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Wasserstoffmoleküle

01. März 2019

Sun Conversion - Geochemistry

Untersuchungen zu Auswirkungen biochemischer Prozesse auf die Speicherung und das Fließverhalten von Wasserstoff in Untergrundspeichern (G 201816)
Wasserstoffmoleküle; © iStock
Forschungsprojekt
Projektbeschreibung

Projektlaufzeit: 03.2019 - 05.2020

Projektstatus: laufend

Förderkennzeichen: G 201816

Im Projekt Sun Conversion - Geochemistry wird das Verhalten von Wasserstoff und CO2 in Erdgaslagerstätten erforscht. Anhand von Untersuchungen von Bohrkernen soll unter anderem herausgefunden werden, welchen Einfluss das Gasgemisch auf das Speichergestein und das Lagerstättenwasser hat.

Ziele und Methodik

Das Ziel dieses Projektes ist es, Teilaspekte des Verhaltens von Wasserstoff und /oder CO2 in Erdgaslagerstätten zu untersuchen. Inhalt der Arbeiten sind Teilfragen, die sich aus den chemischen Veränderungen im Untergrund ergeben. Hierfür werden Bohrkerne der Industriepartner analysiert. Neben Versuchen zur Langzeit-Einlagerung werden auch Untersuchungen zur Zementalterung und zu thermodynamischen Aspekten durchgeführt.

Folgende Untersuchungen werden analysiert:

  • Auslaugung des Speichergesteins durch das zusätzliche Wasser, das bei der Umsetzung des Wasserstoffes entsteht
  • Zementalteration im Gasgemisch mit den Komponenten Methan, Wasserstoff und CO2
  • Veränderung physikalischer Kennwerte des Gasgemischs wie Viskosität, Dichte oder Kompressibilität
  • Löslichkeit von Wasserstoff im Lagerstättenwasser als beeinflussender Faktor für die Speicherung von Wasserstoff und die Entstehung von Methan
  • Einfluss der thermodynamischen Eigenschaften bei Änderungen der Gaszusammensetzung auf das Speichermodell
Hintergrund

In windigen oder sonnigen Zeiten kann die Energie aus erneuerbaren Quellen den Bedarf übersteigen und der Überschuss müsste entweder abgeregelt oder gespeichert werden. Eine Lösung bietet das Power-to-Gas-Verfahren, denn der so hergestellte Wasserstoff kann großtechnisch in Untergrundspeichern "gelagert"  und bei Bedarf wieder bereitgestellt werden.

Vor diesem Hintergrund hat sich in den vergangenen Jahren die Forschung damit beschäftigt, welche Auswirkungen die Speicherung eines Gasgemisches mit bis zu 10 Prozent Wasserstoff in einer ehemaligen Erdgaslagerstätte hat. Anhand von Laborversuchen, Simulationen und einem In-situ-Versuch konnte die Eignung der Strukturen für die Speicherung nachgewiesen werden. Im Rahmen des Projekts „Sun Storage“ der RAG Rohöl-Aufsuchungs Aktiengesellschaft haben Wissenschaftler eine interessante Beobachtung gemacht: Der Wasserstoff wurde mit der Zeit mikrobiologisch mit dem Kohlenstoffdioxid (CO2) des Erdgases zu Methan umgesetzt. In Folge sank der Wasserstoffanteil im gespeicherten Gasgemisch. Dieser Befund bildete den Ausgangspunkt für das Folgeprojekt Underground Sun Conversion der RAG. Im vom DVGW kofinanzierten Teilprojekt "Geochemistry" erforscht das DBI Gas- und Umwelttechnik derzeit das Verhalten von Wasserstoff und CO2 in Erdgaslagerstätten.

Ansprechpartnerin
Bei Fragen zum Forschungsprojekt wenden Sie sich bitte an
Barbara Fricke
Hauptgeschäftsstelle / Technologie und Innovationsmanagement

Telefon+49 228 91 88-625