Wszystkie pola: underground hydrogen storage - Katalog OPAC zbiorów

Skocz do pozycji: 1.

Tytuł:: Wybrane aspekty podziemnego magazynowania wodoru
Some aspects of underground hydrogen storage
Autorzy:: Tarkowski, R.
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/2075739.pdf
Data publikacji:: 2017
Wydawca:: Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy
Tematy:: magazynowanie wodoru
energia odnawialna
polska polityka energetyczna
struktury geologiczne
jaskinie solne
obszary węglowodorów
warstwy wodonośne
underground hydrogen storage
renewable energy
Polish energy policy
geologic structures
salt caverns
depleted hydrocarbons fields
deep aquifers
Opis:: The article describes the subject of underground hydrogen storage in the context of energy storage using hydrogen as a carrier, and shows its role in the Polish energy policy. The review of the most recent papers was performed to provide the information about hydrogen properties and options for underground hydrogen storage (salt caverns, depleted hydrocarbons fields, deep aquifers) in Poland. Analysis of the literature indicates small practical experiences in the underground hydrogen storage. The behaviour of underground-stored hydrogen is more complex than expected. Previous results indicate that this option may in future become the preferred solution for storing excess electricity related to the irregular supply from renewable sources. Geological formations can provide the possibility of storing energy on a medium- and long-term time scale. Knowledge of the underground storage of carbon dioxide and other gases will be useful for searching ofsites for underground storage of this gas. Due to the planned increasing share of renewable energy in electricity production in Poland, the issue of underground hydrogen storage will become increasingly relevant.
Źródło:: Przegląd Geologiczny; 2017, 65, 5; 282--291
0033-2151
Pojawia się w:: Przegląd Geologiczny
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

Zmień widok

na półce

Skocz do pozycji: 2.

Tytuł:: Badania nad opracowaniem zaczynów cementowych do podziemnego magazynowania wodoru w kawernach solnych
Research on the development of cement slurries for underground hydrogen storage in salt caverns
Autorzy:: Kędzierski, Miłosz
Rzepka, Marcin
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/31343957.pdf
Data publikacji:: 2023
Wydawca:: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
Tematy:: kawerny solne
zaczyn cementowy
podziemny magazyn wodoru
energia odnawialna
szczelność stwardniałych kamieni cementowych
salt caverns
cement slurry
underground hydrogen storage
renewable energy
hardened cement slurry tightness
Opis:: Artykuł przedstawia wyniki badań nad opracowaniem zaczynów cementowych przeznaczonych do podziemnego magazynowania wodoru w kawernach solnych. Receptury cementowe opracowane zostały w Instytucie Nafty i Gazu – Państwowym Instytucie Badawczym w Laboratorium Zaczynów Uszczelniających. Badania przeprowadzono dla temperatury 45°C i ciśnienia 10 MPa. W badanych zaczynach cementowych jako spoiwo wiążące zastosowano cement wiertniczy G. Zaczyny cementowe sporządzano na solance o pełnym nasyceniu o gęstości 1,2 g/cm³ ze względu na bezpośrednią obecność soli w otworze. Do solanki dodawano kolejno środki: odpieniający, upłynniający i obniżający filtrację. Pozostałe składniki: mikrocement, gips modelowy oraz cement mieszano ze sobą i wprowadzano następnie do wody zarobowej. W przypadku każdego zaczynu cementowego wykonywano badania parametrów technologicznych, takich jak: właściwości reologiczne, gęstość, rozlewność, odstój wody oraz czas gęstnienia zaczynu. Przeprowadzano również badania wytrzymałości na ściskanie po 2 dniach oraz po 3, 5 i 8 miesiącach, a także pomiar porowatości stwardniałych zaczynów cementowych po 8 miesiącach deponowania we w pełni nasyconej solance. Na opracowanych zaczynach wykonano również badanie szczelności stwardniałego zaczynu cementowego dla wodoru. Opracowane zaczyny cementowe charakteryzowały się dobrymi parametrami reologicznymi oraz zerowym odstojem wody. Gęstości zaczynów cementowych wahały się w przedziale od 1900 kg/m³ do 1910 kg/m³. Wszystkie zbadane stwardniałe zaczyny cementowe charakteryzowały się zwartą mikrostrukturą o niskiej zawartości makroporów. Udział porów o średnicy powyżej 10 000 nm wyniósł od 1,9% do 2,5% ilości wszystkich porów. Natomiast udział porów o średnicy poniżej 100 nm w całej matrycy stwardniałego zaczynu cementowego wyniósł od 95,9% do 96,9%. Średni strumień objętości przepływu wodoru przez stwardniały zaczyn cementowy miał wartość od 0,686 cm³/min do 6,85 cm³/min. Dla ustabilizowanych wartości strumienia objętości przepływu obliczono współczynniki przepuszczalności. Średnie wartości współczynnika przepuszczalności dla stwardniałego zaczynu cementowego wynosiły od 0,0000281 mD do 0,000284 mD, co świadczy o dobrej szczelności uzyskanych stwardniałych zaczynów cementowych.
The article presents the results of research on the development of cement slurries intended for the underground storage of hydrogen in salt caverns. Laboratory tests of cement slurries were carried out at the Oil and Gas Institute – National Research Institute. The tests were carried out at a temperature of 45°C and a pressure range of 10 MPa. Cement slurries were prepared on the basis of class G drilling cement. The cement slurries were prepared on fully saturated brine with a density of 1.2 g/cm3 due to the direct presence of salt in the well. The following agents were added to the brine: defoamers, liquefying agents and fluid loss control. The remaining ingredients –:microcement, model gypsum and cement – were mixed together and then added to the mixing water. The cement slurries were tested for rheological parameters, density, free water, fluidity, filtration and thickening time. Compressive strength tests were carried out after 2 days and 3, 5 and 8 months as well as measurement of porosity of hardened cement slurry after 8 months of depositing fully saturated brine. For 3 compositions, a test of the tightness of the cement stone for hydrogen was also carried out. The developed cement slurries were characterised by good rheological parameters and no free water. The densities of tested slurries ranged from 1900 kg/m3 to 1910 kg/m3 . All tested hardened cement slurries featured a compact microstructure with a low content of macropores. The share of pores with a diameter above 10 000 nm ranged from 1.9 to 2.5% of all pores. On the other hand, pores with a diameter below 100 nm in the entire cement stone matrix ranged from 95.9 to 96.9%. The average hydrogen volumetric flow rate through the cement stone ranged from 0.686 cm3/min do 6.85 cm3/min. Permeability coefficients were calculated for stabilised values of flow rate. The average value of the permeability coefficient for cement stone ranged from 0.0000281 mD to 0.000284 mD, which proves that the obtained hardened cement slurries are sufficiently tight.
Źródło:: Nafta-Gaz; 2023, 79, 2; 96-105
0867-8871
Pojawia się w:: Nafta-Gaz
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

Zmień widok

na półce

Skocz do pozycji: 3.

Tytuł:: Wstępne badania nad opracowaniem zaczynów cementowych przeznaczonych do podziemnego magazynowania wodoru w kawernach solnych
Preliminary research on the development of cement slurries for underground hydrogen storage in salt caverns
Autorzy:: Kędzierski, Miłosz
Rzepka, Marcin
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/2143354.pdf
Data publikacji:: 2022
Wydawca:: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
Tematy:: kawerny solne
zaczyn cementowy
podziemny magazyn
wodór
energia odnawialna
salt caverns
cement slurry
underground hydrogen storage
renewable energy
Opis:: Artykuł przedstawia wyniki wstępnych badań nad opracowaniem zaczynów cementowych nadających się do uszczelniania rur okładzinowych w odwiertach udostępniających kawerny solne przeznaczone do podziemnego magazynowania wodoru. Receptury cementowe opracowane zostały w INiG – PIB, w Laboratorium Zaczynów Uszczelniających. Badania przeprowadzono dla temperatur w zakresie 25–60°C i ciśnień 10–30 MPa. W badanych zaczynach cementowych jako spoiwo wiążące zastosowano cement wiertniczy G. Zaczyny cementowe sporządzano na solance o pełnym nasyceniu, o gęstości 1,2 g/cm3 , ze względu na bezpośrednią obecność soli w otworze. Do solanki dodawano kolejno środki: odpieniający, upłynniający, przyspieszający wiązanie i obniżający filtrację. Pozostałe składniki: mikrocement, gips modelowy oraz cement mieszano ze sobą i wprowadzano następnie do wody zarobowej. Dla każdego zaczynu cementowego wykonywano badania parametrów reologicznych, określano gęstość i rozlewność. Mierzono odstój wody i czas gęstnienia zaczynu. Wykonywano również badania wytrzymałości na ściskanie po 2, 7, 14 i 28 dniach oraz pomiar porowatości kamieni cementowych po 28 dniach. Po przeanalizowaniu wyników badań porowatości kamieni cementowych oraz pozostałych parametrów zaczynów i kamieni cementowych, do badania przepuszczalności kamienia cementowego dla wodoru wytypowano 1 próbkę mającą najkorzystniejsze parametry. Opracowane zaczyny cementowe charakteryzowały się dobrymi parametrami reologicznymi oraz zerowym odstojem wody. Gęstości zaczynów cementowych wahały się w przedziale od 1,91 g/cm3 do 1,93 g/cm3 . Wszystkie badane próbki kamieni cementowych wraz z upływem czasu odznaczały się wzrostem parametrów mechanicznych. Rozkład porów kamieni cementowych charakteryzował się niewielką ilością porów o średnicy powyżej 100 nm, co świadczy o ich zwartej strukturze. Przedstawione badania pozwolą zdobyć wiedzę na temat zaczynów cementowych przeznaczonych do uszczelniania rur w warunkach podziemnego magazynowania wodoru w kawernach solnych. Wykonane testy stanowią wstęp do dalszych badań nad opracowaniem optymalnych rodzajów zaczynów cementowych przeznaczonych do podziemnego magazynowania wodoru w kawernach solnych.
The article presents the results of preliminary research on the development of cement slurries intended for the underground storage of hydrogen in salt caverns. Laboratory tests of cement slurries were carried out at the Oil and Gas Institute – National Research Institute. The tests were carried out in the temperature range of 25–60°C and the pressure range of 10–30 MPa. Cement slurries were prepared on the basis of class G drilling cement. Cement slurries were prepared using fully saturated brine with a density of 1.2 g/cm3 due to the direct presence of salt in the wellbore. The following agents were added to the brine: defoamers, liquefying agents, accelerating setting and fluid loss control. The remaining ingredients: microcement, model gypsum and cement were mixed together and then added to the mixing water. The cement slurries were tested for density, free water, fluidity, rheological parameters, filtration and thickening time. Compressive strength tests were carried out after 2, 7, 14 and 28 days, while porosity after 28 days. The developed cement slurries were characterized by good rheological parameters and no free water. The densities of tested slurries ranged from 1,91 g/cm3 to 1,93 g/cm3 . All the tested samples of cement stones showed an increase in mechanical parameters with time. The pore distribution of cement stones was characterized by a small number of pores with diameters greater than 100 nm, which proves their compact structure. This research will provide knowledge on cement slurries intended for underground hydrogen storage in salt caverns and constitute initial research in this direction.
Źródło:: Nafta-Gaz; 2022, 78, 2; 120-127
0867-8871
Pojawia się w:: Nafta-Gaz
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

Zmień widok

na półce

Skocz do pozycji: 4.

Tytuł:: Magazynowanie wodoru w sczerpanych złożach gazu ziemnego
Hydrogen storage in depleted natural gas fields
Autorzy:: Miziołek, Mariusz
Filar, Bogdan
Kwilosz, Tadeusz
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/2143337.pdf
Data publikacji:: 2022
Wydawca:: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
Tematy:: podziemny magazyn gazu
PMG
podziemny magazyn wodoru
PMW
wodór
underground gas storage
UGS
underground hydrogen storage
UHS
hydrogen
Opis:: W artykule podjęto próbę oceny możliwości magazynowania w sczerpanych złożach gazu ziemnego zapadliska przedkarpackiego mieszaniny składającej się z gazu ziemnego (ok. 90%) i wodoru (do 10%). Problem magazynowania wodoru pojawi się w Europie, a zapewne też i w Polsce w nieodległym czasie, gdyż zgodnie z dyrektywą wodorową ogłoszoną przez UE w 2020 r. wodór produkowany z nadwyżek energii wytwarzanych przez OZE będzie stopniowo zastępował paliwa kopalne. Część wodoru będzie zużywana na bieżące potrzeby, a część będzie magazynowania w zbiornikach napowierzchniowych oraz podziemnych. Podziemne magazyny wodoru (PMW) będą budowane w kawernach solnych oraz w sczerpanych złożach gazu ziemnego. Istniejące podziemne magazyny gazu (PMG) działają w Polsce m.in. w rejonie zapadliska przedkarpackiego – są to np. PMG Husów i PMG Brzeźnica, w których gaz jest magazynowany w piaskowcowych poziomach miocenu. W tym rejonie występuje też cały szereg sczerpanych horyzontów gazowych, które mogą być wykorzystane w przyszłości jako potencjalne magazyny gazu ziemnego i wodoru. Dla potrzeb artykułu wybrano jeden z takich poziomów zbiornikowych, reprezentujący złoże mioceńskie, i przeprowadzono szczegółową analizę jego parametrów geologiczno-złożowych istotnych dla magazynowania wodoru. Zestaw analizowanych parametrów sprecyzowano na podstawie literatury oraz przyjętych ogólnie kryteriów wyboru struktury na potrzeby utworzenia PMG. Analizowane parametry skał magazynowych i uszczelniających dotyczyły: ich składu mineralogicznego i petrofizycznego, składu chemicznego gazu rodzimego oraz wód złożowych, oceny parametrów petrofizycznych skał, budowy strukturalnej poziomów zbiornikowych i uszczelniających, warunków mikrobiologicznych złoża. Dokonano też oceny zjawisk fizycznych, które będą lub mogą być efektem magazynowania wodoru, takich jak np.: proces dyfuzji, mieszanie się gazów i ich ewentualna segregacja oraz możliwość tworzenia się „języków” i „palców wodorowych”. W artykule podano również przykłady magazynów wodoru działających na świecie. Szczegółowo przedstawiono wyniki doświadczalnego podziemnego magazynowania wodoru w Austrii oraz Argentynie. W obu przypadkach projekty były realizowane w ostatnich latach. Szczególnie ważny dla niniejszej pracy był projekt austriacki Underground Sun Storage zrealizowany w Pilsbach w Austrii. Projekt ten jest istotny, gdyż proces magazynowania wodoru został przeprowadzony w podobnych do obszaru zapadliska przedkarpackiego utworach molasowych. Wyniki analiz wytypowanych poziomów zbiornikowych dają podstawę do pozytywnej rekomendacji sczerpanych złóż gazu ziemnego na obszarze zapadliska do celów podziemnego magazynowania wodoru. Jednocześnie jednak zwraca uwagę fakt małej liczby badań istotnych dla podjęcia decyzji o magazynowaniu wodoru w strukturach sczerpanych złóż gazu, dlatego konieczne będzie przed wydaniem takiej decyzji zaplanowanie i przeprowadzenie niezbędnego zakresu badań i analiz. Innym bardzo istotnym elementem będzie też dokonanie przeglądu i analizy stanu technicznego istniejących odwiertów, w tym stanu ich zacementowania oraz analizy materiałoznawczej.
This paper presents the possibility of storing a mixture of natural gas (approx. 90%) and hydrogen (up to 10%) in depleted natural gas fields in the Carpathian Foredeep. The problem of hydrogen storage will arise in Europe, and probably also in Poland, in the near future. In accordance with the hydrogen directive announced by the EU in 2020, hydrogen produced from surplus energy from renewable energy sources is going to gradually replace fossil fuels. A part of the hydrogen will be used for current needs, and some will be stored in the surface and underground reservoirs. Underground hydrogen storage (UHS) facilities will be built in salt caverns and in depleted natural gas fields. The underground gas storage (UGS) facilities operate in Poland, e.g. in the area of the Carpathian Foredeep, (for example UGS Husów and UGS Brzeźnica), where gas is stored in the Miocene sandstone levels. This region is reach in depleted gas horizons that may be used in the future as a potential natural gas and hydrogen storage facilities. In this article, one of such reservoir horizons, representing the Miocene gas field, was selected, and its detailed analysis of geological and reservoir parameters, important for hydrogen storage, was carried out. The set of analyzed parameters was specified on the basis of the literature and generally accepted criteria for selecting a structure for UGS facilities. The analyzed parameters of storage and sealing rocks concerned: their mineralogical and petrophysical composition, chemical composition of native gas and reservoir waters, evaluation of petrophysical parameters of rocks, structure of reservoir and sealing levels, as well as microbiological conditions of the deposit. A physical phenomena that will or may be the effect of hydrogen storage, such as the diffusion process, mixing of gases and their possible segregation, and the possibility of the formation of hydrogen “tongues and fingers” were also assessed. The article also presents examples of hydrogen storage facilities operating in the world. The results of experimental underground hydrogen storage in Austria and Argentina are presented in details. In both cases, the projects were implemented in recent years. The Austrian project Underground Sun Storage realized in Pilsbach, Austria, was particularly important for this work. This project is significant, because the hydrogen storage process was carried out in molasses formations similar to those of the Carpathian Foredeep. The results of the analyses of the selected reservoir levels support a positive recommendation of the depleted natural gas fields in the area of the Carpathian Foredeep for the purpose of the underground hydrogen storage. However, due to the fact that there is a small amount of research relevant to making a decision on the hydrogen storage in the structures of depleted gas fields, it is necessary to plan and conduct more research and analyses. Another very important element will be the review and analysis of the technical condition of the existing wells, including the condition of their cementing and material science analysis.
Źródło:: Nafta-Gaz; 2022, 78, 3; 219-239
0867-8871
Pojawia się w:: Nafta-Gaz
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

Zmień widok

na półce

Skocz do pozycji: 5.

Tytuł:: Uwarunkowania geologiczne wybranych wysadów solnych w Polsce i ich przydatność do budowy kawern do magazynowania wodoru
Geology of selected salt domes in Poland and their usefulness in constructing hydrogen storage caverns
Autorzy:: Czapowski, G.
Tarkowski, R.
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/2061644.pdf
Data publikacji:: 2018
Wydawca:: Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy
Tematy:: podziemne magazynowanie wodoru
wysady solne
parametry geologiczne
Niż Polski
underground hydrogen storage
salt domes
geological setting
Polish Lowlands
Opis:: Podziemne magazynowanie wodoru stanowi alternatywną formę magazynowania energii. Zatłoczony gaz w sytuacji nadwyżek energetycznych może być uwalniany i spalany w odpowiednich instalacjach w momencie wzrostu zapotrzebowania na energię. Do najbardziej efektywnych form takiego magazynowania należą kawerny w wysadach zbudowanych z soli cechsztynu, które na obszarze Niżu Polskiego intrudowały w nadległe utwory mezozoiku. Siedem spośród 27 wysadów solnych spełnia parametry geologiczne (minimalna grubość serii solnej rzędu 1 km, maksymalna głębokość występowania zwierciadła solnego <1 km), pozwalające je wskazać jako przydatne do budowy kawern magazynowych wodoru. Do najlepszych/optymalnych struktur należą wysady Rogóźno i Damasławek oraz w równym stopniu przydatne są dwa bliźniacze wysady – Lubień i Łanięta. W świetle obecnej wiedzy geologicznej mniej perspektywicznymi strukturami są wysady Goleniów i Izbica Kujawska (wysad Izbica Kujawska wymaga kompleksowego rozpoznania geologicznego). Ostatnią z analizowanych struktur, wysad Dębina, ulokowaną w centrum eksploatowanego odkrywkowo złoża węgla brunatnego „Bełchatów”, uznano za nieprzydatną dla tej formy magazynowania. Opisane wysady solne są również przydatne do magazynowania innych gazów np. gazu ziemnego czy powietrza, gdyż ich magazynowanie wymaga spełnienia podobnych warunków geologicznych.
Underground hydrogen gas storage might be the alternative energy supplier. Filled-up during energy surplus could be utilized during energy shortage by combustion in special installations. Salt caverns within the salt domes are being considered as one of the optimal places for such energy storage. Caverns within the domes of Zechstein salts that intruded into the surrounding Mesozoic strata of the Polish Lowlands are among the most effective underground storages. Seven out of 27 analyzed salt domes have been recommended for hydrogen storage construction based on the geological parameters (i.e. minimum thickness of the salt body should be about 1 km and its top at a depth less than 1 km). The best structures are the Rogóźno and Damasławek domes and two twin-forms – the Lubień and Łanięta domes of equal usefulness. Less perspective structures, based on the present geological knowledge, are the Goleniów and Izbica Kujawska domes. The latter would still require basic geological work. The last analyzed structure, the Dębina dome, located in the centre of the active lignite open-pit “Bełchatów”, has been excluded from future consideration. These salt domes are also suitable for the storage of other gases, i.e. natural gas and air, as their storage requires similar geological setting.
Źródło:: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego; 2018, 472; 53--81
0867-6143
Pojawia się w:: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

Zmień widok

na półce

Skocz do pozycji: 6.

Tytuł:: Ocena szczelności stwardniałych zaczynów cementowych dla wodoru
Hydrogen tightness evaluation of the hardened cement slurries
Autorzy:: Wojnicki, Mirosław
Kuśnierczyk, Jerzy
Szuflita, Sławomir
Warnecki, Marcin
Rzepka, Marcin
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/31343903.pdf
Data publikacji:: 2023
Wydawca:: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
Tematy:: wodór
cement wiertniczy
szczelność
podziemny magazyn wodoru
PMW
OZE
hydrogen
drilling cement
tightness
underground hydrogen storage
UHS
RES
Opis:: Ograniczenie emisji gazów cieplarnianych i zwiększenie udziału energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii (OZE) w miksie energetycznym stanowią ogromne wyzwanie dla większości światowych gospodarek, w tym Polski. Ze względu na specyfikę produkcji energii z OZE – jej rozwój na dużą skalę nie jest możliwy bez rozwiniętych systemów wielkoskalowego magazynowania i bilansowania energii. Wodór może być wykorzystywany w nieuniknionej transformacji energetycznej jako źródło, nośnik lub magazyn (bufor) energii, stąd też dynamika rozwoju technologii wodorowych stale przybiera na sile. Istotną kwestią dla zapewnienia bezpieczeństwa podziemnego magazynu i ograniczenia ryzyka związanego z ucieczką/stratą magazynowanego wodoru jest uszczelnienie otworów wiertniczych z wykorzystaniem szczelnego zaczynu cementowego, tworzącego dobrej jakości kamień cementowy. W niniejszej pracy podjęto próbę oceny szczelności stwardniałych zaczynów cementowych opracowanych do celów uszczelniania odwiertów w podziemnych magazynach wodoru (PMW) zlokalizowanych w sczerpanych złożach gazu ziemnego. W badaniach rejestrowano natężenie przepływu wodoru, co pozwala na ocenę porównawczą poszczególnych próbek w kierunku najniższych wartości przepływu, odpowiadających najwyższej szczelności. Pomiary wykonywano w różnych warunkach ciśnienia (wysokie ciśnienie porowe, niskie ciśnienie porowe, wysokie ciśnienie różnicowe, niskie ciśnienie różnicowe) i temperatury (60°C, temperatura pokojowa). Ustalenie przepuszczalności stwardniałych zaczynów cementowych jest problematyczne ze względu na specyficzny charakter ośrodka porowatego, który to cechuje się niestabilnością parametrów w czasie i w trakcie suszenia ulega trwałym uszkodzeniom.
Reducing greenhouse gas emissions and increasing the share of electricity from renewable energy sources (RES) in the energy mix is a huge challenge for most global economies, including Poland. Due to the specific nature of RES energy production, its large-scale development is not possible without developed large-scale energy storage and balancing systems. Hydrogen can be used in the inevitable energy transition both as a source, carrier or storage (buffer) of energy, hence the dynamics of hydrogen technology development is steadily gaining momentum. An important issue to ensure the safety of underground storage and to reduce the risk of escape/loss of stored hydrogen is the sealing of boreholes using a hydrogen tight cement. The present study attempts to assess the tightness of hardened cement slurries developed for sealing boreholes in underground hydrogen storage facilities located in depleted natural gas fields. Hydrogen flow rates were measured, allowing a comparative assessment of individual samples towards the lowest flow rates corresponding to the highest tightness. Determining the permeability of hardened cement slurries is problematic due to the specific nature of the porous medium, which is characterised by instability of parameters over time and is permanently damaged during drying.
Źródło:: Nafta-Gaz; 2023, 79, 6; 385-397
0867-8871
Pojawia się w:: Nafta-Gaz
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

Zmień widok

na półce

Skocz do pozycji: 7.

Tytuł:: Doszczelnienie matrycy kamieni cementowych otrzymanych z zaczynów cementowych przeznaczonych do podziemnych magazynów wodoru w kawernach solnych
Sealing the matrix of cement stones derived from cement slurries designed for underground hydrogen storage in salt caverns
Autorzy:: Kędzierski, Miłosz
Rzepka, Marcin
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/31348319.pdf
Data publikacji:: 2024
Wydawca:: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
Tematy:: kawerny solne
zaczyn cementowy
podziemny magazyn wodoru
energia odnawialna
nanokomponenty
mikrocement
salt caverns
cement slurry
underground hydrogen storage
renewable energy
nanocomponents
microcement
Opis:: Artykuł przedstawia wyniki badań nad doszczelnieniem matrycy kamieni cementowych otrzymanych z zaczynów cementowych przeznaczonych do podziemnych magazynów wodoru w kawernach solnych. W recepturach zaczynów cementowych została zwiększona ilość dodatku mikrocementu oraz podjęto próbę zastosowania wybranych rodzajów nanomateriałów. Receptury cementowe opracowane zostały w INiG – PIB w Laboratorium Zaczynów Uszczelniających. Badania przeprowadzono dla temperatury 25°C i ciśnienia 10 MPa. W badanych zaczynach cementowych jako spoiwo wiążące zastosowano cement wiertniczy G. Zaczyny cementowe sporządzano na solance o pełnym nasyceniu o gęstości 1200 kg/m3 ze względu na bezpośrednią obecność soli w otworze. Do solanki dodawano kolejno środki: odpieniający, upłynniający i obniżający filtrację oraz nanomateriały. Pozostałe składniki: mikrocement, gips modelowy oraz cement mieszano ze sobą i wprowadzano następnie do wody zarobowej. W przypadku każdego zaczynu cementowego wykonywano badania parametrów technologicznych takich jak: właściwości reologiczne, gęstość, rozlewność, odstój wody oraz czas gęstnienia zaczynu. Przeprowadzano również badania wytrzymałości na ściskanie po 7 dniach oraz po 1 i 6 miesiącach, a także pomiar porowatości stwardniałych zaczynów cementowych po 6 miesiącach deponowania w pełni nasyconej solance. Opracowane zaczyny cementowe charakteryzowały się dobrymi parametrami reologicznymi oraz zerowym odstojem wody. Gęstości zaczynów cementowych wahały się w przedziale od 1910 kg/m³ do 1940 kg/m³. Wszystkie zbadane stwardniałe zaczyny cementowe charakteryzowały się zwartą mikrostrukturą o niskiej zawartości makroporów. Udział porów o średnicy powyżej 10 000 nm wyniósł od 1,3% do 3,2% ilości wszystkich porów. Natomiast udział porów o średnicy poniżej 100 nm w całej matrycy stwardniałego zaczynu cementowego wyniósł od 94,3% do 97,5%. Dodatek większej ilości mikrocementu oraz wprowadzenie nanokomponentów do receptur zaczynów cementowych spowodowały wzrost wytrzymałości na ściskanie oraz obniżenie porowatości kamieni cementowych.
The article presents the results of research on the sealing of the matrix of cement stones derived from cement slurries, specifically designed for underground hydrogen storage in salt caverns. This study involved increasing the amount of microcement in cement slurry mixes and experimenting with selected types of nanomaterials. Laboratory tests of cement slurries were conducted at the Oil and Gas Institute – National Research Institute, under controlled conditions of 25°C and 10 MPa. Cement slurries were prepared on the basis of class G oil-well cement. Cement slurries were prepared on fully saturated brine with a density of 1200 kg/m3 reflecting the direct presence of salt in the wellbore. The agents added into the brine included defoamers, liquefying agents, fluid loss control additive and nanocomponents. The other ingredients – microcement, model gypsum and cement – were mixed together and then added to the mixing water. The cement slurries were tested for rheological parameters, density, free water, fluidity, filtration and thickening time. Compressive strength tests were conducted at intervals of 7 days, 1 month and 6 months, along measurement of porosity of hardened cement slurry after 6 months of depositing fully saturated brine. The developed cement slurries exhibited favorable rheological parameters and no free water. The densities of tested slurries ranged from 1910 kg/m³ to 1940 kg/m³. All hardened cement slurries tested were characterized by a compact microstructure with a low content of macropores. The proportion of pores with a diameter above 10,000 nm ranged from 1.3 to 3.2% of all pores. Whereas, the proportion of pores with a diameter below 100 nm in the entire cement stone matrix ranged from 94.3 to 97.5%. The addition of a larger amount of microcement and nanocomponents to the cement slurry mixes resulted in an increase in compressive strength and a decrease in the porosity of cement stones.
Źródło:: Nafta-Gaz; 2024, 80, 1; 3-11
0867-8871
Pojawia się w:: Nafta-Gaz
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

Zmień widok

na półce

Skocz do pozycji: 8.

Tytuł:: Badania zaczynów cementowych przeznaczonych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w podziemnych magazynach wodoru w sczerpanych złożach węglowodorów
Research of cement slurries for sealing casing strings in underground hydrogen storage facilities in depleted hydrocarbon reservoirs
Autorzy:: Rzepka, Marcin
Kędzierski, Miłosz
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/31343917.pdf
Data publikacji:: 2023
Wydawca:: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
Tematy:: zaczyn cementowy
kamień cementowy
magazynowanie wodoru
cement slurry
cement stone
hydrogen storage
Opis:: Prezentowany artykuł omawia zagadnienia dotyczące technologii zaczynów cementowych proponowanych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w podziemnych magazynach wodoru w sczerpanych złożach węglowodorów. Do badań laboratoryjnych wytypowano dziesięć receptur zaczynów zawierających różne dodatki i domieszki (m.in. nanomateriały, tj. nano-SiO2, nano-Al2O3, lateksy, polimery wielkocząsteczkowe). Badania receptur prowadzono w temperaturze 60°C pod ciśnieniem 25 MPa, stosując w składach zaczynów domieszkę odpieniającą, upłynniającą, antyfiltracyjną oraz opóźniacz wiązania. Badania wykonywano na dwóch rodzajach cementów: portlandzkim CEM I 42,5 oraz wiertniczym klasy G. Określano parametry technologiczne świeżych i stwardniałych zaczynów cementowych, badając: gęstość, odstój wody (wolną wodę), reologię, czasy gęstnienia, a także wytrzymałość na ściskanie, porowatość oraz szczelność rdzeni cementowych względem wodoru. Płynne zaczyny cementowe posiadały prawidłowe parametry technologiczne (były dobrze przetłaczalne w warunkach HPHT, a ich gęstości wynosiły 1,80–1,91 g/cm3 ). Wytrzymałości na ściskanie stwardniałych zaczynów cementowych po okresie od 2 dni do 28 dni hydratacji, zwłaszcza w przypadku próbek z dodatkiem nanokomponentów, przyjmowały bardzo wysokie wartości (po 28 dniach przekraczając 40 MPa). Próbki kamieni cementowych posiadały bardzo niską zawartość porów kapilarnych, co ogranicza możliwość tworzenia się kanalików w płaszczu cementowym otworu wiertniczego. W większości próbek pory o najmniejszych rozmiarach (poniżej 100 nm) stanowiły zdecydowaną większość (powyżej 95–97%) ogólnej ilości porów występujących w matrycy cementowej. Najkorzystniejsze parametry technologiczne uzyskano w przypadku próbek zawierających nano-SiO2 (nanokrzemionkę), a optymalny współczynnik wodno-cementowy dla takich zaczynów kształtował się na poziomie około 0,46–0,48 – w zależności od rodzaju zastosowanego cementu. Najniższe wartości przenikalności dla wodoru zanotowano dla receptur zawierających nanokrzemionkę (nano-SiO2). Receptury o najlepszych parametrach technologicznych, zawierające nanokomponenty (po wykonaniu szczegółowych testów), będą mogły znaleźć zastosowanie podczas uszczelniania rur okładzinowych w otworach wierconych w celu magazynowania wodoru.
The article presents issues related to the technology of cement slurries for sealing casing pipes in underground hydrogen storage facilities in depleted hydrocarbon reservoirs. Ten recipes of slurries containing various ingredients (including nanomaterials, i.e. nanoSiO2, nano-Al2O3, latexes, high-molecular polymers) were selected for laboratory tests. The tests were carried out at a temperature of 60°C and a pressure of 25 MPa, using defoaming, fluidizing, antifiltration admixtures and setting time retardant in the slurry compositions. The tests were carried out on two types of cement: Portland CEM I 42.5 and class G drilling cement. Technological parameters of fresh and hardened cement slurries were determined by examining the following: density, water retention (free water), rheology, thickening times as well as compressive strength, porosity and hydrogen tightness of cement cores. The liquid cement slurries had the correct technological parameters (they were well pumpable under HPHT conditions and their densities ranged from 1.80–1.91 g/cm3 ). The compressive strength of cement stones in the period from 2 days to 28 days of hydration, especially for samples with the addition of nanocomponents, was very high (after 28 days exceeding 40 MPa). The samples of cement stones had a very low content of capillary pores, which limits the possibility of forming channels in the cement sheath of the borehole. For most samples, the smallest pores (below 100 nm) accounted for the vast majority (over 95–97%) of the total number of pores in the cement matrix. The most favorable technological parameters were obtained for samples containing nano-SiO2 (nanosilica) and the optimal water-cement ratio for such slurries was around 0.46–0.48, depending on the type of cement used. The lowest hydrogen permeability values were obtained for formulations containing nanosilica (nano-SiO2). Recipes offering the best technological parameters, containing nanocomponents (after detailed tests), may be used when sealing casing pipes in holes drilled for hydrogen storage.
Źródło:: Nafta-Gaz; 2023, 79, 4; 244-251
0867-8871
Pojawia się w:: Nafta-Gaz
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

Zmień widok

na półce

Skocz do pozycji: 9.

Tytuł:: Potencjał magazynowy wodoru w permskich złożach soli kamiennej w Polsce
Hydrogen storage potential in Permian rock salts in Poland
Autorzy:: Lankof, Leszek
Tarkowski, Radosław
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/2192006.pdf
Data publikacji:: 2022
Wydawca:: Polskie Stowarzyszenie Górnictwa Solnego
Tematy:: podziemne magazynowanie wodoru
kawerna solna
wysad solny
pokłady soli kamiennej
potencjał magazynowy
underground hydrogen storage
UHS
salt cavern
salt dome
stratiform formation
storage potential
Opis:: 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.
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.
Źródło:: Przegląd Solny; 2022, 16; 29--42
2300-9349
Pojawia się w:: Przegląd Solny
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

Zmień widok

na półce

Skocz do pozycji: 10.

Tytuł:: Wodór jako paliwo przyszlości. Wyzwania dla polskiej geologii
Hydrogen as the fuel of the future. Challenges for Polish geology
Autorzy:: Tarkowski, Radosław
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/2076228.pdf
Data publikacji:: 2021
Wydawca:: Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy
Tematy:: strategia wodorowa
podziemne magazynowanie wodoru
aspekty geologiczne
aspekty zbiornikowe
wyzwania dla geologii
hydrogen strategy
underground hydrogen storage
geological aspects
reservoir aspects
challenges for geology
Opis:: The issue of using renewable and low-emission hydrogen is topical in the context of reducing the consumption of fossil fuels in Poland in the energy sector, industry and transport, and the transition towards a less environmentally burdensome economy. The article indicates the activities of the government and industry in the field of hydrogen use, and scientific publications in this field. The geological-economic aspects of underground hydrogen storage are presented, the main directions of future scientific activities in this field are outlined, and the tasks facing Polish geology in the context of underground hydrogen storage are presented.
Źródło:: Przegląd Geologiczny; 2021, 69, 4; 210--217
0033-2151
Pojawia się w:: Przegląd Geologiczny
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

Zmień widok

na półce

Skocz do pozycji: 11.

Tytuł:: Numeryczne symulacje procesu magazynowania wodoru w częściowo wyeksploatowanym złożu gazowym
Numerical simulations of hydrogen storage in a partially depleted gas reservoir
Autorzy:: Szott, Wiesław
Miłek, Krzysztof
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/2143375.pdf
Data publikacji:: 2022
Wydawca:: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
Tematy:: struktury geologiczne
złoża naftowe
podziemne magazynowanie wodoru
procesy transportu w ośrodku porowatym
dyspersja fizyczna
kompozycyjne modele złożowe
geological structures
petroleum reservoirs
underground hydrogen storage
transport processes in porous media
physical dispersion
reservoir compositional models
Opis:: W pracy przedstawiono charakterystyki potencjalnych struktur możliwych do wykorzystania w celu magazynowania wodoru. Sformułowano kryteria wyboru optymalnej struktury, takie jak: pojemność dostępna dla wodoru, zakres historycznych ciśnień złożowych, ciśnienie szczelinowania, własności transportowe skały, aktywność wody podścielającej, rodzaj płynu złożowego, temperatura złożowa. Stosując te kryteria, wybrano strukturę złoża gazu ziemnego funkcjonującą obecnie jako PMG (podziemny magazyn gazu). Dla znalezienia charakterystyk wybranej struktury jako PMW (podziemnego magazynu wodoru) skonstruowano kompozycyjny model złożowy poprzez konwersję istniejącego modelu typu black oil. W tym celu model złoża uzupełniono o wieloskładnikowy model płynu złożowego opisany równaniem stanu Soave’a–Redlicha–Kwonga oraz o kompozycyjne hydrauliczne modele odwiertów. Kompletny model złoża efektywnie skalibrowano, wykorzystując wieloletnie historyczne dane eksploatacyjne obejmujące wydajności wydobycia ze złoża, zatłaczania i odbioru gazu w ramach PMG oraz ciśnienie zmierzone na spodzie odwiertów eksploatacyjnych. Zweryfikowany model wykorzystano do wielokrotnych symulacji procesu magazynowania wodoru, stosując realistyczne ograniczenia dla zatłaczania i odbioru gazu, tj. czas zatłaczania i odbioru, limity na sumaryczną ilość zatłaczanego wodoru oraz odbieranego gazu, minimalną czystość odbieranego wodoru. Rozpatrzono warianty różniące się szczegółami konwersji PMG na PMW oraz zakładanym maksymalnym stopniem zanieczyszczenia odbieranego wodoru. Podstawowe własności geologiczne wynikały z oryginalnych właściwości struktury i nie podlegały modyfikacjom, natomiast nieznany, ale istotny parametr dyspersji, decydujący o mieszaniu się gazu zatłaczanego z gazem rodzimym, był przedmiotem analizy warianto- wej. Wyniki ilościowe prognoz pracy PMW uzupełniono szczegółową analizą rozkładów nasycenia wodorem na różnych etapach i w różnych cyklach pracy magazynu. W pracy badano wpływ zjawiska dyspersji na wyniki pracy magazynu poprzez implementację zjawiska dyspersji numerycznej, weryfikację poprawności korelacji dyspersji z prędkością migracji oraz identyfikację wielkości dyspersji dla różnych wariantów modelu złoża.
The paper presents the characteristics of potential structures that can be used for hydrogen storage. The criteria for selecting the optimal structure were formulated. They include estimated sequestration capacity, range of historical reservoir pressures, fracturing pressure, transport properties of the rock, activity of the underlying water, type of reservoir fluid, reservoir temperature. After applying these criteria, a natural gas field structure, currently functioning as a UGS (underground gas storage) facility, was selected. In order to find the characteristics of the selected structure as a UHS (underground hydrogen storage), a compositional reservoir model was constructed. For this purpose, a multicomponent model of the formation fluid described by the Soave–Redlich–Kwong equation of state was built and supplemented with compositional hydraulic models of wells. The complete model of the field was effectively calibrated using historical operational data, including the production rate from the gas field, gas injection and withdrawal under the UGS operation and the pressures measured at the bottom of the production wells. The verified model was used for multiple simulations of the hydrogen storage process using realistic constraints for gas injection and withdrawal, i.e., injection and withdrawal times, limits for the total amount of injected hydrogen and withdrawn gas, maximum acceptable contamination of the withdrawn hydrogen. Consequently, simulation scenarios differed in the details of the UGS – UHS conversion and withdrawn gas composition. The basic geological properties resulted from the original structure properties were not subject to modification, while the unknown but significant dispersion parameter determining the mixing of the injected gas with the original gas was subject to changes. The quantitative results of the UHS operation forecasts were supplemented with a detailed analysis of the distribution of hydrogen saturation at various stages and in different operation cycles of the storage schedule. The study investigated the influence of the dispersion phenomenon on the results of storage operation by implementing the phenomenon of numerical dispersion, verifying the correctness of the correlation between dispersion and migration speed, and identifying the dispersion values for various reservoir models. Basic conclusion was derived from the obtained simulation results.
Źródło:: Nafta-Gaz; 2022, 78, 1; 41-55
0867-8871
Pojawia się w:: Nafta-Gaz
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

Zmień widok

na półce

Skocz do pozycji: 12.

Tytuł:: Metody efektywnego i bezpiecznego magazynowania wodoru jako warunek powszechnego jego wykorzystania w transporcie i energetyce
Methods of effective and safe hydrogen storage as a condition of its widespread use in transportation and energetics
Autorzy:: Siekierski, Maciej
Majewska, Karolina
Mroczkowska-Szerszeń, Maja
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/31343959.pdf
Data publikacji:: 2023
Wydawca:: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
Tematy:: przechowywanie wodoru
sprężanie wodoru
skraplanie wodoru
wytwarzanie wodoru
związek wodoru
metoda przechowywania
transport
magazynowanie wielkoskalowe wodoru
podziemny magazyn wodoru
hydrogen storage
hydrogen compression
hydrogen liquefaction
hydrogen production
hydrogen compounds
method of hydrogen storage
large-scale hydrogen storage
underground hydrogen storage
Opis:: Uwarunkowania ekologiczne, ale także polityczne, a w ostatnim czasie również ekonomiczne związane z galopującym wzrostem cen surowców energetycznych, jak i samej energii, stały się powodem silnie rosnącego zainteresowania zarówno wydajnymi źródłami energii, jak też „czystymi” paliwami, w tym wodorem. Wprowadzenie wodoru do powszechnego użytku w transporcie i energetyce wiąże się jednak z szeregiem problemów natury technicznej, często rozwiązanych w skali laboratoryjnej, jednak ciągle oczekujących na wdrożenia. Katalog zagadnień związanych z wykorzystaniem wodoru jako paliwa do powszechnego użytku jest bardzo długi, jednak w niniejszej pracy skupiamy się na przybliżeniu problematyki dotyczącej przechowywania wodoru. Jako istotne omówione są kwestie metod sprężania, skraplania i lokalnego wytwarzania wodoru, a także przechowywania go i transportu w postaci związków chemicznych o różnej budowie. Pośród omówionych związków znalazły się między innymi wodorki metali o wysokiej aktywności chemicznej, borowodorek sodowy, amidoborany. Jako osobna grupa organicznych nośników wodoru mogą być rozpatrywane związki takie jak kwas mrówkowy, toluen, naftalen, a także inne mogące ulegać odwracalnemu uwodornieniu, jak pary aren–cykloalkan. Naświetlone zostały także problemy technologiczne związane z wykorzystaniem wspomnianych związków w przechowywaniu i transporcie wodoru. Istotną kwestię stanowią także metody wielkoskalowego magazynowania tego gazu, dlatego też w artykule zasygnalizowane zostały zagadnienia dotyczące problematyki podziemnych magazynów gazu (PMG) wykorzystywanych do magazynowania wodoru czy wreszcie – magazynowania go w istniejącej infrastrukturze przesyłowej. Ponadto przybliżony został zarys najistotniejszych uwarunkowań prawnych oraz strategii dotyczących wodoru, zarówno w skali kraju, jak i wspólnoty europejskiej.
Environmental, political, and currently also economic factors related to the galloping increase in prices of raw materials and energy have become the reason for the growing interest in both efficient energy sources and so-called “clean” fuels, including hydrogen. However, the introduction of hydrogen for widespread use in transport and energy sectors is associated with several technical difficulties and challenges, often solved at the laboratory scale but still awaiting industrial implementation. The catalogue of issues related to the introduction of hydrogen as a fuel of general use is quite extensive. However, this paper focuses on explaining the problems associated with hydrogen storage. These include methods of hydrogen compression, liquefaction and in situ production as well as its storage and transportation in the form of various chemical compounds. The compounds discussed include metal hydrides of high chemical activity, sodium borohydride, and amidoboranes. As a separate group of organic hydrogen carriers compounds such as formic acid, toluene, and naphthalene as well as other capable of reversible hydrogenation such as arene-cycloalkane pairs, can also be considered. The paper also discusses technological issues related to the use of these compounds. The issue of customization and development of underground gas storage (UGS) towards hydrogen storage and storing it in the existing transmission infrastructure and the methods critical for a large-scale storage of this gas are also covered. Furthermore, an overview of the most critical legal regulations and strategies for hydrogen on the national and European Community level is provided.
Źródło:: Nafta-Gaz; 2023, 79, 2; 114-130
0867-8871
Pojawia się w:: Nafta-Gaz
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

Zmień widok

na półce

Skocz do pozycji: 13.

Tytuł:: Wodór a podziemne magazynowanie energii w strukturach solnych
Hydrogen and underground energy storage in the salt structures
Autorzy:: Kaliski, M.
Sikora, A.
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/2192146.pdf
Data publikacji:: 2013
Wydawca:: Polskie Stowarzyszenie Górnictwa Solnego
Tematy:: podziemne magazynowanie energii
wodór
kawerna solna
fossil fuels
hydrogen
underground gas storages
Opis:: The most abundant and common element in the Universe is hydrogen. Hydrogen is a prevailing chemical element throughout the Earth. It is present in molecule form in the atmosphere, in minimum quantities – traces, close to the Earth surface. Dominant component of the high layers of the atmosphere where is rare, diluted. 40% of the current world production comes from the process in which the hydrogen is a by-product of electrolysis, heavy chemistry (synthesis gas) or the refining of crude oil. Hydrogen is the cleanest source–carrier of energy. Major hydrogen markets are ammonia fertilizer production and conversion of heavy oil and coal into liquid fuels. There are few production methods but primary we can focus on stea • CH₄ + H₂O -> CO +3 H₂ • CO + H₂O-> CO₂ +H₂ Fossil fuels are burnt to provide the heat to drive the chemical process (let’s consider the role of the nuclear energy as well). Energy required to make hydrogen is dependent upon the feedstock. Natural gas – reduction of hydrogen in chemical way (the lowest energy input to make hydrogen); coal – hydrogen deficit; water (H₂O – oxidized hydrogen) There are many underground gas storages systems among the European Union countries. Especially salt caverns dedicated for hydrocarbon’s storage are widely described in the literature (e. g. Kaliski et al., 2010; Kunstman et al., 2009). There is still, unfortunately, no experience with hydrogen storage in Poland. And the EU hydrocarbons salt caverns have only the UK, France (including hydrogen storage), Germany, Denmark, Portugal and Poland (Gillhaus, 2008). Dedicated programme for hydrogen storage was implemented in the EU in 2002 called “Towards a European Hydrogen Energy Roadmap Preface to HyWays – the European Hydrogen Energy Roadmap Integrated Project” (more information can be found on www.HyNet.info). There is a new research programme in the field of transmission and storage of the hydrogen for energy purposes currently held in Germany. The total length of the hydrogen gas in Europe is about 1500 km. But still, there is no experience with hydrogen storage as an energy source for energy sector. The best carrier of energy. A key issue facing researchers is the use of technology of hydrogen for storage of energy and construction of salt caverns which will meet safety requirements regarding tightness and stability. One should consider that: • construction of the caverns is determined by the ability of the use of the brine; • caverns (geological structures) must comply with the integrity and stability; • such energy warehouses should be located close to the potential end user of hydrogen and electricity network (infrastructure is a key). The next several years perspective shows that, the emergence of underground cavern storage of any surplus energy in the form of hydrogen would have the following environmental benefits: a) storage of surplus of such energy and its subsequent recovery in an environmentally cleaner process - without the additional emission’s issues, b) ecological safety of underground storage of energy, similar to the existing underground gas storage facilities, oil and fuel, c) underground storage efficiency and eco-friendly much higher when compared to systems hydroelectric pumped storage, d) better technically and economically feasible - to use periodic overcapacity power plants and the related real decrease in CO2 emissions, e) easier integration in the energy system of large wind and solar energy farms, reducing potential problems with a large share of RES in the energy balance of the country, f) limitation of conventional combustion of fossil fuel, g) hydrogen is the cleanest source of energy, h) enable the development of fuel cell (hydrogen) in the automotive industry, the decrease of emissions, i) to dispose of CO2 by the use of hydrogen and CO2 to eventually methane production in upstream projects. Let’s imagine for a moment a project that combines: • hydrogen production by electrolysis using excess wind power and solar energy to produce it; • optimize the demand for hydrogen in chemical processes also by its storage in salt caverns; • hydrogen storage processes resulting in refinery and petrochemical plants and possibly by electrolysis of surplus energy generated in non-conventional and renewable power. The future of interim storage of surplus energy may lie in underground caverns leached (leached) in salt deposits, which can be stored as compressed air (Compressed Air Energy System) or hydrogen. We are aware and we are positive that the subject is not easy, but we also believe that this fuel of the future - hydrogen – is going to turn of the centuries: XXI and XXII. That is why today we need to outline our descendants. New generations of these lines of energy development that will allow Humanity to become a Galactic Energy Society.
Źródło:: Przegląd Solny; 2013, 9; 26--32
2300-9349
Pojawia się w:: Przegląd Solny
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

Zmień widok

na półce

Skocz do pozycji: 14.

Tytuł:: Magazynowanie wodoru w obiektach geologicznych
Storage of hydrogen in geological structures
Autorzy:: Such, Piotr
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/1833953.pdf
Data publikacji:: 2020
Wydawca:: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
Tematy:: wodór
podziemne magazynowanie
wyeksploatowane złoża gazu
kawerny solne
hydrogen
underground storage
exploited gas reservoirs
salt caverns
Opis:: Hydrogen economy became one of the main directions in EU’s Green Deal for making Europe climate neutral in 2050. Hydrogen will be produced with the use of renewable energy sources or it will be obtained from coking plants and chemical companies. It will be applied as ecological fuel for cars and as a mix with methane in gas distribution networks. Works connected with all aspects of hydrogen infrastructure are conducted in Poland. The key problem in creating a hydrogen system is hydrogen storage. They ought to be underground (RES) because of their potential volume. Three types of underground storages are taken into account. There are salt caverns, exploited gas reservoirs and aquifers. Salt caverns were built in Poland and now they are fully operational methane storages. Oli and Gas Institute – National Research Institute has been collaborating with the Polish Oil and Gas Company since 1998. Salt cavern storage exists and is used as methane storages. Now it is possible to use them as methane-hydrogen mixtures storages with full control of all operational parameters (appropriate algorithms are established). Extensive study works were carried out in relation to depleted gas reservoirs/aquifers: from laboratory investigations to numerical modelling. The consortium with Silesian University of Technology was created, capable of carrying out all possible projects in this field. The consortium is already able to undertake the project of adapting the depleted field to a methane-hydrogen storage or, depending on the needs, to a hydrogen storage. All types of investigations of reservoir rocks and reservoir fluids will be taken into consideration.
Źródło:: Nafta-Gaz; 2020, 76, 11; 794--798
0867-8871
Pojawia się w:: Nafta-Gaz
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

Zmień widok

na półce

Skocz do pozycji: 15.

Tytuł:: Podziemne magazynowanie energii: wodór w kawernach solnych – aspekty ekonomiczne
Effective storage of energy in salt caverns in the form of hydrogen
Autorzy:: Kunstman, A.
Urbańczyk, K.
Powiązania:: https://bibliotekanauki.pl/articles/2192145.pdf
Data publikacji:: 2013
Wydawca:: Polskie Stowarzyszenie Górnictwa Solnego
Tematy:: energia elektryczna
podziemne magazynowanie energii
kawerna solna
odnawialne źródła energii
energy systems
electricity production
renewable energy sources
underground storage
Opis:: In energy systems of developed EU countries, the serious problem is periodic surplus of electricity production, following by deficiencies of electricity. They are particularly important in systems, where renewable energy sources (wind/solar) are significant. These are irregular power sources, depending on season and day time. Power installed in such stations is much less used than power installed in thermal or nuclear power stations. Problem is growing with increase of renewable energy share, in conjunction with the pro-ecological EU policy and continuous support for renewable energy sources. For example, in Germany (in 2011) 20% of produced electricity comes from renewable sources, in 2020 it has to be 35%, and 80% in 2050, because of nuclear plants closing and reducing the CO2 emission. Total power of wind stations there is 29 GW and of solar is 24 GW, despite the unfavorable, as it seems, climate. Germany becomes a world leader in the solar power, and power installed there is similar to total solar plants power in the rest of the world. And plans for 2050 are: 80 GW (wind) and 65 GW (solar). Such a situation in neighboring country, with similar climate, considerably more developed, indicates that similar trends will be present also here. Currently, we are at the beginning - in 2011 total power of wind stations in Poland was 2 GW, and of solar stations – 2 MW. This means the lowest use of both energies among EU, per capita and per 1 km2. In coming years the share of renewable energy sources in Poland must radically increase. Planning in Poland for 2030 is 19% of energy from renewable sources, in comparison with 6% at present (mainly hydro and biomass). Irregularities in electricity production from wind/sun, make this energy still quite expensive. If usage of this energy periodic surpluses would be practically solved, resulting prices would be lower. Problem of electricity storage has not yet been generally solved. There are hydro pumped plants, but they cannot be applied larger, because specific terrain layout is required and the impact on environment is high. Future of surplus electricity storage lies under the ground, in caverns leached in salt deposits, where one can store energy as hydrogen obtained by water electrolysis or as compressed air. This would give much greater density of stored energy than pumped hydro, without the negative environmental impact. In Poland we have appropriate salt deposits, and proven technology of salt caverns building. We already have efficiently working storages in salt caverns: KPMG Mogilno (Cavern Underground Gas Storage - owner PGNiG) and PMRiP Góra (Underground Storage of Oil and Fuels - owner SOLINO/ORLEN). In EU, both such magazines, besides of Poland, are built only in Germany and France. CHEMKOP was the initiator, originator and designer of both Polish underground storages, and specialized computer software for cavern designing, developed in CHEMKOP Sp. z o.o. was purchased (licenses) by 30 leading companies from all over the world. Salt caverns, similar to natural gas storage caverns, after due designing, may be successfully built for hydrogen, and in this form may store the excess energy. Hydrogen will be produced by water electrolysis using excess electricity, stored in salt cavern and afterwards used in different ways: as supplement to natural gas in gas network, as fuel for fuel cells or electro generators or as a raw material in petrochemical industry. The key issue is the salt caverns – they should be located where disposing of brine is possible. Hydrogen storage should be located near potential places of its use. At present, few hydrogen storage salt caverns are existing in UK and USA, but for petrochemical use, not for energy purposes. Special hydrogen pipeline in USA, 300 miles long, connected storage caverns with hydrogen producers and users. The first storage cavern for hydrogen produced from surplus electricity will be built in Etzel (Germany). Pilot peak power stations, working on compressed air from salt caverns are working in Germany (Huntorf) and in USA (McIntosh). Currently most of the research related to hydrogen storage takes place in Germany. It is associated with energy balance of Germany, with large amount of salt deposits and with high level of technologies for underground storage. Matter is urgent, because problem of periodic local energy surpluses in German network is so serious, that Poland and Czech Republic are forced to build special devices on border network connections, to reduce the impact of these irregularities on their own networks. In next few years, as expected, Germany will develop more economical hydrogen electrolysis technology and adequate electrolyzers will be produced. The surface equipment for hydrogen pumping stations will be also available. Poland has periodic surpluses of electricity production even now and very good possibility of salt caverns construction in comparison with others. Most countries do not have appropriate salt deposits, so we can become one of the European champions in storage of hydrogen – the fuel of future. It is necessary, however, to start the research work for such a storage just now. In the authors opinion, the research works should include: • identify the needs for energy storage in Poland, estimate a surplus of energy for storage in hydrogen or compressed air caverns, determine recommendation for hydrogen production by water electrolysis on a wider scale, • define possibility of storage caverns construction for hydrogen in Polish salt deposits, • determine specificity of storage caverns construction for hydrogen: size and shape, working pressures, recommendations for drilling/completion, used materials, • examine geomechanical stability of hydrogen storage caverns in their specific pressure conditions, using special computer model, • examine thermodynamic behavior of hydrogen storage caverns in their specific temperature conditions, using computer model for hydrogen cavern, • compare and evaluate hydrogen storage and compressed air storage technologies for energy surpluses (HYES/ CAES), looking for their usefulness in Polish conditions. Further research work will help to create a sound basis for taking decision to build underground energy storage by specifying: storage policies, applied technology, location of storage caverns and scenarios of their work. Final remarks • Technical and economical problems with proper use of renewable energy sources will be increasing in Poland in nearest future year by year, similarly as currently in Germany. • The problem cannot be solved in other way than storage of energy surplus for use during deficiency periods. • The best solution, at present, is energy storage in salt caverns in the form of hydrogen. • In Poland, we have both appropriate salt deposits and large experience in designing and construction of salt cavern storages. • We are world leaders in computer modeling of development and operation of salt cavern. • Our experience can be extended to the hydrogen storage, provided that relevant research work will start and be performed. • So, there is a chance that Poland will become one of the leading country in storage of hydrogen – a clean fuel of the future.
Źródło:: Przegląd Solny; 2013, 9; 20--25
2300-9349
Pojawia się w:: Przegląd Solny
Dostawca treści:: Biblioteka Nauki

Artykuł

Zmień widok

na półce

Informacja

Wyszukujesz frazę "underground hydrogen storage" wg kryterium: Wszystkie pola

Źródło danych

Dostawca treści

Kolekcja

Rok wydania

Wydawca

Temat

Autor

Typ dokumentu

Język