Integrated Modeling of Underground Hydrogen Storage: Viking A Field, the North Sea

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Die Nachfrage nach Quellen nachhaltiger, alternativer Energie ist höher denn je zuvor und hat eine neue Unausweichlichkeit gewonnen. Infolge des Mangels an konventionellen Quellen und deren ökologischen sowie politischen Problematiken, sind verschiedene Energiesektoren mittlerweile darauf fokussiert, nach neuen zuverlässigen Energiequellen wie Wind und Gas zu suchen, um den Energiebedarf zu decken. Jedoch sind diese Energiequellen mit Nachteilen verbunden: Hauptsächlich ist hier die signifikante Nichtkonformität zwischen Produktion und Verbrauch zu nennen, welche die Zuverlässigkeit konventioneller Quellen oder aber die Verfügbarkeit großer Energiespeichersysteme erfordert. Wasserstoff kann als Energieträger genutzt und in unterirdischen Reservoirs gelagert werden — und so das notwendige Energiespeichersystem bieten, um saisonale Lücken zwischen der Produktion und dem Verbrauch von Energie zu verringern. Jedoch bringt die Nutzung von Wasserstoff eigene Herausforderungen mit sich. Wasserstoff ist das leichteste Molekül der Erde. Die Dichte von Wasserstoff ist beinahe achtmal geringer als die von Methan. Wasserstoff verhält sich dementsprechend, zusätzlich zu den Auswirkungen seiner höheren Diffusität und seiner chemischen und biochemischen Aktivität, anders als natürliches Gas. Diese Studie stellt Underground Hydrogen Storage (UHS) vor, präsentiert deren state-of-art Technologien, und diskutiert die Herausforderungen, vor denen diese Technologie steht. Für eine bessere praktische Nachvollziehbarkeit dieser Herausforderungen wird hier ein konzeptionelles Modell gebaut, um die Effekte verschiedener Parameter auf die Leistung von UHS zu untersuchen. Die Effekte von kissenartigen Gastypen, Diffusion, Einspeisungsraten und Einspeisungsstrategien, sowie verschiedenen Produktionsstrategien werden analysiert und die daraus resultierenden Daten anschließend ausgewertet. Darüber hinaus untersucht diese Arbeit die Effekte von Fertigstellungskonfigurationen und Reservoirgrößen. Im Anschluss wird dieses Modell auf eine reale Feldstudie übertragen. Für diese Studie wurde das Feld Viking A in der Nordsee als ein potenzieller Standort für Underground Hydrogen Storage ausgewählt. Da in der Nordsee bereits Dutzende Windfarmen angesiedelt sind, wäre die Verfügbarkeit einer solchen Energiespeicheranlage in dieser Region besonders wertvoll. Abschließend wird im Rahmen einer Studie eine Sensibilitätsanalyse durchgeführt. Zudem werden verschiedene Szenarien und dazu passende Strategien ausgearbeitet, um den Einfluss von diversen Parametern auf die Leistung eines UHS in einem realen Feld zu evaluieren.

Details

Titel in ÜbersetzungIntegrierte Modellierung von Unterirdischen Hydrogenen Speichern: Viking A Field, Nordsee
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung16 Dez. 2022
StatusVeröffentlicht - 2022