水素エネルギーは深い脱炭素化の重要なキャリアであり、大規模な貯蔵には高効率な地下水素貯蔵技術の支援が急務である。中国のYガス貯留層を基に数値シミュレーションモデルを構築し、水素注入による増産効果、協働変換メカニズム、および水素貯蔵庫の運用効率を体系的に分析した。研究結果は以下の通りである。①「生産、協働、貯蔵」という３段階の変換モデルにより、貯留層の回収率向上と水素貯蔵庫の安定運用の協働的最適化を実現できる。②注入増産＋協働段階では底水の上昇が著しく抑制され、水の産出量は安定した25 m³/日から無産水へと減少し、同時に地層エネルギーが補充される。協働段階終了後、井戸底圧は枯渇開発より1.6MPa高く、メタンの回収率が3.73％向上した。③貯蔵段階では残留メタンを支持ガスとして用い、水素貯蔵庫の効率的構築と安定運用を支え、多数の注入・生産サイクルを通じてメタン－地層水界面は常に安定し、水素回収率は83.64％に達し、支持ガス消費率はわずか1.78％であった。このモデルは貯留層の生産と水素貯蔵庫構築の協働的最適化を実現し、水素産業化の加速のための実用的な技術的道筋を提供する。

協働モデル；エネルギー補給と水分制御；一体化貯蔵庫構築；貯留層型水素貯蔵庫；水素注入増産