Podziemne magazynowanie wodoru

Podziemne magazynowanie wodoru (Hydrogen Underground Storage– HUS) jako kluczowy element nowoczesnego łańcucha dostaw energii. To proces złożony ze skraplania, sprężania i rozprężania wodoru w celu bezpośredniego zatłaczania wodoru do podziemnego magazynu (kompresja do ciśnienia 20-180 barów, max. do ciśnienia szczelinowania górotworu) oraz jego opróżnianie. 

Działania w tym zakresie [podziemne magazynowanie wodoru] związane jest z uzyskaniem koncesji na podziemne bezzbiornikowe magazynowanie substancji. Koniecznym staje się uzgodnienie tego z ministrem właściwym do spraw gospodarki złożami kopalin.

Podziemne magazynowanie wodoru przyczyni się do zwiększenia stabilności sieci energetycznych, zwiększenia udziału odnawialnych źródeł energii (OZE), poprawi wydajności systemów energetycznych, ochrony kopalnych źródeł energii, zmniejszenia wpływ produkcji energii na środowisko a przede wszystkim stanowi element cyklu energetycznego:

produkcja energii → konwersja do wodoru → magazynowanie wodoru → rekonwersja wodoru na inne rodzaje energii → zużycie energii 

Daje to szansę na pokonanie barier rozwoju energetyki wodorowej i skłania do podjęcia prac nad doborem odpowiedniej technologii do produkcji wodoru, jego transportu i rozpoznaniem struktur geologicznych do jego podziemnego magazynowania [w przypadku np. kontaktu wodoru ze skałami, problemem mogłyby okazać się reakcje mineralne, a wzrost ciśnienia (obecny na większych głębokościach) może powodować ich znaczne przyśpieszenie].

Transport i zatłaczanie wodoru odwiertami do struktur geologicznych będzie wymagało odpowiednio przygotowanej infrastruktury.

Podziemny magazyn wyodrębniony pod powierzchnią ziemi, w głębokich strukturach geologicznych, w kawernach solnych, w sczerpanych złożach ropy naftowej i gazu ziemnego oraz w głębokich poziomach wodonośnych, powinien zapewnić, że gaz zatłoczony do złoża zostanie odebrany w jak największej ilości i bez strat spowodowanych ucieczkami.

Magazynowanie wodoru w głębokich poziomach wodonośnych polega prawie na tym samym, co w sczerpanych złożach ropy czy gazu, z tą jednak różnicą, że porowata matryca skalna jest wypełniona solanką, a nie węglowodorami. Zaletą tego typu magazynu jest względnie nienaruszona struktura geologiczna. Istniejącymi ograniczeniami są wyższe koszty rozpoznania geologicznego, większe nakłady inwestycyjne i koszty eksploatacji oraz zwiększone ryzyko wycieku gazu. Określenie wymogów i warunków decydujących o wyborze złoża lub struktury geologicznej z przeznaczeniem na podziemny magazyn wodoru powinno odbywać się na podstawie wnikliwej analizy geologicznej z wykorzystaniem inżynierii złożowej.

Podstawowym kryterium dla struktury przeznaczonej na podziemny magazyn wodoru jest szczelność geologiczna podziemnego magazynu, zapewniona również przez szczelność nadległych warstw.

Największe prawdopodobieństwo odniesienia sukcesu realizowanego projektu w obszarze magazynowania wodoru osiągniemy wykorzystując technologię magazynowania wodoru w kawernach solnych. Specyficzne właściwości lepko-sprężyste soli gwarantują szczelność kawern przy magazynowaniu gazów pod wysokim ciśnie­niem i możliwość budowy dużych pustek bez ich sztucznego wspierania. Istotne są relatywnie niskie koszty otworowego wyługowania kawern i niewielka instalacja powierzchniowa obsługująca magazyn.

Znaczenie ma również szczelność techniczna instalacji, która obejmuje szczelność wykonanych otworów na złożu, urządzeń napowierzchniowych, w tym rurociągów transportujących gaz. Kluczowy jest również odpowiedni dobór warunków eksploatacji, uwzględniający specyfikę złoża oraz dobór właściwego ciśnienia zatłaczania i odbioru gazu, tak żeby nie przekroczyć ciśnienia szczelinowania górotworu (przy którym następuje rozwarstwienie skały).

Lokalizacja podziemnego magazynu wodoru powinna uwzględniać ograniczenia w możliwościach przestrzennego zagospodarowania terenu, jak chociażby występowanie obszarów chronionych, możliwości zagospodarowania solanki w czasie budowy i eksploatacji magazynów w kawernach solnych. Założenia lokalizacyjne muszą być tworzone na podstawie koncepcji zrównoważonego rozwoju, przy uwzględnieniu ograniczeń przyrodniczych, potrzeb gospodarki oraz oczekiwań społeczności lokalnej.

Należy wykazać, potrzebę posiadania podziemnego magazynu wodoru jako elementu cyklu energetycznego sprzyjającemu środowisku naturalnemu rozwijającej się energetyki wodorowej, oraz opłacalność ekonomiczną jego budowy.

Wszystko to wymaga udoskonalania i rozwijania nowych koncepcji oraz nowych rozwiązań technicznych.

Średnia cena energii elektrycznej będzie głównym kosztem decydującym o opłacalności podziemnego magazynowania wodoru.

W zakresie podziemnego magazynowania wodoru należy dokonać oceny możliwości realizacji przedsięwzięcia z obszaru wyspy Wolin. Wymaga to przeprowadzenia odpowiednich prac badawczo-rozpoznawczych, które dadzą podstawy złożenia pełnego wniosku o Koncesję na podziemne bezzbiornikowe   magazynowanie substancji [wodoru], jak również dokonają oceny potencjalnego zagrożenia i ograniczenia jakiegokolwiek ryzyka przy podejmowaniu dalszych decyzji, również makroekonomicznych.