A felszín alatti hidrogéntárolás kihívásai az időszakos megújuló villamosenergia termelés egyensúlyozásában
Main Article Content
Absztrakt
A legújabb tudományos kutatások a szén-dioxid-mentes gazdaság előmozdítására irányulnak a megújuló energiaforrásokból származó villamos energia használata mellett. Bár a megújuló energiaforrások megoldást jelenthetnek a fosszilis tüzelőanyagokból származó antropogén üvegházhatású gázok kibocsátására, mégis szezonfüggőek, ezáltal az évente változó, de állandó energiakereslettel kombinálva a megújuló energia többletét vagy hiányát eredményezik. Ezért alapvető fontosságú egy hosszú távú tárolórendszer kidolgozása, amely egyensúlyba hozza időszakos keresletüket és kínálatukat. Cikkünkben bemutatjuk a hidrogén tárolótérre kifejtett hatásait, ismertetjük a földalatti tárolás formáit, amit a termeléshez kezdetben felhasznált energia, a végső elfogyasztott energia formája, az energiaátalakítási módszerek és ezen elemek kombinációi határoznak meg.
Letöltések
Article Details
Funding data
-
European Commission
Grant numbers RRF-2.3.1-21-2022-00009
Hivatkozások
Alvarez, J., Crovetto, R., Fernandez-Prini, R. (1988): Dissolution of N2 and of H2 in water from room temperature to 640 K. Berichte Der Bunsengesellschaft/Physical Chem Chem Phys, 92 (8): 935–940. http://www.doi.org/10.1002/bbpc.198800223
Amid, A., Mignard, D., Wilkinson, M. (2016): Seasonal storage of hydrogen in a depleted natural gas reservoir. Hydrogen Energy, 41 (12): 5549–5558. http://www.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.02.036
Davison, J., Arienti, S., Cotone, P., Mancuso, L. (2010): Co-production of hydrogen and electricity with CO2 capture. Int. J. Greenh Gas Control, 4 (2): 125–130. http://www.doi.org/10.1016/j.ijggc.2009.10.007
Energy. Gov. (2021): Hydrogen storage department of energy 2021. <https://www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-storage> (2021.11.22.)
Gahleitner, G. (2013): Hydrogen from renewable electricity: An international review of power-to-gas pilot plants for stationary applications. Hydrogen Energy, 38 (5): 2039–2061. http://www.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2012.12.010
Hajibeygi, H. (2021): Underground Hydrogen Storage: A multiscale experimental and numerical study. <https://www.youtube.com/watch?v=2VqAeYU22n0>
Hashemi, L., Blunt, M., Hajibeygi, H. (2021): Pore-scale modelling and sensitivity analyses of hydrogen-brine multiphase flow in geological porous media. Sci. Rep., 11: 8348, 1–13. http://www.doi.org/10.1038/s41598-021-87490-7
Heinemann, N., Alcalde, J., Miocic, J. M., Hangx, S. J. T., Kallmeyer, J., Ostertag-Henning, Ch., Hassanpouryouzband, A., Thaysen, E. M., Strobel, G. J., Schmidt-Hattenberger, C., Edlmann, K., Wilkinson, M., Bentham, M., Haszeldine, R. S., Carbonell, R., Rudloff, A. (2021): Enabling large-scale hydrogen storage in porous media-the scientific challenges. Energy Environ. Sci., 14 (2): 853–864. http://www.doi.org/10.1039/d0ee03536j
He, T., Rong, Z., Zheng, J., Ju, Y., Linga, P. (2019): LNG cold energy utilization: Prospects and challenges. Energy, 170: 557–568. http://www.doi.org/10.1016/j.energy.2018.12.170
Iglauer, S., Wülling, W. (2016): The scaling exponent of residual nonwetting phase cluster size distributions in porous media. Geophys. Res. Lett., 43 (21): 11. 253–11, 260. http://www.doi.org/10.1002/2016GL071298
Keshavarz, A., Abid, H., Ali, M., Iglauer, S. (2021): Hydrogen diffusion in coal: Implications for Hydrogen Geo-Storage. J. Colloid Interface Sci., 608 (2): 1457–1462. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.10.050
Kumar, K. Ramesh., Makhmutov, A., Spiers, C. J., Hajibeygi, H. (2021): Geomechanical simulation of energy storage in salt formations. Sci. Rep., 11: 1–24. http://www.doi.org/10.1038/s41598-021-99161-8
Laban, M. P. (2020): Hydrogen storage in salt caverns. Diplomadolgozat. e Delft University of Technology, Delft.
Lord, A. S., Kobos, P. H., Borns, D. J. (2014): Geologic storage of hydrogen: Scaling up to meet city transportation demands. Hydrogen Energy, 39 (28): 15570–15582. http://www.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.07.121
Pan, B., Yin, X., Ju, Y., Iglauer, S. (2021): Underground hydrogen storage : Influencing parameters and future outlook. Adv. Colloid Interface Sci., 294: 102473. http://www.doi.org/10.1016/j.cis.2021.102473
Panfilov, M., Gravier, G., Fillacier, S. (2006): Underground storage of H2 and H2-CO2-CH4 mixtures. In: 10th Eur Conf Math Oil Recover. ECMOR 2006. http://www.doi.org/10.3997/2214-4609.201402474
Panfilov, M. (2010): Underground storage of hydrogen: In situ self-organisation and methane generation. Transp. Porous Media, 85: 841–865. http://www.doi.org/10.1007/s11242-010-9595-7
Panfilov, M. (2016): Underground and pipeline hydrogen storage. Compendium of Hydrogen Energy, Volume 2. Elsevier. 91–115. http://www.doi.org/10.1016/B978-1-78242-362-1.00004-3
Paterson, L. (1983): The implications of fingering in underground hydrogen storage. International Journal of Hydrogen Energy, 8 (1): 53–59, https://doi.org/10.1016/0360-3199(83)90035-6
Rossen, W. R., Duijn, C. J. Van, Nguyen, Q. P., Shen, C., Vikingstad, A. K. (2010): Injection strategies to overcome gravity segregation in simultaneous gas and water injection into homogeneous reservoirs. SPE Journal, 15 (1): 76–90. https://doi.org/10.2118/99794-PA
Tarkowski, R., 2019. Underground hydrogen storage: Characteristics and prospects. Renew. Sustain. Energy Rev., 105: 86–94. http://www.doi.org/10.1016/j.rser.2019.01.051
Tompa R. (2011): A felszín alatti szénelgázosítás (UCG) technológiai folyamatainak áttekintése, Miskolci Egyetem, Műszaki Földtudományi Kar Szekciókiadvány, Doktoranduszok Fóruma, Miskolc, 2011. november 8.
Zhang, F., Zhao, P., Niu, M., Maddy, J. (2016): The survey of key technologies in hydrogen energy storage. Int. J. Hydrogen Energy, 41 (33): 14535–14552. http://www.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.05.293
Zivar, D., Kumar, S., Foroozesh, J. (2021): Underground hydrogen storage: A comprehensive review. Int. J. Hydrogen Energy, 46 (45): 23436–23462. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.08.138
Züttel, A. (2004): Hydrogen storage methods. Naturwissenschaften, 91: 157–172. http://www.doi.org/10.1007/s00114-004-0516-x