Wybrane aspekty podziemnego magazynowania wodoru

Tarkowski, R.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Wybrane aspekty podziemnego magazynowania wodoru

Autorzy

Tarkowski R.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Some aspects of underground hydrogen storage

Języki publikacji

Abstrakty

The article describes the subject of underground hydrogen storage in the context of energy storage using hydrogen as a carrier, and shows its role in the Polish energy policy. The review of the most recent papers was performed to provide the information about hydrogen properties and options for underground hydrogen storage (salt caverns, depleted hydrocarbons fields, deep aquifers) in Poland. Analysis of the literature indicates small practical experiences in the underground hydrogen storage. The behaviour of underground-stored hydrogen is more complex than expected. Previous results indicate that this option may in future become the preferred solution for storing excess electricity related to the irregular supply from renewable sources. Geological formations can provide the possibility of storing energy on a medium- and long-term time scale. Knowledge of the underground storage of carbon dioxide and other gases will be useful for searching ofsites for underground storage of this gas. Due to the planned increasing share of renewable energy in electricity production in Poland, the issue of underground hydrogen storage will become increasingly relevant.

Słowa kluczowe

magazynowanie wodoru energia odnawialna polska polityka energetyczna struktury geologiczne jaskinie solne obszary węglowodorów warstwy wodonośne

underground hydrogen storage renewable energy Polish energy policy geologic structures salt caverns depleted hydrocarbons fields deep aquifers

Wydawca

Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy

Czasopismo

Przegląd Geologiczny

Rocznik

2017

Tom

Vol. 65, nr 5

Strony

282--291

Opis fizyczny

Bibliogr. 66 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Tarkowski R.

tarkowski@min-pan.krakow.pl

Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, ul. Wybickiego 7,31-261 Kraków

Bibliografia

1. ALCOCK J., SHIRVILL L., CRACKNELL R. 2002 - Compilation of Existing Safety Data on Hydrogen and Comparative Fuels. Raport.
2. AMID A., MIGNARD D. & WILKINSON M. 2016 - Seasonal storage of hydrogen in a depleted natural gas reservoir. Int. J. Hydrog. Energy, 41: 5549-5558.
3. ASSESSMENT of the potential, the actors and relevant business cases for large scale and seasonal storage of renewable electricity by hydrogen underground storage in Europe - HyUnder. Grant agreement no.303417. Executive Summary 23 JUNE 2014; http://hyunder.eu/wp-content/uploads/ 2016/01/D8.1_HyUnder-Executive-Summary.pdf [Dostęp:04.10.2016].
4. AUDIGANE P., BADER A.G., GENTIER S., BECCALETTO L. & BELLENFANT G.2014- The role of the underground for massive storage of energy: a preliminary glance of the French case. EGU General Assembly, Vienne, Austria; https://hal-brgm.archives-ouvertes.fr/hal- 00968155 [Dostęp: 2.10.2016].
5. AUDIGANE P., EBRAHIMIYEKTA A. & PICHAVANT M.2015- Evaluation of Hydrogen migration and geochemical reactivity into underground. 6th International Conference on Fundamentals & Development of Fuel Cells, Toulouse, France; https://hal-brgm.archives-ouvertes.fr/hal- 01100370 [Dostęp: 2.10.2016].
6. BAI M., SONG K., SUNY., HE M., LI Y. & SUN J. 2014-Anoverview of hydrogen underground storage technology and prospects in China. J. Pet. Sci. Eng., 124: 132-136. Doi:10.1016/j.petrol.2014.09.037.
7. BARTEL S. & JANSSEN G.2016- Underground spatial planning - Perspectives and current research in Germany. Tunn. Undergr. Space Technol., 55: 112-117.
8. BAUER S., BEYER C., DETHLEFSEN F., DIETRICH P., DUTTMANN R., EBERT M., FEESER V., GÖRKE U., KÖBER R., KOLDITZ O., RABBEL W., SCHANZ T., SCHÄFER D., WÜRDE- MANN H. & DAHMKE A. 2013 - Impacts of the use of the geological subsurface for energy storage: an investigation concept. Environ. Earth Sci., 70: 3935-3943. Doi: 10.1007/s12665-013-2883-0.
9. BILANS ZASOBÓW... 2015 - Bilans zasobów złóż kopalin w Polsce wg stanu na 31 XII 2014r. Warszawa: Państwowy Instytut Geologiczny- Państwowy Instytut Badawczy.
10. BÜNGER U., MICHALSKI J., CROTOGINO F. & KRUCK O. 2016 - Large-scale underground storage of hydrogen for the grid integration of renewable energy and other applications. [W:] Compendium of Hydrogen Energy: 133-163.
11. CHROMIK M.2015 - Możliwości magazynowania energii elektrycznej w soli kamiennej w postaci wodoru w regionie nadbałtyckim. Prz. Solny, 11: 44-50.
12. CHROMIK M. 2016 - Koncepcja magazynowania nadwyżek energii elektrycznej w postaci wodoru w kawernach w złożach soli w Polsce - wstępne informacje. Prz. Solny, 12: 11-18.
13. DELMASTRO Ch., LAVAGNO E. & SCHRANZ L. 2016 - Energy and underground. Tunn. Undergr. Space Technol., 55: 96-102.
14. EBIGBO A., GOLFIER F., & QUINTARD M.2013-A coupled, pore-scale model for methanogenic microbial activity in underground hydrogen storage. Adv. Water Resour. 61: 74-85. Doi:10.1016/j.advwatres.2013.09.004.
15. FOH S., NOVIL M., ROCKAR P. & RANDOLPH P. 1979 - Underground hydrogen storage. Final report, Institute of Gas Technology, Chicago, s.268.
16. GĄSKA K., HOSZOWSKI A., GMIŃSKI Z. & KUREK A. 2012 - Monografia podziemnych magazynów gazu w Polsce. Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Naftowego i Gazowniczego Oddział Warszawa II, Warszawa 2012.
17. GÓROWSKA K. 2014- Kawerna dla wodoru. Chemia przemysłowa, 6: 36-40.
18. HAGEMANN B., RASOULZADEH M., PANFILOV M., GANZER L. & REITENBACH V. 2015a - Hydrogenization of underground storage of natural gas. Impact of hydrogen on the hydrodynamic and bio-chemical behavior. Comput. Geosci.: 1-12. Doi: 10.1007/s10596-015-9515-6.
19. HAGEMANN B., RASOULZADEH M., PANFILOV M., GANZER L., & REITENBACH V.2015Bb- Mathematical modeling of unstable transport in underground hydrogen storage. Environ. Earth Sci., 73: 6891-6898. Doi: 10.1007/s12665-015-4414-7.
20. HENKEL S., PUDLO D., WERNER L., ENZMANN F., REITENBACH V., ALBRECHT D., WÜRDEMANN H., HEISTER K., GANZER L. & GAUPP R. 2014 - Mineral reactions in the geological underground induced by H2 and CO2 injections. Energy Procedia 63: 8026-8035. Doi: 10.1016/j.egypro.2014.11.839.
21. IORDACHE I., SCHITEA D., GHEORGHE A. V., & IORDACHE M. - Hydrogen underground storage in Romania, potential directions of development, stakeholders and general aspects. Int. J. Hydr. Energy, 39: 11071-11081. Doi: 10.1016/j.ijhydene.2014.05.067.
22. JACQUELIN L.-M. & BADER A.-G. 2013 - Le stockage souterrain de l’_energie. Geosciences: 100-107.
23. KALISKI M. & SIKORA A.2013- Wodór a podziemne magazynowanie energii w strukturach solnych. Prz. Solny, 9: 26-32.
24. KANEZAKI T., NARAZAKI C., MINE Y., MATSUOKA S. & MURAKAMI Y. 2008 - Effects of hydrogen on fatigue crack growth behavior of austenitic stainless steels. Int. J. Hydrog. Energy, 33 (10): 2604-2619.
25. KIJEŃSKI J. 2005 - Dlaczego wodór. Przemysł Chemiczny 84 (11): 799-807.
26. KŁECZEK Z., RADOMSKI A. & ZELJAŚ D. 2005 - Podziemne magazynowanie. CMG KOMAG, Prace Naukowe - Monografie, 9: 1-98.
27. KOCHAŃSKI M., KORCZAK K., DYBIŃSKI O., KWAS M., OSIPOWICZ K., PATEJUK A., SAWICKA A. & SWOCZYNA B.2013- Techniczne i ekonomiczne perspektywy produkcji i magazynowania wodoru w Polsce. Acta Innovations, 8: 51-65.
28. KUNSTMAN A., POBORSKA-MŁYNARSKA K. & URBAŃCZYK K. 2009 - Geologiczne i górnicze aspekty budowy magazynowych kawern solnych. Prz. Geol., 57 (9): 819-828.
29. LASKOWSKA T., SZCZEBYŁO J., GĄSKA K. & WILKOSZ P. 2009 - Polskie magazyny gazu ziemnego - od Mogilna do Kosakowa. Prz. Geol., 57 (9): 755-756.
30. LORD A. S., KOBOS P. H., KLISE G. T. & BORNS D.J.2011-A Life Cycle Cost Analysis Framework for Geologic Storage of Hydrogen: A User’s Tool. Sandia Report SAND2011-6221. Prepared by Sandia National Laboratories Albuquerque, New Mexico 87185 and Livermore, California 94550, s. 60.
31. LORD A.S., KOBOS P.H. & BORNS D.J. 2014 - Geologic storage of hydrogen: Scaling up to meet city transportation demands. Int. J. Hydrog. Energy, 39(28): 15570-15582. doi: 10.1016/j.ijhydene.2014.07.121 LOTOS 201- http://www.lotos.pl/322/p,174,n,4290/ [Dostęp: 03.10.2016 r.].
32. MACIEJEWSKI A. 2008 - Podziemne magazynowanie paliw płynnych. Gosp. Sur. Miner., 24 (3/2): 39-54.
33. MARZEC A. 2007 - Energetyka wodorowa - co to oznacza dla roli węgla? Karbo, 2: 109-111.
34. MELAINA M.W., ANTONIAO. & PENEVM. 2013. Blending hydrogen into natural gas Pipeline Networks?: A review of key issues blending hydrogen into natural gas Pipeline Networks?: A review of key issues, available at: http://www.nrel.gov/docs/fy13osti/51995.pdf.
35. MIECZNIK M. 2016 - Podziemne magazynowanie energii cieplnej - metody i zastosowania. Prz. Geol., 7, s. 464-471.
36. MIROWSKI T., MOKRZYCKI E., & NEY R. - Energetyka wiatrowa - stan obecny i perspektywy rozwoju, 2015 Kraków. Wyd. IGSMiE PAN.
37. MOKRZYCKI E. (red.) 2011 - Rozproszone zasoby energii w systemie elektroenergetycznym., 2011 Kraków: Wydawnictwo IGSMiE PAN.
38. MOLENDAJ. 2008 - Energetyka Wodorowa - Technologie i Perspektywy, Raport Ekspertów Sektora OZE 2008.
39. MURAYM.L., SEYMOURE.H., ROGUT J. &ZECHOWSKAS. 2008- Stakeholder perceptions towards the transition to a hydrogen economy in Poland. Int. J. Hydrog. Energy, 33: 20-27.
40. NATURAL GAS IN THE WORLD - 2016 http://www.cedi-gaz.org/documents/2016/NGW2016/NGW2016-ABSTRACT.pdf
41. OCENA realizacji Polityki energetycznej Polski do 2030 roku. Załącznik 1 do Polityki energetycznej Polski do 2050 roku, Warszawa, czerwiec 2015.
42. OZARSLAN A. 2012 - Large-scale hydrogen energy storage in salt caverns. Int. J. Hydrog. Energy, 37 (19): 14265-14277. Doi: 10.1016/j. ijhydene.2012.07.111
43. PANFILOV M. 2010 - Underground Storage of Hydrogen: In situ self-organisation and methane generation. Transp. Porous Media, 85 (3): 841-865. Doi: 10.1007/s11242-010-9595-7
44. PANFILOV M. 2016 - 4 - Underground and pipeline hydrogen storage. [W:] GUPTA R.B., BASILE A. & VEZIROGLU T.N. (red.), Compendium of hydrogen energy, Volume 2: Hydrogen Storage. Distribution and infrastructure. Woodhead Publishing: 91-115.
45. PFEIFFER W.T. & BAUER S. 2015 - Subsurface porous media hydrogen storage - Scenario development and simulation. Energy Procedia, 76: 565-572.
46. PIEŃKOWSKI G. 2009 - Podziemne magazynowanie węglowodorów w kawernach solnych w Polsce - wymiar strategiczny i możliwości poprawy stanu środowiska naturalnego. Prz. Geol., 57 ( 9): 769-797.
47. POTTIER J.D. & BLONDIN E. 1995 - Mass storage of hydrogen. [W:] Hydrogen Energy System, vol. 295 of the series NATO ASI Series: 167-179.
48. REITENBACH V., GANZER L., ALBRECHT D. & HAGEMANN B. 2015-Influence of added hydrogen on underground gas storage: a review of key issues. Environ. Earth. Science, 73 (11): 6927-6937. Doi:10.1007/s12665-015-4176-2
49. SGOBBI A., NIJS W., MIGLIO DE R., CHIODI A., GARGIULO M. & THIEL CH. 2016 - How far away is hydrogen? Its role in the medium and long-term decarbonisation of the European energy system. Int. J. Hydrog. Energy, 41: 19-35.
50. SIMON J., FERRIZ A.M. & CORREAS L.C. 2015 - HyUnder - Hydrogen Underground Storage at Large Scale: Case Study Spain. Energy Procedia, 73: 136-144. Doi: 10.1016/j.egypro.2015.07.661.
51. SØRENSEN B. 2007 - Underground hydrogen storage in geological formations, and comparison with other storage solutions. Hydrogen Power Theoretical and Engineering Int. Symp, 2007.
52. SPIEGEL C. 2007 - Designing and building fuel cells. Colleen Spiegel.-1st ed.
53. STYGAR M. & BRYLEWSKI T. 2013 - Towards a hydrogen economy in Poland. Int. J. Hydrog. Energy, 38: 1-9. Doi.org/10.1016/j.ijhydene.2012.10.056
54. ŚLIZOWSKI J. & URBAŃCZYK K. (red.) 2011 - Możliwości magazynowania gazu ziemnego w polskich złożach soli kamiennej w zależności od warunków geologiczno-górniczych. Wyd. IGSMiE PAN. Kraków.
55. ŚLIZOWSKI K., KÖHSLING J. & LANKOF L. 2004 - Uwarunkowania podziemnego składowania odpadów niebezpiecznych w Polsce. Studia, Rozprawy, Monografie nr 129. Wyd. IGSMiE PAN. Kraków: 1-264.
56. SOBIEŚCIAK-JECZEŃ M. & SKONIECZNY O. 2005 - Przyszłość wodoru w polskiej energetyce zawodowej. Nowe Technologie: 17-22.
57. TARKOWSKI R. 2017 - Perspectives of using the geological subsurface for hydrogen storage in Poland. Int. J. Hydrog. Energy, 42(1): 347-355.
58. TOLEUKHANOV A., PANFILOV M. & KALTAYEV A. 2015 - Storage of hydrogenous gas mixture in geological formations: Self-organisation in presence of chemotaxis. Int. J. Hydrog. Energy, 40 (46): 15952-15962.
59. TOMCZYK P. 2009 - Szanse i bariery rozwoju energetyki wodorowej. Polityka energetyczna 12 (2/2): 593-607.
60. TRUCHE L., BERGER G., DESTRIGNEVILLE Ch., GUILLAUME D. & GIFFAUT E. 2010 - Kinetics of pyrite to pyrrhotite reduction by hydrogen in calcite buffered solutions between 90 and 180°C: Implications for nuclear waste disposal. Geochim. Cosmochim. Acta, 74 (10): 2894-2914.
61. ULIASZ-MISIAK B. & PRZYBYCIN A. 2016 - Present and future status of the underground space use in Poland. Environmental Earth Sciences 75 (22): 1-15.
62. URBAŃCZYK K. 2016 - Wybrane aspekty termodynamiczne magazynowania wodoru w kawernach solnych. Prz. Solny, 12: 92-97.
63. WNIOSKI Z ANALIZ prognostycznych na potrzeby Polityki Energetycznej Polski do 2050 roku. Załącznik 2. do Polityki energetycznej Polski do 2050 roku. Ministerstwo Gospodarki, Warszawa, czerwiec 2015 r.
64. ZARĘBSKA K. & PERNAK-MIŚKO K. 2007 - Zgazowanie węgla - perspektywa dla gospodarki wodorowej. Gosp. Sur. Miner., 23(3): 243-255.
65. ZHANG F., ZHAO P., NIU M. & MADDY J. 2016 - The survey of key technologies in hydrogen energy storage. Int. J. Hydrog. Energy, 41(33): 14535-14552.
66. ZÜTTEL A. 2004 - Hydrogen storage methods. Naturwissenschaften 91 (4): 157-172.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-1b2b9759-24bb-4589-89a2-25daa6404eec