全球首次将氢气注入枯竭天然气田

奥地利能源公司 RAG Austria AG 的专家，与 Axiom Angewandte Prozesstechnik 等合作伙伴及大学研究人员一道，开展了一项开创性的地下储氢实验：将氢气注入一个已经枯竭的天然气田。

这一项目被称为 Underground Sun Storage（地下太阳能储存）。其核心思路是，把太阳能、风能等可再生能源产生的多余电力用于电解水制取氢气，然后利用已经开发过的天然气田，将这些能源以氢气的形式储存在地下。

早期实地试验在奥地利上奥地利州的一处枯竭天然气储层中进行。实验向地下砂岩储层注入了由约10%氢气和90%天然气组成的混合气体。

试验持续数月。结果显示，现有天然气储层以及相关地面设施能够承受这一比例的氢气，没有发现氢气对储层完整性、盖层或者设施材料造成明显损害。

在实验结束后的采出阶段，研究人员重新采出了大约82%的注入氢气。

其余约18%的氢气没有被直接采回，研究认为，这部分氢气主要受到扩散、在地层水中的溶解以及地下微生物作用等因素影响。其中一部分氢气被产甲烷微生物利用并转化成了甲烷。

这一实验的重要意义在于，它证明了枯竭天然气田不仅可以继续储存天然气，也有潜力被改造成大型地下氢气储库。

与盐穴相比，枯竭天然气田拥有一个非常重要的优势：储量巨大，而且大量井、管道和地面设施已经存在。

因此，如果能够安全储存更高比例乃至纯氢，这些已经开发过的天然气田就有可能成为未来氢能体系中的“大型季节性电池”。

奥地利随后继续推进 Underground Sun Storage 2030（USS 2030）项目。

在后续项目中，研究目标已经从早期的氢气—天然气混合储存，进一步发展到100%纯氢地下储存。

2023年，RAG Austria 在上奥地利州 Gampern 建成并启动了其纯氢地下储存示范设施，将利用可再生能源生产的绿色氢气储存在原天然气砂岩储层中。

到项目示范阶段结束时，约有50万立方米氢气经过数月地下储存后重新采出，而且采出氢气的纯度能够满足进入氢气管网的要求。

这些结果表明，将枯竭天然气田改造成大型、季节性氢气储库，在技术上具有现实可行性。

这种储能方式尤其适合解决可再生能源的季节性错配问题：

夏季太阳能、风电过剩时，可以用多余电力制造绿氢并注入地下；

到了冬季太阳辐射下降、能源需求增加时，再把氢气采出，用于工业、供热、发电或者其他能源用途。

因此，地下氢气储存有望成为未来大规模可再生能源体系中的关键基础设施之一。

信息来源：globalenergyprize