Niezbędne regulacje dla magazynowania wodoru w kawernach solnych

• Autorzy: Stefanowicz Jan A.

Identyfikatory

DOI

10.33223/ZN/2025/08

Warianty tytułu

EN

Necessary regulations for hydrogen storage in salt caverns

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Autor przedstawia istniejące aktualnie uwarunkowania ze względu na substancję składowaną i bariery prawne w zakresie budowy i eksploatacji wielkoskalowych magazynów energii w kawernach solnych. Autor przedstawia, iż taka inwestycja składać na dziś się musi z 8 etapów, wyodrębnianych według przepisanych praw i obowiązków. Są to: Wytypowanie lokalizacji na podstawie pozyskanych informacji geologicznych, reprocessingu i wstępnego rozpoznania uwarunkowań (mapa ryzyk), prawnych (mpzp lub plan ogólny) i środowiskowych. Uzyskanie zgody i warunków dla sporządzenia projektu robót geologicznych i wniosku dla rozpoznania złoża soli i w otoczeniu górotworu oraz sporządzenia dokumentacji geologicznej. Sporządzenie pzz dla ruchu zakładu górniczego wydobycia soli (ługowania) – dokumentacja hydrogeologiczna; Wniosek i raport dla ocen uwarunkowań środowiskowych. Wniosek koncesyjny, uzyskanie koncesji eksploatacyjnej – wydobycie soli. Przygotowanie dokumentacji technicznej/budowlanej dla kawerny. Przygotowanie planu ruchu zakładu górniczego, uzyskanie decyzji na okres budowy kawerny tak jak dla budowli w górotworze – budowa kawerny. Wniosek o dopuszczenie do eksploatacji magazynu wodoru z „pzz” i planem ruchu na czas eksploatacji. Autor ocenia, iż biorąc pod uwagę, że teoretycznie z obowiązujących procedur wynikałoby, że niezbędne jest uzyskanie przynajmniej 3–4 „koncesji” na podstawie trzech ustaw, to istnieje możliwość również zagregowania rozstrzygnięć i ograniczenia się do dwóch koncesji. Jednej związanej z rozpoznawaniem/dokumentowaniem złoża soli oraz następnie, po przedłożeniu i zatwierdzeniu odpowiednika „pzz” i planu ruchu następuje przystąpienie do ługowania soli. To byłaby pierwsza koncesja. Druga koncesja byłaby na budowę kawerny/zbiornika na magazynowanie wodoru oraz po przedłożeniu projektu odpowiednika pzz” i planu ruchu magazynu na okres jego eksploatacji. Autor zauważa też, iż budowa kawern jako magazynów na wodór w górotworze dotyka wielu zagadnień z różnych dziedzin, co wymaga interdyscyplinarnego podejścia do zapewnienia spójności i zupełności regulacji. Zdaniem Autora, biorąc pod uwagę wielość i skalę ryzyk, regulacje muszą być wyjątkowo wzajemnie i systemowo komplementarne, co wymaga szczególnego zakresu i trybu prac legislacyjnych, a wcześniej uspójnienia przesłanek i sposobu powstawania dokumentów i podejmowania co do nich decyzji. Autor wskazuje, iż już w październiku 2002 r. zostały zlecone przez Komisję Europejską prace w ramach Grupy Wysokiego Szczebla dla Wodoru i Ogniw Paliwowych (the High Level Group on Hydrogen and Fuel Cells [HLG]). Zadaniem było przedyskutowanie strategiczne i uzyskanie europejskiego konsensusu dla wykorzystania wodoru jako nośnika energii – program HyNet. W literaturze przedmiotu wyrażonych jest wiele opinii dotyczących zarówno zagrożeń, jak i pozytytów tej formy magazynowania wodoru. Jak wstępnie szacowano w 2002 r., koszt inwestycyjny wykonania kawern magazynowych wodoru, czy sprężonego powietrza powinen być częścią kosztów budowy całego magazynu energii. Według M. Kaliskiego i A. Sikory, kawerny solne, podobne do magazynujących gaz ziemny, po odpowiednim zaprojektowaniu, mogą zostać wybudowane dla wodoru, w tej formie magazynując nadwyżki energii, w układzie pionowym, jak również kawern soczewkowych, potencjalnie korzystniejszych w złożach o niewielkiej miąższości. Obecnie stosowane technologie pozwalają na budowę instalacji produkujących od 5 tysięcy m3 do 150 tysięcy m3 wodoru na godzinę (od 40 000 m3 do 1,2 mld m3 rocznie – np. wybudowana przez Air Liquide wytwórnia wodoru, także częściowo dla rafinerii w Rotterdamie, ma zdolność produkcji 130 tys. m3/h, a koszt inwestycji to ok. 160 milionów euro).

EN

The author presents the current conditions for the construction and use of large-scale energy storage in salt caverns, depending on the stored substance and on the legal barriers that exist. The author states that today such an investment consists of 8 stages, distinguished based on the existing regulations. These are: Selecting the location, based on the obtained geological information, reprocessing and preliminary identification of existing conditions (risk map), as well as legal (local or general spatial plan) and environmental constraints; Obtaining consent and conditions for drafting geological works plan and application for the exploration of the salt deposit and the surrounding rock mass, as well for as preparing geological documentation; Preparing the deposit development plan for the salt mining plant (leaching) – hydrogeological documentation; Filing an application and report for environmental condition assessments; Filing a concession application, obtaining an exploitation concession – salt mining; Preparing technical/construction documentation for the cavern; Preparing the mining plant operation plan, obtaining a decision for the cavern construction period, same as for a structure in the rock mass – construction of the cavern; Filing an application for allowing the operation of hydrogen storage, including the deposit development plan and mining operation plan – for the duration of exploitation. The author points out that even though, theoretically, the current procedures would require obtaining at least 3–4 “concessions” under three acts, it would also be possible to aggregate decisions and obtain two concessions. One would be a concession for exploring/documenting the salt deposit. Once such a concession is obtained and the equivalent of deposit development plan and the mining operation plan are submitted, one could proceed to salt leaching. This would be covered by the first concession. The second one would be a concession for the construction of the cavern/tank for hydrogen storage, and after the draft of the equivalent of deposit development plan and the mining operation plan of the storage are submitted, this concession would also cover the duration of the storage exploitation. The author also notes that the construction of caverns as hydrogen storage in the rock mass raises many issues touching upon various areas, which requires an interdisciplinary approach to ensure that regulations are consistent and complete. According to the author, given the multitude and scale of risks, regulations must be exceptionally complementary, both mutually and systemically, which requires a special range and procedure for legislative work. Moreover, the premises for and the manner of drafting documents, as well making decisions regarding them should be aligned in advance. The author points out that already in October 2002, the European Commission commissioned some work to the High Level Group on Hydrogen and Fuel Cells (HLG). Its task was to discuss the strategic direction and achieve a European consensus for the use of hydrogen as an energy carrier – the HyNet project. In the literature on the subject, a plethora of different opinions are expressed, both on the threats and the positives of this form of hydrogen storage. As initially estimated in 2002, the cost of constructing hydrogen or compressed air storage caverns should be included in the costs of constructing the entire energy storage facility. According to M. Kaliski and A. Sikora, salt caverns, like those for natural gas storage, when properly designed, can be built for hydrogen and in this form can be used for storing energy surpluses, in a vertical arrangement, as well as lens-shaped caverns, potentially more advantageous in deposits of small thickness. Currently used technologies allow for the construction of installations producing from 5,000 m3 to 150,000 m3 of hydrogen per hour (from 40,000 m3 to 1.2 billion m3 per year – e.g. the hydrogen production plant built by Air Liquide, also partially for a Rotterdam refinery, has a production capacity of 130,000 m3/h, the investment cost is about 160 million Euros).

Słowa kluczowe

PL

kawerna solna; magazyny energii; regulacje prawne; odnawialne źródła energii

EN

salt cavern; energy storage; legal regulations; renewable energy sources

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2025
• Tom: nr 113
• Strony: 81--95
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz.

Twórcy

autor

Stefanowicz Jan A.

• Kancelaria Juris

Bibliografia

• [1] Chromik, M. 2015 – Możliwości magazynowania energii elektrycznej w soli kamiennej w postaci wodoru w regionie nadbałtyckim. Przegląd Solny 11, s. 44–50, Kraków.
• [2] Chromik, M. 2016 – Koncepcja magazynowania nadwyżek energii elektrycznej w postaci wodoru w kawernach w złożach soli w Polsce – wstępne informacje. Przegląd Solny 12, s. 11–18, Kraków.
• [3] Ebigbo i in. 2013 – Ebigbo, A., Golfier, F. i Quintard, M. 2013 – Acoupled, pore-scale model for methanogenic microbial activity in underground hydrogen storage. Adv. Water Resour.
• [4] Gillhaus, A. 2008 – Natural gas storage in salt cavern in Europe – Present status, developments and future trends. SMRI Technical Conference Papers, Spring 2007.
• [5] Kaliski, M. i Sikora, A. 2013 – Wodór a podziemne magazynowanie energii w strukturach solnych. Przegląd Solny 9, s. 26–32, Kraków.
• [6] Kunstman i in. 2002 – Kunstman, A., Poborska-Młynarska, K. i Urbańczyk, K. 2002 – Zarys otworowego ługownictwa solnego – Aktualne kierunki rozwoju. Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków.
• [7] Kunstman i in. 2009 – Kunstman, A., Poborska-Młynarska, K. i Urbańczyk, K. 2009 – Geologiczne i górnicze aspekty budowy magazynowych kawern solnych. Przegląd Geologiczny 57(9), Warszawa.
• [8] Kunstman, A. i Urbańczyk, K. 2013 – Podziemne magazynowanie energii: wodór w kawernach solnych – aspekty- ekonomiczne. Przegląd Solny 9, Kraków.
• [9] Panfilov, M. 2016 – Underground and pipeline hydrogen storage. Gupta R.B., Basile A. i Veziroglu T.N. (red.), Compendium of hydrogen energy 2: Hydrogen Storage. Distribution and infrastructure. Woodhead Publishing.
• [10] Tarkowski, R. 2017 – Wybrane aspekty podziemnego magazynowania wodoru. Przegląd Geologiczny 65(5), s. 282––291, Warszawa.
• [11] Tarkowski, R. 2021 – Wodór jako paliwo przyszłości. Wyzwania dla polskiej geologii. Przegląd geologiczny 69(4), s. 210–217, Warszawa.
• [12] Tarkowski, R. i Uliasz-Misiak, B. 2021 – Use of underground space for the storage of selected gases (CH4, H2, and CO2) – possible conflicts of interest. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 37(1), s. 141–160, DOI: 10.24425/gsm.2021.136290.
• [13] Toleukhanov i in. 2015 – Toleukhanov, A., Panfilov, M. i Kaltayev, A. 2015 – Storage of hydrogenous gas mixture in geological formations: Self-organisation in presence of chemotaxis. International Journal of Hydrogen Energy 40(46), s. 15952–15962, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2015.10.033.
• [14] Urbańczyk, K. 2016 – Wybrane aspekty termodynamiczne magazynowania wodoru w kawernach solnych. Przegląd Solny 12, s. 92–97, Kraków.
• Akty prawne
• [1] Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska (Dz.U. z 2024, poz. 54).
• [2] Ustawa z dnia 3 października 2008 r. o udostępnianiu informacji o środowisku i jego ochronie, udziale społeczeństwa w ochronie środowiska oraz o ocenach oddziaływania na środowisko (Dz.U. z 2024, poz. 1112).
• [3] Ustawa z dnia 9 czerwca 2011 r. Prawo geologiczne i górnicze (Dz.U. z 2024, poz. 1290).
• [4] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/31/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie geologicznego składowania dwutlenku węgla oraz zmieniająca dyrektywę Rady 85/337/EWG, Euratom, dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2000/60/WE, 2001/80/WE, 2004/35/WE, 2006/12/WE, 2008/1/WE i rozporządzenie (WE) nr 1013/2006.
• [5] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego I Rady 2014/94/UE z dnia 22 października 2014 r. w sprawie rozwoju infrastruktury paliw alternatywnych.
• [6] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/2001 z dnia 11 grudnia 2018 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych.
• [7] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2023/1791 z dnia 13 września 2023 r. w sprawie efektywności energetycznej oraz zmieniająca rozporządzenie (UE) 2023/955.
• [8] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2023/2413 z dnia 18 października 2023 r. zmieniająca dyrektywę (UE) 2018/2001, rozporządzenie (UE) 2018/1999 i dyrektywę 98/70/WE w odniesieniu do promowania energii ze źródeł odnawialnych oraz uchylająca dyrektywę Rady (UE) 2015/652.
• [9] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2024/1788 z dnia 13 czerwca 2024 r. w sprawie wspólnych zasad rynków wewnętrznych gazu odnawialnego, gazu ziemnego i wodoru, zmieniająca dyrektywę (UE) 2023/1791 i uchylająca dyrektywę 2009/73/WE.
• [10] Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady, Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego i Komitetu Regionów – Strategia w zakresie wodoru na rzecz Europy neutralnej dla klimatu (COM 2020/301).
• [11] Rozporządzenie delegowane Komisji (UE) 2023/1185 z dnia 10 lutego 2023 r. uzupełniające dyrektywę Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/2001 poprzez ustanowienie minimalnego progu ograniczenia emisji gazów cieplarnianych w przypadku pochodzących z recyklingu paliw węglowych oraz poprzez określenie metodyki oceny ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, uzyskanego dzięki odnawialnym ciekłym i gazowym paliwom transportowym pochodzenia niebiologicznego oraz pochodzącym z recyklingu paliwom węglowym.
• [12] Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2024/1789 z dnia 13 czerwca 2024 r. w sprawie rynków wewnętrznych gazu odnawialnego, gazu ziemnego i wodoru, zmiany rozporządzeń (UE) nr 1227/2011, (UE) 2017/1938, (UE) 2019/942 i (UE) 2022/869 oraz decyzji (UE) 2017/684, a także uchylenia rozporządzenia (WE) nr 715/2009.

Uwagi

Wydano jako monografię pt.: Zagadnienia surowców energetycznych i energii w gospodarce krajowej : nowe strategie i inwestycje na rynku paliw i energii w kraju i UE / red. tomu: Katarzyna Stala-Szlugaj, Zbigniew Grudziński ; Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).