Wykorzystanie kawern solnych do wielkoskalowego magazynowania wodoru w kontekście dalszego rozwoju wykorzystania energii wytwarzanej z OZE

• Autorzy: Piech Monika , Szurlej Adam

Warianty tytułu

EN

Use of salt caverns for large-scale hydrogen storage in context of further development of use of energy generated from renewable energy sources

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Odnawialne źródła energii oraz tzw. zielony wodór, zgodnie z planem UE, odegrają główną rolę w dekarbonizacji gospodarki. Obecnie zdecydowana większość wodoru, zarówno w Polsce, UE, jak i na świecie produkowana jest w oparciu o paliwa kopalne, głównie gaz ziemny. Taka produkcja wodoru obciążona jest emisją CO2. Dlatego też głównym celem unijnej strategii wodorowej jest rozwój odnawialnego, zielonego wodoru otrzymywanego w procesie elektrolizy przy wykorzystaniu OZE. W artykule przybliżono rozwój wykorzystania OZE w zakresie produkcji energii elektrycznej w latach 2015-2022, zwrócono uwagę na wysoką dynamikę rozwoju fotowoltaiki i jej rosnący udział w bilansie wytwarzania energii elektrycznej. W dalszej części scharakteryzowano technologie magazynowania wodoru w kontekście rozwoju gospodarki wodorowej, ze szczególnym uwzględnieniem magazynowania wodoru w kawernach solnych. Przybliżono doświadczenia z USA i Wielkiej Brytanii w zakresie wykorzystania kawern solnych do magazynowania wodoru. Rozwój technologii magazynowania wodoru jest niezbędny nie tylko dla wykorzystania wodoru w ważnych gałęziach gospodarki, jak m.in. ciepłownictwo i transport, ale także dla zagospodarowania nadwyżek energii z OZE. Podkreślono istnienie korzystnych warunków geologicznych w Polsce do budowy wielkoskalowych magazynów wodoru w kawernach solnych.

EN

According to the European Union plan, renewable energy sources and green hydrogen will play a major role in decarbonizing the economy. Currently, the vast majority of hydrogen in Poland, the EU and around the world, is produced based on fossil fuels, mainly natural gas. Unfortunately this hydrogen production is burdened with C02 emissions. Therefore, the main objective of the EU hydrogen strategy is to develop renewable green hydrogen obtained by electrolysis using RES. The article presents the development of the use of RES for electricity generation in 2015-2022, noting the high dynamics of photovoltaic development and its growing share in the balance of electricity generation. In the following part, hydrogen storage technologies were characterized in the context of the development of the hydrogen economy, with particular attention to the storage of hydrogen in salt caverns. Experiences from the US and the UK in the use of salt caverns for hydrogen storage are outlined. The development of hydrogen storage technology is essential not only for the use of hydrogen in important industries, such as heating and transportation, among others, but also for the development of surplus energy from RES. The existence of favorable geological conditions in Poland for the construction of large-scale hydrogen storage in salt caverns was emphasized.

Słowa kluczowe

PL

wodór; magazynowanie; kawerny solne; transformacja energetyczna; odnawialne źródła energii

EN

hydrogen; storage; salt caverns; energy transformation; renewable energy sources

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2023
• Tom: Nr 5
• Strony: 36--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Piech Monika

• AGH - Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

• https://orcid.org/0000-0001-7742-6892

autor

Szurlej Adam

• AGH - Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

• https://orcid.org/0000-0003-3872-9019

Bibliografia

• [1] Kaliski M., Janusz P., Szurlej A.: Podziemne magazyny gazu jako element zapewniający ciągłość dostaw gazu ziemnego, Wiertnictwo Nafta Gaz, 2010, t.27, 2.2, 3.193-205.
• [2] Eurostat; https://ec.europa.eu/eurostat/databrowser/View/nrg_ind_ren/default/table?lang=EN
• [3] PSE: https://www.pse.pl/dane-systemowe/funkcjonowanie—kse/raporty—miesieczne—z—funkcjonowania-kse/raporty-miesieczne
• [4] https://www.rynekelektryczny.pl/moc-zainstalowana-farm-wiatrowych-w—polsce/
• [5] Urząd Regulacji Energetyki: Sprawozdanie z działalności Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki 2022. Warszawa, kwiecień 2023
• [6] Urząd Regulacji Energetyki: Raport —— wytwarzanie energii elektrycznej w mikroinstalacji W 2022 r. Warszawa, kwiecień 2023
• [7] Instytut Energetyki Odnawialnej: Rynek fotowoltaiki w Polsce, XI edycja. Warszawa, maj 2023.
• [8] ARE, MKiS, URE, Informacja statystyczna o energii elektrycznej, biuletyn miesięczny, nr 5 (353), maj 2023
• [9] https://energy.instrat.pl/
• [10] https://www.pse.pl/biuro-prasowe/ aktualnosci
• [11] IEA, Electricity Market Report Update Outlook for 2023 and 2024, Paris 2023; www.iea.org
• [12] Ministerstwo Klimatui Srodowiska, Polska strategia wodorowa do 2030 roku z perspektywą do 2040 roku, Warszawa, październik 2021
• [13] Hydrogen Conference; Raport - Łańcuch wartości gospodarki wodorowej W Polsce, maj 2023.
• [14] Tarkowski R.: Wodór jako paliwo przyszłości. Wyzwania dla polskiej geologii. Prz. Geol., vol.69, 210-217, 2021
• [15] Wołowicz M.: Metody magazynowania energii elektrycznej z wykorzystaniem technologii gazowych, Rynek Energii ; nr 2, str. 45, 2023
• [16] Wiącek A., Ruszel M., Stec-Rusiecka J.: Bezpieczeństwo energetyczne -— wybrane zagadnienia, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2022.
• [17] Raport - Zielony wodór z OZE W Polsce, Dolnośląski Instytut Studiów Energetycznych, Polskie Stowarzyszenie Energetyki Wiatrowej, str. 174-180, 2021
• [18] Paniilov M.: Underground Storage of Hydrogen: In situ self-organisation and methane generation. TRansp. Porous Media, 85 (3): 841-865, 2010
• [19] Such P.: Magazynowanie wodoru W obiektach geologicznych. Nafta-Gaz, 11: 794—798, 2020
• [20] Ślizowski J. & Urbańczyk K. (red.): Możliwości magazynowania gazu ziemnego w polskich złożach soli kamiennej W zależności od warunków geologiczno-górniczych. Wyd. IGSMiE PAN. Kraków, 2012
• [21] Chromik M.: Koncepcja magazynowania nadwyżek energii elektrycznej W postaci wodoru W kawernach w złożach soli W Polsce — wstępne informacje. Prz. Solny, 12: 11—18, 2016.
• [22] Tarkowski R.: Wybrane aspekty podziemnego magazynowania wodoru. Prz. Geol., 65; 282-29l,2017.
• [23] International Renewable Energy Agency (IRENA), Geopolitics of the Energy Transformation. The Hydrogen Factor, January 2022; www.irena.org
• [24] Picturing the value of underground gas storage to the European hydrogen system. Guidehouse study. Gas InfrastruCture Europe 2021.
• [25] Czapowski G.: Perspektywy lokowania kawern magazynowych wodoru W pokładowych wystąpieniach soli kamiennych górnego permu (cechsztyn) w Polsce — ocena geologiczna. Biul. Państw. Inst. Geol., 477: 21-54, 2019.
• [26] Kunstrnan A., Poborska-Młynarska K. & Urbańczyk K.: Geologiczne i górnicze aspekty budowy magazynowych kawern solnych. Prz. Geol., 57 (9): 819—828, 2009.
• [27] Lankof L., Tarkowski R.: Potencjał magazynowy wodoru w permskich złożach soli kamiennej W Polsce. Przegląd Solny 16, 2022
• [28] Czapowski G., Tarkowski R.: Uwarunkowania geologiczne wybranych wysadów solnych w Polsce i ich przydatność dla budowy kawern do magazynowania wodoru. Biul. Państw. Inst. Geol., 472: 53—82, 2018.
• [29] Tarkowski R.: Perspectives of using the geological subsurface for hydrogen storage in Poland. lnt. J. Hydrog. Energy, 42(1): 347-355, 2017.
• [30] Toboła T.: Inclusions in anhydrite crystals from blue halite veins in the Kłodawa Salt Dome (Zechstein, Poland). Geological Quarterly, 60(3), 2016.
• [31] Crotogino F., Schneider G.S., Evans D. J.: Renewable energy storage in geological formations, Journal of Power and Energy, s.100-114, 2017.
• [32] Panfilov M., Underground and pipeline hydrogen storage. [W:] GUPTA RB., BASILE A. & VEZIROGLU TN. (red.), Compendium of hydrogen energy, Volume 2: Hydrogen Storage. Distribution and infrastructure. Woodhead Publishing: 91-115, 2016.
• [33] Laskowska T., Szczebyło J., Gąska K & Wilkosz P.: Polskie magazyny gazu ziemnego — od Mogilna do Kosakowa. Prz. Geol., 57 (9): 755—756, 2009.
• [34] Working Paper, Kierunki rozwoju gospodarki wodorowej w Polsce, Polski Instytut Ekonomiczny, 2019.
• [35] Wyrwa A., Suwała W., Pluta M., Raczyński M., Zyśk J., Tokarski S.: A new approach for coupling the short— and long-term planning models to design a pathway to carbon neutrality in a coal-based power sys-tem, Energy, 2022, 239, 122438, 1-14.
• [36] Ministerstwo Klimatui Środowiska; https://www.gov.pl/web/klimat/zalozenia-do-aktualizacji-polityki-energetycznej -polski-do—2040-r.