地下水素貯蔵:技術、地質学的形成、および将来の見通しの包括的レビュー

再生可能エネルギーを利用するシステムにおける長期的なエネルギー貯蔵と脱炭素化の推進において、地下水素貯蔵(UHS)は地上システムよりも戦略的な利点を持つ。本レビューでは、塩空洞、ライニング岩石空洞、枯渇した炭化水素貯留層、塩水帯水層という4つの主要な地質学的形成を比較検討する。各システムは、貯蔵メカニズム、効率、安全性、技術的成熟度、経済的実行可能性に基づいて評価される。塩空洞は高い注入性、高い純度維持、60~180 barの圧力下での年間6~12サイクルの運用が可能だが、設置場所が限定される。ライニング岩石空洞はどこでも建設可能だが、シール性や経済性の問題がある。枯渇した炭化水素貯留層はTWh規模の容量と既存インフラを持つ。塩水帯水層は世界的に最も大きな潜在能力を持つが、微生物応答の管理強化とクッションガス最適化が必要である。現在の研究では、周期的地盤力学、水素・岩石・微生物相互作用、高圧貯蔵のためのライナー性能に関する主要な研究ギャップが特定されている。本レビューは、ネットゼロ水素経済の重要な要素としての地質学的UHS展開に向けた技術経済的および安全性の考慮事項をまとめている。