi vil ikke fungere uten energilagring, hvor overskudds elektrisitet blir brukt til å produsere hydrogen ved elektrolyse. Hydrogen kan så bli pumpet ned og lagret slik at når energi produksjonen er lav, kan hydrogen bli pumpet opp og brukes til å produsere elektrisitet igjen. Dette vil gi oss en mer stabil energiproduksjon gjennom hele året.

Er UHS klar til bruk?

Selv om det allerede er en håndfull UHS-steder i verden, er det fortsatt en del problemstillinger å ta hensyn til før vi kan ta UHS i bruk i Norge. Disse forskningsspørsmålene dreier seg om alt fra grunnleggende kunnskap om fysiske egenskaper, til stedspesifikke spørsmål om hydrogenbevegelse og -tap.

Her er noen eksempler som vi jobber med:

• Hydrogen er en veldig liten partikkel som kan diffundere gjennom bergarter.
• Ved lagring over tid kan dette føre til tap av hydrogen. Denne potensielle diffusjonen og generell bevegelse i lagringsformasjonen må bli testet eksperimentelt under relevante forhold for trykk og temperatur. Resultatene kan videre bli brukt til storskala modelleringsstudier.
• Siden hydrogen er i kontakt med omgivende bergarter og mineraler, kan det oppstå kjemiske reaksjoner mellom dem. Resultatet kan være redusert renhet av gassen og hydrogen tap. Omfanget og hastigheten på disse reaksjonen må forstås bedre.
• Lagringsstedene inneholder ofte mikroorganismer, og det er noen kjente grupper som er forbrukere av hydrogen. Hvilke typer mikrober som blir trigget av hydrogenlagring, deres vekstoppførsel og mulig hemning må studeres nærmere.
• Vann og gasser som befinner seg i de geologiske formasjonene vil også påvirke hydrogenet. Ved grensesnittet mellom hydrogen, andre tilstedeværende gasser (for eksempel metan eller CO₂) og vann/saltlake kan det oppstå en blandings effekt. Inntil nå er det uvisst hvordan denne blandingen vil påvirke renheten til hydrogenet eller føre til potensielt hydrogentap.
• Det er fortsatt knyttet usikkerhet rundt de best egnede geologiske områdene i undergrunnen som kan brukes til lagring av hydrogen. Her trengs det geologisk kartlegging som er spesifikt for hydrogen.

Siden hydrogen har unike egenskaper og oppførsel i geologiske formasjoner, må eksperimenter utføres ved høyt trykk, temperatur og saltholdighet. Dette kan være utfordrende, men i NORCE har vi all tverrfaglig kompetanse som trengs, og årelang erfaring med prosesser i undergrunnen for å kunne gjennomføre dette. Vårt mål er å promotere og hjelpe UHS til å bli en sikker og pålitelig teknologi for Norge og verden, slik at vi kan ta neste skritt i overgangen til en karbonutslippsfri verden!

Kontakt oss hvis du vil samarbeide med oss om dette fascinerende emnet!