Possibility of large-scale underground hydrogen storage in salt caverns

• Autorzy: Blicharski Jacek , Lato Aleksandra

Warianty tytułu

PL

Możliwości wielkoskalowego podziemnego magazynowania wodoru w kawernach solnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article investigates the feasibility of large-scale underground hydrogen storage for renewable energy, emphasizing the influence of local geological conditions, gas composition, and salt cavern depth. The theoretical part explains the need for energy storage, referring to regulations and the inconsistencies in energy consumption and renewable energy production. It presents the advantages and disadvantages of various storage technologies, focusing on salt caverns. The practical analysis focuses on the Kosakowo Underground Gas Storage Facility, evaluating the impact of cavern depth and gas composition on storage capacity. Findings show deeper caverns improve capacity, but a higher hydrogen concentration in methane-hydrogen mixtures reduces efficiency. Tabular and graphical data illustrate technological and economic challenges, including hydrogen's low volumetric energy density and stringent safety requirements. The article concludes that despite hydrogen's promise as a green fuel, its physical properties and high costs constrain its effectiveness for long-term energy storage.

PL

Artykuł analizuje możliwość wielkoskalowego podziemnego magazynowania wodoru na potrzeby energetyki odnawialnej, ze szczególnym uwzględnieniem wpływu lokalnych warunków geologicznych, składu gazu oraz głębokości kawern solnych. Część teoretyczna omawia konieczność magazynowania energii w kontekście regulacji prawnych oraz rozbieżności między zużyciem energii a jej produkcją ze źródeł odnawialnych. Przedstawia również zalety i wady różnych technologii magazynowania, koncentrując się na kawernach solnych jako jednej z najbardziej obiecujących metod. Analiza praktyczna obejmuje ocenę Podziemnego Magazynu Gazu Kosakowo, ze szczególnym naciskiem na wpływ głębokości kawem oraz składu gazu na zdolność magazynowania. Wyniki wskazują, że większa głębokość kawern sprzyja zwiększeniu pojemności, jednak wyższe stężenie wodoru W mieszaninach metanowo-wodorowych obniża efektywność magazynowania. Dane tabelaryczne oraz wykresy przedstawiają kluczowe wyzwania technologiczne i ekonomiczne, takie jak niska gęstość energetyczna wodoru w przeliczeniu na jednostkę objętości oraz rygorystyczne wymagania bezpieczeństwa. W podsumowaniu autorzy wskazują, że mimo znaczącego potencjału wodoru jako ekologicznego paliwa, jego właściwowości fizyczne oraz wysokie koszty stanowią istotne ograniczenia dla jego skutecznego wykorzystania w długoterminowym magazynowaniu energii.

Słowa kluczowe

EN

hydrogen; underground hydrogen storage; renewable energy; working gas capacity

PL

wodór; podziemne magazyny wodoru; energia odnawialna; pojemność czynna

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2025
• Tom: Nr 4
• Strony: 87--97
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Blicharski Jacek

• AGH w Krakowie

• https://orcid.org/0000-0003-2082-6590

autor

Lato Aleksandra

• GAZ-SYSTEM S. A.

Bibliografia

• [1] Mazloomi K., Gomes C., Hydrogen as an Energy carrier: Prospects and challenges, Renewable nad Sustainable Energy Reviews, 2012
• [2] Kepplinger, J., Crotogino, F., Donadei, S., Wohlers, M., Present trends in compressed air energy and hydrogenstorage in Germany. In: Solution Mining Research Institute SMRI Fall 2011 Conference, York, United , 2011
• [3] 3.https://ipi.gasstoragepoland.pl/pl/menu/transparency-template/?page=uslugi-i-infrastruktura/parametry-techniczne/gim-kawema/kpmg-kosakowo/ access: 25.09.2024
• [4] Panowski M., Gawlak A., Szkutnik J., Kierunki i perspektywy rozwoju odnawialnych źródeł energii. Wybrane aspekty, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, 2022
• [5] https://www.agh.edu.pl/aktualnosci/info/gdzie-gromadzic-energie-z-fotowoltaiki—felieton access: 16.02.2025
• [6] https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/: access 25.09.2024
• [7] https://Www.pse.pl/dane-systemowe/ńmkcjonowanie-kse/raporty-roczne-z—funkcjonowania—kse-za— rok/raporty—za—rok—2023#t3__1 access: 16.02.2025
• [8] Ustawa z dnia 16 lutego 2007 r. o zapasach ropy naftowej, produktów naftowych i gazu ziemnego oraz ' zasadach postepowania w sytuacjach zagrożenia bezpieczeństwa paliwowego państwa. Dz. U. z 2007 r. nr 52, poz.343
• [9] Ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 r. o Prawie energetycznym. (1997). Dz. U. z 1997 r. nr 54, poz. 348
• [10] Regulation (EU) No 1227/2011 of the European Parliament and of the Council of 25 October 2011 on the integration and transparency of the wholesale energy market. (2011). OJ L 326, pp. 1-34
• [11] Sikora A., Dlaczego wodór będzie paliwem XXI Wieku, Przegląd Gazowniczy, 2023
• [12] [Such P., Storage of hydrogen in geological structures, Nafta-Gaz, 11, str. 794—798, 2020
• [13] Tarkowski R., Wybrane aspekty podziemnego magazynowania wodoru, Przegląd Geologiczny, 2017
• [14] Lankof L. Tarkowski R. Assessment of the potential for underground hydrogen storage in bedded salt formation, Hydrogen Energy Publications LLC, 2020
• [15] Slizowski J. Serbin K. Wiśniewska M. Efektywna pojemność komór magazynowych gazu w pokładowych złożach soli kamiennej, 2010
• [16] Šlizowski J., Smulski R., Nagy S., Burliga S., Polański K., Tightness of hydrogen storage caverns in salt leposits, 2017
• [17] Ślizowski J., Urbańczyk K., Lankof L., Serbin K., Analiza zmienności polskich pokładów soli kamiennej V aspekcie magazynowania gazu, Wiertnictwo Nafta Gaz, 2011
• [18] EN-G-400222001 Pomiary paliw gazowych. Zasady rozliczeń i technika pomiarowa
• [19] Zhaczykowski M. Osiadacz A., Technologie Power-To- Gas w aspekcie współpracy z systemami gazowniczymi, Politechnika Warszawska, 2016
• [20] Szpunar T., Budak P., Zmiany parametrów mieszaniny gazu ziemnego z wodorem w trakcie eksploatacji komory magazynowej w kawernie solnej, Nafta-Gaz, 2020
• [21] Miziołek M., Filar B., Kwilosz T., Magazynowanie wodoru w sczerpanych złożach gazu ziemnego, Nafta- Gaz, nr 3, s. 219-239, 2022
• [22] Gąska K. Hoszowski A, Gmiński Z, Kurek A.K,unysz J. Monografia Podziemnych Magazynów Gazu W Polsce, Część III, Stowarzyszenie Inżynierów 1 Techników Przemysłu Naftowego 1 Gazowniczego Oddział Warszawa II, 2012 ,