Wasserstoff im australischen Erdgas: Vorkommen, Quellen und Ressourcen

Natürlicher oder einheimischer molekularer Wasserstoff (H2) kann ein Hauptbestandteil von Erdgas sein, und dennoch wird seine Rolle als sauberes Energieträger im globalen Energiesektor normalerweise nicht berücksichtigt. Hier aktualisieren wir die spärlichen Berichte über Wasserstoff im australischen Erdgas mit neuen kompositorischen und isotopischen Analysen von H2, die von Geoscience Australia durchgeführt wurden. Der Datensatz umfasst ~1000 Erdgasproben aus 470 Bohrlöchern in sowohl sedimentären als auch nicht-sedimentären Becken mit Reservoirgesteinen, die im Alter von der Neoarchäikum bis zum Känozoikum reichen. Die Wege zur H2-Bildung können entweder organische Zwischenprodukte und deren Assoziation mit biogenem Erdgas oder chemische Synthese und deren Vorhandensein in abiotischem Erdgas umfassen. Letzterer Reaktionsweg führt in der Regel zu H2-reichem (10 mol% H2) Gas in nicht-sedimentären Gesteinen. Abiotische H2-Petroleumssysteme werden innerhalb der Konzepte Quelle–Migration–Reservoir–Versiegelung beschrieben, jedoch sind die Erkundungsansätze anders als bei biogenem Erdgas. Die Raten der abiotischen H2-Erzeugung werden durch die Verfügbarkeit bestimmter Gesteinsarten und verschiedener mineralischer Katalysatoren sowie durch chemische Reaktionen und Radiolyse von zugänglichem Wasser gesteuert. Wasserstoff kann im Vergleich zu Kohlenwasserstoffgasen unterschiedlich gefangen werden; beispielsweise kann während abiotischer Reaktionen Porenraum in gebrochenem Grundgestein geschaffen werden, und Tonmineralien sowie Evaporite können als effektive Adsorbentien, Fallen und Dichtungen fungieren. Die unterirdische Speicherung von H2 innerhalb von Evaporiten (insbesondere Halit) und in erschöpften Erdölreservoirs wird ebenfalls eine Rolle in der kommerziellen Nutzung von H2 spielen. Geschätzte H2-Produktionsraten, hauptsächlich aus Wasser-Radiolyse in mafischen–ultramafischen und granitischen Gesteinen sowie Serpentinisation von ultramafischen–mafic Gesteinen, ergeben ein H2 abgeleitetes Ressourcengefüge zwischen ~1,6 und ~58 MMm3 Jahr-1 für das Onshore-Australien bis zu einer Tiefe von 1 km. Die Vorhersage und anschließende Identifizierung von unterirdischem H2, das ausgebeutet werden kann, bleibt rätselhaft und wartet auf robuste Erkundungsleitlinien und gezieltes Bohren zur Konzeptnachweisführung.