氢能的未来可以为阿巴拉契亚提供可持续的能源和经济增长

该国向可持续和清洁能源未来的过渡主要集中在使用氢作为能源。为了加快氢燃料的未来，拜登政府最近宣布了超过 70 亿美元的联邦资金，用于在全国范围内扩大氢基础设施。

弗吉尼亚理工大学采矿和矿产工程助理教授罗希特·潘迪（Rohit Pandey）获得了150万美元的研究资金，以帮助促进阿巴拉契亚盆地的地下氢气储存。该项目不仅将帮助国家实现能源独立，而且还将发展未来的重要产业，同时扩大受煤炭低迷影响地区的就业机会。

“氢气用途广泛，”潘迪说。“在可用性方面，它几乎可以在任何天然气可以使用的地方使用，例如家庭供暖、运输等。使用氢气而不是电力来运行汽车和卡车的好处是，您不仅可以作为燃烧产物生产水，而且您也不必在充电站花费一个小时。

在未来十年内，阿巴拉契亚盆地有望成为美国领先的“蓝色”氢生产国，这种氢气由甲烷和永久捕获的碳二氧化氢副产品制成，通常被认为是最具成本效益的。然而，这一目标取决于整个能源生命周期的全面发展，包括氢气的生产、运输、利用，尤其是储存。阿巴拉契亚的独特优势在于其丰富的枯竭石油和天然气储层，理论上可以将其重新用于临时、经济和安全地储存剩余氢气，并促进可靠的供应链。然而，以这种方式储存氢气需要通过实验室和现场规模的测试进行验证，这将是Pandey未来两年研究的主要重点。

“使用地下气田的好处是双重的，”潘迪说。“首先，它减少了与必须创建新的地下储存操作相关的碳足迹，地下盐穴和咸水层等替代方法就是这种情况，这些方法缺乏足够的井口基础设施来满足预期的储氢量。”此外，现有井口的存在将推动地面基础设施的改善，大大降低目前废弃场地中普遍存在的甲烷泄漏风险。

Pandey的工作是能源部资助的项目的一部分，该项目评估阿巴拉契亚贫气田的地下储氢量。 他和他的跨学科团队，包括联合首席研究员Biswarup Mukhopadhyay，Nino Ripepi和Bahareh Nojabaei以及来自肯塔基州地质调查局和先进资源国际的研究人员，将检查阿巴拉契亚的三个主要枯竭的天然气储层，这些储层有可能作为氢气的大容量长期储存解决方案。拟议的存储位置位于弗吉尼亚州西南部、肯塔基州东部和西弗吉尼亚州南部弱势社区最集中的地区，如能源部的弱势社区报告者地图工具所示。

为了确定在枯竭的天然气储层中储存氢气的可行性，Pandey的团队将研究在以前储存天然气的储层中储存氢气的可行性。

“地质构造可以与氢发生生化反应，并且鉴于其分子尺寸小，氢在储存在地下时容易通过盖层、断层、裂缝和井筒泄漏，”Pandey说。“这些途径可能导致储存的氢气无法恢复的损失，这是一种需要理解和量化的技术经济风险。”

“我在这个项目中有两个主要目标，”潘迪说。“首先，我们希望在阿巴拉契亚确定可以实施地下储氢的地点。如果不彻底检查每个潜在地点的科学细节，就不可能评估风险。其次，我们的目标是开发一种严格且可重复的方法来评估地下储氢场，旨在让研究人员广泛采用，以加强对利益相关者的风险评估。我们希望这些研究工作将直接使阿巴拉契亚受益，并为其他研究人员提供一个有价值的过程，以便在全球范围内利用。