כלכלת המימן מבטיחה לשנות את עתיד האנרגיה שלנו, אך אנו עומדים בפני אתגרים משמעותיים במימוש הפוטנציאל שלה - העיקרי שבהם הוא אגירת אנרגיה. עבורנו בדרום אסיה, אזור שהתברך בשפע אגני פחמימנים, האגירה הגיאולוגית של מימן מתגלה כפתרון מבטיח.
במחקר עדכניפורסםב-כתב העת הבינלאומי לאנרגיית מימן, אנו בוחנים את היכולות הטכניות, ההשלכות הכלכליות והיתרונות האסטרטגיים של אחסון מימן תת-קרקעי (UHS) בהודו, בנגלדש, פקיסטן וסרי לנקה, תוך שימת דגש על תפקידו במתן מענה לדרישות האנרגיה הגוברת של האזור וטיפוח עתיד דל פחמן.
מדוע אחסון גיאולוגי חשוב לנו
מימן נחגג לעתים קרובות כדלק של העתיד בשל צפיפות האנרגיה הגבוהה שלו ותכונות הבערה הנקיות שלו. עם זאת, אנו מתמודדים עם אתגרים בהגדלת השימוש בו מכיוון ששיטות האחסון הנוכחיות - גז דחוס, מימן נוזלי וטכנולוגיות מתפתחות כמו אחסון קריוגני ומצב מוצק - מוגבלות בקיבולת ובעלות-תועלת.
אגירת מימן גיאולוגית, במיוחד במאגרי פחמימנים שהתרוקנו, מציעה לנו אלטרנטיבה ניתנת להרחבה ומשתלמת מבחינה כלכלית.
מאגרים גיאולוגיים נקבוביים אטרקטיביים במיוחד בשל התשתית המבוססת, היציבות הגיאולוגית והקיבולת הגבוהה שלהם. אגני הפחמימנים של דרום אסיה, המופצים ברחבי הודו, בנגלדש, פקיסטן וסרי לנקה, שימשו באופן היסטורי עתודות אנרגיה. כיום, הם עומדים למלא תפקיד מרכזי במעבר למימן כמקור אנרגיה ראשוני.
פוטנציאל אחסון: נקודת מבט אזורית
כאשר אנו מעריכים את פוטנציאל האחסון ברחבי דרום אסיה, המספרים מדהימים. על פני 59 מאגרים נקבוביים, אנו מוצאים קיבולת אגירת מימן מצטברת של כמעט 29,799 טרה-וואט-שעה (TWh). הודו מובילה עם 75% מהיכולת הזו, כאשר אגנים מרכזיים כמו מומבאי מחוץ לחוף, קרישנה גודאורי ווינדהיאן מציעים אפשרויות עצומות. גם פקיסטן ובנגלדש תורמות באופן משמעותי, עם קיבולת אחסון של 4,718 TWh ו-2,274 TWh, בעוד שסרי לנקה מציעה 197 TWh חיוניים.
על ידי בחינת תערובות מימן-מתאן, אנו יכולים לשפר עוד יותר את פוטנציאל אחסון האנרגיה שלנו. לדוגמה, תערובת מימן של 75% יכולה לאגור 65% יותר אנרגיה ממימן טהור באותו אגן. גישה זו מאפשרת לנו למקסם את תשתית הגז הטבעי הקיימת, להפחית עלויות ולהקל על המעבר שלנו למערכות אנרגיה מבוססות מימן.
הערכת עלויות ואתגרים
העלות המפולסת של אחסון מימן (LCHS) היא גורם מכריע עבורנו להערכת היתכנות כלכלית. עלויות אלו משתנות ברחבי דרום אסיה. לדוגמה, בנגלדש ופקיסטן מובילות עם העלויות הנמוכות ביותר ב-1.28 דולר ו-1.20 דולר לקילוגרם, בעוד שהודו וסרי לנקה עומדות מעט גבוהות יותר, 2.01 דולר ו-2.00 דולר. הבדלים אלה משקפים שינויים בעלויות בניית באר ובעומקי המאגר.

שלג סביב ספינה ורציף על הים. © ויטלי אדוצקוביץ' (https://www.pexels.com/)
עומק באר משפיע באופן משמעותי על העלויות בהודו, שם בארות עמוקות יותר מגדילות הן את ההון והן את ההוצאות התפעוליות. לעומת זאת, עלויות המדחס הן ההוצאה הדומיננטית בבנגלדש ופקיסטן. למרות ההבדלים הללו, ה-LCHS של דרום אסיה הוא תחרותי בעולם, ומספק בסיס בר-קיימא להגדלת אחסון המימן.
קרבה למקורות אנרגיה מתחדשים: יתרון אסטרטגי
ייצור מימן תלוי במידה רבה באנרגיה מתחדשת, ודרום אסיה מציעה לנו הזדמנויות ייחודיות. עם גיאוגרפיות מגוונות, יש לנו גישה ליכולות שמש ורוח משמעותיות.
מערב ודרום הודו, עם פוטנציאל מתחדש גבוה, מיישרים קו מושלם עם אגני אחסון מרכזיים כמו קרישנה גודאורי ומומבאי מחוץ לחוף. באופן דומה, האזורים הצפוניים והמזרחיים של פקיסטן, יחד עם האגנים הדרום-מזרחיים של בנגלדש, כמו שבאזפור וסנגו, מציעים מיקומים אסטרטגיים כדי למזער את עלויות התחבורה של מימן ירוק.
התגברות על סיכונים ביחד
בעוד שאחסון מימן גיאולוגי מציע הבטחה עצומה, עלינו לטפל בסיכונים. הטרוגניות במאגר, אינטראקציות נוזל-סלע והפעלה מחדש של תקלות פוטנציאליות דורשות הערכה יסודית. בנוסף, הבנת התנהגות פלומת מימן, ניהול פעילות מיקרוביאלית ומניעת דליפת גז הם קריטיים להבטחת אחסון בטוח ויעיל.
אנחנו צריכים גם לנהל את הציפיות שלנו לגבי יכולת. לדוגמה, אפילו שימוש בהערכה שמרנית - 0.1% מנפח האגן של הודו - יכול לאחסן כ-22.6 TWh של מימן, קיבולת משמעותית לעמוד בדרישות האנרגיה ההולכות וגדלות שלנו.
בניית עתיד המימן שלנו
פוטנציאל אחסון המימן של דרום אסיה אינו קשור רק לעצמאות אנרגטית; זו הזדמנות עבורנו להוביל את המעבר העולמי לעתיד דל פחמן. אגני הפחמימנים שלנו יכולים לעזור לנו לטפל בהפסקות באנרגיה מתחדשת תוך שמירה על אספקת אנרגיה יציבה.
כדי לנצל את ההזדמנות הזו, עלינו להשקיע בתשתיות, במסגרות רגולטוריות ובהתקדמות טכנולוגית. על ידי עבודה משותפת בין מדינות ויצירת שותפויות גלובליות, נוכל להאיץ את אימוץ המימן כעמוד השדרה של מערכות האנרגיה שלנו.
זה הרגע שלנו. על ידי ייעוד מחדש של אגני הפחמימנים שלנו לאחסון מימן, נוכל להתמודד עם אתגרי האנרגיה שלנו, להניע צמיחה כלכלית אזורית ולהוות דוגמה לעולם. ביחד, נוכל לפתוח את כלכלת המימן של דרום אסיה ולהתקדם לעבר עתיד בר-קיימא, המופעל על ידי מימן.
הסיפור הזה הוא חלק ממנוScience X Dialog, שבו החוקרים יכולים לדווח על ממצאים ממאמרי המחקר שפורסמו.בקר בדף זהלמידע על Science X Dialog וכיצד להשתתף.
מידע נוסף:
Debanjan Guha Roy וחב', הערכת קיבולת וניתוח כלכלי של אחסון גיאולוגי של מימן באגני פחמימנים: פרספקטיבה של דרום אסיה,כתב העת הבינלאומי לאנרגיית מימן(2024).DOI: 10.1016/j.ijhydene.2024.10.282
Debanjan Guha Roy הוא עוזר פרופסור במחלקה להנדסה אזרחית ותשתיות במכון ההודי לטכנולוגיה ג'ודפור. עניין המחקר שלו הוא באחסון וייצור אנרגיה גיאולוגית, פתרונות גיאו-אנרגיה מתעוררים, והנדסה גיאולוגית לפיתוח והגנה על תשתיות.
צִיטָטָה:
פתיחת כלכלת המימן של דרום אסיה: תפקיד האחסון הגיאולוגי (2025, 2 בינואר)