Almacenar hidrógeno en pozos de gas y petróleo agotados, una solución que baraja EE.UU.

Muchos apuntan a que el hidrógeno va a ser clave en la producción energética a medio y largo plazo. Las instituciones comienzan a apostar por esta energía limpia y, por ello, buscan formas de almacenar el que es el elemento más común en el universo.

Estas energías renovables pretenden desplazar del todo a los combustibles fósiles para avanzar en la ansiada descarbonización que persiguen la mayoría de países. El principal problema reside en que para obtener hidrógeno se necesita mucha energía eléctrica, que en muchos casos no procede de fuentes renovables.

El hidrógeno puede obtenerse mediante la división del agua y puede ser aprovechado para la generación de electricidad y para abastecer a la industria pesada. Asimismo, se podría utilizar para propulsar vehículos impulsados basados en pilas de combustible. Una ventaja adicional es que el hidrógeno puede ser almacenado durante largos períodos y utilizado cuando la demanda energética supere la capacidad de suministro de fuentes renovables.

Y es en ese almacenaje en el que están trabajando ya los expertos. La solución que estudian científicos estadounidenses mediante simulaciones por computadora y experimentos de laboratorio reside en aprovechar los yacimientos agotados de petróleo y gas natural para almacenar hidrógeno.

Don Conley, quien supervisa el proyecto de almacenamiento subterráneo de hidrógeno en Sandia National Laboratories, mencionó que las cavernas de sal son una opción para almacenar hidrógeno bajo tierra, pero no están ampliamente disponibles en Estados Unidos. Es por ello que el equipo de Tuan Ho, que dirige la investigación, está investigando la posibilidad de almacenar hidrógeno en antiguos yacimientos de petróleo y gas, evaluando si el hidrógeno quedará atrapado en la roca, si se filtrará o si se contaminará.

El grupo de científicos inició su investigación evaluando si el hidrógeno quedaría retenido en la arenisca o el esquisto, materiales comunes en los depósitos de petróleo y gas. La arenisca, compuesta por partículas minerales de tamaño similar al de la arena, presenta porosidad y capacidad para retener líquidos como el agua, así como hidrocarburos. Por otro lado, el esquisto, una roca formada por partículas más pequeñas y ricas en arcilla, puede actuar como un sello alrededor de la arenisca, manteniendo atrapado el petróleo y el gas.

Los experimentos revelaron que el hidrógeno no permanecía en la arenisca tras la inyección, pero hasta un 10 % del gas quedaba atrapado dentro de las muestras de esquisto. Estos resultados, confirmados mediante simulaciones computacionales, destacaron que el hidrógeno no mostraba preferencia por penetrar en los espacios acuosos entre las capas minerales de la arcilla, un fenómeno relevante para el almacenamiento subterráneo.

Interacción con gas y petróleo

El estudio, publicado en la revista International Journal of Hydrogen Energy, también se enfocó en la interacción del hidrógeno con una arcilla común en el esquisto. Las simulaciones mostraron que el hidrógeno no tendía a penetrar en los espacios acuosos entre las capas minerales de la arcilla, lo que reducía la pérdida de hidrógeno en este material.

Además, se descubrió que al inyectar hidrógeno en un depósito de gas natural agotado, parte del gas natural residual podría liberarse, lo que resultaría en la presencia de una pequeña cantidad de gas natural en el hidrógeno recuperado. Este gas natural, aunque contiene energía, produce dióxido de carbono cuando se quema, lo que debe ser considerado.

El equipo actualmente investiga los efectos del hidrógeno en depósitos de petróleo agotados, así como las posibles interacciones con el petróleo residual mediante experimentos y simulaciones moleculares. Se destaca la necesidad de investigaciones adicionales para comprender cómo los microorganismos y otras sustancias químicas en estos depósitos podrían interactuar con el hidrógeno almacenado.