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How underground systems can contribute to meet the challenges of energy transition

Verga Francesca Benetatos Christoforos Bocchini Sergio Carpignano Andrea Chiodoni Angelica Cocuzza Matteo
Articolo Immagine
ISSN:
1121-9041
Rivista:
GEAM
Anno:
2021
Numero:
163-164
Fascicolo:
GEAM N. 163-164/2021
DOI:
10.19199/2021.163-164.1121-9041.065

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Il contributo dei sistemi sotterranei alle sfide della transizione energetica 

L’articolo fornisce una panoramica dei numerosi aspetti tecnici e scientifici e delle sfide che devono essere affrontate per effettuare lo stoccaggio sotterraneo di anidride carbonica, idrogeno e miscele di idrogeno e gas naturale. L'esperienza acquisita sui sistemi energetici sotterranei e sui materiali viene integrata con nuove competenze per rispondere adeguatamente alle necessità connesse alla transizione dai combustibili fossili alle fonti rinnovabili. La caratterizzazione sperimentale e la modellizzazione delle formazioni geologiche (inclusi gli aspetti geochimici e microbiologici), il comportamento dei fluidi e del flusso e le reciproche interazioni tra tutti i componenti del sistema alle condizioni termodinamiche tipiche degli stoccaggi sotterranei nonché la valutazione e il monitoraggio delle condizioni di sicurezza degli impianti e delle infrastrutture di superficie richiedono una squadra di lavoro profondamente integrata e laboratori dedicati per supportare la ricerca teorica. Il gruppo del Politecnico di Torino che si occupa di sistemi di stoccaggio di energia a larga scala ha messo a sistema le sue competenze con quelle dei ricercatori del Center for Sustainable Future Technologies dell’Istituto Italiano di Tecnologia, sempre con sede a Torino, per rispondere a queste nuove sfide della transizione energetica. Nell’articolo viene fornita evidenza delle attività di ricerca attualmente in corso. 

Parole chiave: Idrogeno, stoccaggio sotterraneo, transizione energetica, prove di pozzo, modellistica di giacimento, microfluidica, piattaforme offshore, monitoraggio, biochimica.

The paper provides an overview of the several scientific and technical issues and challenges to be addressed for underground storage of carbon dioxide, hydrogen and mixtures of hydrogen and natural gas. The experience gained on underground energy systems and materials is complemented by new competences to adequately respond to the new needs raised by transition from fossil fuels to renewables. The experimental characterization and modeling of geological formations (including geochemical and microbiological issues), fluids and fluid-flow behavior and mutual interactions of all the systems components at the thermodynamic conditions typical of underground systems as well as the assessment and monitoring of safety conditions of surface facilities and infrastructures require a deeply integrated teamwork and fit-for-purpose laboratories to support theoretical research. The group dealing with large-scale underground energy storage systems of Politecnico di Torino has joined forces with the researchers of the Center for Sustainable Future Technologies of the Italian Institute of Technology, also based in Torino, to meet these new challenges of the energy transition era, and evidence of the ongoing investigations is provided in this paper.

Keywords: hydrogen, underground storage, energy transition, well testing, reservoir modeling, microfluidics, offshore facilities, monitoring, biochemistry.