北部上部ライン川地溝帯における3D地震探査駆動型地質モデリングと動的シミュレーションによる既存ガス田から水素貯蔵への転換
From Legacy Gas Fields to Hydrogen Storage: 3D Seismic-Driven Geological Modelling and Dynamic Simulation in the Northern Upper Rhine Graben
本研究は、北部の既存ガス田と塩水帯水層を活用し、地下水素貯蔵(UHS)の実現可能性を評価する。ストックシュタットとヘンラインの2つの既存ガス貯蔵(UGS)サイトを分析対象とし、坑井データと地震探査データを用いて構造モデルを構築した。その後、深さ300〜500m、温度約29°Cの浅部貯留層条件下での流動挙動を、多孔質貯留層で動的シミュレーションにより調査した。モデルは、過去の生産およびUGS段階の履歴マッチングにより較正された。この検証済みモデルに基づき、低H2(5% H2、95% CH4)ケースと純H2ケースの2つの仮説的UHSシナリオをシミュレーションした。結果として、純H2ケースではH2の高い移動度と低い粘性が示され、低H2ケースと比較して生産ピークが鋭く、低下が速く、水生産が増加した。一方、CH4リッチな作動ガスはより安定した流動挙動を示した。モンテカルロシミュレーションによる地図ベースの推定では、近隣の旧ガス田におけるUHS開発の有望な条件が示された。
- ドイツ北部の既存ガス田・塩水帯水層を活用した地下水素貯蔵(UHS)の実現可能性を、坑井データと3D地震探査を用いた構造モデルと動的シミュレーションにより評価した
- 純H2ケースではH2の高い移動度と低い粘性により生産ピークが鋭く、低下が速く、水生産が増加する一方、CH4リッチな作動ガスはより安定した流動挙動を示すことがシミュレーションで明らかになった
- モンテカルロシミュレーションによる地図ベースの推定で、近隣の旧ガス田におけるUHS開発の有望な条件が示された
既存のガス田・ガス貯蔵サイトを水素貯蔵に転換する実現可能性を、3D地震探査と動的シミュレーションで定量的に評価した研究。水素貯蔵は再生可能エネルギー普及に伴う季節間エネルギー貯蔵の要であり、既存インフラ転換によるコスト優位性が示唆される点が注目に値する。純水素ケースとメタン混合ケースの流動挙動差異も、今後の商業設計に重要な知見。