مطالعه پارامترهای کلیدی آبخوانها در افزایش بازدهی ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن در حضور گاز پایه

افزایش جمعیت جهانی و توسعه صنایع، تقاضای انرژی را به طور چشمگیری افزایش داده و بحران انرژی را به یک چالش جدی تبدیل کرده است. منابع فسیلی محدود بوده و بهرهبرداری بیرویه از آنها منجر به کاهش این ذخایر شده است. همچنین، استفاده از سوختهای فسیلی با انتشار گازهای گلخانه ای همراه است که تخریب محیط زیست را تشدید میکند. در این راستا، منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و بادی به عنوان جایگزین برای تامین انرژی مطرح شده اند. بااینحال، ناپایداری تولید و وابستگی این منابع به شرایط جوی، مانعی اساسی در مسیر بهرهبرداری مستمر و مطمئن از آنها ایجاد کرده است. به منظور رفع این چالش، تبدیل انرژی تولیدشده از این منابع به گاز هیدروژن و ذخیره سازی آن در سازندهای زمینشناسی از جمله آبخوانها پیشنهاد شده است. در این روش، هیدروژن به عنوان حامل انرژی ذخیره میشود و در زمان نیاز از آن استفاده میشود. بااینحال، یکی از چالشهای اصلی این روش، باقی ماندن بخشی از هیدروژن ذخیره شده در مخزن به دلیل عدم تامین فشار کافی است که به آن گاز پایه گفته میشود. برای کاهش هزینه های این فرایند، استفاده از گازهای ارزانتر مانند متان بهعنوان گاز پایه پیشنهاد شده است. در این پژوهش به بررسی تاثیر پارامترهای کلیدی آبخوان از جمله فشار و دمای اولیه، اشباع آب همزاد و ضریب تخلیه بر خلوص و ضریب بازیافت هیدروژن پرداخته شده است. برای این منظور، یک مدل دکارتی از آبخوان واقعی بر اساس دادههای گردآوری شده از مطالعات پیشین صورت گرفته بر روی آن با استفاده از نرم افزار CMG-GEM طراحی شد و اثر تغییرات پارامترهای ذکرشده از طریق شبیهسازی ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که آبخوانهایی با دمای پایین، فشار بالا، اشباع آب همزاد زیاد و ضریب تخلیه بیشتر، کارایی بالاتری در ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن دارند. این شرایط موجب افزایش خلوص و ضریب بازیافت هیدروژن شده و عملکرد کلی سیستم ذخیره سازی را بهبود میبخشد.

مطالعه پارامترهای کلیدی آبخوانها در افزایش بازدهی ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن در حضور گاز پایه Keywords:

ذخیره سازی زیرزمینی گاز هیدروژن , گاز پایه , آبخوان , انرژی تجدید پذیر