Le stockage de l'hydrogène dans des cavernes de sel pourrait aider à résoudre un défi à mesure que la production s'accélère

Selon un chercheur, adapter une pratique déjà utilisée avec le gaz naturel pourrait être plus sûr et plus durable que l'utilisation de réservoirs à petite échelle.

25 avril 2023 Par Geoff McMaster

Hassan Dehghanpour (à gauche) et son équipe explorent la possibilité de stocker des milliers de tonnes d'hydrogène dans des cavernes de sel souterraines pour répondre au besoin d'une plus grande capacité de stockage à mesure que la production d'hydrogène s'accélère en Alberta. (Photo : fournie)

Pour accroître la production d'hydrogène – un objectif majeur de la feuille de route de l'hydrogène de l'Alberta – la province aura besoin d'un endroit pour stocker de grandes quantités de carburant.

Hassan Dehghanpour, chercheur en ingénierie pétrolière, affirme qu'il a peut-être une solution : d'énormes cavernes de sel souterraines capables chacune de contenir plus de 2 000 tonnes de gaz comprimé.

Dehghanpour et son équipe ont reçu 500 000 $ du Centre d'excellence sur l'hydrogène d'Alberta Innovates pour explorer cette possibilité, avec au moins 500 000 $ supplémentaires de partenaires industriels, du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie et du programme de subventions Accélération de Mitacs.

« À ma connaissance, nous serons le premier laboratoire au Canada à tester des roches salées pour le stockage de l'hydrogène », déclare Dehghanpour. Si tout se passe bien en laboratoire, les essais sur le terrain commenceront dans quelques années, ajoute-t-il, et les cavernes de stockage seront mises en service dans environ cinq ans.

Selon la feuille de route de l’hydrogène, le marché mondial de l’hydrogène est estimé à plus de 2 500 milliards de dollars par an d’ici 2050, notamment en Amérique du Nord, dans la région Asie-Pacifique et en Europe.

L'Alberta vise à devenir une source majeure de carburant pour les marchés locaux et d'autres régions du monde désireuses de se décarboniser, tout en réduisant sa propre empreinte carbone. La province est déjà le plus grand producteur d'hydrogène au Canada, étant donné son utilisation depuis des décennies pour transformer le bitume en pétrole brut synthétique.

Au cours des 50 dernières années, plus de 100 cavernes de sel en Alberta ont déjà été utilisées pour stocker du gaz naturel et d'autres hydrocarbures, mais l'hydrogène présente des défis uniques, explique Dehghanpour. Ses molécules sont plus petites – le plus petit de tous les éléments – ce qui le rend potentiellement plus capable de pénétrer dans les parois des cavernes, et le gaz est plus explosif.

Après avoir passé des années dans l’industrie de la fracturation hydraulique, Dehghanpour affirme que lui et ses partenaires industriels sont convaincus que les cavernes de gaz naturel peuvent être réutilisées pour l’hydrogène. Avec la transition vers une production d’hydrogène à grande échelle, une capacité de stockage suffisante sera cruciale pour se prémunir contre les fluctuations de l’offre et de la demande.

"Si à l'avenir nous convertissons l'électricité verte éolienne et solaire en hydrogène, nous n'aurons probablement pas besoin d'autant pour le chauffage résidentiel pendant l'été - l'excédent doit bien aller quelque part."

Le premier défi consiste à déterminer la taille, la forme et la profondeur idéales pour des cavernes optimales, dont certaines mesurent jusqu'à deux kilomètres de profondeur, jusqu'à 60 mètres de diamètre et jusqu'à 80 mètres de hauteur. Tout cela affecte la contrainte et la pression interstitielle de la roche environnante.

"Nous devons nous assurer que l'hydrogène ne s'échappe pas à travers les parois de la caverne, où il pourrait réagir avec la saumure et d'autres minéraux", explique Dehghanpour, provoquant ainsi une contamination.

Son équipe commencera par tester des carottes dans son laboratoire où elles simuleront des conditions similaires à celles d’une caverne de sel.

« Nous devons connaître les problèmes, puis nous pourrons trouver des solutions. Par exemple, si nous connaissons le taux de fuite dans la roche, nous pouvons contrôler la pression d’injection et le taux de retrait pour le minimiser.

Dehghanpour travaillera en étroite collaboration avec les partenaires industriels Keyera et Cenovus Energy, ainsi qu'avec Sanjel, une entreprise de cimentation de puits de pétrole qui utilise des additifs pour une étanchéité plus étanche autour du puits de forage de la caverne – « une partie essentielle de la conception », dit-il. Les partenaires fourniront un financement direct et en nature pour le projet, y compris des données, des carottes et l'accès aux cavernes existantes.

Dehghanpour estime le coût initial de chaque caverne de sel à environ 20 millions de dollars, avec des coûts minimes une fois qu'elles seront opérationnelles.