Armazenar hidrogênio em cavernas de sal pode ajudar a resolver um desafio à medida que a produção aumenta

Adaptar uma prática já utilizada com gás natural poderia ser mais seguro e sustentável do que usar tanques de pequena escala, diz pesquisador.

25 de abril de 2023 Por Geoff McMaster

Hassan Dehghanpour (à esquerda) e a sua equipa estão a explorar a possibilidade de armazenar milhares de toneladas de hidrogénio em cavernas subterrâneas de sal para satisfazer a necessidade de mais capacidade de armazenamento à medida que a produção de hidrogénio aumenta em Alberta. (Foto: Fornecido)

Para aumentar a produção de hidrogénio — um objectivo importante do Roteiro do Hidrogénio de Alberta — a província necessitará de um local para armazenar grandes quantidades do combustível.

O pesquisador de engenharia de petróleo Hassan Dehghanpour diz que pode ter uma solução: enormes cavernas subterrâneas de sal, cada uma capaz de conter mais de 2.000 toneladas de gás comprimido.

Dehghanpour e sua equipe receberam US$ 500.000 do Centro de Excelência de Hidrogênio de Alberta Innovates para explorar a possibilidade, com pelo menos outros US$ 500.000 de parceiros da indústria, o Conselho de Pesquisa em Ciências Naturais e Engenharia e o Programa Mitacs Accelerate Grants.

“Até onde sei, seremos o primeiro laboratório no Canadá a testar rochas salinas para armazenamento de hidrogénio”, diz Dehghanpour. Se tudo correr bem no laboratório, os testes de campo começarão dentro de alguns anos, acrescenta, com as cavernas de armazenamento entrando em operação em cerca de cinco anos.

De acordo com o Hydrogen Roadmap, estima-se que o mercado mundial de hidrogénio valha mais de 2,5 biliões de dólares por ano até 2050, especialmente na América do Norte, na região Ásia-Pacífico e na Europa.

Alberta pretende tornar-se uma fonte líder de combustível para os mercados locais e outras partes do mundo ansiosas pela descarbonização, ao mesmo tempo que reduz a sua própria pegada de carbono. A província já é o maior produtor de hidrogénio do Canadá, dada a sua utilização durante décadas na transformação do betume em petróleo bruto sintético.

Nos últimos 50 anos, mais de 100 cavernas de sal em Alberta já foram utilizadas para armazenar gás natural e outros hidrocarbonetos, mas o hidrogénio apresenta desafios únicos, diz Dehghanpour. As suas moléculas são mais pequenas – o mais pequeno de todos os elementos – tornando-o potencialmente mais capaz de penetrar nas paredes das cavernas, e o gás é mais explosivo.

Depois de passar anos na indústria de fraturamento hidráulico, Dehghanpour diz que ele e seus parceiros da indústria estão confiantes de que as cavernas de gás natural podem ser reaproveitadas para o hidrogênio. Com a transição para a produção de hidrogénio em grande escala, será crucial ter capacidade de armazenamento suficiente para evitar flutuações na oferta e na procura.

“Se no futuro convertermos a eletricidade verde da energia eólica e solar em hidrogénio, provavelmente não precisaremos de tanto para aquecimento residencial durante o verão – o excesso terá de ir para algum lado.”

O primeiro desafio é determinar o tamanho, formato e profundidade corretos para cavernas ideais, algumas das quais têm até dois quilômetros de profundidade, até 60 metros de diâmetro e até 80 metros de altura. Tudo isso afeta a tensão e a pressão dos poros da rocha circundante.

“Temos que garantir que o hidrogénio não vaze através das paredes da caverna, onde poderia reagir com a salmoura e outros minerais”, diz Dehghanpour, podendo causar contaminação.

Sua equipe começará testando amostras de núcleo em seu laboratório, onde simularão condições semelhantes a uma caverna de sal.

“Precisamos conhecer os problemas para podermos encontrar soluções. Por exemplo, se conhecermos a taxa de vazamento na rocha, podemos controlar a pressão de injeção e a taxa de retirada para minimizar isso.”

Dehghanpour trabalhará em estreita colaboração com os parceiros industriais Keyera e Cenovus Energy, e com a Sanjel, uma empresa de cimentação de poços de petróleo que utiliza aditivos para uma vedação mais apertada ao redor do poço da caverna – “uma parte crítica do projeto”, diz ele. Os parceiros fornecerão financiamento direto e em espécie para o projeto, incluindo dados, amostras básicas e acesso a cavernas existentes.

Dehghanpour estima o custo inicial de cada caverna de sal em cerca de 20 milhões de dólares, com custos mínimos quando estiverem operacionais.