Hydrogen as an energy source and as a form of energy storage

• Autorzy: Borowski Piotr F.

Identyfikatory

DOI

10.34659/eis.2025.93.2.941

Warianty tytułu

PL

Hydrogen jako źródło energii oraz jako forma magazynowania energii

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

That paper explores the production and utilisation of clean hydrogen as a sustainable energy source, with a focus on the storage of hydrogen in underground caverns. The purpose is to assess the feasibility and benefits of using hydrogen as a clean energy alternative, particularly through large-scale storage solutions. The methodology involves a detailed review of current hydrogen production techniques, such as electrolysis using renewable energy, and the geological and technical aspects of cavern storage. The findings indicate that while hydrogen production is becoming increasingly efficient, cavern storage offers a viable solution for managing supply and demand, ensuring energy security. Practical implications include the potential for large-scale energy storage, enhancing grid stability, and supporting the transition to a low-carbon economy. Social implications involve reducing greenhouse gas emissions and promoting sustainable energy practices. The originality of the paper lies in its integration of hydrogen production and cavern storage, highlighting their combined potential for a sustainable energy future.

PL

Artykuł dotyczy badań związanych z produkcją i wykorzystaniem czystego wodoru jako zrównoważonego źródła energii, koncentrując się na magazynowaniu wodoru w podziemnych kawernach. Celem jest ocena wykonalności i korzyści płynących z wykorzystania wodoru jako alternatywnego źródła czystej energii, szczególnie poprzez rozwiązania magazynowania na dużą skalę. Metodologia obejmuje szczegółowy przegląd obecnych technik produkcji wodoru, takich jak elektroliza przy użyciu energii odnawialnej, oraz aspektów geologicznych i technicznych związanych z magazynowaniem w kawernach. Wyniki wskazują, że chociaż produkcja wodoru staje się coraz bardziej efektywna, magazynowanie w kawernach oferuje realne rozwiązanie w zarządzaniu podażą i popytem, zapewniając bezpieczeństwo energetyczne. W praktyce oznacza to potencjał dla magazynowania energii na dużą skalę, zwiększenie stabilności sieci oraz wsparcie w przejściu na gospodarkę niskowęglową. Społeczne implikacje obejmują redukcję emisji gazów cieplarnianych i promowanie zrównoważonych praktyk energetycznych. Oryginalność artykułu polega na integracji produkcji wodoru i magazynowania w kawernach, podkreślając ich połączony potencjał na rzecz zrównoważonej przyszłości energetycznej.

Słowa kluczowe

EN

hydrogen; RES; green energy; energy storage

PL

wodór; OZE; zielona energia; magazyny energii

• Wydawca: Polskie Stowarzyszenie Ekonomistów Środowiska i Zasobów Naturalnych
• Czasopismo: Economics and Environment
• Rocznik: 2025
• Tom: No. 2
• Strony: art. no. 941
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Borowski Piotr F.

• Faculty of Business and International Relations, Vistula University, Warsaw, Poland; Department of Economics and Management, Khazar University, Baku, Azerbaijan, Stokłosy Street 3, 02-787 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4900-514X

Bibliografia

• Acar, C., & Dincer, I. (2019). Review and evaluation of hydrogen production options for better environment. Journal of Cleaner Production, 218, 835-849. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.02.046
• Ahmad, A., Rambabu, K., Hasan, S. W., Show, P. L., & Banat, F. (2024). Biohydrogen production through dark fermentation: Recent trends and advances in transition to a circular bioeconomy. International Journal of Hydrogen Energy, 52, 335-357. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.05.161
• Alvarado-Flores, J. J., Alcaraz-Vera, J. V., Ávalos-Rodríguez, M. L., Guzmán-Mejía, E., Rutiaga-Quiñones, J. G., Pintor-Ibarra, L. F., & Guevara-Martínez, S. J. (2024). Thermochemical production of hydrogen from biomass: Pyrolysis and gasification. Energies, 17(2), 537. https://doi.org/10.3390/en17020537
• Borowski, P. F. (2024). Innovative Solutions for the Future Development of the Energy Sector. European Research Studies Journal, 27(3), 297-307. https://doi.org/10.35808/ersj/3435
• Borowski, P. F., & Karlikowska, B. (2023). Clean hydrogen is a challenge for enterprises in the era of low-emission and zero-emission economy. Energies, 16(3), 1171. https://doi.org/10.3390/en16031171
• Caglayan, D. G., Weber, N., Heinrichs, H. U., Linßen, J., Robinius, M., Kukla, P. A., & Stolten, D. (2020). Technical potential of salt caverns for hydrogen storage in Europe. International Journal of Hydrogen Energy, 45(11), 6793-6805. https://doi.org/10.20944/preprints201910.0187.v1
• Czepło, F., & Borowski, P. F. (2024). Innovation solution in photovoltaic sector. Energies, 17(1), 265. https://doi.org/10.3390/en17010265
• Dash, S. K., Chakraborty, S., & Elangovan, D. (2023). A brief review of hydrogen production methods and their challenges. Energies, 16(3), 1141. https://doi.org/10.3390/en16031141
• Domenighini, P., Costantino, F., Gentili, P. L., Donnadio, A., Nocchetti, M., Macchioni, A., ... & Cotana, F. (2024). Future perspectives in green hydrogen production by catalyzed sono-photolysis of water. Sustainable Energy & Fuels, 8(14), 3001-3014. https://doi.org/10.1039/D4SE00277F
• Donaldson, A. (2023, April 18). Study finds salt cavern hydrogen storage feasible in Northern Ireland. https://www.power-technology.com/news/islandmagee-green-hydrogen-gas-storage-project-salt-caves/?cf-view
• EWE. (2024, August 14). Wasserstoff-Speicher Rüdersdorf: EWE lagert erstmals Wasserstoff ein. https://www.ewe.com/de/media-center/pressemitteilungen/2023/10/wasserstoff-speicher-rdersdorf-ewe-lagert-erstmals-wasserstoff-ein-ewe-ag (in German).
• Fletcher, A., Nguyen, H., Salmon, N., Spencer, N., Wild, P., & Bañares-Alcántara, R. (2024). Queensland green ammonia value chain: Decarbonising hard-to-abate sectors and the NEM. Brisbane, Australia.
• Hassan, Q., Tabar, V. S., Sameen, A. Z., Salman, H. M., & Jaszczur, M. (2024). A review of green hydrogen production based on solar energy; techniques and methods. Energy Harvesting and Systems, 11(1), 20220134. https://doi.org/10.1515/ehs-2022-0134
• IEA. (2024, August 16). Data and Statistics. https://www.iea.org/data-and-statistics
• IRENA. (2024, August 10). Hydrogen. https://www.irena.org/Energy-Transition/Technology/Hydrogen
• Lambert, M., Barnes, A., Imbault, O., Bhashyam, A., Tengler, M., Cavallera, C., & Romeo, G. (2024). State of the European Hydrogen Market Report. Oxford: The Oxford Institute for Energy Studies. https://www.oxfordenergy.org/wpcms/wp-content/uploads/2024/06/2024-State-of-the-European-Hydrogen-Market-Report.pdf
• Minougou, J. D., Gholami, R., & Andersen, P. (2023). Underground hydrogen storage in caverns: Challenges of impure salt structures. Earth-Science Reviews, 247, 104599. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2023.104599
• Muhammed, N. S., Haq, B., Al Shehri, D., Al-Ahmed, A., Rahman, M. M., & Zaman, E. (2022). A review on underground hydrogen storage: Insight into geological sites, influencing factors and future outlook. Energy Reports, 8, 461-499. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.12.002
• Neumann, F., Zeyen, E., Victoria, M., & Brown, T. (2023). The potential role of a hydrogen network in Europe. Joule, 7(8), 1793-1817. https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.06.016
• Osman, A. I., Nasr, M., Eltaweil, A. S., Hosny, M., Farghali, M., Al-Fatesh, A. S., ... & Abd El-Monaem, E. M. (2024). Advances in hydrogen storage materials: harnessing innovative technology, from machine learning to computational chemistry, for energy storage solutions. International Journal of Hydrogen Energy, 67, 1270-1294. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.03.223
• Prigmore, S., Okon-Akan, O. A., Egharevba, I. P., Ogbaga, C. C., Okoye, P. U., Epelle, E., & Okolie, J. A. (2024). Cushion Gas Consideration for Underground Hydrogen Storage. Encyclopedia, 4(2), 847-863. https://doi.org/10.3390/encyclopedia4020054
• PSEW. (2024, August 17). Zielony wodór. http://psew.pl/wp-content/uploads/2021/12/Raport-Zielony-Wodor-z-OZE-77MB.pdf (in Polish).
• Rauch, R., Kiros, Y., Engvall, K., Kantarelis, E., Brito, P., Nobre, C., ... & Graefe, P. A. (2024). Hydrogen from waste gasification. Hydrogen, 5(1), 70-101. https://doi.org/10.3390/hydrogen5010006
• Sauhats, A., Coban, H. H., Baltputnis, K., Broka, Z., Petrichenko, R., & Varfolomejeva, R. (2016). Optimal investment and operational planning of a storage power plant. International Journal of Hydrogen Energy, 41(29), 12443-12453. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.03.078
• Scottish. (2024, August 14). Offshore wind to green hydrogen: opportunity assessment. https://www.gov.scot/publications/scottish-offshore-wind-green-hydrogen-opportunity-assessment/pages/4/
• SES Hydrogen. (2024, August 17). Elektroliza wody – produkcja zielonego wodoru. Przebieg procesu i obszary zastosowania. https://seshydrogen.com/elektroliza-wody-produkcja-zielonego-wodoru-przebieg-procesu-i-obszary-zastosowania/ (in Polish).
• Tarkowski, R., & Uliasz-Misiak, B. (2022). Towards underground hydrogen storage: A review of barriers. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 162, 112451. https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.112451
• Topkar, R., Patil, A., Magadum, P., Wadmare, S., Gurav, R., Hwang, S., ... & Jadhav, R. (2025). Biohydrogen Production: Harnessing Microbes for Clean Energy Generation. In S.K. Bhatia, P.S. Panesar & R. Gurav (Eds.), Microbial Biofuel (pp. 80-113). CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781003585398