Potencjał magazynowy wodoru w permskich złożach soli kamiennej w Polsce

• Autorzy: Lankof Leszek , Tarkowski Radosław

Warianty tytułu

EN

Hydrogen storage potential in Permian rock salts in Poland

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki oceny potencjału podziemnego magazynowania wodoru dla pokładowych i wysadowych permskich złóż soli kamiennej w Polsce. Przeprowadzono ją w oparciu o metodykę uwzględniającą uwarunkowania górniczo-geologiczne oraz specyficzne właściwości wodoru. Szczególną uwagę zwrócono na parametry, wpływające na ocenę potencjału magazynowania wodoru w kawernach solnych ulokowanych w permskich pokładowych i wysadowych złożach soli w różnych częściach Polski. Zestawienie wyników oceny potencjału podziemnego magazynowania wodoru w złożach soli kamiennej z wynikami analiz zapotrzebowania na przestrzeń magazynową wskazują, że istniejący potencjał magazynowy wodoru w pokładowych wystąpieniach soli kamiennej i wysadach solnych kilkadziesiąt razy przewyższa zapotrzebowanie, nawet w przypadku założenia systemów energetycznych opartych w przeważającej części na wodorze jako nośniku energii.

EN

The article presents the results of the assessment of the underground hydrogen storage potential for Permian stratiform salt formations and salt domes in Poland. The research was carried out based on the methodology considering mining and geological conditions and specific properties of hydrogen. Particular attention was paid to the parameters that affect the assessment of the hydrogen storage potential in salt caverns in Permian stratiform rock salts and salt domes, depending on their location. Comparing the assessment results with the demand for storage space shows that the existing hydrogen storage potential in salt caverns in Poland is dozens of times higher than the demand, even in the case of energy systems based mainly on hydrogen as an energy carrier.

Słowa kluczowe

PL

podziemne magazynowanie wodoru; kawerna solna; wysad solny; pokłady soli kamiennej; potencjał magazynowy

EN

underground hydrogen storage; UHS; salt cavern; salt dome; stratiform formation; storage potential

• Wydawca: Polskie Stowarzyszenie Górnictwa Solnego
• Czasopismo: Przegląd Solny
• Rocznik: 2021/2022
• Tom: T. 16
• Strony: 29--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 41 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lankof Leszek

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

autor

Tarkowski Radosław

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

Bibliografia

• ABDIN Z., ZAFARANLOO A., RAFIEE A., MÉRIDA W., LIPIŃSKI W., KHALILPOUR, K.R., 2020. Hydrogen as an energy vector. Renewable and Sustainable Energy Reviews 120: 109620.
• BÉREST P., BROUARD B., FAVRET F., HÉVIN G., KARIMI-JAFARI M., 2015. Maximum Pressure in Gas Storage Caverns. SMRI Spring 2015 Technical Conference, Rochester New York, USA.
• 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.
• CHROMIK M., 2015. Możliwości magazynowania energii elektrycznej w soli kamiennej w postaci wodoru w regionie nadbałtyckim. Przegląd Solny (11): 44–50.
• CHROMIK M., 2016. Koncepcja magazynowania nadwyżek energii elektrycznej w postaci wodoru w kawernach w złożach soli kamiennej w Polsce – wstępne informacje. Przegląd Solny (12): 11–18.
• CROTOGINO F., SCHNEIDER G.S., EVANS D.J., (2018). Renewable energy storage in geological formations. Journal of Power and Energy 232(1): 100–114.
• CYRAN K., KOWALSKI M., 2021. Shape Modelling and Volume Optimisation of Salt Caverns for Energy Storage. Applied Sciences 11(423): 1–24.
• CZAPOWSKI G., (2019). Perspektywy lokowania kawern magazynowych wodoru w pokładowych wystąpieniach soli kamiennych górnego permu (cechsztyn) w Polsce – ocena geologiczna Prospects of Hydrogen Storage Caverns Location in the Upper Permian (Zechstein). Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego(477): 21–54.
• CZAPOWSKI G., TARKOWSKI R., 2018a. Geology of selected salt domes in Poland and their usefulness in constructing hydrogen storage caverns. Biuletyn Panstwowego Instytutu Geologicznego(472): 53–82.
• CZAPOWSKI G., TARKOWSKI R., 2019. Ocena geologicznych możliwości lokowania kawern magazynowych wodoru w pokładowych wystąpieniach soli kamiennych górnego permu (cechsztyn) w Polsce. XXIV International Salt Symposium Quo Vadis Sal, 60–64.
• DECZKOWSKI Z., GAJEWSKA I., 1997. Charakterystyka starokimeryjskich i laramijskich struktur blokowych monokliny przedsudeckiej. Kwartalnik Geologiczny 23(1): 467–481.
• EVANS J., SHAW T., 2021 . Storage of Hydrogen in Solution Mined Salt Caverns for Long Duration Energy Storage. SMRI Spring 2021 Virtual Technical Conference. Solution Mining Research Institute.
• GARLICKI A, KIJEWSKI P, SZYBIST A. 1996. Sól kamienna na obszarze przedsudeckim. Lubin: KGHM Polska Miedź S.A.
• GILLHAUS A., CROTOGINO F., ALBES D. VAN SAMBEEK L., 2006. Compilation and evaluation of bedded salt deposit and bedded salt cavern characteristics important to successful cavern sealing and abandonment.- SMRI Research Report No. 2006-2-SMRI, 131 p., Clarks Summit (PA), USA.
• HÉVIN G., 2019. Underground storage of Hydrogen in salt caverns. European Workshop on Underground Energy Storage. November 2019, Paris.
• HORVATH P.L., MIRAU S., SCHNEIDER G., HEIKE B., WEILER C., BÖDEKER J., WIPPICH M., TANGERMANN T., RATIGAN J., 2018. Update of SMRI’ s Compilation of Worldwide Salt Deposits and Salt Cavern Fields. Solution Mining Research Institute Report.
• JUEZ-LARRÉ J., GESSEL S. VAN, DALMAN R., REMMELTS G., GROENENBERG R., 2019. Assessment of underground energy storage potential to support the energy transition in the Netherlands. First Break (37): 57–66.
• KUNSTMAN A., POBORSKA-MŁYNARSKA K., URBAŃCZYK K., 2009. Geologiczne i górnicze aspekty budowy magazynowych kawern solnych. Przeglad Geologiczny 57(9): 819–828.
• KUNSTMAN A., URBAŃCZYK K., 2013. Podziemne magazynowanie energii: wodór w kawernach solnych – aspekty ekonomiczne. Przegląd Solny (9): 20–25.
• LANKOF L., TARKOWSKI R., 2020. Assessment of the potential for underground hydrogen storage in bedded salt formation. International Journal of Hydrogen Energy 45(38): 19479–19492.
• LANKOF L., URBAŃCZYK K., TARKOWSKI R., 2022. Assessment of the potential for underground hydrogen storage in salt domes. Renewable and Sustainable Energy Reviews (160): 112309.
• MICHALSKI J., ZERHUSEN J., BUNGER U., 2021. Hystories - Expected techno-economic requirements for underground renewable hydrogen storage. Deliverable D5.2 31.
• 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.
• OLABI A.G., BAHRI A. SALEH ABDELGHAFAR A.A., BAROUTAJI A., SAYED E.T., ALAMI A.H., REZK, H., ABDELKAREEM, M.A., 2021. Large-vscale hydrogen production and storage technologies: Current status and future directions. International Journal of Hydrogen Energy 46(45): 23498–23528.
• OSMAN A.I., MEHTA N., ELGARAHY A.M., HEFNY M., AL-HINAI A., AL-MUHTASEB A.H., ROONEY D.W., 2022. Hydrogen production, storage, utilisation and environmental impacts: a review. Environmental Chemistry Letters 20(1): 153–188.
• POBORSKI J., 1976. Nowsza mapa stosunków litofacjalnych w zagłębiu cechsztyńskim w Polsce. Przegląd Geologiczny (24): 255–257.
• SIMON J., FERRIZ A.M., CORREAS L.C., 2015. HyUnder - Hydrogen underground storage at large scale: Case study Spain. Energy Procedia (73): 136–144.
• ŚLIZOWSKI J., LANKOF L., URBAŃCZYK K., SERBIN K., 2017. Potential capacity of gas storage caverns in rock salt bedded deposits in Poland. Journal of Natural Gas Science and Engineering(43): 167–178.
• ŚLIZOWSKI J., SMULSKI R., NAGY S., BURLIGA S., POLAŃSKI K., 2017. Tightness of Hydrogen Storage Caverns in Salt Deposits. AGH DRILLING, OIL, GAS 34(2): 397–409.
• ŚLIZOWSKI J., URBAŃCZYK K., CZAPOWSKI G., LANKOF L., SERBIN K., ŚLIZOWSKI K., TOMASZCZYK M., 2011. Możliwości magazynowania gazu ziemnego w polskich złożach soli kamiennej w zależności od warunków geologiczno-górniczych. Wydawnictwo IGSMiE PAN.
• ŚLIZOWSKI J., URBAŃCZYK K., ŁACIAK M., LANKOF L., SERBIN K., 2017. Efektywność magazynowania gazu ziemnego i wodoru w kawernach solnych. Effectiveness of natural gas and hydrogen storage in salt caverns. Przemysl Chemiczny 96(5): 994–998.
• ŚLIZOWSKI K., 1983. Warunki geologiczno-górnicze w cechsztyńskich złożach soli w Polsce dla wykonywania podziemnych zbiorników cieczy i gazu. Zeszyty Naukowe AGH, Górnictwo, 121.
• TARKOWSKI R., 2019. Underground hydrogen storage: Characteristics and prospects. Renewable and Sustainable Energy Reviews(105): 86–94.
• TARKOWSKI R., CZAPOWSKI G., 2018. Salt domes in Poland – Potential sites for hydrogen storage in caverns. International Journal of Hydrogen Energy 43(46): 21414–21427.
• URBAŃCZYK K., 2016. Wybrane aspekty termodynamiczne magazynowania wodoru w kawernach solnych. Przegląd Solny (12): 92–97.
• WAGNER R., 1994. Stratygrafia osadów i rozwój basenu cechsztyńskiego na Niżu Polskim. Prace PIG (146). Wydawnictwo PIG.
• WAGNER R., PERYT T. M., 1997. Possibility of sequence stratigraphic subdivision of the Zechstein in the Polish Basin. Geological Quarterly 41(4): 457–474.
• WANG T., LI J., JING G., ZHANG Q., YANG C., DAEMEN J.J.K., 2019. Determination of the maximum allowable gas pressure for an underground gas storage salt cavern – A case study of Jintan, China. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering11(2): 251–262.
• WARREN J. K., 2006. Evaporites: Sediments, Resources and Hydrocarbons. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
• WILLIAMS J.D.O., WILLIAMSON J.P., PARKES D., EVANS D.J., KIRK K.L., SUNNY N., HOUGH E., VOSPER H., AKHURST M. C. 2022. Does the United Kingdom have sufficient geological storage capacity to support a hydrogen economy? Estimating the salt cavern storage potential of bedded halite formations. Journal of Energy Storage (53):105109.
• ZIVAR D., KUMAR S., FOROOZESH J., 2021. Underground hydrogen storage: A comprehensive review. International Journal of Hydrogen Energy 46(45): 23436–23462.

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).