hidrógeno natural, extracción, emisiones CO2
La cantidad de metano presente en el gas crudo y la forma en que se manejan los gases residuales tendrán un impacto significativo en la huella de carbono, según un nuevo artículo científico.
03 agosto 2023.- Una ola de desarrolladores ha anunciado su intención de extraer hidrógeno de las reservas naturales del gas subterráneo. Pero aunque se espera que este llamado H 2 dorado o blanco sea extremadamente barato de producir, se desconoce exactamente cómo se comparará con otros métodos de generación de la molécula en términos de emisiones de gases de efecto invernadero.
El hidrógeno natural podría tener una intensidad de emisiones de 0,37 kg de CO 2 equivalente (CO 2 e) por kilo de H 2 según los modelos de un nuevo estudio publicado en la revista científica Joule . Esto lo colocaría dentro del límite del Nivel 1 de hasta 0,45 kg CO 2 e/kg H 2 para la tasa total de $ 3/kg del crédito fiscal de producción de hidrógeno limpio de EE.UU.
El documento, titulado Greenhouse gas intensity of natural hydrogen produced from subsurface geologic accumulations , modela las emisiones potenciales de carbono de la perforación y extracción de H 2 , con un escenario de referencia de 50 pozos con el gas extraído compuesto por 85 % de hidrógeno, 12 % de nitrógeno y 1,5% metano, siendo el 1,5% restante gases inertes como argón y helio.
En este modelo, mientras que los pozos producen 160,7 toneladas por día de gas crudo, este debe separarse, secarse y comprimirse a 39,1 toneladas netas de H 2 que se pueden vender. El modelo asume que parte del hidrógeno se quema en el sitio para impulsar algunos de estos procesos.
La etapa más intensiva en emisiones es la separación de gases, durante la cual los gases de efecto invernadero fugitivos y los liberados durante el venteado y la quema pueden alcanzar más de 2,25 toneladas por día de CO 2 e en el primer año.
La siguiente etapa con mayor intensidad de emisiones en el primer año es la perforación inicial, que ha incorporado emisiones del cemento y el acero obtenidos para el equipo.
Y aunque el hidrógeno natural tiene una intensidad de emisiones bastante baja, el documento señala que hay una serie de escenarios que podrían aumentarla significativamente.
Estos incluyen quemar el gas residual o encenderlo directamente para alimentar los procesos en el sitio. En el primer caso, esto aumenta la cantidad de H 2 que debe usarse en el sitio (reduciendo así la producción), mientras que en el segundo, el contenido de metano del gas residual genera mayores emisiones de gases de efecto invernadero.
El modelo también supone que el gas residual se reinyecta en un pozo de eliminación a una presión similar a la de cada pozo productor, en lugar de regresar al depósito productivo.
Aunque ese tipo de reinyección se podría hacer para proporcionar soporte de presión en la formación de producción a través del reemplazo volumétrico de parte del gas producido, eventualmente también resultaría en la penetración de grandes cantidades de materiales de desecho como N 2 y CH 4, dice el artículo.
Y si la concentración de metano en el subsuelo es alta, la intensidad de carbono del hidrógeno aumenta. Si hay un 75% de H 2 y un 22,5% de CH 4 en el depósito, el trabajo calcula que el hidrógeno de estos pozos emitiría 1,5 kgCO 2 e/kgH 2 .
De manera similar, si bien el documento reconoce que el hidrógeno en la atmósfera puede aumentar la proporción de gases de efecto invernadero, lo que hace que las fugas sean extremadamente problemáticas, también señala que la perforación en busca de H 2 natural en realidad puede compensar las moléculas que ya se filtran a la superficie desde el subsuelo.
“Es posible que exista una interacción a largo plazo entre la producción de H 2 y las filtraciones naturales de H2, de modo que la producción y el consumo de H2 del subsuelo podrían dar como resultado una menor filtración natural con el tiempo. Esto compensaría potencialmente los impactos de fuga del uso de H 2 al evitar la filtración natural”.
Fuente: Adam R. Brandt, Greenhouse gas intensity of natural hydrogen produced from subsurface geologic accumulations, Joule, 2023, ISSN 2542-4351, https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.07.001
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