Magazynowanie energii i energetyka wodorowa jako wynik transformacji energetycznej

• Autorzy: Jędral Waldemar

Warianty tytułu

EN

Energy storage and hydrogen power engineering in Poland as a result of the power engineering transformation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nadwyżki energii elektrycznej wytworzonej przez OZE w okresach silnych wiatrów i/lub dużego nasłonecznienia powinny być magazynowane w postaci wodoru wyprodukowanego w procesie elektrolizy wody, w celu ich wykorzystania do produkcji energii elektrycznej w okresach słabych i bardzo słabych wiatrów przy równocześnie możliwym dużym zachmurzeniu. Oszacowano ilości energii elektrycznej, jakie magazyny powinny dostarczyć do sieci elektroenergetycznej, dla modeli energetyki w 2050 r. różniących się mocami morskich farm wiatrowych oraz elektrowni jądrowych pracujących w podstawie systemu elektroenergetycznego. Oceniono niezbędne pojemności magazynów wodoru i pokazano, że jedyny racjonalny sposób jego magazynowania to podziemne kawerny solne, które można wykonać w istniejących w Polsce wysadach solnych i pokładach soli kamiennej. Potwierdzono konieczność zbudowania, oprócz OZE, także elektrowni jądrowych o mocy co najmniej 15 GW oraz nie powiększania zapotrzebowania na energię elektryczną ponad 225 TWh/a.

EN

Surplus of electricity generated by RES in periods of strong winds and / or high sun exposure should be store in the form of hydrogen produced in the electrolysis of water, in order to use them for the production of electricity during periods of weak and very weak winds with possible high cloudiness. The amounts of electricity, that the energy storage facilities should deliver to the grid (in the output), were estimated for the power engineering models in 2050 with different capacities of offshore wind farms and nuclear power plants working on the basis of the power system. The necessary capacity of hydrogen storage facilities was assessed and it was shown that the only rational method of its storage are underground salt caverns to be constructed in the salt dome and rock salt deposits existing in Poland. The need to build, in addition to RES, also nuclear power plants with a capacity of at least 15 GW and not to increase the demand for electricity over 225 TWh was confirmed.

Słowa kluczowe

PL

OZE; magazynowanie energii; magazyn wodoru; transformacja energetyczna

EN

RES; energy storage; hydrogen storage; energy transformation

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 4
• Strony: 8--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jędral Waldemar

• profesor emerytowany, Instytut Techniki Cieplnej, Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa, Politechnika Warszawska

• https://orcid.org/0000-0003-0970-1906

Bibliografia

• [1] Ahluwalia R.K. et al., System Level Analysis of Hydrogen Storage Options, US DOE Hydrogen and Fuel Cells Program, 2019 Annual Merit Review and Peer Evaluation Meeting, Washington D.C., 29 April – 1 May 2019, https://hydrogen.energy.gov/pdfs/review19/st001_ahluwalia_2019_o.pdf , dostęp 03.04.2022.
• [2] Anderson J., Grönkvist S., Large-scale storage of hydrogen, Intern. Journal of Hydrogen Energy, t. 44, wyd. 23, 3 maja 2019, s. 11901-11919.
• [3] Czapowski G., Tarkowski R., Uwarunkowania geologiczne wybranych wysadów solnych w Polsce i ich przydatności do budowy kawern do magazynowania wodoru, Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 472, 2018, s. 53-82.
• [4] Czyżak P., Sikorski M., Wrona A., Co po węglu? Potencjał OZE w Polsce, Instrat Policy Paper 06/2021, Warszawa czerwiec 2021 r., 84 strony.
• [5] Hornyak T., How salt caverns may trigger $ 11 trillion hydrogen energy boom, 01.11.2020 (updated 04.12.2020), https://www,enbc.com/2020/11/01/how-salt-caverns...-.html , dostęp 03.04.2022.
• [6] Jędral W., OZE i efektywność energetyczna w kontekście wyzwań dla wytwarzania i użytkowania energii elektrycznej w Polsce, Rynek Energii, 2019, nr 5(144), s. 3-8.
• [7] Jędral W., Zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego jako warunku zrównoważonego rozwoju Polski, Studia Ecologiae et Bioethicae, 2020, nr 18, 2, s. 89-99.
• [8] Jędral W., Energetyka w 2050 r. – tylko wiatr i słońce?, Energetyka Cieplna i Zawodowa, 2022, nr 1, s. 40-47.
• [9] Jędral W., Wytwarzanie w Polsce 100% energii elektrycznej – cel realny czy utopia?, Rynek Energii, nr 3(160), 2022.
• [10] Kunstman A. i in., Geologiczne i górnicze aspekty budowy magazynowych kawern solnych, Przegląd Geologiczny, 2009, nr 9, s.819-828.
• [11] Lewandowski J., Gaz ziemny – paliwo przejściowe od węgla do wodoru, Magazyn PAN, 1/65/2021, s. 66-71.
• [12] Lord A. S. et al., A Life Cycle Cost Analysis Framework for Geologic Storage of Hydrogen: A User’s Tool, Sandia Report SAND 2011 - 6221, Sept. 2011, https://pdfslide.net/documents/a-life-...html , dostęp 03.04.2022.
• [13] Maj M., Szpor A., Kierunki rozwoju gospodarki wodorowej w Polsce. Polski Instytut Ekonomiczny, Working Paper nr 7/2019, 38 stron.
• [14] Nagy SF., Stopa J. M., Podziemne magazynowanie wodoru i zielonego gazu ziemnego w Polsce i w Europie – stan obecny i perspektywy, XXXIV Konf. Zagadnienia surowców energetycznych i energii w gospodarce krajowej. Energetyka krajowa a europejski zielony ład, Zakopane 2021.
• [15] Papadias D. D., Ahluwalia R.K., Bulk Storage of Hydrogen, Intern. Journal of Hydrogen Energy, vol. 46, Issue 70, 11 Oct. 2021, s. 34527-34541.
• [16] PN-EN 13455-1:2021-10 Nieogrzewane płomieniem zbiorniki ciśnieniowe. Część 1. Wymagania ogólne.
• [17] Raporty miesięczne PSE, 2020,2021, https://www.pse.pl/dane-systemowe/funkcjonowanie-kse/raporty-miesięczne-z-funkcjonowania-kse/raporty-miesięczne, dostęp 03.04.2022.
• [18] Such P., Magazynowanie wodoru w obiektach geologicznych, Nafta–Gaz, 2020, nr 11, s.794-798.
• [19] Tarkowski R., Wybrane aspekty podziemnego magazynowania wodoru, Przegląd Geologiczny, 2017, nr.5, s. 282-291.
• [20] Zielony wodór w Polsce. Wykorzystanie energetyki wiatrowej i PV do produkcji zielonego wodoru jako szansa na realizację założeń polityki energetyczno-klimatycznej UE w Polsce. Raport 2021, Warszawa, październik 2021, DISE Energy + PSEW, 215 stron.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).