H2STORE

01.08.2012 – 31.07.2015

Prof. Dr. Leonhard Ganzer
Dr. Viktor Reitenbach

Das H2STORE-Projekt soll die Möglichkeit einer längerfristigen Speicherung von elektrischer Energie in Form von Wasserstoff im geologischen Untergrund untersuchen. Hierbei sollen mögliche Reaktionen zwischen Gesteinen, Porenwasser, Mikroorganismen und Wasserstoff erfasst und anschließend mit spezieller Software numerisch modelliert werden. Dazu sollen die chemische, mineralogische, petrophysikalische und mikrobiologische Zusammensetzung der Gesteinsproben und des assoziierten Porenwassers vor und nach Laborexperimenten untersuch werden, bei denen das Probenmaterial wasserstoffführenden Wässern ausgesetzt ist. H2STORE liefert somit Basisdaten über das Verhalten von Wasserstoff in natürlichen porösen Medien bei ungefähr 40 bis 120 °C und einem Druck von 4 bis 20 MPa. Es handelt sich also um Bedingungen, die durch die heutige Teufen-Lage in den zu untersuchenden Erdgasreservoiren herrschen.
Im Teilvorhaben TP1 der Technischen Universität Clausthal soll experimentell untersucht werden, welche petrophysikalischen und geochemischen Veränderungen im Reservoir-Gestein und dem Deckgebirge durch die Einwirkung von Wasserstoff hervorgerufen werden und wie sie die Fluidtransporteigenschaften von Lagerstättengesteinen und die Barriere-Eigenschaften des Deckgebirges beeinflussen. Zu diesem Zwecke werden Batch-Experimente mit Hochdruck-Hochtemperatur (HPHT)Autoklaven und Wasserstoff-Reservoir-/Deckgestein-Laugensystemen und Routine sowie SCAL Messreihen zur Bestimmung möglicher Veränderungen in den Fluidtransport- und Barriere-Eigenschaften durchgeführt.
Im TP2 der TU Clausthal, dem Energieforschungszentrum Niedersachsen und der Universität Nancy soll die Ausbreitung und die dynamische Veränderung in der Zusammensetzung des injizierten Wasserstoffes mit Hilfe von Modellierungen und numerischen Simulationen zu Gasvermischungs- und reaktiven Transportprozessen durchgeführt werden. Hierbei sollen auch die Populationsdynamik mikrobieller Komponenten und die hydraulische Instabilität in solchen Systemen berücksichtigt werden. Mögliche Einflüsse von geochemischen Reaktionen zwischen Gestein-organischen Bestandteilen-Lagerstättenfluiden und Wasserstoff, sowie der biogenen Rückkoppelungen zwischen veränderten Fluidzusammensetzungen (und dem Mineralbestand) sollen geklärt werden.

• Feldmann, F.; Hagemann, B.; Ganzer, L.; Panfilov, M. (2016): Numerical simulation of hydrodynamic and gas mixing processes in underground hydrogen storages. In Environmental Earth Sciences 75 (16), p. 1165. DOI: 10.1007/s12665-016-5948-z.
• Ganzer, L.; Reitenbach, V.; Pudlo, D.; Albrecht, D. (2014): H2STORE: Investigation of geohydraulic, mineralogic, geochemical and biogene interactions in underground-storage of H2 in converted gas reservoirs. In : DBI-Fachforum GEO-Energie. Leipzig.
• Ganzer, L.; Reitenbach, V.; Pudlo, D.; Panfilov, M.; Albrecht, D.; Gaupp, R. (2013): The H2STORE Project - Experimental and Numerical Simulation Approach to Investigate Processes in Underground Hydrogen Reservoir Storage. In : EAGE Annual Conference & Exhibition incorporating SPE Europec: Society of Petroleum Engineers.
• Hagemann, B.; Feldmann, F.; Panfilov, M.; Ganzer, L. (2015a): Hydrodynamic and Bio-chemical Effects during Underground Hydrogen Storage. In : 1st DuMuX User Meeting. Stuttgart (Germany).
• Hagemann, B.; Feldmann, F.; Panfilov, M.; Ganzer, L. (2015b): Numerical modeling of gas mixing and bio-chemical transformations during underground hydrogen storage within the project H2STORE. In : AGU Fall Meeting. San Francisco (USA).
• Hagemann, B.; Panfilov, M. (2014): Modeling Coupled Hydrodynamic and Bioreactive Processes in UHS. In : 2nd Stakeholder Workshop - UNDERGROUND SUN.STORAGE.
• Hagemann, B.; Panfilov, M.; Ganzer, L. (2016a): Modelling bio-reactive transport in underground hydrogen storages - Spatial separation of gaseous components. In : 15th European Conference on the Mathematics of Oil Recovery, ECMOR 2016. Amsterdam (Netherlands).
• Hagemann, B.; Panfilov, M.; Ganzer, L. (2016b): Multicomponent gas rising through water with dissolution in stratified porous reservoirs ‐ Application to underground storage of H2 and CO2. In Journal of Natural Gas Science and Engineering 31, pp. 198–213. DOI: 10.1016/j.jngse.2016.03.019.
• Hagemann, B.; Panfilov, M.; Ganzer, L.; Reitenbach, V. (2015c): Numerical modeling of coupled hydrodynmaic and bio-chemical processes in underground hydrogen storage. In : 6th International Conference of "Fundamentals & Development of Fuel Cells". Toulouse (France).
• Hagemann, B.; Rasoulzadeh, M.; Panfilov, M.; Ganzer, L.; Reitenbach, V. (2014a): Hydrogenization of Underground Storage of Natural Gas - Impact of Hydrogen on Bio-chemical Transformations of Stored Gas. In : ECMOR XIV - 14th European Conference on the Mathematics of Oil Recovery: EAGE Publications BVNetherlands (Proceedings).
• Hagemann, B.; Rasoulzadeh, M.; Panfilov, M.; Ganzer, L.; Reitenbach, V. (2014b): Kinetic model with memory for biochemical reactions in underground hydrogen storage. In : 24e Reunion des Sciences de la Terre. Pau, France.
• Hagemann, B.; Rasoulzadeh, M.; Panfilov, M.; Ganzer, L.; Reitenbach, V. (2015d): Mathematical modeling of unstable transport in underground hydrogen storage. In Environmental Earth Sciences 73 (11), pp. 6891–6898. DOI: 10.1007/s12665-015-4414-7.