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Preliminary investigation on the geological potential for underground hydrogen storage (UHS) in saline formations in Italy

Benetatos Christoforos Peter Costanzo Viberti Dario
Articolo Immagine
ISSN:
1121-9041
Rivista:
GEAM
Anno:
2020
Numero:
161
Fascicolo:
GEAM N. 161/2020
DOI:
10.19199/2020.161.1121-9041.047

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Indagine preliminare sul potenziale geologico per lo stoccaggio sotterraneo di idrogeno (UHS) in formazioni saline in Italia

Negli ultimi anni la transizione ener-getica dai combustibili fossili alle risorse rinnovabili è stata ampiamente riconosciuta come una necessità per ridurre le emissioni di gas serra nell’atmosfera. L’idrogeno, l’elemento più semplice sulla Terra, può svolgere un ruolo importante in questa transizione. Non è una fonte di energia, ma piuttosto un vettore energetico: in estrema sintesi, l’elettricità viene convertita in energia chimica, che può essere poi convertita nuovamente in elettricità o, se combinato con anidride carbonica, in metano verde. Poiché l’idrogeno può essere ottenuto dall’eccesso di elettricità prodotta da centrali elettriche o da fonti di energia rinnovabile, come quella solari o eolica, è una forma di energia pulita e sostenibile, da immagazzinare e utilizzare quando ne-cessario. Di conseguenza, un problema particolarmente rilevante è lo stoccaggio. A tal fine ven-gono generalmente utilizzati grandi contenitori metallici, ma la loro capacità è limitata. Data la crescente produzione di idrogeno e la prospettiva di un suo utilizzo ampio, l’unica alternativa praticabile è lo stoccaggio sotterraneo in formazioni geologiche, che possono essere giacimenti di idrocarburi esauriti, acquiferi salini profondi o cavità in duomi saline. Lo stoccaggio sotter-raneo dell’idrogeno (UHS) è già in uso in diversi paesi e per lo più in caverne saline prodotte artificialmente mediante la circolazione di acqua dolce. In diverse aree del territorio italiano sono presenti depositi salini, sia in affioramento sia in profondità nel sottosuolo. Il loro spessore e le loro caratteristiche geologiche, petrofisiche e meccaniche variano da un’area all’altra in base all’ambiente deposizionale che ha favorito la formazione di diverse facies sedimentarie Tali caratteristiche hanno un forte impatto sulla decisione di convertire un duomo salino in uno stoccaggio di idrogeno e, pertanto, dovrebbero essere analizzate accuratamente. Lo scopo del presente lavoro è quello di identificare le formazioni saline presenti sul territorio italiano e di valutarne preliminarmente il potenziale per un eventuale utilizzo futuro come stoccaggi sotter-ranei di idrogeno sulla base delle loro caratteristiche geologiche di base.

Parole chiave: transizione energetica, stoccaggio sotterraneo, idrogeno, formazioni saline, Italia.

In the last years, energy transition from fossil fuels to renewable resources has been largely acknowledged as a necessity to reduce emissions of greenhouse gases in the atmosphere. Hydrogen, the simplest element on Earth, can play an important role in this transition. It is not as an energy source but rather as an energy carrier: in layman’s terms, electricity is converted in chemical energy, which can then be converted again in electricity or in green methane, if combined with carbon dioxide. Because hydrogen can be obtained from the excess of electri-city produced from power plants or from renewable energy sources, such as solar panels or wind mills, it is a clean and sustainable form of energy, to be stored and used when needed. As a consequence, a key issue is hydrogen storage. Large metallic containers are typically used to this end but their capacity is limited. Given the increasing hydrogen production and per-spective large use, the only viable alternative is underground storage in geological formations, which can be depleted hydrocarbon reservoirs, deep saline aquifers, or cavities in salt domes. Underground hydrogen storage (UHS) is already in use in various countries and mostly in salt caverns artificially made by circulation of fresh water. In the Italian territory there are several areas where saline deposits are both observable as outcrops or detected deep in the subsoil. Their thickness and their geological, petrophysical and mechanical characteristics vary from one area to another depending on the depositional conditions, which favored the formation of different sedimentary facies. These characteristics have a strong impact on the decision to convert a saline dome into a hydrogen storage and, therefore, they should be thoroughly investigated. The aim of this work is to map the salt formations mapped on the Italian territory and to preliminarily assess their potential on the basis of the geological characteristics for a possible future use as underground hydrogen storages.

Keywords: energy transition, underground storage, hydrogen, saline formations, Italy.