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
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec
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
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec
Predseda: Nikita Barsuk , Rusko
STRANA 3
ŠTUDIJNÁ SKUPINA 2.1
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec
• 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
STRANA 4
AGENDA
1 CIELE WOC2 V TRIÉNIU 2015 - 2018
2 VÝZVY SKLADOVANIA ENERGIE
3NAFTA A PROJEKTY SKLADOVANIA ENERGIE
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec
STRANA 5
POWER-TO-X A PZZP
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec
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
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec
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
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec
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
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec
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
• Návrh laboratórnych experimentov
• Výber vhodných ložiskových jadier
• Odber vzoriek ložiskovej vody
MICROBIÁLNE PROCESY V LOŽISKÁCH
OBSAHUJÚCE ZMES VODIKA A ZEMNÉHO PLYNU
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec
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
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec
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
• Návrh laboratórnych experimentov
• Výber tried oceli pre testovanie
• Elastoméry použité vo vystrojení vrtu
MATERIÁLY A KORÓZIA
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec
Zdroj: University Leoben 2014
STRANA 12
AGENDA
1 CIELE WOC2 V TRIÉNIU 2015 - 2018
2 VÝZVY SKLADOVANIA ENERGIE
3NAFTA A PROJEKTY SKLADOVANIA ENERGIE
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec
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
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec
STRANA 14
• Malé porézne ložisko GIP = 5 mil. Sm3
SUN STORAGE: DIZAJN, VÝSTAVBA A PREVÁDZKA
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec
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
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec
STRANA 16
Zdroj: RAG
SUN STORAGE
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec
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
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec
STRANA 19
ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ
Vladimir LorencNAFTA a.s.
e-mail:[email protected]
www.nafta.sk
Jesenná konferencia SPNZ, Horný Smokovec