Científicos del estadounidense Sandia National Laboratories estudian el almacenamiento subterráneo de hidrógeno en pozos agotados de petróleo y gas. Señalan que el hidrógeno podría almacenarse durante meses y utilizarse cuando las necesidades de energía superen el suministro proporcionado por fuentes de energía renovables.
Tuan Ho, ingeniero químico de los Laboratorios Sandia, dirige la investigación. Sobre el almacenamiento de hidrógeno ha explicado:
«El hidrógeno sería bueno para el almacenamiento estacional y a largo plazo.
Si piensas en la energía solar, en verano puedes producir mucha electricidad, pero no necesitas mucha para calentar. El exceso se puede convertir en hidrógeno y almacenar hasta el invierno”.
Sin embargo, añade, el hidrógeno contiene mucho menos «bang» en un volumen determinado que los combustibles a base de carbono como gas natural o propano. Además, es más difícil de comprimir. Para Ho, esto supone que es complicado almacenar grandes cantidades de hidrógeno en tanques de superficie.
Según Don Conley, director del trabajo de almacenamiento subterráneo de hidrógeno de Sandia: el hidrógeno se puede almacenar bajo tierra en cavernas de sal, pero EEUU no tiene muchos depósitos. De ahí que los científicos del laboratorio estén estudiando si el hidrógeno almacenado en yacimientos agotados de petróleo y gas: quedará atrapado en la roca, se filtrará o se contaminará.
Recientemente, el equipo de Ho expuso sus hallazgos en el International Journal of Hydrogen Energy.
Sandia estudia el comportamiento de las rocas
Primero, el equipo de Ho estudió si el hidrógeno se quedaría atrapado en la arenisca o el esquisto que forma el cuerpo: y si sellaría muchos depósitos de petróleo y gas o se escaparía.
La arenisca se compone de granos de minerales y rocas del tamaño de arena que han sido comprimidos durante eones; La arenisca tiene muchos espacios entre las partículas y, por lo tanto, puede almacenar agua en acuíferos o formar depósitos de petróleo y gas.
Respecto al esquisto, es lodo comprimido en roca y está formado por partículas mucho más pequeñas de minerales ricos en arcilla. Por lo tanto, el esquisto puede formar un sello alrededor de la arenisca, atrapando petróleo y gas natural.
Explica Ho:
«Lo que quieres es que el hidrógeno permanezca donde lo inyecta. No querrás que se aleje de la zona de almacenamiento y se pierda. Eso es simplemente un desperdicio de dinero, lo cual es una gran preocupación para cualquier instalación de almacenamiento”.
Los colaboradores de Ho en la Universidad de Oklahoma utilizaron experimentos para estudiar cómo interactúa el hidrógeno con muestras de arenisca y esquisto. Descubrieron que el hidrógeno no permanece dentro de la arenisca después de ser bombeado. No obstante, hasta el 10% del gas absorbido quedó atrapado dentro de la muestra de esquisto. Las simulaciones de Ho confirmaron estos resultados.
Pruebas con arcilla
También añaden desde Sandia:
“Al observar más de cerca un tipo específico de arcilla que es común en el esquisto alrededor de los yacimientos de petróleo y gas, Ho realizó simulaciones por computadora de las interacciones moleculares entre capas de arcilla de montmorillonita, agua e hidrógeno. Descubrió que el hidrógeno no prefiere penetrar en los espacios acuosos entre las capas minerales de ese tipo de arcilla”.
Por tanto, según Ho, la pérdida de hidrógeno en la arcilla, cuando se mueve a través de ella, sería pequeña. Es decir, que sería positivo el almacenamiento subterráneo de hidrógeno en arcilla.
Ho ha explicado que se están realizando experimentos de absorción adicionales en el Instituto de Tecnología Stevens y la Universidad de Oklahoma para confirmar resultados.
Riesgo de contaminación
Por otra parte, el equipo de Ho comprobó que el gas natural residual de un pozo agotado puede liberarse de la roca al hidrógeno. Es decir, que cuando se extraiga el hidrógeno, podrá contener una pequeña cantidad de gas natural, según señala Ho:
«Eso no es terrible porque el gas natural todavía tiene energía, pero contiene carbono, por lo que cuando se quema este hidrógeno, se produce una pequeña cantidad de dióxido de carbono. Es algo de lo que debemos ser conscientes».
También el equipo está estudiando los efectos del hidrógeno en un yacimiento de petróleo agotado. Asimismo, cómo el petróleo sobrante podría contaminar o interactuar con el gas hidrógeno mediante simulaciones y experimentos moleculares.
El proyecto (SHASTA) planea realizar una prueba a escala de campo en el futuro para demostrar la viabilidad de los yacimientos agotados de petróleo y gas natural para el almacenamiento de hidrógeno. Según Ho:
“Se necesita investigación adicional para comprender cómo los microorganismos y otras sustancias químicas en los depósitos de petróleo agotados podrían interactuar con el hidrógeno almacenado”.
Imagen: DepositPhotos.
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