Tomme gassfelt kan bli trygge hydrogenlager
Lagring av hydrogen i avviklede olje- og gassreservoarer kan åpne for en fornybar offshore-fremtid for landet.
Forskere har gjort løsningen mer aktuell ved å undersøke sikkerheten. Årsaken er at hydrogen kan få en nøkkelrolle i et fremtidig, bærekraftig samfunn. Men skal vi skalere opp bruken av hydrogen, trenger vi bedre infrastruktur. Blant annet trenger vi trygg lagringsplass. Og her kommer de avviklede olje-og gassreservoarene inn i bildet.
Sikkerhet viktig
Hydrogen kan lagres både over og under bakken, men lagring over bakken er ikke uproblematisk. Det lille molekylet kan nemlig reagere med materialet som brukes i lagringsbeholderen, slik at metallet eller stålet slår sprekker. Da risikerer en at hydrogenet lekker ut og det er fare for antenning eller i verste fall eksplosjon.
Lagring under grunnen har derfor fått mer oppmerksomhet, fordi det er ekstra trygt – med avstand til folk og omgivelsene på overflaten.
Frigg er et eksempel på avsluttet olje- og gassfelt som ligger i nærhet av infrastruktur som olje og gassledninger, som kommer godt med for å frakte hydrogen til lands. Foto: DEXTRA Photo / Norsk Teknisk Museum.
Rundt 23 avviklede gassfelt langs Norges kyst
Hydrogen kan gi elektrisitet på olje- og gassplattformene, eller transporteres til lands for andre industrier.
– I en overgang til fornybar energi ved plattformene, vil hydrogen kunne spille en nøkkelrolle – enten for lagring av overskuddsenergi, eller for produksjon av grønt hydrogen som energikilde, sier seniorforsker ved SINTEF, Pierre Rolf Cerasi.
På landsbasis har vi rundt 23 avviklede og allment tilgjengelige gassfelt med en kapasitet på 642 TWh. Dette er veldig mye, siden årlig energibruk i Norge er mindre enn 250 TWh., ifølge SINTEF-forskeren.
Disse feltene kan egne seg godt til hydrogenlagring: Løsningen gir tilgang til allerede etablert infrastruktur, volumene er store og kan brukes som energilagringsreserver i tilfelle kritiske situasjoner.
Langs norskekysten har vi rundt 23 avviklede gassfelt som har potensiale til å bli brukt til lagring av hydrogen. Figur: SINTEF
Forsket på risikoen
Gjennom prosjektet HyStorm har SINTEF, i samarbeid med NORCE og UiO, undersøkt sikkerheten ved løsningen. Hva kan skje og hvordan er risikoen for lekkasje ved lagring i avviklede gassfelt?
I undergrunnen rundt avviklede gassfelt finnes ulike bergarter, slik som reservoarsandstein og takbergarter, som kan reagere med hydrogen og svekke bergarten eller gjør den sprøere.
– Sandstein er en vanlig bergart som vi finner i reservoarer. De er skapt av avsatt elvesand ved at sandkorn blir trykt sammen over millioner av år og blir til stein, mest kvarts. Sandstein har store porer der olje, vann eller gass kan strømme gjennom og samle seg, sier Cerasi.
– I Nordsjøen er takbergartene som oftest skifer, som er en mer leirerik bergart med nesten helt tette porer. Dette stopper væsker fra å trenge gjennom og fungerer som et lokk som fanger fluider i reservoarene under.
Men denne egenskapen kan også føre til tetting av porerom og gjøre det vanskeligere å pumpe hydrogenet inn og ut av reservoaret.
Forsøk som har gitt oss ny kunnskap
Ved hjelp av eksperimenter og modelleringer studerte forskerne samspillet mellom hydrogen og bergarter i undergrunnen.
Sandsteinprøve: Her testes strekkstyrken av en sandsteinprøve som er eksponert for hydrogen. Foto: Anna Magdalena Stroisz, SINTEF
– Vi tok bergartsprøver, eksponerte dem for hydrogen, og så på endringer i porerom, mineralinnhold, styrke og stivhet. Videre så vi på om gjentakende injeksjon av hydrogen og sykluser i produksjonen kunne føre til tretthetsbrudd, sier Cerasi.
Forskningsresultatene viste at de ulike bergartene reagerte ulikt på eksponering for hydrogen. Forskerne fant størst innvirkning på reservoarsandstein og mindre på takbergarter.
– At takbergarter ikke mister nevneverdig styrke er en god nyhet, siden det betyr at den kan forsegle et underliggende reservoar uten fare for oppsprekking og lekkasje. En litt dårligere nyhet er at reservoarsandstein kan svekkes. Siden den ligger rett under takbergarten kan det resultere i negative konsekvenser for takbergarten, forklarer Pierre Cerasi, og legger til:
– Vi så også at det er viktig å ikke tømme reservoaret helt etter hver syklus, ellers deformeres områder rundt reservoaret mer og mer, med risiko for at bergarten går i brudd, og en mulig lekkasjevei oppstår.
