Microbiological Opportunities and Challenges of Hydrogen Underground Storage

MOCHyS har som mål å forstå hvilken rolle og påvirkning mikroorganismer kan ha på hydrogen, som lagres i undergrunnen. MOCHyS adresserer spesifikt muligheten for å bruke eksisterende gassreservoarer som hydrogen-lager. Disse porøse reservoarene er det rikelig av på norsk kontinentalsokkel. De har en rekke kjemiske og fysiske egenskaper (spesifikt saltholdighet, temperatur, trykk) og et mangfold av mikrobielt liv. Det er et kjent faktum at mange av disse reservoarene huser forskjellige mikroorganismer og at hydrogen er en perfekt energibærer for mikrobiell metabolisme. MOCHyS vil jobbe med å få mer kunnskap om hvilke typer mikrober som vil være aktive aktører ved underjordisk hydrogenlagring og om alle potensielle lokasjoner vil bli påvirket av mikrobiell aktivitet. De nye resultatene vil være avgjørende for fremtidens hydrogenøkonomi og beslutningstakere for å realistisk evaluere lagringssteder, utvikle screeningskriterier og spesifikke overvåkingsverktøy. Å utvikle Norges energisystem i en bærekraftig retning krever en rekke innovative energisystemløsninger for å sikre tilstrekkelig og stabil energiforsyning over tid. Mange fornybare energisystemer bruker "Power-to- Gas"-teknologier, som bruker fornybar elektrisitet til å produsere hydrogen. For å ha en sikker forsyning av hydrogen gjennom hele året, er det viktig å ha fleksible, storskala energilagringsløsninger for å balansere forventede svingninger i energiproduksjon og -etterspørsel. Underjordisk lagring er foreslått som en gunstig løsning for mellom- til langtidslagring, på grunn av de store tilgjengelige volumene. Nøkkelspørsmålet i underjordisk hydrogenlagring vi ønsker å svare på er: Når undergrunns mikrobene er i kontakt med det injiserte hydrogenet, vil de begynne å konsumere det?

Developing Norway’s energy system in a sustainable direction requires a variety of innovative energy system solutions to secure sufficient and stable energy supply over time. Many renewable energy systems utilize “Power-to-Gas” technologies, which use renewable electricity to produce hydrogen (H2). To have a secure supply for H2 throughout the year, it is essential to have flexible, large-scale energy storage solutions to balance expected fluctuations of electricity-production and -demand. Underground/subsurface storage has been proposed as a favourable solution for mid-to long-term storage, due to the large available volumes. The proposed project addresses specifically the option of using existing gas reservoirs as H2 storage sites. These porous reservoirs are abundant on the Norwegian Continental Shelf having a variety of chemical and physical properties (specifically salinity, temperature, pressure) and a variety of microbial life. It is a known fact that many of these reservoirs harbour diverse microbial communities and that H2 is not only a perfect energy carrier for human industry but also for microbial metabolisms. The key question in underground H2 storage we want to answer is: When the subsurface microbes are in contact with the injected H2, will they start consuming it? This would entail not only H2 loss (economic loss) but also could trigger subsequent mechanisms like H2S formation and loss of hydraulic properties. Our ambition is that our findings will be the first to generate knowledge on the question as to whether and which kind of microbes will be active players during H2 underground storage and whether all potential sites will be affected by microbial related risks like H2S formation. The novel results will be essential for our and other industry stakeholders and decision makers to realistically estimate operational risks of the storage sites, develop screening criteria and specific monitoring tools.