Skip to main content
main-content

Tipp

Weitere Artikel dieser Ausgabe durch Wischen aufrufen

01.08.2016 | Thematic Issue | Ausgabe 16/2016 Open Access

Environmental Earth Sciences 16/2016

Numerical simulation of hydrodynamic and gas mixing processes in underground hydrogen storages

Zeitschrift:
Environmental Earth Sciences > Ausgabe 16/2016
Autoren:
F. Feldmann, B. Hagemann, L. Ganzer, M. Panfilov
Wichtige Hinweise
This article is part of a Topical Collection in Environmental Earth Sciences on “Subsurface Energy Storage”, guest edited by Sebastian Bauer, Andreas Dahmke, and Olaf Kolditz.

Abstract

The storage of hydrogen in underground reservoirs comprises a potential solution for balancing the fluctuating energy production from wind and solar power plants. In this concept, electrolysers are used to transform excessively produced electrical energy into chemical energy in the form of hydrogen. The resulting large volumes of hydrogen are temporarily stored in subsurface formations purely or in mixture with other gases. In times of high energy demand, the chemical energy is transformed back into electricity by fuel cells or engine generators. Key aspects in the development period and the subsequent cyclic operations of such a storage are the hydrodynamic behavior of hydrogen and its interaction with residual fluids in the reservoir. Mathematically, the behavior can be described by a compositional two-phase flow model with water and gas as phases and all relevant chemical species as components (H2, H2O, CH4, CO2, N2, H2S, etc.). The spatial variation of the gas phase composition between injected and initial gas leads to density and viscosity contrasts which influence the displacement process. The mixing of gases with different compositions is governed by molecular diffusion or mechanical dispersion dependent on the flow velocity. In the present paper, a numerical case study in a depleted gas reservoir was performed. The storage was charged with hydrogen for 5 years. Subsequently, 5 years of seasonal cyclic operation were simulated to predict injection and production rates, pressure response and composition of the produced gas stream .

Unsere Produktempfehlungen

Premium-Abo der Gesellschaft für Informatik

Sie erhalten uneingeschränkten Vollzugriff auf alle acht Fachgebiete von Springer Professional und damit auf über 45.000 Fachbücher und ca. 300 Fachzeitschriften.

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit dem Kombi-Abo erhalten Sie vollen Zugriff auf über 1,8 Mio. Dokumente aus mehr als 61.000 Fachbüchern und rund 500 Fachzeitschriften aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Umwelt
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe

Testen Sie jetzt 30 Tage kostenlos.

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit dem Technik-Abo erhalten Sie Zugriff auf über 1 Mio. Dokumente aus mehr als 40.000 Fachbüchern und 300 Fachzeitschriften aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Umwelt
  • Maschinenbau + Werkstoffe

Testen Sie jetzt 30 Tage kostenlos.

Literatur
Über diesen Artikel

Weitere Artikel der Ausgabe 16/2016

Environmental Earth Sciences 16/2016 Zur Ausgabe

BranchenIndex Online

Die B2B-Firmensuche für Industrie und Wirtschaft: Kostenfrei in Firmenprofilen nach Lieferanten, Herstellern, Dienstleistern und Händlern recherchieren.

Whitepaper

- ANZEIGE -

Systemische Notwendigkeit zur Weiterentwicklung von Hybridnetzen

Die Entwicklung des mitteleuropäischen Energiesystems und insbesondere die Weiterentwicklung der Energieinfrastruktur sind konfrontiert mit einer stetig steigenden Diversität an Herausforderungen, aber auch mit einer zunehmenden Komplexität in den Lösungsoptionen. Vor diesem Hintergrund steht die Weiterentwicklung von Hybridnetzen symbolisch für das ganze sich in einer Umbruchsphase befindliche Energiesystem: denn der Notwendigkeit einer Schaffung und Bildung der Hybridnetze aus systemischer und volkswirtschaftlicher Perspektive steht sozusagen eine Komplexitätsfalle gegenüber, mit der die Branche in der Vergangenheit in dieser Intensität nicht konfrontiert war. Jetzt gratis downloaden!

Bildnachweise