Forschung zu mikrobiell induzierten Reaktionen in Wasserstoffsalzkavernen

Zukünftig soll Wasserstoff in unterirdischen Salzkavernen gespeichert werden, die ursprünglich zur Speicherung von Erdgas oder Erdöl genutzt wurden oder bislang ausschließlich mit Sole in Kontakt standen. Diese unterschiedlichen Nutzungshistorien führen voraussichtlich zu jeweils spezifischen Mikrobiomen, die durch die variierenden Nährstoff- und Substratbedingungen in den Kavernen geprägt sind.

Um diese Unterschiede zu berücksichtigen, untersucht das Projekt drei Typen von Kavernen: (A) eine ehemalige Erdgaskaverne, (B) eine ehemalige Ölkaverne und (C) eine reine Solekaverne.

Das Projekt gliedert sich in drei Arbeitspakete (WPs):

• WP 1 – Probenahme (durchgeführt von SOCON und Microbify)
• WP 2 – Mikrobiologische Untersuchungen (durchgeführt von Microbify)
• WP 3 – Modellierung (durchgeführt von der TU Clausthal)

Im Rahmen von WP 3 entwickelt das Institute of Subsurface Energy Systems (ITE) der TU Clausthal ein reaktives Transportmodell, um mikrobiell induzierte Prozesse in Salzkavernen unter Wasserstoffspeicherbedingungen zu simulieren und vorherzusagen. Das Modell basiert auf experimentellen Daten aus WP 2, darunter mikrobiellen Wachstumsraten, Stoffwechselwegen sowie den Wechselwirkungen der Mikroorganismen mit der geologischen Umgebung unter Hochdruck-Wasserstoffatmosphäre.

Nach der Kalibrierung mit Labordaten wird das Modell hochskaliert, um realitätsnahe Kavernenbedingungen abzubilden. So lassen sich zentrale mikrobiologische Einflüsse auf Wasserstoffspeicherprozesse – wie Wasserstoffverbrauch, Veränderungen der Gaszusammensetzung oder Biofilmbildung – zuverlässig prognostizieren. Die Ergebnisse liefern eine fundierte Grundlage zur Bewertung mikrobieller Risiken während der untertägigen Speicherung von Wasserstoff.