NOVÉ POZNATKY V PODZEMNOM USKLADŇOVANÍ ENERGIE · PRACOVNÁSKUPINA WOC2 –PODZEMNÉ SKLADOVANIE ZEMNÉHO PLYNU Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec Predseda: Nikita Barsuk

NOVÉ POZNATKY V PODZEMNOM

USKLADŇOVANÍ ENERGIE

Vladimír Lorenc

06 – 07.10.2016

Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec

STRANA 1

AGENDA

1 CIELE WOC2 V TRIÉNIU 2015 - 2018

2 VÝZVY SKLADOVANIA ENERGIE

3 NAFTA A PROJEKTY SKLADOVANIA ENERGIE


STRANA 2

• ŠS 2.1 Databáza podzemných zásobníkov zemného plynu

(Ladislav Goryl, Vladimír Lorenc Slovensko)

~ Pokračovanie práce z predchádzajúcich triénií v aktualizácii databázy PZZP

~ Využitie údajov z databázy ako základu pre definíciu a následne odvodenie trendov pre PZZP pre rozvinuté vs rozvíjajúce sa trhy (Čína, Irán, Latinská Amerika)

• ŠS 2.2 Techniky, nové príležitosti a osvedčené postupy pri prevádzkovaní PZZP (Fabien Favret, Francúzsko)

~ Optimalizácia prevádzky PZZP a využívanie najlepších dostupných techník zameraná najmä na zníženie spotreby palivového plynu a emisií

~ Riadenie integrity zásobníka s cieľom znížiť dopad na životné prostredie

~ Skladovanie elektriny z obnoviteľných zdrojov vo forme zmesi vodíka so zemným plynom - do akej miery môžu prispieť technológie PZZP ku skladovaniu energie

• ŠS 2.3 Nové a tradičné úlohy PZZP v moderných podmienkach obchodovania s plynom. (John Heer, USA)

PRACOVNÁ SKUPINA WOC2 – PODZEMNÉ

SKLADOVANIE ZEMNÉHO PLYNU


Predseda: Nikita Barsuk , Rusko

STRANA 3

ŠTUDIJNÁ SKUPINA 2.1


• Štatistický prieskum PZZP (2017)

• Aktualizácia interaktívnej mapy PZZP

• Rozšírenie slovníka základných pojmov

používaných v databáze

• Log in: [email protected]

• Heslo: woc2

ŠS 2.1 Cieľ Web aplikácia

Interaktívna mapa PZZP

http://ugs.igu.org

http://ugs.igu.org/

STRANA 4

AGENDA



3NAFTA A PROJEKTY SKLADOVANIA ENERGIE


STRANA 5

POWER-TO-X A PZZP


PZZP

Metanizácia

možná aj v PZZP

STRANA 6

• Alkalická elektrolýza

~ Odskúšaná technológia

~ Nevýhodou sú veľké rozmery a beztlaký vodík

~ Dlhá životnosť

• PEM elektrolýza

~ Nová technológia, s výrazne menšími rozmermi

~ Tlak vodíka 40 barg

~ Vyššia účinnosť v porovnaní s alkalickou elektrolýzou

~ Rýchlejší štart elektrolýzy (ms)

• Výzvy do buducnosti

~ Zvýšenie účinnosti

~ Zníženie nákladov

~ Výkon do 100MW

VÝROBA VODÍKA - ELEKTROLÝZA


STRANA 7

• Vodík môže podporovať geochemické premeny

~ v hornine samotnej

~ v médiách nachádzajúcich sa v hornine

~ toto môže viesť k zmene parametrov ložiskaHlavne parametrov, ktoré ovplyvňujú prenosové

vlastnosti ložiska: Póréznosť, permeabilita

• Návrh laboratórnych experimentov

• Výber vhodných ložiskových jadier pre test

• Geochemické simulácie PHREEQC

• Dynamické modelovanie prenosu zmesi vodíka a zemného plynu v

sekundárne ovplyvnenom horninovom prostredí

GEOCHEMICKÉ A DYNAMICKÉ MODELOVANIE

Zdroj: DBI Leipzig 2014


STRANA 8

• Vstupy

~ Ložiskový tlak, ložisková teplota, poréznosť, permeabilita

~ Termodynamické dáta Databáza llnl.dat

~ Minerálne zloženie horniny – analýza jadier

~ Zloženie ložiskovej vody

GEOCHEMICKÉ MODELOVANIE PHREEQC


Water Analysis

K 0.0531 g/l

Ca 0.0964 g/l

Cl 8.3662 g/l

HCO3 2.4461 g/l

J 0.0508 g/l

Mg 0.0464 g/l

Na 6.2280 g/l

NH4 0.0124 g/l

SO4 0.1749 g/l

FeII + FeIII 0.1875 g/l

Sum 17.6618 g/l

pH 7.8

in % by

weight in grams

Σ phyllosilicates 12 10.993

Illite / mica 6 5.497

illite-smectite 2 1.832

smectite 1 0.916

kaolinite-D 1 0.916

chlorite 2 1.832

quartz 57 52.218

albite 9 8.245

potassium feldspar 1 0.916

calcite 3 2.748

dolomite 15 13.742

siderite 1 0.916

pyrite 1 0.916

organic components 1 0.916

100 91.610

Determined by X-ray diffraction and infrared spectroscopy (FTIR)

Mineral constitution of all speciments

Zloženie ložiskovej vody

Minerálne zloženie horniny

STRANA 9

• Vodík môže podporovať mikrobiálne metabolické aktivity v poréznych

ložiskách

~ 4H2 + SO42‐ + 2H+ → H2S + 4H2O síran redukujúca baktéria

~ 2CO2 + 4H2 → CH3COOH + 2H2O - acetogenická baktéria

~ 4H2 + CO2 → CH4 + 2H2O - metanizácia


• Výber vhodných ložiskových jadier

• Odber vzoriek ložiskovej vody

MICROBIÁLNE PROCESY V LOŽISKÁCH

OBSAHUJÚCE ZMES VODIKA A ZEMNÉHO PLYNU


Zdroj: BOKU IFA Tulln 2014

STRANA 10

• Cieľom výskumu je popísať správanie sa zmesi zemného plynu a

vodíka v ložisku pri rôznych statických a dynamických podmienkach.

• Hlavný dôraz je kladený na vyšetrenie či pri určitých podmienkach v

ložisku nebude dochádzať k separácii molekúl zemného plynu a

vodíka

SEPARÁCIA VODÍKA A ZEMNÉHO PLYNU V LOŽISKU


Ložisková voda

Zmes zemného plynu a vodíkavodík

Zmes zemného plynu a vodíka

Ložisková voda

STRANA 11

• Zmes vodíka a zemného plynu môže podporovať

vznik korózie materiálov hlavne ak ide o vlhký plyn

• môže vyvolať zmeny v kvalite cementácie vrtu


• Výber tried oceli pre testovanie

• Elastoméry použité vo vystrojení vrtu

MATERIÁLY A KORÓZIA


Zdroj: University Leoben 2014

STRANA 12

AGENDA



3NAFTA A PROJEKTY SKLADOVANIA ENERGIE


STRANA 13

Pracovné skupiny

SUN STORAGE

Projektový manažment

Separácia zemného plynu a vodíka

Mikrobiálne procesy v ložisku s obsahom vodíka

Geochémia a modelovanie reaktívneho transportu

Membránová technológia

Dizajn a konštrukcia pilotnej technológie

Riziková analýza a hodnotenie životného cyklu

Ekonomické a právne analýzy

Partneri

Prevádzka pilotnej technológie

Materiály a korózia


STRANA 14

• Malé porézne ložisko GIP = 5 mil. Sm3

SUN STORAGE: DIZAJN, VÝSTAVBA A PREVÁDZKA


Meracia stanica

ElektrolyzérKompresor

Sonda

Metanol

STRANA 15

Prevádzkové požiadavky

Obsah vodíka do 10 %

Tlak na saní 4 – 16 BARg

Tlak na výtlaku 20 – 75 BARg

Prietok 18 000 Nm3/d

Ďalsie požiadavky

Kompresorová jednotka na jednom skide

Kompresor bez mazania

Monitorovanie koncentrácie vodíka v

reálnom čase.

SUN STORAGE: KOMPRESOR

Dodávateľ: SAFE


STRANA 16

Zdroj: RAG

SUN STORAGE


STRANA 17

VEĽKOKAPACITNÉ ÚLOŽISKO ENERGIE

STRANA 18

VEĽKOKAPACITNÉ ÚLOŽISKO ENERGIE

Ústav vied o zemi

Ústav anorganickej

chémie

Ústav geotechniky

Slovenská

Technická

Univerzita

Prevádzkovateľ

zásobníkov zemného

plynu, líder v prieskume

a ťažbe uhľovodíkov na

Slovensku


STRANA 19

ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ

Vladimir LorencNAFTA a.s.

e-mail:[email protected]

www.nafta.sk


mailto:[email protected]

Documents

NOVÉ POZNATKY V PODZEMNOM USKLADŇOVANÍ ENERGIE · PRACOVNÁSKUPINA WOC2 –PODZEMNÉ SKLADOVANIE ZEMNÉHO PLYNU Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec Predseda: Nikita Barsuk