Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Simulation of a hybrid solar-hydro-biomass energy system with hydrogen storage for optimal energy demand fulfillment

Ibrahim Mustafa Hussein

Polityka Energetyczna

|

2025

|

T. 28, z. 3

79--98

EN

The intermittency of natural renewable energy sources poses a significant challenge to supplying electricity in rural areas that rely on standalone renewable energy systems. Although battery storage is often used to address this issue, it has several limitations, especially in hot climate regions where performance and longevity are compromised. Ensuring reliable and accessible electricity in these areas is essential for promoting economic development and improving quality of life. This study aims to develop a novel hybrid power system to provide a sustainable and dependable energy solution, that integrates solar photovoltaic (PV), micro-hydro, biomass, and hydrogen storage in one hybrid system, where this specific combination has not been explored in previous literature. After conducting a comprehensive field survey to evaluate the available natural resources and design the system, the proposed model was subsequently simulated in HOMER Pro software. The testing results indicated a high degree of compatibility between the tested energy sources, with each one contributing well to an ongoing year-round energy supply. The largest shares were solar PV 64.8% and micro-hydro 24.3%. Biomass and hydrogen storage both accounted for 6% and 5%, respectively, particularly in periods when other sources were not available. The lessons learned from these findings offer valuable input for shaping future energy policy and represent a consultable kit to be used in similar areas, as well as a direction for the next stages of the hybridization process on advanced energy systems for further research.

PL

Niestabilność naturalnych źródeł energii odnawialnej stanowi poważne wyzwanie dla dostaw energii elektrycznej na obszarach wiejskich, które są uzależnione od samodzielnych systemów energii odnawialnej. Chociaż często stosuje się magazynowanie energii w bateriach, aby rozwiązać ten problem, ma ono kilka ograniczeń, zwłaszcza w regionach o gorącym klimacie, gdzie wydajność i trwałość są ograniczone. Zapewnienie niezawodnej i dostępnej energii elektrycznej na tych obszarach ma kluczowe znaczenie dla promowania rozwoju gospodarczego i poprawy jakości życia. Niniejsze badanie ma na celu opracowanie nowatorskiego hybrydowego systemu energetycznego, który zapewni zrównoważone i niezawodne rozwiązanie energetyczne, integrując fotowoltaikę słoneczną (PV), mikroelektrownie wodne, biomasę i magazynowanie wodoru w jednym systemie hybrydowym. Ta konkretna kombinacja nie była dotychczas badana w literaturze przedmiotu. Po przeprowadzeniu kompleksowych badań terenowych w celu oceny dostępnych zasobów naturalnych i zaprojektowania systemu, proponowany model został następnie zasymulowany w oprogramowaniu HOMER Pro. Wyniki testów wykazały wysoki stopień kompatybilności między badanymi źródłami energii, z których każde w znacznym stopniu przyczyniało się do ciągłego zaopatrzenia w energię przez cały rok. Największy udział miały energia słoneczna PV (64,8%) i mikroelektrownie wodne (24,3%). Biomasa i magazynowanie wodoru stanowiły odpowiednio 6 i 5%, szczególnie w okresach, gdy inne źródła były niedostępne. Wnioski wyciągnięte z tych ustaleń stanowią cenny wkład w kształtowanie przyszłej polityki energetycznej i stanowią zestaw konsultacyjny, który można wykorzystać w podobnych obszarach, a także kierunek dla kolejnych etapów procesu hybrydyzacji zaawansowanych systemów energetycznych do dalszych badań.

2

Application of Steady-State Flow and Carrier Gas Methods for Determining Gas Permeability of Salt Rock

Gajda Dawid

Inżynieria Mineralna

|

2025

|

Vol. 1, no. 1

285--289

EN

Decarbonization and switching into Renewable Energy Sources (RES) is causing constant increase of demand for large – scale energy storage capacities. It is necessary to mitigate fluctuations from green energy production, caused especially by unstable wind and solar plants, dependent on weather conditions. Salt caverns can serve as large – scale underground energy storage facilities for hydrogen or other compressed gases (methane, syngas, compressed air – CAES). That kind of storage caverns are in use in multiple locations worldwide for natural gas and CAES, and in a few – for hydrogen storage. Due to outstanding sealing properties of salt rock, this is so far the only well-known and utilized underground hydrogen storage technology. However, salt rock is subject to creep process, which may impact cavern stability, as well as gas permeability properties. This paper presents results of hydrogen permeability of salt rock sample from Polish salt mine, investigated with blend of 10% of hydrogen in methane, using hybrid Steady-State Flow/Carrier Gas setup. Gas permeability of salt was investigated before and after creep process, which decreased gas permeability coefficient of sample by four orders of magnitude for pure hydrogen (10-19 to 10-23 m2 ). Different methods in one hybrid setup were used for investigation of gas permeability. In addition, paper compares hydrogen permeability coefficients of salt rock and synthetic polymers.

PL

Dekarbonizacja i przejście na odnawialne źródła energii (OZE) powodują stały wzrost zapotrzebowania na wielkoskalowe magazyny energii. Konieczne jest łagodzenie wahań w produkcji energii odnawialnej, spowodowanych w szczególności niestabilnymi elektrowniami wiatrowymi i słonecznymi, zależnymi od warunków pogodowych. Kawerny solne mogą służyć jako wielkoskalowe podziemne magazyny energii dla wodoru lub innych gazów sprężonych (metan, gaz syntezowy, sprężone powietrze – CAES). Tego typu kawerny są wykorzystywane w wielu lokalizacjach na całym świecie do magazynowania gazu ziemnego i CAES, a w kilku – do magazynowania wodoru. Ze względu na wyjątkowe właściwości uszczelniające skały solnej, jest to jak dotąd jedyna dobrze znana i stosowana technologia podziemnego magazynowania wodoru. Jednakże skała solna podlega procesowi pełzania, który może wpływać na stabilność komory, a także na przepuszczalność gazu. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań przepuszczalności wodoru próbki skały solnej z polskiej kopalni soli, badanej z mieszaniną 10% wodoru w metanie, z wykorzystaniem hybrydowego układu przepływowego ze stacjonarnym przepływem i gazem nośnym. Przepuszczalność gazu soli została zbadana przed i po procesie pełzania, co zmniejszyło współczynnik przepuszczalności gazu próbki o cztery rzędy wielkości dla czystego wodoru (z 10-19 do 10- 23 m²). Do badania przepuszczalności gazu zastosowano różne metody w jednym układzie hybrydowym. Ponadto, w artykule porównano współczynniki przepuszczalności wodoru dla soli kamiennej i polimerów syntetycznych.

3

Analiza zagrożeń i bezpieczeństwa instalacji w łańcuchu wodorowym

Włodarczyk Renata, Kaleja Paulina

Instal

|

2025

|

nr 7/8

10--18

PL

Zielony wodór jest postrzegany jako kluczowy element przyszłości energetyki zeroemisyjnej i przemysłu zrównoważonego. Jego produkcja ma w najbliższych dekadach przybrać charakter rozproszony, a dzięki rozwojowi technologii (np. elektrolizerów) coraz większe znaczenie zyska ekologiczna metoda pozyskiwania wodoru z elektrolizy wody. Rozwój technologii wodorowych stanowi kluczowy element transformacji energetycznej, ale wiąże się ze specyficznymi wyzwaniami bezpieczeństwa wynikającymi z właściwości wodoru, takich jak: łatwopalność, szeroki zakres palności i kruchość wodorowa. Bezpieczne magazynowanie wodoru i przesył wodoru wymagają stosowania odpowiednich materiałów, systemów detekcji oraz przestrzegania norm i przepisów krajowych i unijnych (ATEX, PED, SEVESO III). Infrastruktura przesyłowa musi być projektowana z uwzględnieniem ryzyka wycieków mieszanin wybuchowych. W ramach niniejszej pracy przeprowadzono analizę i ocenę zagrożeń związanych z instalacjami funkcjonującymi w ramach łańcucha wodorowego, przedstawiono gospodarkę wodorową jako innowacyjną i przyszłościową technologię, która może odegrać istotną rolę w procesie odchodzenia od paliw kopalnych. Zwrócono uwagę na specyficzne właściwości fizykochemiczne wodoru, które wymagają bezwzględnego przestrzegania norm, rozporządzeń i wytycznych dotyczących bezpiecznej eksploatacji instalacji, w których wodór jest produkowany, magazynowany lub transportowany.

EN

Green hydrogen is seen as a key element of the future of zero-emission energy and sustainable industry. Its production is to become distributed in the coming decades, and thanks to the development of technology (e.g. electrolyzers), the ecological method of obtaining hydrogen from water electrolysis will become increasingly important. The development of hydrogen technologies is a key element of the energy transformation, but it is associated with specific safety challenges resulting from the properties of hydrogen, such as flammability, a wide range of flammability and hydrogen embrittlement. Safe hydrogen storage and transmission require the use of appropriate materials, detection systems and compliance with national and EU standards and regulations (ATEX, PED, SEVESO III). The transmission infrastructure must be designed taking into account the risk of leaks and explosive mixtures. As part of this work, an analysis and assessment of the risks associated with installations operating within the hydrogen chain was carried out, the hydrogen economy was presented as an innovative and future technology that can play an important role in the process of moving away from fossil fuels. Attention was drawn to the specific physicochemical properties of hydrogen, which require strict compliance with standards, regulations and guidelines regarding the safe operation of installations in which hydrogen is produced, stored or transported.

4

Analiza porównawcza wybranych metod magazynowania wodoru

Skakluk Kacper

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2025

|

Nr 9

2-11

PL

Wodór, jako lekki i powszechny pierwiastek o wysokiej wartości energetycznej, uznawany jest za ważny nośnik energii przyszłości. Ze względu na niską gęstość i łatwopalność, konieczne jest stosowanie odpowiednich metod magazynowania - fizycznych (sprężony, ciekły, sprężono-ciekły) oraz chemicznych (wodorki, LOHC, adsorpcja, związki takie jak amoniak czy metanol). Każda z nich ma zalety i ograniczenia -izyczne formy oferują szybki dostęp, lecz są kosztowne; chemiczne są bezpieczniejsze, ale mniej wydajne. Analiza uwzględnia także wpływ warunków technicznych oraz zjawisko kruchości wodorowej. Ostatecznie stwierdzono, że wybór metody zależy od zastosowania, skali i infrastruktury -nie istnieje jedno uniwersalne rozwiązanie.

EN

Hydrogen, as a light and common element with high energy value, is considered an important energy carrier of the future. Due to its low density and flammability, appropriate storage methods are necessary - both physical (compressed, liquefied, cryo-compressed) and chemical (hydrides, LOHCs, adsorption, and compounds such as ammonia or methanol). Each method has its advantages and limitations -physical forms offer quick access but are costly; chemical ones are generally safer but less efficient. The analysis also considers the impact of technical conditions and the phenomenon of hydrogen embrittlement. Ultimately, it is concluded that the choice of method depends on the application, scale, and available infrastructure -there is no one-size-fits-all solution.

5

Magazynowanie energii w kontekście transformacji energetycznej - od materiałów po systemy. Wybrane kierunki badań i zastosowanie oraz współpraca z operatorami sieci i przemysłem

Firlit Andrzej, Budziak Andrzej, Gryboś Dominik, Kulka Andrzej, Leszczyński Jacek, Markowski Jan, Molenda Janina, Milewska Anna, Nowak Mikołaj, Siostrzonek Tomasz, Sapińska-Śliwa Aneta, Śliwa Tomasz, Walczak Katarzyna, Wołoszyn Jerzy

Energetyka Rozproszona

|

2025

|

nr 13-14

55--88

PL

Magazynowanie energii odgrywa kluczową rolę w procesie transformacji energetycznej, umożliwiając efektywną integrację odnawialnych źródeł energii, zwiększenie elastyczności systemów energetycznych oraz poprawę niezawodności dostaw energii. W artykule przedstawiono wybrane kierunki badań prowadzonych w Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie koncentrujących się na zagadnieniach związanych z magazynowaniem energii i funkcjonowaniem magazynów. Część rozdziałów zawiera niezależne opracowania dotyczące szerokiego spektrum zagadnień technologicznych i inżynierskich. Obejmują one aspekty elektrochemiczne, materiałowe, cieplne, geotermalne, mechaniczne oraz elektroenergetyczne. Artykuł ma charakter interdyscyplinarny, aplikacyjny i wdrożeniowy, podkreśla znaczenie prowadzenia badań nad rozwojem i integracją nowoczesnych technologii magazynowania energii oraz innowacyjnych rozwiązań technicznych z potrzebami i wyzwaniami współczesnych systemów elektroenergetycznych.

EN

Energy storage plays a key role in the energy transid'on process by enabling the effecd've integradon of renewable energy sources, increasing the flexibility of power systems, and improving the reliability of energy supply. This ardcle presents selected research direcdons pursued at the AGH University of Krakow, focused on issues related to energy storage and the operadon of storage systems. Some chapters contain independent studies addressing a broad spectrum of technological and engineering challenges. These include aspects of electrochemical, material, thermal, geothermal, mechanical, and power systems. The ardcle is interdisciplinary, applicadon-oriented, and implementadon-focused. It emphasizes the importance of conducd'ng research on the development and integrad'on of advanced energy storage technologies and innovad've technical solud'ons tailored to the needs and challenges of modern power systems

6

Thermal effects accompanying hydrogen accumulation in carbon and coal structures

Pajdak Anna, Dębski Adam, Kudasik Mateusz, Skoczylas Norbert, Maziarz Wojciech, Gąsior Władysław

Archives of Mining Sciences

|

2025

|

Vol. 70, no. 4

575--596

EN

The article presents a comprehensive analysis of hydrogen accumulation properties on various carbon and coal structures, including carbon nanotubes of different diameters, reduced graphene oxide, activated carbon, and two types of hard coal. The study involved porous structure characterization using volumetric and microscopic techniques, measurements of hydrogen adsorption isotherms using the Sieverts apparatus and determination of the isosteric heat of adsorption. The highest adsorption capacities in relation to hydrogen were observed at low temperatures and low pressures, confirming that physisorption is the dominant adsorption mechanism in the investigated materials. Activated carbon and carbon nanotubes exhibited the highest adsorption capacities – up to 11.4 mmol/g and 3.3 mmol/g, respectively – demonstrating their potential for low-temperature hydrogen storage applications. In contrast, hard coals showed lower capacities, ranging from 0.9 mmol/g to 1.54 mmol/g. The isosteric heat of adsorption (Qst) at the initial stages of adsorption varied between 6.5 kJ/mol and 13.2 kJ/mol, decreasing exponentially as surface coverage progressed. The greatest differences in heat distribution were observed in materials with strongly heterogeneous surface characteristics. For the coal samples, Qst values ranged from 8.4 to 9.1 kJ/mol.

7

A concept of a micro-polygeneration system for zero-energy building

Krajewska Paula, Dawidowicz Bartosz, Cieśliński Janusz T.

Acta Mechanica et Automatica

|

2025

|

Vol. 19, no. 1

26--31

EN

This paper presents a concept of a zero-energy system for powering a single-family house based on a PV system, an electrolyser, a hydrogen gas storage, a fuel cell and a heat pump. Estimated is the demand for electricity and thermal energy consumed in a house inhabited by 3 people and a usable area of 80 m2. The investment costs of the installation were estimated based on the commercially available offer.

8

Metal hydride hydrogen storage as a safe alternative to traditional hydrogen storage methods

Martinček Ivan, Jandačka Jozef, Malcho Milan

System Safety : Human - Technical Facility - Environment

|

2024

|

Vol. 6, iss. 1

218--226

EN

Safety in hydrogen storage is a key factor for its potential use in modern energy systems. Hydrogen is often referred to as the fuel of the future and therefore poses significant safety challenges due to its high flammability, low molecular density, and ability to easily penetrate various materials. Traditional methods of storing hydrogen include high-pressure storage under high pressures of 35-70 MPa in pressurized vessels and the storage of liquid hydrogen at temperatures as low as -253°C. Metal hydride hydrogen storage tanks are a safe alternative to these traditional storage systems. Hydrogen is a chemically bonded system to metal alloys at pressures under 10 bar(a) and room temperature, eliminating safety risks. During the absorption and desorption of hydrogen, endothermic and exothermic reactions occur, necessitating efficient thermal management. To ensure effective thermal management of the storage tank, various approaches can be applied. One highly innovative solution involves the use of a closedloop heat pipe (LHP). This system requires no pumping work during operation; thus, it has low energy requirements for operation. The article presents the design of a thermal management system for heating and cooling a metal hydride hydrogen storage tank, along with the development of a physical model of the tank using loop heat pipes. It also discusses the experimental results obtained from measurements on the physical model. Results demonstrate that a well-designed thermal management system ensures optimal operation of the metal hydride storage tank.

9

Wpływ wodoru oraz solanki na szczelność stwardniałego zaczynu cementowego przeznaczonego do podziemnych magazynów wodoru w kawernach solnych

Kuśnierczyk Jerzy, Szuflita Sławomir, Wojnicki Mirosław, Warnecki Marcin

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 1

124--129

PL

Zaczyn cementowy uszczelniający rury okładzinowe jest narażony na stałe oddziaływanie solanki oraz wodoru. Wpływ tych czynników na parametry płaszcza cementowego jest istotnym zagadnieniem przy magazynowaniu gazu w kawernach solnych. Określono wpływ wodoru na cement w środowisku solanki w pełnym nasyceniu i przeprowadzono prace badawcze, które pozwoliły określić jakość stwardniałego zaczynu cementowego w kontakcie z wodorem i solanką.

EN

Hardened cement cores, conditioned in a satd. brine soln. for 2, 4 or 6 months, under a H₂ pressure of 100 bar and at 40°C, were subjected to a H₂ tightness test and compared with the tightness of unconditioned cores. The av. H₂ flow through the core and the total gas vol. were detd. An increase in H₂ migration through the hardened cement slurry previously conditioned in brine compared to the unconditioned one was obsd.

10

Wpływ wodoru na stale konstrukcyjne stosowane w sprzęcie i urządzeniach do jego transportu i magazynowania

Masłowski Mateusz, Czupski Marek, Kasza Piotr, Moska Rafał

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 3

410--416

PL

Przegląd literatury dotyczący wpływu wodoru na wyroby stalowe. Opisano proces korozji rur, podstawowe rodzaje uszkodzeń stali wywoływane przez wodór oraz główne czynniki wpływające na kruchość wodorową, takie jak m.in. mikrostruktura, właściwości mechaniczne, charakter granicy ziaren, tekstura krystalograficzna, wtrącenia i wydzielenia oraz temperatura. Mechanizmy niszczenia wodorowego przedstawiono za pomocą dwóch modeli: dekohezji wzmocnionej wodorem HEDE oraz miejscowego odkształcenia plastycznego pod wpływem wodoru HALP. Zwrócono także uwagę na warunki niezbędne do inicjacji i propagacji pęknięć HIC.

EN

A review, with 53 refs., on the fundamentals of the H₂ corrosion process, the types of steel damage caused by H₂, and the main factors affecting H₂ embrittlement, such as the material’s microstructure, mech. properties, the nature of the grain boundary, crystallographic texture, inclusions and precipitates, and temp. Two models of the H₂ destruction mechanism were presented. Attention was also paid to the conditions necessary for the initiation and propagation of H₂ -induced cracking.

11

Możliwości wytwarzania wodoru z gazu ziemnego

Gburzyńska Marta

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2024

|

nr 2

25--28

PL

Wytwarzanie wodoru stanowi kluczowy obszar w dziedz inie energetyki i mobilności, dlatego istotne jest zrozumienie technologii oraz rozwijanie bardziej zrównoważonych metod produkcji tego cennego nośnika energii. W artykule skoncentrowano się na aspektach technologic znych związanych z wytwarzaniem wodoru z gazu ziemnego, wykorzystu jąc cztery metody: SMR, POX, ATR, piroliza. Przedstawiono informacje dotyczące technologii produkcji wodoru przy użyciu gazu ziemnego, szczegółowo omawiając procesy związane z każdą z metod. Zaprezentow ane zostały schematy produkcyjne dla każdej z metod, a także przeanal izowane reakcje chemiczne charakteryzujące poszczególne procesy. W celu pełniejszego zrozumienia omawianych metod, podsumowano również wady i zalety każdego z procesów.

EN

The production of hydrogen is a crucial area in the field of energy and mobility, making it essential to understand the technology and develop more sustainable methods for producing this valuable energy carri er. The article focuses on the technological aspects of hydrogen production from natural gas, utilizing four methods: SMR, POX, ATR, and pyrolysis. Information regarding the technology of hydrogen production using natural gas is presented, with a detailed discussion of the processes associated with each method. Production schematics are provided for each method, along with an analysis of the chemical reactions characterizing each process. To enhance comprehension of the discussed methods, the article also summarizes the advantages and disadvantages of each process.

12

Kawernowe podziemne magazyny gazu w Polsce : teraźniejszość i przyszłość

Wilkosz Paweł

Przegląd Geologiczny

|

2024

|

Vol. 72, nr 11

597--601

EN

Underground storage of energy carriers in geological structures has been practiced on a large scale for many decades and is an economically and technically mature solution. So far, energy has been stored mainly in the form of gaseous and liquid hydrocarbons on a large scale in geological structures, i.e. partially exploited deposits of natural gas and crude oil, salt caverns, rock caverns, aquifers, or in post-mining excavations. Currently, seven underground high-methane gas underground storage facilities are operated in Poland with a total working capacity of 3 326.12 million cubic metres. In recent years, the greatest interest has focused on cavern-type storage due to their universality for various types of stored substances and very good technical and operational parameters. Currently, two cavern-type natural gas storage facilities are operated in Poland: Underground Gas Storage Mogilno (UGS Mogilno) and Underground Gas Storage Kosakowo (UGS Kosakowo). UGS Mogilno operates 14 storage caverns located in the Mogilno Salt Dome. The total capacity of this storage is 821.25 million cubic metres (working capacity is 580.92 million cubic metres). UGS Kosakowo operates 10 storage caverns located in the Mechelinki rock salt deposit. The total capacity of this storage is 379 million cubic metres (working capacity is 295.2 million cubic metres). Due to the systematically increasing share of renewable energy and decarbonization plans, in recent years more and more attention has been focused on underground energy storage in the form of compressed air and hydrogen. According to the Gas Infrastructure Europe Report, salt caverns are the only type of storage whose suitability for storing pure hydrogen or a mixture of hydrogen and natural gas has already been proven. There are numerous deposits of Zechstein rock salts in Poland, but only a small part of them can be used for the construction of underground storage facilities. From the point of view of future investments, the most important are the already developed rock salt deposits, where there are currently cavern facilities for natural gas storage, i.e. UGS Kosakowo and UGS Mogilno.

13

Jak zrobić mapę wodorową z wykorzystaniem AHP?

Węgrzyn Andrzej

Nowa Energia

|

2024

|

nr 4

74--78

PL

W artykule zaproponowano metodykę wielokryterialnego analitycznohierarchicznego procesu decyzyjnego do tworzenia infrastruktury wodorowej. Wśród kryteriów wskazano takie czynniki jak: potencjał magazynowania wodoru, strefy generacji OZE, zielone strefy przemysłowe oraz europejskie korytarze wodorowe. Zastosowanie metodyki dedukcyjnej z góry na dół okazuje się bardziej efektywne niż indukcyjnej z dołu do góry. Uzasadniono tezę, że podejście rynkowe, mobilizujące kapitał prywatny, jest korzystniejsze niż utrwalanie monopolu wymagającego wsparcia państwowego. Pokazano również, że europejskie optimum w sensie Pareto przewyższa budowę infrastruktury wodorowej według kryteriów państw narodowych. Wskazano na konieczność tworzenia strategicznej rezerwy energetycznej Europy w kawernach wodorowych zlokalizowanych w Polsce.

14

Magazynowanie wodoru w podziemnych strukturach geologicznych

Miziołek Mariusz, Filar Bogdan, Kwilosz Tadeusz

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2023

|

R. 26, Nr 2 (288)

4-9

15

Specjalistyczny pojazd do pomiarów geofizycznych

Wilkosz Paweł, Augustyn Bogumił

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2023

|

nr 2

32--34

PL

W celu zapewnienia efektywnego rozwoju gospodarki wodorowej w Polsce istotne będzie magazynowanie wodoru w kawernach solnych. W Gas Storage Poland sp. z o.o. zrealizowano projekt badaw czo-rozwojowy którego celem jest opracowanie i wdrożenie technologii wielkoskalowego magazynowania czystego wodoru w kawernach solnych. W ramach projektu został zbudowany specjalistyczny pojazd do prowa- dzenia badań za pomocą pomiarów geofizycznych w otworach wiert niczych ropnych, gazowych i kawernach solnych do magazynowania wodoru, gazu ziemnego i innych paliw gazowych i płynnych.

EN

n order to ensure the effective development of a hydrogen economy in Poland, it will be important to store hydrogen in salt cav erns. Gas Storage Poland sp. z o.o. has implemented a research and development project aimed at developing and implementing technology for large-scale storage of pure hydrogen in salt caverns. As part of the project, a specialized vehicle has been built to conduct surveys by means of geophysical measurements in oil and gas wells and salt caverns for the storage of hydrogen, natural gas and other gaseous and liquid fuels.

16

Perspektywy magazynowania wodoru z odnawialnych źródeł energii w Polsce cz. 1

Ligęza Klaudia, Narloch Piotr

Nowa Energia

|

2023

|

nr 1

73--81

PL

Do 2050 r. wodór może zastąpić gaz ziemny i paliwa stałe jako źródło energii. Ma odgrywać ważną rolę w gospodarce i w procesie osiągnięcia neutralności klimatycznej. Optymalizacja jego wykorzystania w gospodarce wymaga przede wszystkim stworzenia systemu jego magazynowania. Istotą magazynowania energii w postaci wodoru, wyprodukowanego w okresach nadwyżek energetycznych, np. w podziemnych pustkach, jest jej ponowne wykorzystanie w momencie szczytowego na nią zapotrzebowania. Taka forma magazynowania ma gwarantować odbiór zatłoczonego gazu w jak największej ilości i bez strat spowodowanych jego utratą. W artykule przedstawiono możliwości magazynowania wodoru w Polsce. Zaprezentowano zarówno wielkoskalowe możliwości magazynowania wodoru, jak i metody pozwalające na lokalne magazynowanie tego nośnika energii.

17

Perspektywy magazynowania wodoru z odnawialnych źródeł energii w Polsce cz. 2

Ligęza Klaudia, Narloch Piotr

Nowa Energia

|

2023

|

nr 2

39--45

18

Metody efektywnego i bezpiecznego magazynowania wodoru jako warunek powszechnego jego wykorzystania w transporcie i energetyce

Siekierski Maciej, Majewska Karolina, Mroczkowska-Szerszeń Maja

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 2

114--130

PL

Uwarunkowania ekologiczne, ale także polityczne, a w ostatnim czasie również ekonomiczne związane z galopującym wzrostem cen surowców energetycznych, jak i samej energii, stały się powodem silnie rosnącego zainteresowania zarówno wydajnymi źródłami energii, jak też „czystymi” paliwami, w tym wodorem. Wprowadzenie wodoru do powszechnego użytku w transporcie i energetyce wiąże się jednak z szeregiem problemów natury technicznej, często rozwiązanych w skali laboratoryjnej, jednak ciągle oczekujących na wdrożenia. Katalog zagadnień związanych z wykorzystaniem wodoru jako paliwa do powszechnego użytku jest bardzo długi, jednak w niniejszej pracy skupiamy się na przybliżeniu problematyki dotyczącej przechowywania wodoru. Jako istotne omówione są kwestie metod sprężania, skraplania i lokalnego wytwarzania wodoru, a także przechowywania go i transportu w postaci związków chemicznych o różnej budowie. Pośród omówionych związków znalazły się między innymi wodorki metali o wysokiej aktywności chemicznej, borowodorek sodowy, amidoborany. Jako osobna grupa organicznych nośników wodoru mogą być rozpatrywane związki takie jak kwas mrówkowy, toluen, naftalen, a także inne mogące ulegać odwracalnemu uwodornieniu, jak pary aren–cykloalkan. Naświetlone zostały także problemy technologiczne związane z wykorzystaniem wspomnianych związków w przechowywaniu i transporcie wodoru. Istotną kwestię stanowią także metody wielkoskalowego magazynowania tego gazu, dlatego też w artykule zasygnalizowane zostały zagadnienia dotyczące problematyki podziemnych magazynów gazu (PMG) wykorzystywanych do magazynowania wodoru czy wreszcie – magazynowania go w istniejącej infrastrukturze przesyłowej. Ponadto przybliżony został zarys najistotniejszych uwarunkowań prawnych oraz strategii dotyczących wodoru, zarówno w skali kraju, jak i wspólnoty europejskiej.

EN

Environmental, political, and currently also economic factors related to the galloping increase in prices of raw materials and energy have become the reason for the growing interest in both efficient energy sources and so-called “clean” fuels, including hydrogen. However, the introduction of hydrogen for widespread use in transport and energy sectors is associated with several technical difficulties and challenges, often solved at the laboratory scale but still awaiting industrial implementation. The catalogue of issues related to the introduction of hydrogen as a fuel of general use is quite extensive. However, this paper focuses on explaining the problems associated with hydrogen storage. These include methods of hydrogen compression, liquefaction and in situ production as well as its storage and transportation in the form of various chemical compounds. The compounds discussed include metal hydrides of high chemical activity, sodium borohydride, and amidoboranes. As a separate group of organic hydrogen carriers compounds such as formic acid, toluene, and naphthalene as well as other capable of reversible hydrogenation such as arene-cycloalkane pairs, can also be considered. The paper also discusses technological issues related to the use of these compounds. The issue of customization and development of underground gas storage (UGS) towards hydrogen storage and storing it in the existing transmission infrastructure and the methods critical for a large-scale storage of this gas are also covered. Furthermore, an overview of the most critical legal regulations and strategies for hydrogen on the national and European Community level is provided.

19

Badania zaczynów cementowych przeznaczonych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w podziemnych magazynach wodoru w sczerpanych złożach węglowodorów

Rzepka Marcin, Kędzierski Miłosz

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 4

244--251

PL

Prezentowany artykuł omawia zagadnienia dotyczące technologii zaczynów cementowych proponowanych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w podziemnych magazynach wodoru w sczerpanych złożach węglowodorów. Do badań laboratoryjnych wytypowano dziesięć receptur zaczynów zawierających różne dodatki i domieszki (m.in. nanomateriały, tj. nano-SiO2, nano-Al2O3, lateksy, polimery wielkocząsteczkowe). Badania receptur prowadzono w temperaturze 60°C pod ciśnieniem 25 MPa, stosując w składach zaczynów domieszkę odpieniającą, upłynniającą, antyfiltracyjną oraz opóźniacz wiązania. Badania wykonywano na dwóch rodzajach cementów: portlandzkim CEM I 42,5 oraz wiertniczym klasy G. Określano parametry technologiczne świeżych i stwardniałych zaczynów cementowych, badając: gęstość, odstój wody (wolną wodę), reologię, czasy gęstnienia, a także wytrzymałość na ściskanie, porowatość oraz szczelność rdzeni cementowych względem wodoru. Płynne zaczyny cementowe posiadały prawidłowe parametry technologiczne (były dobrze przetłaczalne w warunkach HPHT, a ich gęstości wynosiły 1,80–1,91 g/cm3 ). Wytrzymałości na ściskanie stwardniałych zaczynów cementowych po okresie od 2 dni do 28 dni hydratacji, zwłaszcza w przypadku próbek z dodatkiem nanokomponentów, przyjmowały bardzo wysokie wartości (po 28 dniach przekraczając 40 MPa). Próbki kamieni cementowych posiadały bardzo niską zawartość porów kapilarnych, co ogranicza możliwość tworzenia się kanalików w płaszczu cementowym otworu wiertniczego. W większości próbek pory o najmniejszych rozmiarach (poniżej 100 nm) stanowiły zdecydowaną większość (powyżej 95–97%) ogólnej ilości porów występujących w matrycy cementowej. Najkorzystniejsze parametry technologiczne uzyskano w przypadku próbek zawierających nano-SiO2 (nanokrzemionkę), a optymalny współczynnik wodno-cementowy dla takich zaczynów kształtował się na poziomie około 0,46–0,48 – w zależności od rodzaju zastosowanego cementu. Najniższe wartości przenikalności dla wodoru zanotowano dla receptur zawierających nanokrzemionkę (nano-SiO2). Receptury o najlepszych parametrach technologicznych, zawierające nanokomponenty (po wykonaniu szczegółowych testów), będą mogły znaleźć zastosowanie podczas uszczelniania rur okładzinowych w otworach wierconych w celu magazynowania wodoru.

EN

The article presents issues related to the technology of cement slurries for sealing casing pipes in underground hydrogen storage facilities in depleted hydrocarbon reservoirs. Ten recipes of slurries containing various ingredients (including nanomaterials, i.e. nanoSiO2, nano-Al2O3, latexes, high-molecular polymers) were selected for laboratory tests. The tests were carried out at a temperature of 60°C and a pressure of 25 MPa, using defoaming, fluidizing, antifiltration admixtures and setting time retardant in the slurry compositions. The tests were carried out on two types of cement: Portland CEM I 42.5 and class G drilling cement. Technological parameters of fresh and hardened cement slurries were determined by examining the following: density, water retention (free water), rheology, thickening times as well as compressive strength, porosity and hydrogen tightness of cement cores. The liquid cement slurries had the correct technological parameters (they were well pumpable under HPHT conditions and their densities ranged from 1.80–1.91 g/cm3 ). The compressive strength of cement stones in the period from 2 days to 28 days of hydration, especially for samples with the addition of nanocomponents, was very high (after 28 days exceeding 40 MPa). The samples of cement stones had a very low content of capillary pores, which limits the possibility of forming channels in the cement sheath of the borehole. For most samples, the smallest pores (below 100 nm) accounted for the vast majority (over 95–97%) of the total number of pores in the cement matrix. The most favorable technological parameters were obtained for samples containing nano-SiO2 (nanosilica) and the optimal water-cement ratio for such slurries was around 0.46–0.48, depending on the type of cement used. The lowest hydrogen permeability values were obtained for formulations containing nanosilica (nano-SiO2). Recipes offering the best technological parameters, containing nanocomponents (after detailed tests), may be used when sealing casing pipes in holes drilled for hydrogen storage.

20

An experimental device for evaluation of hydrogen sorption

Leyko Jacek, Surmiński Krzysztof, Batory Damian, Jastrzębski Krzysztof, Kaczmarek Łukasz, Kaczorowski Witold, Kula Piotr

Metrology and Measurement Systems

|

2023

|

Vol. 30, nr 2

367--376

EN

Hydrogen storage for the purposes of the automotive industry in a form other than under high pressure or cryo conditions has been under careful investigation by researchers over past decades. One of the arising methods is the usage of powdered/granulated beds that contain metal hydrides and/or carbon materials to take advantage of the “spillover” phenomenon. Handling and characterization of such material can be troublesome, which is why the experimental setup needs careful investigation. The apparatus for the analysis of hydrogen sorption/desorption characteristics has been successfully designed and described based on the constructed unit within the scope of this article. The full functionality of that setup covered fuelling the bed as well as the examination of sorption/desorption potential. Moreover, the proposed experimental device can clarify many uncertainties about further development and optimization of hydrogen storage materials.