Hydro tự nhiên - Cầu vồng hydro
Hydro có tiềm năng phát thải thấp để giúp khử cacbon trong các lĩnh vực năng lượng, vận tải và công nghiệp của Úc. Hydro được phân loại thành các màu liên quan đến hồ sơ phát thải khí nhà kính của nguồn năng lượng hoặc quy trình được sử dụng để tạo ra hoặc chiết xuất hydro, tạo thành cầu vồng, hay bảng màu hydro
Cầu vồng hay bảng màu hydro
Hydro vàng hoặc trắng – hydro tự nhiên từ các nguồn địa chất.
Hydro xanh lá cây – điện phân nước không phát thải khí nhà kính.
Hydro xanh lam - cải cách hơi nước để tách hydro khỏi khí tự nhiên bằng phương pháp Thu giữ và Lưu trữ Carbon (CCS).
Hydro xám – như trên nhưng không có CCS.
Hydro cam - hydro được tạo ra từ các phản ứng hóa học bắt đầu trong các thành tạo giàu sắt thông qua CCS.
Hydro nâu và đen – được tạo ra từ quá trình khí hóa than (nếu có CCS = hydro xanh lam).
Hydro ngọc lam – nhiệt phân khí tự nhiên tạo ra cacbon rắn.
Hydro vàng - phân tách nước trực tiếp.
Hydro tím/hồng - năng lượng hạt nhân.
Giới thiệu
Vẫn còn rất sớm để khai thác hydro tự nhiên ở Úc với hàng trăm dấu hiệu hydro trong các giếng, mỏ và mạch rò rỉ (Boreham et al. 2022). Trên toàn cầu, chỉ một số ít giếng nhắm mục tiêu cụ thể đến hydro tự nhiên và cho đến nay chỉ có một mỏ khai thác ở Mali, Tây Phi (Maiga et al. 2023). Các kỹ thuật và phương pháp khai thác hiện đang được phát triển và thử nghiệm.
Việc khai thác hydro tự nhiên có thể thực hiện được ở Nam Úc vào ngày 11 tháng 2 năm 2021 thông qua những thay đổi về quy định để đưa hydro vào danh sách 'chất được quản lý' theo Đạo luật Năng lượng Dầu khí và Địa nhiệt năm 2000 đã được sửa đổi vào năm 2023 để thành lập Đạo luật Tài nguyên Năng lượng năm 2000 (trang web bên ngoài) (PDF).
Gold Hydrogen Ramsay 1 là giếng đầu tiên được khoan ở Úc nhắm mục tiêu cụ thể đến hydro tự nhiên. Vào tháng 10-tháng 11 năm 2023, công ty đã báo cáo các dấu hiệu hydro và heli (trang web bên ngoài) trong các lỗ khoan Ramsay của họ.
Sự đa dạng của các hoạt động khai thác hydro ở Nam Úc đang được khám phá và đánh giá thông qua các chương trình công tác cấp Giấy phép thăm dò dầu khí trong năm năm tới, qua đó giúp chúng ta hiểu rõ hơn về nguồn năng lượng mới tiềm năng này.
Tại sao Nam Úc lại quan tâm đến điều này?
Nam Úc thu hút sự quan tâm của các nhà thám hiểm vì:
1. Zgonnik (2020) đã tìm thấy hồ sơ SARIG trực tuyến tiết lộ hàm lượng hydro đáng kể từ các phân tích của Chính phủ về các mẫu khí lấy từ ba lỗ khoan lịch sử của Nam Úc:
1915 – Robe 1 (25,4% hydro)
1921 – American Beach Oil 1 (64,4-80% hydro)
1931 – Ramsay Oil Bore 1 (51,3-84% hydro)
2. Moretti và cộng sự (2021) đưa ra giả thuyết rằng các hồ nước mặn trên Bán đảo Yorke và Đảo Kangaroo là các điểm rò rỉ hydro tự nhiên – các vùng trũng hình tròn trước đây được gọi là 'vòng tròn thần tiên'.
3. Việc thăm dò hydro tự nhiên có thể thực hiện được tại Nam Úc vào tháng 2 năm 2021 khi những thay đổi đối với Quy định về Năng lượng Địa nhiệt và Dầu mỏ năm 2013 đã bổ sung hydro vào danh sách 'chất được quản lý'. Điều này cho phép cấp giấy phép thăm dò nhắm mục tiêu vào hydro tự nhiên (PDF). Hình 1 cho thấy khuôn khổ quản lý của Tiểu bang đối với hydro.
Hình 1. Khuôn khổ pháp lý về hydro của Nam Úc.
Lịch sử khoan và thăm dò
Hydro đã được phát hiện trong các giếng ở lưu vực Cooper và Eromanga, lưu vực Otway, Đảo Kangaroo và Bán đảo Yorke phía nam (Zgonnik, 2020; Boreham và cộng sự 2021). L.K. Ward, (Chuyên gia địa chất chính phủ) đã báo cáo nồng độ hydro cao trong các mẫu khí lấy từ các lỗ khoan nông xung quanh Tiểu bang (Ward 1917,1932, 1933 và 1941) - Robe 1 ở lưu vực Otway, American Beach Oil Bore 1 được khoan trên Đảo Kangaroo và Minlaton Oil Syndicate Bore 1 (nay là Ramsay Oil Bore 1, được Boreham và cộng sự gọi là Minlaton Oil Bore, 2021) được khoan ở trung tâm Bán đảo Yorke vào năm 1931 (Hình 2 và Bảng 1 và 2).
Các mẫu khí do LK Ward lấy từ Robe 1 (được khoan vào năm 1915) đã được Khoa Hóa học phân tích, các mẫu ông lấy từ các giếng khác đã được Nhà hóa học của Nhà máy tại SA Gas Works phân tích. Thể tích mẫu khí không được báo cáo. Boreham và cộng sự (2022 và 2023) báo cáo hàm lượng hydro cao trong các mẫu khí từ các giếng Cooper Basin và kết luận rằng hydro đang được tạo ra bởi các loại đá nguồn khí đốt tự nhiên quá già.
Gold Hydrogen đã báo cáo các dấu hiệu hydro và heli cao (trang web bên ngoài) trên các bản ghi và trong các mẫu khí bùn từ Ramsay 1 và 2 dường như xác nhận các phép đo năm 1931 (Bảng 2):
Bảng 1. Phân tích các mẫu khí lấy từ Robe 1.
Giếng Robe 1
Độ sâu mẫu (m) 1240,7
Độ Fm của Eumeralla thành hệ
Thành phần khí (%)
Cacbon dioxit 1,3
Oxy 3
Dấu vết cacbon monoxit
Olefin và benzen không có
Hydro (bằng cách xác định trực tiếp) 25,4
Mêtan 39,6
Nitơ (bằng cách chênh lệch) 30,7
Bảng 2. Phân tích các mẫu khí lấy từ Ramsay Oil Bore 1 và American Beach Bore 1, với mức hydro được đánh dấu.
Giếng khoan dầu Ramsay 1
(Minlaton Oil Syndicate Bore) American Beach Bore 1
Độ sâu mẫu (m) 240,8 262,1 507,8 187,4 289,5
Đá vôi Parara Nhóm Kanmantoo
Thành phần khí trên (%):
Carbon dioxide 0,2 0,8 0 5,3 0,52
Oxy 0 2,4 1,2 4,3 3,55
Ethlyene v.v. 0 0 0 0,5 0
Carbon monoxide 0 0 0 0 0
Hydro 76 64,4 84 51,3 68,64
Methane 7,5 7 0 2,6 4,68
Nitrogen (theo chênh lệch) 16,3 25,4 14,8 36 22,61
| Well | Robe 1 |
|---|---|
| Sample depth (m) | 1240.7 |
| Formation | Eumeralla Fm |
| Gas Composition (%) | |
| Carbon dioxide | 1.3 |
| Oxygen | 3 |
| Carbon monoxide | trace |
| Olefins and benzenes | nil |
| Hydrogen (by direct determination) | 25.4 |
| Methane | 39.6 |
| Nitrogen (by difference) | 30.7 |
Hình 2. Thu thập khí từ Ramsay Oil Bore 1 gần Minlaton năm 1931. Giếng đạt độ sâu ~548m và một luồng khí nhỏ gần như là hydro tinh khiết đã được ghi lại (ảnh SADEM N001671).
| Well | Ramsay Oil Bore 1 (Minlaton Oil Syndicate Bore) |
American Beach Bore 1 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Sample depth (m) | 240.8 | 262.1 | 507.8 | 187.4 | 289.5 |
| Formation | Parara Limestone | Kanmantoo Group | |||
| Gas composition (%): | |||||
| Carbon dioxide | 0.2 | 0.8 | 0 | 5.3 | 0.52 |
| Oxygen | 0 | 2.4 | 1.2 | 4.3 | 3.55 |
| Ethlyene etc. | 0 | 0 | 0 | 0.5 | 0 |
| Carbon monoxide | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Hydrogen | 76 | 64.4 | 84 | 51.3 | 68.64 |
| Methane | 7.5 | 7 | 0 | 2.6 | 4.68 |
| Nitrogen (by difference) | 16.3 | 25.4 | 14.8 | 36 | 22.61 |
Figure 2. Collecting gas from the Ramsay Oil Bore 1 near Minlaton in 1931. The well reached ~548m, and a small gas flow of almost pure hydrogen was recorded (SADEM photograph N001671).
Các sự kiện và triển vọng về hydro tự nhiên
Bendall (2022)(trang web bên ngoài)(PDF) cung cấp bản tóm tắt gần đây về địa chất của các sự kiện hydro tự nhiên và phương pháp thăm dò. Gaucher (2020) chỉ ra rằng có hai bối cảnh địa chất chính mà hydro có thể được tạo ra - lá chắn tinh thể Proterozoic và đá siêu mafic serpentin hóa ở các sống núi giữa đại dương và trong các khối ophiolite-peridotite trên đất liền. Các loại đá nguồn hydro tự nhiên tiềm năng bao gồm: đá siêu bazơ và craton giàu sắt - hydro được tạo ra khi Fe2+ bị oxy hóa trong lớp vỏ, ví dụ: 3FeO (trong silicat) + 1 H2O ---->Fe3O4 (magnetit) + 1 H2 (dung dịch nước) - Sleep và Bird (2007) và tầng hầm giàu urani - hydro được tạo ra bằng cách phân hủy phóng xạ nước.
Nam Úc có địa chất thuận lợi cho việc tạo ra hydro tự nhiên:
Các phức hợp nền móng cổ đại chứa đá giàu sắt và/hoặc urani, ví dụ như đá xanh Archaean giàu sắt và các craton Tân Nguyên sinh (ví dụ như Gawler Craton, Curnamona và Musgrave Provinces, Kanmantoo Fold Belt) với đá siêu kiềm và bazơ và khoáng chất giàu sắt (tạo ra hydro từ quá trình oxy hóa khoáng chất chứa Fe2+ như siderit, biotit hoặc amphibole bằng nước - serpentin hóa) và/hoặc đá granit phóng xạ (tạo ra hydro thông qua quá trình phân rã phóng xạ phá vỡ các liên kết trong nước) các khu vực nguồn bị nứt nẻ và hoạt động địa chấn - các đứt gãy nằm sâu có thể dẫn hydro di chuyển từ các nguồn sâu lên bề mặt và đưa nước xuống phía dưới để phản ứng hóa học tiếp theo với các loại đá giàu sắt lộ ra.
Lớp phủ trầm tích có thể chứa và bẫy hydro di chuyển, đặc biệt nếu có hệ thống tầng chứa nước và/hoặc đá bịt kín như muối (xem Bradshaw và cộng sự, 2023).
Sự phân hủy sinh nhiệt của vật chất hữu cơ trong lưu vực Cooper và Otway (ví dụ: đá nguồn quá già trong các máng sâu, Boreham và cộng sự 2023).
Rò rỉ hydro bề mặt? Rò rỉ có thể ẩn hoặc trùng với các vùng trũng địa hình bán tròn có thể nhìn thấy được trên thang đo mét đến kilômét (trước đây là 'vòng tròn thần tiên').
Sử dụng phép tương tự về luồng hydrocarbon, sau khi được tạo ra trong đá nguồn tầng hầm, hydro cần có đường di chuyển đến bẫy có bể chứa (ví dụ: tầng hầm bị nứt, bể chứa loại dầu mỏ trong lớp trầm tích) và lớp niêm phong hiệu quả (ví dụ: đá núi lửa xâm nhập, muối, đá phiến sét/đá phiến sét, tầng chứa nước) để tích tụ và sau đó được bảo quản trong khung thời gian địa chất. Ngoài ra, các nhà thám hiểm có thể tìm cách phân định các luồng hydro tự nhiên khi nó được tạo ra trong đá nguồn tầng hầm - một khái niệm rất khác so với hiểu biết của chúng ta về quá trình tạo ra hydrocarbon và các luồng sẽ đòi hỏi các phương pháp thăm dò khác nhau.
Muối được coi là chất bịt kín hiệu quả nhất và Geoscience Australia đã hoàn thành đánh giá về các nơi có muối ngầm ở Úc để xác định các địa điểm tiềm năng để lưu trữ hydro dưới lòng đất (ví dụ: Feitz và cộng sự, 2022; Bradshaw và cộng sự, 2023) - công trình này cũng sẽ cung cấp thông tin cho hoạt động thăm dò hydro tự nhiên. Các chất xâm nhập núi lửa có thể bịt kín hydro - ví dụ như các ngưỡng dolerit ở Mỏ hydro Bourakebougou nông (~ sâu 30-140m) ở Mali, nơi nước ngầm dường như cũng đóng vai trò như các rào cản thấm (Maiga và cộng sự, 2023). Hydro không hòa tan ở nhiệt độ và áp suất thấp (Prinzhofer và cộng sự, 2018). Watkins và cộng sự (2022) kết luận rằng mặc dù hydro có mật độ thấp và kích thước phân tử nhỏ, khả năng bịt kín của nó tương tự như mêtan và có khả năng lớn hơn carbon dioxide - tức là đá phiến sét có thể bịt kín hydro.
Đá nguồn hydro tự nhiên tiềm năng có thể xuất hiện ở các tỉnh tầng hầm Nam Úc và lớp phủ được phát hiện bằng cách sàng lọc ở mức độ cao (Bảng 3 và 4 và Bendall, 2022). Để biết thêm thông tin về các tỉnh tầng hầm:
Gawler Craton,
Tỉnh Curnamona và
Tỉnh Musgrave.
Để biết thêm thông tin và dữ liệu, có sẵn một gói dữ liệu địa chấn và giếng lưu vực trong hộp cho lưu vực Stansbury, phần Khoáng sản có chứa bản đồ và thông tin về địa chất tầng hầm và truy cập các tập dữ liệu không gian từ SARIG (trang web bên ngoài).
Hoạt động thăm dò công ty sắp tới tại SA sẽ thử nghiệm sự đa dạng của các vở kịch hydro tự nhiên. Gold Hydrogen là công ty đầu tiên trong cả nước khoan các giếng thăm dò nhắm mục tiêu cụ thể đến hydro tự nhiên. H2EX (trang web bên ngoài) đã bắt đầu chương trình thăm dò của mình tại PEL 691 trên Bán đảo Eyre bằng một cuộc khảo sát khí đất vào tháng 5 năm 2023, ghi lại các sự xuất hiện của hydro và tiếp theo là một cuộc khảo sát Chụp cắt lớp tiếng ồn xung quanh vào tháng 11 năm 2023 do Fleetspace (trang web bên ngoài) thực hiện. 2H Resources (trang web bên ngoài) (một công ty con của Buru Energy) đang nhắm mục tiêu vào các vở kịch hydro trên Vành đai nếp gấp Adelaide.
Bảng 3. Mức độ cao sàng lọc các tỉnh tầng hầm SA.
Bảng 4. Sàng lọc cấp cao các lưu vực SA.
Các lỗ khoan Ramsay và American Beach Bore 1
Boreham và cộng sự (2021) (trang web bên ngoài) đã công bố một đánh giá toàn diện về các nguồn hydro tự nhiên đa dạng do sinh vật học và phi sinh học. Họ đã sử dụng các phân tích đồng vị để phân biệt các nguồn hydro khác nhau ở Úc và đề xuất một mô hình tích lũy-di cư-nguồn để thăm dò hydro. Đánh giá của họ về sự xuất hiện của hydro ở Ramsay Oil Bore 1 đã kết luận rằng "Minlaton Oil Bore đã gặp phải nước ngầm có độ mặn vừa phải (giàu NaCl với tổng lượng muối là 9,44 g/L) ở độ sâu 160 ft (48,77 m). Phân hủy phóng xạ nước liên quan đến hàm lượng nguyên tố phóng xạ cao của tầng hầm granit là nguồn có khả năng nhất đối với H2. Tuy nhiên, một nguồn H2 góp phần có thể là kết quả của sự tương tác giữa nước muối nặng với granit biotit trong đá tầng hầm bị nứt của Tickera Granite. Dữ liệu địa chấn có sẵn cho thấy các đứt gãy nền tảng ở vùng lân cận Minlaton Oil Bore mở rộng vào các trầm tích kỷ Cambri (Hình 8a). Các đứt gãy này có thể cung cấp các con đường di cư cho sự di chuyển xuống của nước muối nặng từ các đầm lầy mặn như được xác nhận bởi thực tế là tầng chứa nước mặn đã bị Minlaton Oil Bore xuyên qua”. (Boreham và cộng sự, 2021).
Trong bài báo trình bày phương pháp sàng lọc để tìm kiếm sự xuất hiện của hydro trong các bối cảnh nội sọ ổn định phía trên nền tảng từ kỷ Thái Cổ đến kỷ Nguyên Nguyên Sinh, Moretti và cộng sự (2021) đã tham khảo các báo cáo của Ward về các chương trình hydro và xác định 'các vòng tròn cổ tích' trên Bán đảo Yorke và Đảo Kangaroo. 'Các vòng tròn cổ tích' (hiện được gọi là các vùng trũng tròn) là các vùng trũng trên đất liền do sự giải phóng hydro hoặc các khí khác. Họ kết luận rằng "Sự so sánh cho thấy Úc có thể là một trong những khu vực triển vọng nhất để thăm dò H2, trên thực tế, một vài giếng đã tìm thấy H2, trong khi chúng được khoan để tìm kiếm hydrocarbon. Tổng diện tích nơi H2 rò rỉ vượt qua 45 km2 ở Đảo Kangaroo cũng như ở Bán đảo Yorke".
PEL 687 đã được cấp cho Gold Hydrogen vào tháng 7 năm 2021. Một cuộc khảo sát trọng trường-từ trên không đã được thực hiện vào tháng 3-tháng 4 năm 2023 và các cuộc khảo sát khí đất đã được Gold Hydrogen và CSIRO thực hiện dọc theo các lề đường vào tháng 4 năm 2023.
Gold Hydrogen đã phát hiện ra Ramsay 1 vào ngày 11 tháng 10 năm 2023, gần với Ramsay Oil Syndicate Bore được khoan vào năm 1931 và ghi nhận tới 84% hydro. Ramsay 1 là giếng đầu tiên được khoan ở Úc và là một trong số ít giếng trên toàn cầu nhắm mục tiêu cụ thể đến hydro tự nhiên. Vào ngày 31 tháng 10 năm 2023, Gold Hydrogen đã báo cáo với ASX (trang web bên ngoài) “Kết quả thử nghiệm và phòng thí nghiệm đã đo được hydro đã hiệu chỉnh bằng không khí ở mức 73,3% ở độ sâu 240m dưới mặt đất, phù hợp với nồng độ hydro đã hiệu chỉnh bằng không khí là 76% được báo cáo trong Ramsay Oil Bore 1 vào năm 1931. Các phép đo này xác nhận các kết quả lịch sử và xác nhận sự hiện diện của một luồng hydro ở độ sâu nông trong khu vực Dự án Ramsay. Heli cũng được phát hiện với hàm lượng đã hiệu chỉnh bằng không khí là 3,6% ở độ sâu 892mMD.”
Giếng đạt độ sâu tổng thể là 1005m trong tầng hầm tinh thể (Hiltaba Suite) và gặp phải các đứt gãy và vết nứt mà Gold Hydrogen chỉ ra có thể tạo thành các đường dẫn để hydro di chuyển. Bourdet và cộng sự (2023) đã kiểm tra các tạp chất lỏng từ đá granit Roxby Downs, có cùng độ tuổi và nguồn gốc macma như Hiltaba Suite và kết luận rằng "hydro hòa tan trong các tạp chất nước, các tạp chất khí hydro và sự hiện diện của khoáng hóa magnetit và hematit trong đá granit cùng nhau chỉ ra một hệ thống tạo ra hydro hoạt động trong đá granit Roxby Downs".
Gold Hydrogen đã khoan Ramsay 2 vào tháng 11 năm 2023 đến độ sâu tổng cộng là 1068 m, cách Ramsay 1 khoảng 500 m. Công ty đã thông báo với ASX (trang web bên ngoài) vào ngày 6 tháng 12 năm 2023 rằng hàm lượng hydro và heli cao (6,8%) đã được đo trong các mẫu khí thô từ Ramsay 2.
American Beach Oil Bore đã được khoan đến độ sâu tổng cộng là 292 m vào năm 1921 tại Hundred of Dudley - không có dữ liệu vị trí được khảo sát nên DEM đã sử dụng mô tả của L.K. Ward để cung cấp cho nó một vị trí gần đúng. Ward đã đến thăm giếng khoan và lấy mẫu khí vào năm 1931 để phân tích, phương pháp lấy mẫu và khối lượng thu hồi không được báo cáo. Nền biến chất của Nhóm Kanmantoo xuất hiện ở độ sâu 89 m và là nguồn tiềm năng của hydro. Mặc dù PEL 687 nằm trên Đảo Kangaroo, Gold Hydrogen đang tập trung hoạt động thăm dò vào khu vực Ramsay của Bán đảo Yorke.
Các vòng tròn cổ tích do Moretti và cộng sự xác định (2021) là các hồ muối phù du hình tròn, màu hồng (Jack, 1921) xuất hiện ở phía bên dưới của Đứt gãy Warooka và các nơi khác trên Bán đảo Yorke và Đảo Kangaroo (MAITLAND (trang web bên ngoài) và KINGSCOTE (trang web bên ngoài) 1: 250.000 Bản đồ và Ghi chú giải thích của MAITLAND (trang web bên ngoài)).
Hình 3. Một hồ muối trên Đường Sundown Lake vào mùa hè năm 2021, Bán đảo Yorke.
Robe 1
Nguồn gốc địa chất tiềm năng cho sự xuất hiện của hydro được ghi nhận trong Robe 1 năm 1931 có thể là:
các đứt gãy nền tảng dịch chuyển cao, chẳng hạn như các đứt gãy bao quanh Robe Trough và Lake Eliza High (Hình 4), hoạt động như các đường dẫn cho hydro di chuyển lên từ các nguồn nền tảng sâu, hoặc các đá nguồn Sawpit Shale quá già nằm sâu trong Robe Trough.
Ở những nơi khác trong lưu vực, các đứt gãy sâu hoạt động như các đường di chuyển cho carbon dioxide có nguồn gốc từ lớp phủ với các khí vết như heli (ví dụ: Caroline 1, Nangwarry 1 và Kalangadoo 1). CO2 được tạo ra trong hơn 40 năm từ Caroline 1 và các sự kiện này không chứa hàm lượng hydro bất thường. Carbon dioxide có nguồn gốc từ lớp phủ được tạo ra từ các bể chứa kỷ Phấn trắng muộn tại Caroline Field trong nhiều thập kỷ và khí chỉ chứa một lượng nhỏ hydro, nitơ và heli. CO2 được tạo ra cùng với khí tự nhiên từ Ladbroke Grove Gas Field trong một vài năm và một lần nữa, hydro không được báo cáo từ nhiều phân tích khí.
Hình 2. Lưu vực Otway, Nam Úc. Bản đồ cấu trúc tầng hầm từ độ sâu đến đỉnh, với vị trí của các giếng đã chọn.
Các phương pháp thăm dò tiềm năng
Screenin
Báo cáo thăm dò của công ty, báo cáo hoàn thiện giếng, bản đồ, khảo sát địa vật lý, tập dữ liệu, hồ sơ lịch sử (SARIG, PEPS).
Hình ảnh vệ tinh/Google Earth để xác định các điểm rò rỉ có thể xảy ra.
Đá nguồn – địa chất rắn: mafic, granit, sắt và urani – bản đồ địa chất, tập dữ liệu trọng lực, phóng xạ và từ trường hàng không hiện có.
Lớp niêm phong - muối dưới bề mặt, nhưng đá phiến sét (Watkins và cộng sự, 2022) hoặc tầng chứa nước có thể niêm phong hydro không?
Lõi – tạp chất lỏng, nghiên cứu khoáng vật học.
Phân tích các mẫu khí hiện có (ví dụ: Boreham và cộng sự, 2021, 2022).
Công tác thực địa
Cấp giấy phép.
Phê duyệt về môi trường, sự tham gia của các bên liên quan, thông báo tiếp cận, v.v.
Đo khí đất - (ví dụ: Moretti và cộng sự, 2021, Truche và cộng sự, 2019). Tiến sĩ Ema Frery của CSIRO hiện đang nghiên cứu các phương pháp thực địa để hiểu rõ hơn về các hệ thống hydro của Úc (trang web bên ngoài) (ví dụ: Frery và cộng sự, 2022).
Giám sát 24/7 các vòng tròn/rò rỉ (Moretti và cộng sự, 2021).
Khảo sát
Địa vật lý – khảo sát từ trường hàng không, trọng lực, phóng xạ, điện trở suất, khảo sát từ trường telua, chụp cắt lớp tiếng ồn xung quanh, địa chấn.
Khoan
Thiết kế giếng khoan, kỹ thuật, lập kế hoạch hoạt động khoan.
Chuẩn bị địa điểm.
Hoạt động khoan, thử nghiệm sử dụng thiết bị phát hiện hydro chuyên dụng (ví dụ: giếng thăm dò Currajong 1 và Rafael 1 của Buru được khoan vào năm 2021).
Phục hồi địa điểm hoặc chuẩn bị cho hoạt động sản xuất.
Luật về hydro tự nhiên
Vào ngày 11 tháng 2 năm 2021, Quy định về năng lượng địa nhiệt và dầu mỏ năm 2013 (trang web bên ngoài) đã được sửa đổi để tuyên bố hydro, hợp chất hydro và các sản phẩm phụ từ quá trình sản xuất hydro là các chất được quy định theo Đạo luật năng lượng địa nhiệt và dầu mỏ năm 2000 (Đạo luật PGE). Các công ty hiện có thể nộp đơn xin thăm dò hydro tự nhiên thông qua Giấy phép thăm dò dầu mỏ (PEL) và việc truyền hydro hoặc hợp chất của hydro hiện được phép theo các điều khoản cấp phép đường ống truyền tải của Đạo luật PGE (Hình 1). Đạo luật PGE đã được sửa đổi vào năm 2023 và hiện là Đạo luật tài nguyên năng lượng năm 2000. Việc tạo ra hydro xanh hiện được bao gồm trong Đạo luật năng lượng hydro và tái tạo năm 2023.
Bạn có thể tìm thông tin về các dự án thăm dò hydro hiện tại trong Giấy phép thăm dò dầu mỏ tại tiểu bang theo mục Dự án vì lợi ích công cộng.
Hình 5. Bản đồ giấy phép hydro và đơn xin cấp phép có cơ sở dầu khí bên dưới. (trang web bên ngoài) (PDF)
Kể từ tháng 2 năm 2021, hơn 40 đơn xin cấp phép thăm dò dầu khí (PEL) chủ yếu nhắm vào hydro tự nhiên đã được nộp (Hình 5). Giấy phép đầu tiên trong số các giấy phép này (PEL 687) trên Đảo Kangaroo và phía nam Bán đảo Yorke đã được cấp cho Gold Hydrogen Pty Ltd vào ngày 22 tháng 7 năm 2021. PEL 691 đã được cấp cho H2EX trên Bán đảo Eyre vào ngày 15 tháng 6 năm 2022.
Một số lưu vực có tiềm năng về dầu mỏ, hydro tự nhiên, năng lượng địa nhiệt và lưu trữ khí đốt (ví dụ: Lưu vực Polda, Arrowie và Arckaringa) đã được chỉ định là Khu vực đấu thầu cạnh tranh (CTR) vào cuối năm 2022. Trước đây, chỉ có lưu vực Cooper và Otway thuộc CTR để thăm dò dầu khí. CTR hiện áp dụng cho cả ba loại giấy phép thăm dò: dầu mỏ (các chất được quản lý bao gồm hydro tự nhiên, heli, CO2), năng lượng địa nhiệt và thăm dò lưu trữ khí. CTR không ảnh hưởng đến các giấy phép và đơn đăng ký hiện có.
Lưu trữ ngầm
Những thay đổi về quy định được thực hiện vào năm 2021 cũng cho phép lưu trữ hydro ngầm và một số nhà thăm dò hydro đã nộp đơn xin Giấy phép thăm dò lưu trữ khí để đảm bảo các quyền này cho các khu vực dự án tiềm năng của họ. Geoscience Australia đã thúc đẩy sự quan tâm đến tiềm năng phát triển lưu trữ hydro trong muối dày do Mercury 1 phát hiện ở lưu vực Polda ngoài khơi (Feitz và cộng sự 2023), tuy nhiên các chế độ quản lý ngoài khơi của Khối thịnh vượng chung và Tiểu bang yêu cầu phải sửa đổi để cho phép hoạt động này. Duffy và cộng sự (2023) cung cấp một đánh giá về tầm quan trọng của muối đối với việc lưu trữ khí trong các hang động muối (ví dụ: hydro và khí nén), cô lập CO2 và tạo ra năng lượng địa nhiệt. Bản đồ này hiển thị các giấy phép và đơn xin lưu trữ khí đốt hiện tại. (trang web bên ngoài)
Kế hoạch hành động hydro
Các nguồn năng lượng tái tạo đẳng cấp thế giới của Nam Úc mang lại cho tiểu bang lợi thế cạnh tranh trong cuộc đua cung cấp hydro tái tạo xanh. Vào tháng 9 năm 2019, Kế hoạch hành động hydro của Nam Úc (PDF) đã được đưa ra với trọng tâm ban đầu là hydro xanh từ các nguồn năng lượng tái tạo. SA cũng cung cấp Bản cáo bạch xuất khẩu hydro miễn phí và Công cụ mô hình hóa trực tuyến (trang web bên ngoài), được phát hành vào tháng 10 năm 2020.
Văn phòng năng lượng hydro Nam Úc (trang web bên ngoài) được thành lập vào năm 2022 với trách nhiệm giám sát việc thiết kế và triển khai Kế hoạch việc làm hydro của Chính phủ Nam Úc, tạo điều kiện cho Trung tâm hydro Port Bonython và phát triển ngành công nghiệp để thúc đẩy nền kinh tế hydro mới nổi của Nam Úc.
CCS và hydro trong lưu vực Cooper
Santos (trang web bên ngoài) đang tiến triển hydro sạch (xanh lam) và đến năm 2030 đặt mục tiêu sử dụng công nghệ Thu giữ và Lưu trữ Carbon (CCS) để cải thiện tính khả thi về mặt kinh tế của hydro sạch trong khi giảm lượng khí thải của lưu vực Cooper. Santos tuyên bố rằng Moomba có "dự án thu giữ và lưu trữ carbon có chi phí thấp nhất thế giới" với tiềm năng bơm 20 triệu tấn CO2 mỗi năm trong 50 năm.
Hydro tại Úc
Bộ Công nghiệp, Khoa học, Năng lượng và Tài nguyên Úc cung cấp thông tin về chiến lược hydro quốc gia của Úc, các trung tâm hydro và các liên kết web hữu ích (trang web bên ngoài).
Geoscience Australia đã phát triển một cổng thông tin lập bản đồ hydro của Úc - công cụ HEFT (trang web bên ngoài) và có thêm thông tin về địa chất hydro tại Úc (trang web bên ngoài) trên trang web của họ.
Tài liệu tham khảo
Cuộc phỏng vấn này với Tiến sĩ Viacheslav Zgonnik, công ty của ông đã khoan một giếng thăm dò ở Nebraska, cung cấp thông tin chi tiết về những điều cơ bản về thăm dò hydro tự nhiên. Tập 61, 'Giếng hydro tự nhiên (trang web bên ngoài)', HydrogenNowCast, ngày 16 tháng 9 năm 2022.
Alexander, E.M., 2024. Quy định về hydro tự nhiên ở Nam Úc (PDF). Hội thảo Petrobras về Hidrogenio Natural. Bài thuyết trình trực tuyến vào ngày 20 tháng 3 năm 2024.
Alexander, E., 2023. Quy định về hydro tự nhiên ở Nam Úc (PDF). Hội nghị thượng đỉnh thế giới HNAT ngày 28 tháng 11 năm 2023.
Alexander, E., 2023. Thăm dò hydro tự nhiên ở Nam Úc (Bài thuyết trình có thuyết minh trên YouTube (trang web bên ngoài)). Hội nghị hydro tự nhiên của Hiệp hội Địa chất ngày 5 tháng 7 năm 2023.
Alexander, E., 2022. Thăm dò hydro tự nhiên ở Nam Úc (PDF). Cuộc họp kỹ thuật của Chi nhánh PESA SA, ngày 23 tháng 6 năm 2022.
Ball, P. và Czado, K., 2022. Hydro tự nhiên: biên giới mới (trang web bên ngoài). Nhà khoa học địa chất.
Bendall, B., 2022. Quan điểm hiện tại về hydro tự nhiên: tóm tắt (trang web bên ngoài) (PDF). Tạp chí MESA 96, trang 37–46.
Boreham, C. J., Edwards, D. S., Czado, K., Rollett, N., Wang, L., Van Der Wielen, S., Champion, D., Blewett, R., Feitz, A. và Henson, P. 2021. Hydro trong khí đốt tự nhiên của Úc: sự xuất hiện, nguồn và tài nguyên (trang web bên ngoài) (PDF). Tạp chí Hiệp hội khai thác và sản xuất dầu mỏ Úc 61, 163–191.
Boreham, C.J., Murray, A, Mahlstedt, N. và Horsfield, B, 2022. H2 địa chất từ các nguồn hữu cơ quá già: ứng dụng mô hình số tại lưu vực Cooper, Úc (trang web bên ngoài). Hội nghị Goldschmidt 10-15 tháng 7 năm 2022 Honolulu, Hawaiʻi, Hoa Kỳ.
Boreham, C.J., Edwards, D.S., Feitz, A.J., Murray, A.P., Mahlstedt, N. và Horsfield, B. 2023. Mô hình hóa quá trình tạo khí hydro từ vật chất hữu cơ quá già tại lưu vực Cooper, Úc (trang web bên ngoài). Tạp chí APPEA 63, S351-S356.
Bourdet, J. Delle Piane,C., Wilske, C., Mallants, D., Suckow, A., Questiaux, D., Gerber, C., Crane, P., Deslandes, A., Martin, L. và Aleshin, M. 2023. Hydro tự nhiên trong chất lỏng địa nhiệt độ thấp trong đá granit tiền Cambri, Nam Úc. Ý nghĩa đối với quá trình tạo ra và chuyển động của hydro ở lớp vỏ trên (trang web bên ngoài). Địa chất hóa học 638 (2023) 121698.
Bradshaw, M., Rees, S., Wang, L., Szczepaniak, M., Cook, W., Voegeli, S., Boreham, C., Wainman, C., Wong, S., Southby, C. và Feitz, A. 2023 Các lưu vực muối của Úc – các lựa chọn để lưu trữ hydro dưới lòng đất (trang web bên ngoài). Tạp chí APPEA 63 285-304.
Crawford, 1965. Địa chất của Bán đảo Yorke (trang web bên ngoài). Geol. Surv. S. Aust Bulletin 39.
Darrah, T., Whyte, C và Darry, B. 2021. Bài học kinh nghiệm và khoảng cách kiến thức (trang web bên ngoài). Hội nghị H-Nat 2021. Bài thuyết trình Vimeo.
Duffy, O.B., Hudec, M.R., Peel, F., Apps, G., Bump, A., Moscardelli, L. Dooley, T.P., Fernandez, N. Bhattacharya, S. Wisian, K. và Shuster, M.W., 2023. Vai trò của kiến tạo muối trong quá trình chuyển đổi năng lượng: Tổng quan và những thách thức trong tương lai (trang web bên ngoài). Tektonika 1(1).
Dupont, M-A., Baudia, E., Daynac, N. và Eliis. 2022. Điều chỉnh quy trình làm việc E&P thông thường để mở rộng quy mô thăm dò hydro và heli (trang web bên ngoài)(PDF). GeoExpro 5.
Feitz, A., Wang, L., Rees, S. và Carr, L. 2022. Khả thi của thủy điện ngầm lưu trữ hydro
trong hang muối ở lưu vực Polda ngoài khơi (trang web bên ngoài). Khám phá tương lai: Tóm tắt mở rộng, Geoscience Australia, Canberra.
Frery E Langhi, L. và Markov, J. (2022). Khai thác hydro tự nhiên ở Úc – tình trạng kiến thức và trình bày nghiên cứu điển hình (trang web bên ngoài). Tạp chí APPEA 62(1), 223–234.
Gaucher, E.C., 2020. Góc nhìn mới trong thăm dò công nghiệp về hydro tự nhiên (trang web bên ngoài). Elements 16(1):8-9.
Hand, E., 2023. Hydro ẩn – Trái đất có chứa lượng lớn nhiên liệu không chứa carbon không? (trang web bên ngoài) Science. Tập 379 Số 6633.
Jack, R.L., 1921. Tài nguyên muối và thạch cao của Nam Úc (trang web bên ngoài). Geol. Surv. S. Aust. Bull 8, 118.
King, D., 1952. Các mỏ thạch cao hồ Fowler (trang web bên ngoài). S. Aust. Min. Rev. 92, trang 60·67.
Maiga, O., Deville, E., Laval, J., Prinzhofer, A. và Diallo, A.B. 2023. Đặc điểm của các bể chứa hydro tự nhiên tự nạp lại của Bourakebougou ở Mali (trang web bên ngoài). Báo cáo khoa học 13:11876.
Moretti, I., Brouilly, E., Loiseau, K. và Deville, E. 2021. Các luồng khí hydro trong các khu vực Intracratonic: Các đường hướng dẫn mới (trang web bên ngoài). Khoa học Trái đất 2021, 11, 145.
Moretti (trang web bên ngoài), I. và Webber, M.E. 2021. Hydro tự nhiên: sự tò mò về địa chất hay nguồn năng lượng chính cho tương lai ít carbon? (trang web bên ngoài). Vật chất tái tạo, bài viết trực tuyến.
Prinzhofer, A. 2021. Sản xuất hydro tự nhiên (trang web bên ngoài). Hội nghị H-NAT 2021. Bài thuyết trình Vimeo.
Prinzhofer, A., Ciss, C.S.T. và Diallo, A.B. 2018. Phát hiện ra sự tích tụ lớn hydro tự nhiên ở Bourakebougou (Mali) (trang web bên ngoài). Tạp chí Quốc tế về Năng lượng Hydro 43: 19315-19326.
Reitsma, M. 2022. Trường hydro tự nhiên không bị suy giảm áp suất (trang web bên ngoài). Tin tức GeoExpro.
Sleep, N. H. & Bird, D. K. Các hốc của sinh quyển tiền quang hợp và bảo tồn địa chất của hệ sinh thái sớm nhất của Trái đất. (trang web bên ngoài) (PDF) Địa sinh học 5, 101–117 (2007).
Stalker L., Talukder. A., Strand, J., Jos, M. và Faiz, M. 2022. Cơn sốt vàng (hydro): rủi ro và sự không chắc chắn trong việc khai thác hydro tự nhiên (trang web bên ngoài). Tạp chí APPEA 62(1), 361–380.
Vidavskiy, V. và Rezaee, R. 2022. Khai thác và phát triển tài nguyên hydro sâu tự nhiên: Các đặc điểm cấu trúc, các yếu tố chi phối và các biện pháp kiểm soát (trang web bên ngoài). Tạp chí Năng lượng và Tài nguyên thiên nhiên, 2022; 11(3): 60-81.
Ward L.K., 1917. Báo cáo về triển vọng khai thác dầu mỏ bằng cách khoan ở vùng lân cận Robe và những nơi khác ở phía đông nam Nam Úc (trang web bên ngoài) (PDF). Geol. Surv. S. Aust Sổ báo cáo số 5/191.
Ward L.K., 1922. Triển vọng của American Beach (KI) Oil Co. NL tại địa điểm khoan, Mục 134 Hundred Dudley (trang web bên ngoài) (PDF). Geol. Surv. S. Aust Sổ báo cáo 8/151.
Ward, L.K., 1932a. Khí dễ cháy bị bao phủ trong đá tiền cổ sinh của Nam Úc (trang web bên ngoài) (PDF). Geol. Surv. S. Aust Sổ báo cáo 13/137.
Ward, L.K., 1932b. Nhà địa chất chính phủ, 1932. Tìm kiếm dầu mỏ—ghi chú của Nhà địa chất chính phủ (trang web bên ngoài). Geol. Surv. S. Aust, Mining Review 55, trang 39-42.
Ward, L.K., 1933. Khí dễ cháy bị bao phủ trong đá tiền cổ sinh của Nam Úc. Trans. R. Soc. S. Aust. 1933, 57, trang 42–47.
Ward, L.K., 1941. Báo cáo về tìm kiếm dầu mỏ ở Nam Úc (trang web bên ngoài) (PDF). Geol. Surv. S. Aust Report Book 18/135.
Watkins, J., Kaldi, J. và Watson, M. 2022. Lưu trữ khí địa chất: đánh giá các đặc tính niêm phong để chứa Carbon Dioxide, Methane và Hydrogen (trang web bên ngoài). Hội nghị quốc tế lần thứ 16 về Công nghệ kiểm soát khí nhà kính, GHGT-16. 23-27 tháng 10 năm 2022, Lyon, Pháp.
Zgonnik, V., 2020. Sự xuất hiện và khoa học địa chất của hydro tự nhiên: một đánh giá toàn diện. Earth Science Reviews 203, 103140.
