Будущее мировой энергетики: хранение водорода в соляных кавернах

Аватар пользователя Herz

Немецкие учёные опубликовали в научном журнале International Journal of Hydrogen Energy статью «Технический потенциал соляных каверн для хранения водорода в Европе»

Общий технический потенциал хранения в соляных кавернах в Европе оценивается в 84,8 петаватт-часов, 27% из которых составляют только материковые площадки, ёмкость соляных каверн, расположенных в пределах 50 км от берега, составляет 7,3 ПВт*ч.

Известно, что в будущей энергетической системе с высокой долей переменных возобновляемых источников энергии водород будет играть важную роль в деле аккумулирования энергии для уравновешивания колебаний в выработке электроэнергии. Эти колебания могут быть компенсированы различными мерами и средствами, направленными на повышение гибкости энергосистем, такими как расширение сетей передачи, маневренная генерация, резервные мощности и накопление энергии. Хранение водорода в соляных кавернах является наиболее перспективной технологией из-за их большой вместимости. Для подземного хранения энергоносителей, таких как водород, соляные каверны предлагают наиболее перспективный вариант из-за низких инвестиционных затрат, высокой герметизации и низкого потребления буферного газа, заявляют авторы.

В статье дается оценка пригодности европейских подземных соляных пещер с точки зрения размера, доступности и вместимости. Рассматриваются два объёма хранилищ 500 000 м3 и 750 000 м3, и предпочтение отдается соляным кавернам, а не пластовым солевым отложениям или соляным куполам. Емкость хранения для отдельных пещер оценивается на основе термодинамического анализа, основанного на данных конкретного участка.

Учёные рассмотрели три варианта: материковые и морские соляные каверны, только материковые соляные пещеры и материковые пещеры в пределах 50 км от береговой линии (близость к побережью считается положительным фактором, так как расстояние в 50 км от береговой линии все еще допустимо с точки зрения удаления минерализованных сточных вод).

Общий технический потенциал хранения в соляных кавернах в Европе оценивается в 84,8 петаватт-часов, 27% из которых составляют только материковые площадки, ёмкость соляных каверн, расположенных в пределах 50 км от берега, составляет 7,3 ПВт*ч. Во всех случаях Германия имеет наибольший технический потенциал хранения — 9,4 ПВт*ч в кавернах, расположенных на материке на севере страны. Кроме того, Норвегия обладает потенциалом хранения 7,5 ПВт*ч в морских кавернах, которые расположены в бассейне Северного моря.

Хранение водорода в соляных кавернах аналогично хранению природного газа (ПХГ). Схожими являются потребности в проектировании, строительстве и эксплуатации. Отличаются только некоторые типы оборудования для обустройства скважин и транспортной инфраструктуры.

«Хранение природного газа в подземных полостях практиковалось десятилетиями», — говорят исследователи. «Полученные знания могут быть легко перенесены на случай хранения водорода».

Чтобы обеспечить безопасное хранение, минимальная толщина нависающей стенки в соляной каверне должна составлять 75% от диаметра пещеры, в то время как для основания этот процент уменьшается до 20%. «Минимальная толщина соли 200 метров и диапазон от минимальной до максимальной глубины от 500 метров до 2000 метров были выбраны в качестве подходящих для соляной пещеры», объяснили авторы.

Потенциал соляных каверн для хранения энергии в Европе колоссален, заключают учёные. По самым консервативным оценкам, он на порядок превосходит технический потенциал гидроаккумулирующих электростанций (максимальное значение 0,123 ПВт*ч).

 

Авторство: 
Копия чужих материалов
Комментарий автора: 

Общий технический потенциал хранения в соляных кавернах в Европе оценивается в 84,8 петаватт-часов (84800 ТВт*ч)

 Из предыдущей статьи

По оценке BloombergNEF, обеспечение зеленым водородом 24% глобальных потребностей в энергии потребует годовой выработки 60000 ТВт*ч электроэнергии на основе ВИЭ (без ГЭС), из которой 31320 ТВт*ч будет направляться непосредственно на питание электролизёров. Сегодня выработка ВИЭ составляет 3000 ТВт*ч, а всё производство электричества на Земле не превышает 30000 ТВт*ч.

https://aftershock.news/?q=comment/8842396#comment-8842396

Как видно из карты расположения соляных каверн в Европе Германия в шоколаде

Тема водорода муссируется все шире. Очень вероятно, что из грядущего пика дефицита углеводородов, вызванного ограниченным инвестированием последних лет, цивилизация выйдет форсированным внедрением технологий энергетического перехода, водород плюс ВИЭ

Комментарий редакции раздела Пульс

Это хотелки и мечталки, а не прогноз, заголовок дезинформирует.

Комментарии

Аватар пользователя СибВатник
СибВатник(7 лет 6 месяцев)

Одна спичка в пещеру объемом 750 000 м3, сделает хорошие декорации для съемки постапокалипсиса из целого района

Аватар пользователя Herz
Herz(11 лет 4 месяца)

Одна спичка в пещеру объемом 750 000 м3, сделает хорошие декорации для съемки постапокалипсиса из целого района

Всплакнул )

Опишите процесс перемещения спички в соляную каверну с газом под давлением  

Комментарий администрации:  
*** Отключен (знакомьтесь - зеленый пиарщик, коронавирусный хайпожор и систематический дезинформатор) ***
Скрытый комментарий iwm (c обсуждением)
Аватар пользователя iwm
iwm(11 лет 3 месяца)

Да спичка фигня. С потолка отвалился камень, упал на пол, искра и всё. Умиляет убеждённость пациента что водород взрывается сам по себе, без сопутствующего окислителя. 

Аватар пользователя СибВатник
СибВатник(7 лет 6 месяцев)

Умиляет убежденность умиляемого в том что в хранилище будут находится исключительно молекулы водорода, газ пробы 999,99999999999

Аватар пользователя iwm
iwm(11 лет 3 месяца)

Однако гремучий газ способен гореть в широком диапазоне концентраций водорода в воздухе, от 4—9 объёмных процентов в бедных смесях и до 75 % в богатых смесях

(c) wiki. Т.е. для взрыва там должно быть с четверть объёма воздухом забито. И такая смесь ещё в трубах жахнет, достаточно локального нагрева.

Аватар пользователя СибВатник
СибВатник(7 лет 6 месяцев)

Для того чтобы закрытая пещера вдруг стала открытой пещерой, не обязательно чтобы рванул весь газ одновременно, всем своим объемом. Т.е. не нужно чтобы было именно четверть кислорода. Вполне достаточно гораздо меньшей части, скопившейся где-нибудь в пустотах.

Аватар пользователя Herz
Herz(11 лет 4 месяца)

И как только ПГХ столько лет эксплуатириуются...

Комментарий администрации:  
*** Отключен (знакомьтесь - зеленый пиарщик, коронавирусный хайпожор и систематический дезинформатор) ***
Аватар пользователя СибВатник
СибВатник(7 лет 6 месяцев)

Может быть потому что метан по классу взрывоопасности находится в самой безопасной группе, в первой, а водород в наиболее опасной, в IIC ? Может, потому что у метана и пропана верхний предел взрываемости (концентрация при которой вещество еще может воспламениться) в 6-7 раз ниже чем у водорода ?

Аватар пользователя Herz
Herz(11 лет 4 месяца)

Наиболее вероятно, что храниться и транспортироваться по газопроводам будет не чистый водород, а смесь с метаном

Комментарий администрации:  
*** Отключен (знакомьтесь - зеленый пиарщик, коронавирусный хайпожор и систематический дезинформатор) ***
Аватар пользователя СибВатник
СибВатник(7 лет 6 месяцев)

Т.е. потом ещё, эту смесь "перед употреблением" и по фракциям разделять ? Тогда какой в этом экономический смысл, не понимаю.

Это же будет нужно нести некислые затраты на получение водорода, затем ещё и на сепарирование смеси.

Аватар пользователя Yevd
Yevd(9 лет 3 месяца)

Смесь водорода с метаном можно использовать в качестве первичной энергии, т.е. сжигать на электростанциях

Скрытый комментарий СибВатник (без обсуждения)
Аватар пользователя СибВатник
СибВатник(7 лет 6 месяцев)

Гадкий террорист просверлит дырку

Аватар пользователя Vavilon
Vavilon(8 лет 1 неделя)

Если там нет кислорода, то горения не будет.

Аватар пользователя Herz
Herz(11 лет 4 месяца)

Если там нет кислорода, то горения не будет

Да бросьте вы, физика и химия для дураков ) 

Комментарий администрации:  
*** Отключен (знакомьтесь - зеленый пиарщик, коронавирусный хайпожор и систематический дезинформатор) ***
Аватар пользователя J1EXA
J1EXA(7 лет 3 месяца)

Как насчет того что соль имеет плотность 2-3 г/см3, а вот нержавейка 7-8г/см3? И водород настолько маленький атом, что проходит сквозь кристаллическую решетку большинства металлов. Герметичность вакуумных камер из нержавейки как раз водородом и тестируют.

Аватар пользователя iwm
iwm(11 лет 3 месяца)

Справедливости ради, актуальна не столько плотность, сколько  межмолекулярные расстояния. А плотность она ещё и от атомного веса зависит, палладий и платина, например очень хорошо водород пропускают.

Аватар пользователя J1EXA
J1EXA(7 лет 3 месяца)

smile9.gif

Скрытый комментарий СибВатник (c обсуждением)
Аватар пользователя СибВатник
СибВатник(7 лет 6 месяцев)

А это вообще реально - исключить в пещере под миллион кубов объема присутствие любого газа кроме закачиваемого ?

Аватар пользователя Vavilon
Vavilon(8 лет 1 неделя)

любого - не требуется. Азот, углекислота и ряд других не влияют на опасность. Присутствие кислорода в объеме доли процента тоже вряд ли позволит протекать процессу горения.

Аватар пользователя СибВатник
СибВатник(7 лет 6 месяцев)

Это если газы перемешаны равномерно. Но кислород будет скапливаться внизу. И, за счет рельефа, в таком большом объеие будет достаточно мест в которых концентрация будет отвечать нужной для возгорания. 

Аватар пользователя gruzzy
gruzzy(9 лет 9 месяцев)

Как им удалось победить высокую проникаемость водорода?

Аватар пользователя Er0p
Er0p(8 лет 11 месяцев)

Они "надеются перенести опыт хранения метана" )))

Аватар пользователя laplat
laplat(11 лет 10 месяцев)

Они - "надеются"

 

Аватар пользователя iwm
iwm(11 лет 3 месяца)

И как им удалось справится со склонностью водорода образовывать гидриды металлов, с попутным охрупчиванием и увеличением объёма конструкционных элементов?

Аватар пользователя user042020
user042020(3 года 11 месяцев)

Как им удалось победить высокую проникаемость водорода?

никак, тем более в соляном пласте. Эти дблблд пытаются качать в "каверну" - то есть банально трещину/разлом - водород. Какая там трещина, куда она идет глубине 2000 метров - ребята видимо отлично знают и понимают, ага.  В общем - распил зеленый обыкновенный.

Комментарий администрации:  
*** Отключен (маты, срач, мусор) ***
Аватар пользователя mastak
mastak(11 лет 3 месяца)

Как никак ! 

Закачают все что есть, если повезет без взрывов. А потом ручками разведут Водород куда то девался ... ну он же "синий"...

Аватар пользователя Agat
Agat(10 лет 7 месяцев)

Не каверну, а пещеру. Не надо считать людей и европейцев идиотами. 

Природный газ так и хранят, вообще то. 

Аватар пользователя Тояма Токанава

Ну что вы сразу с козырей то ходите?

Нормально же общались 

Аватар пользователя gruzzy
gruzzy(9 лет 9 месяцев)

Колоду рубашкой вверх прложил....

Аватар пользователя Yevd
Yevd(9 лет 3 месяца)

Похоже, что пока не удалось. Надеются победить. Все водородные проекты - в стратегии. А стратегия это не готовое техническое решение, а направление, куда надо двигаться. Не исключено, что ничего не получится 

Аватар пользователя maxvlad
maxvlad(12 лет 2 месяца)

Ну, я идею дал - а вы уж над деталями работайте.

Аватар пользователя Agat
Agat(10 лет 7 месяцев)

В принципе не требуется при таком хранении. Природный газ утекает из Пхг по 1% в год, примерно, здесь будет, например 2%. Допустимые потери. 

Технически это все решаемо, тут вопрос в экономике. Пусть экспериментируют за свои деньги как хочут. 

Аватар пользователя micro
micro(7 лет 5 месяцев)

Тема водорода муссируется все шире. Очень вероятно, что из грядущего пика дефицита углеводородов вызванного ограниченным инвестированием последних леи цивилизация выйдет форсированным внедрением технологий энергетического перехода, водород плюс ВИЭ

Муссируется - потому что это сейчас модно. Водород как топливо - очень привлекателен с точки зрения сегодняшнего западного менталитета - имеет высокую энергоёмкость, при окислении не образует ни вредных окислов ни нелюбимого углекислого газа. Написать статью, получить грант или просто стабильное финансирование рабочей группы - ради этого и освещаются различные аспекты водородной энергетики. При этом по отдельности такие работы выглядят весьма убедительно и цельно, но у всех у них есть недостаток - они избегают самой важной проблемы водородной энергетики - его экономически эффективного получения. Все эти заигрывания с водородом по сути - пляски вокруг да около - с обязательным упоминанием ВИЭ и неуглеродности для пущего отвода глаз от проблемы фундаментальной энергоэффективности.

Резюмируя - водородная энергетика не может стать самостоятельной областью энергетики - но она сможет стать частью энергетики будущего на основе прорывного источника энергии - с более высокой плотностью потока как тут на АШ говорят. То есть первостепенным тут будет именно поиск источника энергии, который даст стоимость энергии на порядок меньшей, чем имеющиеся сейчас источники. Грубо говоря - если будет освоен термоядерный источник энергии - то будет водородная энергетика, а если нет - то и водородная не взлетит.

Аватар пользователя Herz
Herz(11 лет 4 месяца)

они избегают самой важной проблемы водородной энергетики - его экономически эффективного получения

Проблема более высокой стоимости энергии следующего энергоуклада, по крайней мере на переходной стадии, решается так не любимым на АШ субсидированием со стороны государств.

С экономической эффективностью внезапно все становится в порядке стоит увидеть ценники на нефть по 200$ за баррель, что совершенно неизбежно при сохранении статус кво в энергетике

Комментарий администрации:  
*** Отключен (знакомьтесь - зеленый пиарщик, коронавирусный хайпожор и систематический дезинформатор) ***
Аватар пользователя micro
micro(7 лет 5 месяцев)

С экономической эффективностью внезапно все становится в порядке стоит увидеть ценники на нефть по 200$ за баррель

Вы забываете, что ВИЭ - это не производное от высоких цен на углеводороды, а производное от финансовых злоупотреблений владельцев доллара (и некоторых производных доллара - евро, франки, фунты). Злоупотребления такого масштаба не длятся очень долго, поэтому вы скорее увидете углеводороды "по 200$" в сочетании с забвением ВИЭ, чем с продолжением их развития.

Аватар пользователя Herz
Herz(11 лет 4 месяца)

Злоупотребления такого масштаба не длятся очень долго, поэтому вы скорее увидете углеводороды "по 200$" в сочетании с забвением ВИЭ, чем с продолжением их развития.

Запомним этот пост

На АШ очень модно хоронить всё подряд, только выхлоп таких аппокалиптических прогнозов-хотелок стремится к нулю 

Комментарий администрации:  
*** Отключен (знакомьтесь - зеленый пиарщик, коронавирусный хайпожор и систематический дезинформатор) ***
Аватар пользователя micro
micro(7 лет 5 месяцев)

Одним из важнейших показателей эффективности является широкое распространение (в немалой степени обусловленного удешевлением).

Что мы видим по ВИЭ - массированную поддержку политическими верхами - финансово (дотациями, грантами), экономически (преференциями по налогам, сбыту, ценообразованию), политически (пропаганда, лоббирование). Чем дальше от западного мира - тем меньше этих ВИЭ. Китаю, как главному производителю компонентов ВИЭ, прежде всего СЭС, выгодно развитие ВИЭ в мире, но вот у себя он развитие ВИЭ в последнее время серьёзно притормозил... некоторые умники объясняют это тем, что типа план пятилетки ВИЭ раньше выполнили - но если ВИЭ лучше классической генерации (а уж тем более угольной чадящей китайской!) - то что же они с радостью не подкинули лишних денег то на своё же спасение от дымящих угольных ТЭЦ? Другой вопрос - стоимость - и тут тоже не ахти - в германиях, даниях и австралиях - что то от успешного внедрения ВИЭ удешевления не наблюдается, а наоборот - лишь удорожание (и необходимость лишних трат на резервные генераторы как в австралии). В сша - отдельная история - они доллар печатают, а доллар пока востребован на внешнем рынке как ценный товар.

То же самое со сланцами - в сша они развиваются, а в китае - заглохло... ну, повезло сша со структурой газоносной породы - но отчего тогда сланцевый бассейн на границе с мексикой утыкан лесом вышек на территории сша и не разрабатывается на мексиканской территории этого же бассейна? Мексиканцы такие дураки, что не хотят разрабатывать газовые месторождения или просто не имеют доступа к печатному станку?

 

Аватар пользователя SergeyVBNM
SergeyVBNM(11 лет 10 месяцев)

>поэтому вы скорее увидете углеводороды "по 200$" в сочетании с забвением ВИЭ, чем с продолжением их развития.

ВИЭ уже достаточно развиты, чтобы развиваться без дотаций, да и нефть по 200 уже не будет, нефть это вчерашний день и нишевый товар.

Комментарий администрации:  
*** Зассыха, интеллектуально пресмыкающаяся перед США ***
Аватар пользователя Herz
Herz(11 лет 4 месяца)

ВИЭ уже достаточно развиты, чтобы развиваться без дотаций, да и нефть по 200 уже не будет, нефть это вчерашний день и нишевый товар

Да, ВИЭ уже крепко встали на ноги, но интеграция в сети и обеспечение непрерывности подачи энергии требует субсидирования (гарантированный выкуп энергии ВИЭ) 

"Зелёный" водород произведенный электролизом из энергии ВИЭ в настоящий момент не конкурентен по цене с "синим" и "серым". Поэтому для выравнивания цен предлагается скрытое субсидирование на "зелёный" водород, для обеспечения конкуентоспособности с  полученным из природного газа.

Нефть по 200 разумеется будет, в ближайшие 5 лет вы увидите эти цены. Замещение альтернативой идёт слишком медленно

 

Комментарий администрации:  
*** Отключен (знакомьтесь - зеленый пиарщик, коронавирусный хайпожор и систематический дезинформатор) ***
Аватар пользователя SergeyVBNM
SergeyVBNM(11 лет 10 месяцев)

Чисто по логике, водород это та же фигня что и нефтегаз, его нужно качать, хранить, возить, беспокоиться о безопасности. Смысл менять одно на другое?

Комментарий администрации:  
*** Зассыха, интеллектуально пресмыкающаяся перед США ***
Аватар пользователя Herz
Herz(11 лет 4 месяца)

Смысл менять одно на другое?

Смыслов много:

1. Сглаживание дневных и СЕЗОННЫХ пиков ВИЭ, все 100% энергии идут в дело!!!

2. Часть производств требует значительной тепловой энергии, сталелитейное, производство цемента и тп

3. Водород плюс CO2 улавливаемый решают проблему сырья для химической промышленности, полностью исключив из процесса углеводороды

Комментарий администрации:  
*** Отключен (знакомьтесь - зеленый пиарщик, коронавирусный хайпожор и систематический дезинформатор) ***
Аватар пользователя green
green(11 лет 3 недели)

Смысл в том,что не только лишь у всех есть нефтегаз.А у кого он есть, используют его для политического давления.

Комментарий администрации:  
*** Матерый зеленый пропагандист - которого поймали на противоречиях в показаниях ***
Аватар пользователя PersonaNonGrata
PersonaNonGrata(10 лет 3 недели)

На пиндосов бочку катите ...

Аватар пользователя feodor89
feodor89(6 лет 1 месяц)

Там разница как между петардой и гранатой. С водородом эти вопросы серьезно сложнее

Аватар пользователя micro
micro(7 лет 5 месяцев)

Чисто по логике, водород это та же фигня что и нефтегаз, его нужно качать, хранить, возить, беспокоиться о безопасности.

И как обычно - проигнорировал главное, что я уже отметил выше к самой статье:

При этом по отдельности такие работы выглядят весьма убедительно и цельно, но у всех у них есть недостаток - они избегают самой важной проблемы водородной энергетики - его экономически эффективного получения. Все эти заигрывания с водородом по сути - пляски вокруг да около - с обязательным упоминанием ВИЭ и неуглеродности для пущего отвода глаз от проблемы фундаментальной энергоэффективности.

Резюмируя - водородная энергетика не может стать самостоятельной областью энергетики - но она сможет стать частью энергетики будущего на основе прорывного источника энергии - с более высокой плотностью потока как тут на АШ говорят. То есть первостепенным тут будет именно поиск источника энергии, который даст стоимость энергии на порядок меньшей, чем имеющиеся сейчас источники. Грубо говоря - если будет освоен термоядерный источник энергии - то будет водородная энергетика, а если нет - то и водородная не взлетит.

молодец!

Аватар пользователя micro
micro(7 лет 5 месяцев)

Да, ВИЭ уже крепко встали на ноги, но интеграция в сети и обеспечение непрерывности подачи энергии требует субсидирования (гарантированный выкуп энергии ВИЭ) 

Я тоже крепко стою на ногах, и остальное у меня тоже всё такое крепкое, всего лишь два аспекта требуют субсидирования родителями - оплату аренды/ипотеки квартиры и кредита на автомобиль. Но зато бензин я покупаю сам. 

Аватар пользователя micro
micro(7 лет 5 месяцев)

ИЭ уже достаточно развиты, чтобы развиваться без дотаций

так что ж они до сих пор от сиськи то не оторвутся? срослись?

Аватар пользователя Igor_FF
Igor_FF(5 лет 11 месяцев)

Проблема более высокой стоимости энергии следующего энергоуклада,

Если стоимость энергии другого энергоуклада выше, то это не следующий энергоуклад, а предыдущий. 

Аватар пользователя Herz
Herz(11 лет 4 месяца)

Если стоимость энергии другого энергоуклада выше, то это не следующий энергоуклад, а предыдущий

Стоимость один из факторов и далеко не самый важный

Новый энергоуклад на базе "ВИЭ плюс водород" предлагает человечеству практически не ограниченные энергетические ресурсы. Кроме того, появляется возможность обеспечения энергией практически всех уголков Земли благодаря распределенной микро и мини генерации

https://renen.ru/obyom-globalnyh-investitsij-v-mini-seti-mozhet-dostignut-128-mlrd-dollarov/

Комментарий администрации:  
*** Отключен (знакомьтесь - зеленый пиарщик, коронавирусный хайпожор и систематический дезинформатор) ***
Аватар пользователя Igor_FF
Igor_FF(5 лет 11 месяцев)

Вот в этом и есть место ВИЭ и водорода: ебеня без доступа к нормальной энергии. 

Страницы