ASSESSMENT OF THE POSSIBILITY OF UNDERGROUND HYDROGEN STORAGE IN ROCK SALT DEPOSITS
Methods of hydrogen compression or liquefaction under the influence of low temperatures are most often used to store hydrogen. Underground storage of hydrogen is considered the most economical and safe option for its storage in large volumes. Ukraine has significant reserves of potash, potash-magnes...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/387 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103611376762880 |
|---|---|
| author | Morozov, Yu. Barylo, А. |
| author_facet | Morozov, Yu. Barylo, А. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Yu. Morozov",
"institution": "Institute of Renewable Energy NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine."
},
{
"author": "А. Barylo",
"institution": "Institute of Renewable Energy NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine."
}
] |
| author_sort | Morozov, Yu. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:18Z |
| description | Methods of hydrogen compression or liquefaction under the influence of low temperatures are most often used to store hydrogen. Underground storage of hydrogen is considered the most economical and safe option for its storage in large volumes. Ukraine has significant reserves of potash, potash-magnesium and table salt. Explored reserves of rock salt in Ukraine exceed 2.3 billion tons. The article defines the main characteristics of five salt-bearing basins, provides a list of salt deposits that are explored, developed or are in the stage of liquidation. Based on the analysis of literature data, the criteria for the selection of sites suitable for the construction of underground hydrogen storage facilities in salt deposits have been determined. A method of hydrogen production at the expense of solar and wind energy sources with its subsequent accumulation in rock salt deposits is proposed. The main problem of this method is a significant decrease in the temperature of hydrogen at the compressor outlet. Cooling of hydrogen is proposed to be carried out with the help of surface or ground water.
Bibl. 15, fig. 2, table. 3. |
| doi_str_mv | 10.36296/1819-8058.2023.1(72).61-68 |
| first_indexed | 2025-07-17T11:38:58Z |
| format | Article |
| fulltext |
61
Відновлювана енергетика. №1/2023 | Гідро-воднева енергетика
УДК 621.577.2 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2023.1(72)61-68
ОЦІНКА МОЖЛИВОСТІ ПІДЗЕМНОГО ЗБЕРІГАННЯ ВОДНЮ В ПОКЛАДАХ КАМ’ЯНОЇ СОЛІ
Отримано 09 бер. 2023; рекомендовано до публікації 22 бер. 2023
Доступно онлайн 31 бер. 2023
Ю. П. Морозов1, А. А. Барило2
Автор для коресподенції: Анастасія Барило,
e-mail: geotherm@ukr.net
При зберіганні водню найчастіше використовують ме-
тоди його стиснення або зрідження під дією низьких тем-
ператур. Підземне зберігання водню вважається найекономічнішим і найбезпечнішим варіантом його
зберігання у великих обсягах. Україна володіє значними запасами калійних, калійно-магнієвих та кухон-
них солей. Розвідані запаси кам’яної солі в Україні перевищують 2,3 млрд т. У статті визначено основні
характеристики п’яти соленосних басейнів, надано перелік родовищ солі, які розвідані, розробляються
або перебувають у стадії ліквідації. На підставі аналізу даних літератури визначено критерії вибору
ділянок, що придатні для спорудження підземних сховищ водню у соляних покладах. Запропоновано спо-
сіб виробництва водню за рахунок сонячних і вітрових джерел енергії з подальшим його акумулюванням
у покладах кам’яної солі. Основною проблемою при цьому є суттєве збільшення температури водню на
виході з компресора. Охолодження водню пропонується здійснювати за допомогою поверхневих або ґрун-
тових вод.
Бібл. 15, рис. 2, табл. 3.
Ключові слова: сховище водню; соленосні поклади; критерії вибору ділянок; електролізер; температура
стиснення водню.
ASSESSMENT OF THE POSSIBILITY OF UNDERGROUND HYDROGEN STORAGE IN ROCK SALT
DEPOSITS
Received 09 Mar. 2023; accepted 22 Mar. 2023
Available online 31 Mar. 2023
Yu. Morozov1, А. Barylo 2
Author for correspondence: Anastasiia Barylo,
e-mail: geotherm@ukr.net
Methods of hydrogen compression or liquefaction under the
influence of low temperatures are most often used to store hydrogen. Underground storage of hydrogen is
considered the most economical and safe option for its storage in large volumes. Ukraine has significant
reserves of potash, potash-magnesium and table salt. Explored reserves of rock salt in Ukraine exceed 2.3 billion
tons. The article defines the main characteristics of five salt-bearing basins, provides a list of salt deposits that
are explored, developed or are in the stage of liquidation. Based on the analysis of literature data, the criteria
for the selection of sites suitable for the construction of underground hydrogen storage facilities in salt deposits
have been determined. A method of hydrogen production at the expense of solar and wind energy sources with
its subsequent accumulation in rock salt deposits is proposed. The main problem of this method is a significant
decrease in the temperature of hydrogen at the compressor outlet. Cooling of hydrogen is proposed to be
carried out with the help of surface or ground water.
Bibl. 15, fig. 2, table. 3.
Keywords: hydrogen storage; saline deposits; site selection criteria; electrolyzer; compression temperature of
hydrogen.
1 д-р техн. наук.
https://orcid.org/0000-0003-1632-9735
2 наук. співр.
https://orcid.org/ 0000-0001-7981-6464
1, 2 Інститут відновлюваної енергетики НАН
України, м. Київ, Україна.
1 Doctor of Tech. Sciences.
https://orcid.org/0000-0003-1632-9735
2 Researcher.
https://orcid.org/ 0000-0001-7981-6464
1, 2 Institute of Renewable Energy NAS of
Ukraine, Kyiv, Ukraine.
62
Відновлювана енергетика. №1/2023 | Гідро-воднева енергетика
Вступ. Україна обрала шлях енергетичної диверсифікації
своєї економіки за рахунок розширення джерел і шляхів
постачання енергоресурсів, які б не тільки надійно задо-
вольняли енергетичні потреби суспільства, знизили рі-
вень залежності від імпортних поставок енергоносіїв, а й
сприяли збереженню довкілля. Основною проблемою
подальшого розвитку електроенергетики України є зба-
лансованість енергетичної системи та створення резерву
на випадок виникнення форс-мажорних обставин. Од-
ним із варіантів розв’язання цієї проблеми є акумулю-
вання електроенергії шляхом використання водню, отри-
маного за рахунок відновлюваних джерел енергії.
Привабливість водню як універсального енергоносія ви-
значається екологічною чистотою, гнучкістю й ефективні-
стю процесів перетворення енергії з його участю. Техно-
логії різномасштабного виробництва водню досить до-
бре освоєні й мають практично необмежену сировинну
базу. Однак мала щільність газоподібного водню, низька
температура його зрідження, а також висока вибухонебе-
зпечність у поєднанні з негативним впливом на властиво-
сті конструкційних матеріалів висувають вимоги до вико-
ристання економічно і технічно ефективних і безпечних
систем його зберігання.
На теперішній час у світі розроблено та впроваджено без-
ліч способів зберігання водню [1]. Деякі з них підходять
для малогабаритного мобільного зберігання, інші – для
великомасштабного стаціонарного. Але всі ці способи за
принципом дії процесів, що відбуваються під час збере-
ження водню, можна поділити на:
• механічні, тобто використання високого тиску для
отримання водню у вигляді стиснутого газу або низь-
ких температур, при яких водень переходить у стан
кріогенної рідини;
• хімічні, тобто використання для зберігання водню хі-
мічних сполук, мінеральних речовин, наноматеріалів,
органічних структур та інших матеріалів, що здатні ад-
сорбувати та вивільняти молекули водню в разі по-
треби.
Кожен з цих способів має свої недоліки та переваги, але
економічні розрахунки доводять, що найдешевшим варі-
антом зберігання великих об’ємів водню на сьогодні є ви-
користання для цього штучно створених порожнин у со-
леносних покладах (140 євро/МВт-год на 2000 годин збе-
рігання) [2].
Нині існує позитивний досвід підземного зберігання во-
дню в пористих водоносних горизонтах та штучно створе-
них кавернах у покладах кам’яної солі. У табл. 1 наво-
дяться приклади успішної реалізації проєктів створення
підземних сховищ водню в соляних покладах, які експлу-
атуються протягом десятків років. Аналогічний успішний
проєкт існує у м. Кіль (Німеччина). Планується створення
сховищ водню у країнах Євросоюзу, Великій Британії та
Китаї. Всі ці приклади свідчать про можливість тривалого
зберігання водню в соляних кавернах.
Більш широко у світі використовуються соляні поклади
для створення сховищ природного газу. Так, за даними
звіту CEDIGAZ [3], на кінець 2021 року у світі налічувалось
668 підземних сховищ газу, з яких приблизно 15 % були
підземними сховищами в соляних кавернах, а решта – у
виснажених родовищах вуглеводнів.
Україна має потужну мережу сховищ природного газу,
яка за сукупністю технічних показників посідає провідні
позиції не тільки в Європі, а й у світі. Сьогодні на балансі
АТ «Укртрансгаз», що забезпечує функціонування си-
стеми, перебуває 13 підземних сховищ газу. Загальний
обсяг підземних сховищ газу в нашій державі складає
62,3 млрд м3, активний об’єм перевищує 32 млрд м3. Два
підземні сховища газу створені на базі водоносних струк-
тур, решта – на виснажених родовищах вуглеводнів.
Таблиця 1. Відомості щодо існуючих підземних сховищ водню у соляних покладах у світі [2]
Table 1. Information on existing underground hydrogen storages in salt deposits in the world [2]
Тіссайд
(Велика Британія)
Клеменс
(США) Мосс Блафф (США) Спіндлтоп (США)
Тип покладу Пластовий Соляний купол Соляний купол Соляний купол
Оператор Sabic Petroleum ConocoPhillips Praxair Air Liquide
Рік уведення
в експлуатацію 1972 1983 2007 2017
Об’єм, м3 210 000
(3×70 000) 580 000 566 000 906 000
Середня глибина
каверни, м 365 1000 1200 1340
Діапазон тиску, бар 45 70–137 55–152 68–202
Чиста накопичена
енергія, ГВт·год 27 81 123 274
Можлива робоча га-
зова потужність H2,
103 т
0,83 2,56 3,72 н. в.
63
Відновлювана енергетика. №1/2023 | Гідро-воднева енергетика
Зазначимо, що використання виснажених родовищ вуг-
леводнів для створення сховищ водню є менш перспек-
тивним через непередбачуваність реакції залишкового
природного газу з воднем за рахунок невизначеності їх
пропорцій. Крім того, середня вартість сховища, створе-
ного у соляній каверні, значно нижча за вартість анало-
гічного сховища, що побудоване на основі виснаженого
родовища природного газу (відповідно в 1,7 і 3,5 доларів
США на 1 ГДж) [4–6].
Тому розробка методів виробництва водню за рахунок
сонячних і вітрових джерел енергії з подальшим його аку-
мулюванням в покладах кам’яної солі є дуже актуальним
і перспективним напрямом відновлюваної енергетики.
Мета дослідження. Метою цієї роботи є обґрунтування
енергоефективного методу акумулювання водню в
покладах кам’яної солі на підставі аналізу геолого-гідро-
логічних умов соленосних формацій України.
Постановка завдання. Для вирішення поставленої мети
проаналізуємо поточний стан ресурсної бази щодо мож-
ливості створення сховищ водню в покладах кам’яної
солі, а саме в покладах калійних, калійно-магнієвих та ку-
хонних солей, які є найпридатнішими для побудови схо-
вищ водню.
На території України розташовано п’ять соленосних ба-
сейнів, в межах яких існують соленосні поклади, а саме:
Дніпровсько-Донецький, Донецький, Закарпатський, Пе-
редкарпатський і Переддобруджинський [7]. Карта роз-
міщення цих басейнів наведена на рис. 1. Основні уза-
гальнені характеристики соленосних покладів наведено
в табл. 2.
Рис. 1. Карта соленосних басейнів України та родовищ викопної солі
Fig. 1. Map of saline basins of Ukraine and deposits of fossil salt
Таблиця 2. Характеристика соленосних басейнів України [7]
Table 2. Characteristics of saline basins in Ukraine [7]
Назва
Площа,
тис. км2
Глибина за-
лягання, м
Товщина
ком-
плексу, м
Тип
структури
Геол.
вік Примітка
1. Дніпровсько-
Донецький 50 3000 1600 штоки,
купола
девон,
перм
перешарування з
ангідритом, доломі-
том, пісковиками
2. Донецький 6 600 250–900 пласти,
купола перм
3.Переддобруженський 10 300–500 30–70 пласти юра тонкі прошарки ангі-
дриту
4. Закарпатський 7 1500 до 500 пласти,
штоки неоген
5. Передкарпатський 15 60–700 до 150 пласти,
лінзи неоген
складні структури,
поклади невитри-
мані, карст
64
Відновлювана енергетика. №1/2023 | Гідро-воднева енергетика
За своїми геолого-структурними особливостями та гір-
ничо-технічними умовами найпридатнішими для ство-
рення газових сховищ є соляні поклади, що розташовані
у Чернігівській, Харківській та Полтавській областях, де
потужність штоків іноді досягає 2–3,5 км. Перспектив-
ними також можуть бути соляні поклади в межах Ізмаїль-
ського та Кілійського районів Одеської області (Переддо-
бруджинський соляний басейн), де потужність пластів ко-
ливається від 30 до 60 м, а глибина залягання змінюється
від 300 до 700 м. Кам’яна сіль за складом чиста й при-
датна для спорудження сховищ.
Передкарпатські соляні поклади характеризуються дуже
складними умовами залягання, крутими складками, чис-
ленними блоками, різкою зміною потужностей. Солі ча-
сто бувають роздробленими та високопроникними, міс-
тять значний відсоток нерозчинного залишку, який іноді
перевищує 17–34 %. Такі характеристики ускладнюють
будівництво підземних сховищ у цьому басейні й вимага-
ють більш ретельного проведення геологорозвідуваль-
них робіт.
У межах Закарпатського басейну соляні товщі мають ви-
триманіший пластовий характер, їх потужність досягає
100 м, хоча трапляються штокові й діапірові структури.
Основною проблемою цього району є інтенсивно розви-
нений поверхневий та глибинний соляний карст.
На сьогодні в межах соленосних басейнів відомо про іс-
нування 33 родовищ викопної солі (див. рис. 1 і табл. 3).
З них на державному балансі корисних копалин України
станом на 01.01.2020 перебувало 10 родовищ кухонної
солі (6 перебували у розробці) та 13 родовищ калійної й
калійно-магнієвої солі (2 родовища розроблялися) [7].
Як видно з рис. 1, переважна частина родовищ розташо-
вана в Закарпатському та Передкарпатському соленос-
них басейнах, хоча найвагоміші з них – у Донецькому ба-
сейні. Зазначимо, що пошук і оцінка запасів цих родовищ
проводилася дуже давно (для більшості родовищ Перед-
карпаття у 1949–1968 роках), пошук нових родовищ прак-
тично не здійснювався, переоцінка запасів розвіданих
родовищ не проводилась.
Внаслідок тривалого видобутку, природних катаклізмів
(повені, зсуви), використання застарілих технологій та
браку коштів на якісний моніторинг і реконструкцію руд-
ників деякі родовища виведені з експлуатації й перебува-
ють у стадії ліквідації чи консервації, зокрема Калуш-Го-
лицьке, Ново-Карфагенське, Бориславьке, Солотвинське
та Стебницьке родовища. Якісна професійна ліквідація
передбачає проведення детального вивчення технічного
і гідрогеологічного стану родовища та усунення причин,
що викликали негативні зміни природного середовища
(деформація денної поверхні, затоплення рудників,
підземні обвали, забруднення ґрунтових вод і поверхне-
вих водоймищ). На цьому етапі було б доцільно провести
дослідження можливості збереження виробленого про-
стору рудника та перепрофілювання його у підземне схо-
вище [8].
Проблемам, що пов’язані зі спорудженням підземних
сховищ у соляних покладах, присвячено багато вітчизня-
них та зарубіжних робіт, в яких визначено критерії вибору
ділянок для будівництва [9–14]. Показано, що вибір ділян-
ки має ґрунтуватися на результатах детального й ре-
тельного вивчення геолого-структурних особливостей
родовища, фізико-механічних, літологічних, реологічних
властивостей та характеристик міцності соленосних по-
рід, має бути виконаний прогноз зміни властивостей при
тривалому контакті цих порід з воднем. Окремо дослі-
джують гідрогеологічні особливості родовища, визнача-
ють наявність у його межах водоносних горизонтів, пара-
метри горизонтів та ізолювальних водоупорів, геотерміч-
ний режим підземних вод, гідравлічний зв’язок між во-
доносними горизонтами й поверхневими водами. Особ-
ливу увагу слід приділяти умовам карстоутворення, агре-
сивності підземних вод. За результатами досліджень ви-
значають спосіб спорудження підземних ємностей схо-
вища. Існують такі способи спорудження сховищ: розмив
соляних товщ (вилуговування), за допомогою вибухів або
з використанням шахтних конвеєрів [9]. Зауважимо, що
зараз в Україні найчастіше використовується першій спо-
сіб, хоча він не завжди найкращий.
Крім цього, для вирішення питання про можливість та до-
цільність будівництва на певному родовищі кам’яної солі
підземного сховища збирають і вивчають відомості про
близькість до діючих джерел електричної енергії (соняч-
них і вітрових електростанцій), транспортні умови, дже-
рела водопостачання з метою отримання водню, можли-
вості забору прісної води для розмиву, а також визнача-
ють способи утилізації розсолу. У світовій практиці є варі-
анти скидання розсолу в море, оскільки розсоли за своїм
мінеральним складом близькі до морських.
Як бачимо, вибір місця спорудження сховища дуже від-
повідальна і кропітка процедура, яка складається з бага-
тьох етапів і яку повинні виконувати спеціалісти.
Матеріал і результати досліджень. Демонстрацію запро-
понованого методу видобування й акумулювання водню
в покладах кам’яної солі виконаємо на основі умовного
підземного сховища, розмір якого визначається конкрет-
ними умовами під час проєктування.
Пропонується отримання водню шляхом електролізу
води за допомогою електролізерів, що розташовані без-
посередньо на території підземного сховища, за раху-
нок електричної енергії, яку вироблятимуть ВЕС та СЕС,
та закачування його з метою зберігання в соляному по-
кладі.
Для одержання кілограму водню таким шляхом необ-
хідно витратити приблизно 50 кВт·год електроенергії.
Електроживлення електролізерів відбувається за допомо-
гою існуючих електричних мереж.
Принципова технологічна схема установки для видобу-
вання та акумулювання водню у соляних покладах наве-
дена на рис. 2. За даними технічного опису на електро-
лізні установки з виробітку водню (марки HySTATr-A серії
65
Відновлювана енергетика. №1/2023 | Гідро-воднева енергетика
1000 компанії HYDROGENICS EUROPE N.V.), потреба води
для здійснення електролізу становить 1,5 л/нм3 Н2. Ця
установка комплектується системами підготовки води та
осушення водню й кисню.
Згідно зі схемою підземна вода із видобувної свердло-
вини через систему підготовки її до необхідної кондиції
надходить в електролізери. Водень, який отримано елек-
тролізером, подається в систему осушування, після чого
спрямовується на компресор, який забезпечує тиск, що
дорівнює гідравлічному тиску на глибині розташування
соляної каверни. З компресора водень надходить у
теплообмінник типу газ-вода, де охолоджується шляхом
теплообміну з ґрунтовою водою, яка поступає із видобу-
вної свердловини і закачується в нагнітальну свердло-
вину за допомогою нагнітального насоса. Охолоджений
водень надходить у підземну соляну каверну, де зберіга-
ється протягом заданого часу. В разі потреби відбува-
ється відбір водню через свердловину споживачем.
Постачання води для роботи електролізера відбувається
шляхом використання приповерхневих підземних вод,
які використовують також для охолодження водню пе-
ред його закачуванням у соляну каверну.
Таблиця 3. Родовища кам’яної солі
Table 3. Rock salt deposits
Назва родовища Тип родовища Ступінь експлуатації Розміщення
1. Артемівське натрієве розроблялось Донецька область
2. Ново-Карфагенське натрієве розроблялось Донецька область
3. Слов’янське натрієве розроблялось Донецька область
4. Єфремівське натрієве розроблялось Харківська область
5. Роменське натрієве не розробляється Сумська область
6. Калуш-Голинське калійно-магнієве у стані ліквідації Івано-Франківська область
7. Блажівське калійно-магнієве пошукові роботи Львівська область
8. Бориславське калійно-магнієве не розробляється Львівська область
9. Стебницьке калійно-магнієве у стані ліквідації Львівська область
10. Уличнянське калійно-магнієве не розробляється Львівська область
11. Довголука-Гірне калійно-магнієве не розробляється Львівська область
12. Попелі калійно-магнієве не розробляється Львівська область
13. Марково-Розсільнянське калійно-магнієве не розробляється Івано-Франківська область
14. Надвірнянське калійно-магнієве не розробляється Івано-Франківська область
15. Делятинське калійно-магнієве не розробляється Івано-Франківська область
16. Ославське калійно-магнієве не розробляється Івано-Франківська область
17. Нижній Березів Вижницьке калійно-магнієве не розробляється Івано-Франківська область
18. Нежухівське калійно-магнієве не розробляється Львівська область
19. Моршинське калійно-магнієве не розробляється Львівська область
20. Лисовичі калійно-магнієве не розробляється Львівська область
21. Болохівське калійно-магнієве розробку припинено Івано-Франківська область
22. Тростянецьке калійно-магнієве не розробляється Івано-Франківська область
23. Кадобнянське калійно-магнієве не розробляється Івано-Франківська область
24. Велика Тур’я калійно-магнієве не розробляється Івано-Франківська область
25. Верхньо-Струтинське калійно-магнієве не розробляється Івано-Франківська область
26. Губицьке калійно-магнієве розробляється Львівська область
27. Стебницьке калійно-магнієве розробку припинено Івано-Франківська область
28. Долинське натрієве розробку припинено Івано-Франківська область
29. Дрогобицке натрієвекалійно-
магнієве
розробляється Львівська область
30. Рошнятинське калійно-магнієве не розробляється Івано-Франківська область
31. Тереблянське натрієве розробку розпочато Закарпатська область
32. Солотвинське натрієве розробляється Закарпатська область
33. Ізмаїльське натрієве розвідане Одеська область
66
Відновлювана енергетика. №1/2023 | Гідро-воднева енергетика
Для споживання водню можуть бути використані спеці-
альні ємності, або водень може направлятися в трубоп-
ровідну газову мережу.
Згідно з технологічною схемою, наведеною на рис. 2,
процес закачування в підземне сховище газу здійсню-
ється шляхом використання компресора, який підвищує
тиск і забезпечує подачу водню в соляні поклади під тис-
ком 8,0 МПа. Цей агрегат може бути виготовлено на базі
типового агрегату ГПА-Ц-16, який забезпечує тиск
7,5 МПа.
Основною проблемою при створенні сховищ водню в со-
ляних покладах є збільшення температури водню на ви-
ході з компресора. Оцінити величину температури на ви-
ході з компресора можна за відомою залежністю адіаба-
тичного стиснення [15].
2 1
1n
H
P KT T
P K
−
=
,
де Т1, Т2 – відповідно початкова температура водню й
температура водню у стисненому стані (ºК);
Pn, PН – відповідно тиск водню на вході в компресор та
виході з нього (МПа);
К – показник адіабати, який дорівнює 1,40.
Якщо прийняти, що початкова температура водню дорів-
нює 10 оС, тоді при восьмикратному стисненні водню (від
1 до 8 МПа) температура на виході з компресора буде
становити 244 оС. Така температура водню, що закачу-
ється у сховище, суттєво відрізняється від початкової тем-
ператури соляного покладу і може створити проблеми з
герметичністю і екологічними вимогами до сховища во-
дню в соляних покладах. Тому температуру водню на
виході з компресора пропонується зменшувати за допо-
могою поверхневих (або ґрунтових) вод.
Висновки. Економічний аналіз світового досвіду із ство-
рення сховищ водню вказує на те, що найдешевшим спо-
собом його зберігання є використання для цієї мети штуч-
них пустот та каверн у покладах кам’яної солі. Україна
володіє достатньою ресурсною базою для цього способу
збереження водню. На території України існує п’ять соле-
носних басейнів, а розвідані запаси кам’яної солі переви-
щують 2,3 млрд т. Однак соленосні басейни досліджені
нерівномірно, а ступінь вивченості окремих соленосних
басейнів недостатній. Запропоновано варіант отримання
водню за рахунок електричної енергії, яку вироблятимуть
ВЕС та СЕС, та охолодження його перед закачуванням з
метою зберігання в соляному покладі. Проблему змен-
шення температури водню на виході з компресора про-
понується вирішувати за допомогою поверхневих (або
ґрунтових) вод. Для визначення оптимальних параметрів
створення і експлуатації соляних покладів щодо збері-
гання водню необхідні додаткові дослідження.
Подяка. Автори вдячні науковому співробітнику відділу
геотермальної енергетики, канд. техн. наук О. В. Лиса-
ку за допомогу з графічним оформленням рис. 1.
ПОСИЛАННЯ
1. Zhou L. Progress and problems in hydrogen storage
methods. Renewable and Sustainable Energy Reviews.
2005. № 9 (4). Pp. 395–408.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2004.05.005
2. Małachowska A., Łukasik N., Mioduska J., Gębicki J. Hy-
drogen storage in geological formations – The Potential
of salt caverns. Energie. 2022. 15 (14), 5038;
https://doi.org/10.3390/en15145038
Рис. 2. Схема підземного сховища газу з використанням соляних покладів
Fig. 2. Scheme of underground gas storage using salt deposits
Видобувна
свердловина
для води 1
Система
осушення
Видобувна
свердловина
для охолодження
водню 2
https://doi.org/10.1016/j.rser.2004.05.005
https://sciprofiles.com/profile/1044280
https://sciprofiles.com/profile/1466075
https://sciprofiles.com/profile/2258214
https://sciprofiles.com/profile/454124
https://doi.org/10.3390/en15145038
67
Відновлювана енергетика. №1/2023 | Гідро-воднева енергетика
3. Cedigaz Underground Gas Storage in the World – 2020
Status. Available online: https://www.cedigaz.org/un-
derground-gas-storage-in-the-world-2020-status/
4. Taylor J. B., Alderson J. E. A., Kalyman K. M., Lyle A. B.,
and Phillips L. A. Technical and economic assessment of
methods for the storage of large quantities of hydrogen
Int J. Hydrogen Energy, 11 (1986). Pp. 5–22.
5. Stone H .B. J., Veldhuis I., and Richardson R. N. An Inves-
tigation into Large-Scale Hydrogen Storage in the UK.
Proceedings International Hydrogen Energy Congress
and Exhibition IHEC 2005. Istanbu.. Turkey, 13–15 July
2005.
6. Nasiru Salahu Muhammed, Bashirul Haq, Dhafer Al
Shehri, Amir Al-Ahmed, Mohammed Mizanur Rahman,
Ehsan Zaman. A review on underground hydrogen stor-
age: Insight into geological sites, influencing factors and
future outlook. Energy Reports. Vol. 8. November 2022.
Pp. 461–499.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S235
2484721014414#tbl1
7. Мінеральні ресурси України: щорічник. Державне на-
уково виробниче підприємство «Геоінформ України».
2020. https://geoinf.kiev.ua/publikatsiyi/shchorichnyky/
8. Барях А. А., Евсеев А. В. Ликвидация калийных рудни-
ков и соляных шахт: обзор и анализ проблемы. Гор-
ный информационно-аналитический бюллетень.
2019. № 9. С. 5–29. https://doi.org/10.25018/0236-
1493-2019-09-0-5-29.
9. Нагорный В. П., Глоба В. М. Сооружение и эксплуата-
ция подземных хранилищ углеводородов в отложе-
ниях каменной соли: монографія / заг. ред. В. П. Нагор-
ного. К.: Эссе. 2019. 176 с.
10. Нагорний В. П., Денисюк І. І. Інтенсифікація спору-
дження підземних сховищ у відкладаннях кам’яної
солі. Вісник НАН України. 2014. С. 54–59.
http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/12345678
9/69822/08-Nagorny.pdf?sequence=1
11. Литологические критерии оценки участков и перспек-
тивы строительства подземных сооружений различ-
ного целевого назначения в соляных толщах: Ин-т
геол. наук АН УРСР. 1989. 46 с. (Препринт. АН УРСР.
Ин-т геол. наук АН УРСР).
12. Шехунова С. Б. Особливості літогенезу соленосних фо-
рмацій та проблеми їх використання: автореф. дис. …
д-ра. геол. наук, ІГН НАН України. Київ. 2011. 43 с.
13. Лобасов О .П., Сюмар Н. П., Шехунова С. Б. Побудова
та аналіз літологічної моделі нижньопермської соле-
носної формації Дніпровсько-Донецької западини за-
собами ГІС. Збірник наукових праць Інституту гео-
логічних наук НАН України. 2010. Вип. 3. С. 294–305.
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59461
14. Болобан В. М. Умови формування та методи дослі-
дження соляного карсту у зв’язку з використанням
соляних масивів для підземного будівництва. Збірник
наукових праць Інституту геологічних наук НАН Ук-
раїни. 2009. Вип. 2. С. 20–28.
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/13506
15. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты хими-
ческой технологии. М.: Химия, 1971. 784 с.
REFERENCES
1. Mineralni resursy Ukrainy: shchorichnyk. Derzhavne
naukovo vyrobnyche pidpryiemstvo «Heoinform
Ukrainy», 2020.
2. Zhou L. Progress and problems in hydrogen storage
methods. Renewable and Sustainable Energy Reviews.
2005. № 9 (4). P. 395–408.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2004.05.005
3. Cedigaz Underground Gas Storage in the World – 2020
Status. Available online:
https://www.cedigaz.org/underground-gas-storage-in-
the-world-2020-status/
4. Taylor J. B., Alderson J. E. A., Kalyman K. M., Lyle A. B.,
and Phillips L. A. Technical and economic assessment of
methods for the storage of large quantities of hydrogen
Int J. Hydrogen Energy. 11. (1986). Pp. 5–22.
5. Stone H. B. J., Veldhuis I., and Richardson R. N. An Inves-
tigation into Large-Scale Hydrogen Storage in the UK.
Proceedings International Hydrogen Energy Congress
and Exhibition IHEC 2005. Istanbul. Turkey. 13–15 July
2005.
6. Malachowska A., Lukasik N., Mioduska J., Gębicki J.
Hydrogen storage in geological formations – The
Potential of salt caverns. Energies. 2022. 15 (14), 5038;
https://doi.org/10.3390/en15145038
7. Bariakh A. A., Evseev A. V. Lykvydatsyia kalyinikh
rudnykov y solianikh shakht: obzor i analyz problemy.
Horniy ynformatsyonno-analytycheskyi biulleten. 2019.
№ 9. S. 5–29. https://doi.org/10.25018/0236-1493-
2019-09-0-5-29.
8. Nahorni V. P., Hloba V. M. Sooruzhenye y ekspluatatsyia
podzemnikh khranylyshch uhlevodorodov v
otlozhenyiakh kamennoi soly: monohrafiia / zah. red.
V.P. Nahornoho. K.: Esse. 2019. 176 s.
9. Nahornyi V. P., Denysiuk I. I. Intensyfikatsiia
sporudzhennia pidzemnykh skhovyshch u vidkladanniakh
kamianoi soli. Visnyk NAN Ukrainy. 2014. S. 54–59.
http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/12345678
9/69822/08-Nagorny.pdf?sequence=1
10. Lytolohycheskye kryteryy otsenky uchastkov y
perspektyvi stroytelstva podzemnikh sooruzhenyi
razlychnoho tselevoho naznachenyia v solianikh
tolshchakh: Yn-t heol. nauk AN URSR. 1989. 46 s.
(Preprynt. AN URSR. Yn-t heol. nauk AN URSR).
https://www.cedigaz.org/underground-gas-storage-in-the-world-2020-status/
https://www.cedigaz.org/underground-gas-storage-in-the-world-2020-status/
https://www.sciencedirect.com/journal/energy-reports
https://www.sciencedirect.com/journal/energy-reports/vol/8/suppl/C
https://geoinf.kiev.ua/publikatsiyi/shchorichnyky/
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59461
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/13506
https://www.cedigaz.org/underground-gas-storage-in-the-world-2020-status/
https://www.cedigaz.org/underground-gas-storage-in-the-world-2020-status/
http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/69822/08-Nagorny.pdf?sequence=1
http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/69822/08-Nagorny.pdf?sequence=1
68
Відновлювана енергетика. №1/2023 | Гідро-воднева енергетика
11. Shekhunova S. B. Osoblyvosti litohenezu solenosnykh
formatsii ta problemy yikh vykorystannia: avtoref. dys. …
d-ra. heol. nauk, IHN NAN Ukrainy. Kyiv. 2011. 43 s.
12. Lobasov O. P., Siumar N. P., Shekhunova S. B. Pobudova
ta analiz litolohichnoi modeli nyzhnopermskoi solenosnoi
formatsii Dniprovsko-Donetskoi zapadyny zasobamy HIS.
Zbirnyk naukovykh prats Instytutu heolohichnykh nauk
NAN Ukrainy. 2010. Vyp. 3. S. 294–305.
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59461
13. Boloban V.M. Umovy formuvannia ta metody doslid-
zhennia solianoho karstu u zviazku z vykorystanniam
solianykh masyviv dlia pidzemnoho budivnytstva. Zbirnyk
naukovykh prats Instytutu heolohichnykh nauk NAN
Ukrainy. 2009. Vyp. 2. S. 20–28.
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/13506
14. Nasiru Salahu Muhammed, Bashirul Haq, Dhafer Al
Shehri, Amir Al-Ahmed, Mohammed Mizanur Rahman,
Ehsan Zaman. A review on underground hydrogen
storage: Insight into geological sites, influencing factors
and future outlook. Energy Reports. Vol. 8. November
2022. P. 461–499.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S235
2484721014414#tbl1
15. Kasatkyn A.H. Osnovny protsessy y apparaty
khymycheskoy tekhnolohyy. M.: Khymyia, 1971. 784 s.
|
| id | veorgua-article-387 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:10:57Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/8d/90fd4c75dbf97f5a470e95e63d75a48d.pdf |
| spelling | veorgua-article-3872026-07-18T06:32:18Z ASSESSMENT OF THE POSSIBILITY OF UNDERGROUND HYDROGEN STORAGE IN ROCK SALT DEPOSITS ОЦІНКА МОЖЛИВОСТІ ПІДЗЕМНОГО ЗБЕРІГАННЯ ВОДНЮ В ПОКЛАДАХ КАМ’ЯНОЇ СОЛІ Morozov, Yu. Barylo, А. hydrogen storage; saline deposits; site selection criteria; electrolyzer; compression temperature of hydrogen. сховище водню; соленосні поклади; критерії вибору ділянок; електролізер; температура стис-нення водню. Methods of hydrogen compression or liquefaction under the influence of low temperatures are most often used to store hydrogen. Underground storage of hydrogen is considered the most economical and safe option for its storage in large volumes. Ukraine has significant reserves of potash, potash-magnesium and table salt. Explored reserves of rock salt in Ukraine exceed 2.3 billion tons. The article defines the main characteristics of five salt-bearing basins, provides a list of salt deposits that are explored, developed or are in the stage of liquidation. Based on the analysis of literature data, the criteria for the selection of sites suitable for the construction of underground hydrogen storage facilities in salt deposits have been determined. A method of hydrogen production at the expense of solar and wind energy sources with its subsequent accumulation in rock salt deposits is proposed. The main problem of this method is a significant decrease in the temperature of hydrogen at the compressor outlet. Cooling of hydrogen is proposed to be carried out with the help of surface or ground water. Bibl. 15, fig. 2, table. 3. При зберіганні водню найчастіше використовують методи його стиснення або зрідження під дією низьких тем-ператур. Підземне зберігання водню вважається найекономічнішим і найбезпечнішим варіантом його зберігання у великих обсягах. Україна володіє значними запасами калійних, калійно-магнієвих та кухонних солей. Розвідані запаси кам’яної солі в Україні перевищують 2,3 млрд т. У статті визначено основні характеристики п’яти соленосних басейнів, надано перелік родовищ солі, які розвідані, розробляються або перебувають у стадії ліквідації. На підставі аналізу даних літератури визначено критерії вибору ділянок, що придатні для спорудження підземних сховищ водню у соляних покладах. Запропоновано спосіб виробництва водню за рахунок сонячних і вітрових джерел енергії з подальшим його акумулюванням у покладах кам’яної солі. Основною проблемою при цьому є суттєве збільшення температури водню на виході з компресора. Охолодження водню пропонується здійснювати за допомогою поверхневих або ґрун-тових вод. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2023-04-13 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/387 10.36296/1819-8058.2023.1(72).61-68 Vidnovluvana energetika ; No. 1(72) (2023): Scientific and applied Journal renewable energy ; 61-68 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 1(72) (2023): Scientific and applied Journal renewable energy ; 61-68 Відновлювана енергетика; № 1(72) (2023): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 61-68 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2023.1(72) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/387/301 Copyright (c) 2023 Yu. Morozov, А. Barylo https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | hydrogen storage saline deposits site selection criteria electrolyzer compression temperature of hydrogen. Morozov, Yu. Barylo, А. ASSESSMENT OF THE POSSIBILITY OF UNDERGROUND HYDROGEN STORAGE IN ROCK SALT DEPOSITS |
| title | ASSESSMENT OF THE POSSIBILITY OF UNDERGROUND HYDROGEN STORAGE IN ROCK SALT DEPOSITS |
| title_alt | ОЦІНКА МОЖЛИВОСТІ ПІДЗЕМНОГО ЗБЕРІГАННЯ ВОДНЮ В ПОКЛАДАХ КАМ’ЯНОЇ СОЛІ |
| title_full | ASSESSMENT OF THE POSSIBILITY OF UNDERGROUND HYDROGEN STORAGE IN ROCK SALT DEPOSITS |
| title_fullStr | ASSESSMENT OF THE POSSIBILITY OF UNDERGROUND HYDROGEN STORAGE IN ROCK SALT DEPOSITS |
| title_full_unstemmed | ASSESSMENT OF THE POSSIBILITY OF UNDERGROUND HYDROGEN STORAGE IN ROCK SALT DEPOSITS |
| title_short | ASSESSMENT OF THE POSSIBILITY OF UNDERGROUND HYDROGEN STORAGE IN ROCK SALT DEPOSITS |
| title_sort | assessment of the possibility of underground hydrogen storage in rock salt deposits |
| topic | hydrogen storage saline deposits site selection criteria electrolyzer compression temperature of hydrogen. |
| topic_facet | hydrogen storage saline deposits site selection criteria electrolyzer compression temperature of hydrogen. сховище водню соленосні поклади критерії вибору ділянок електролізер температура стис-нення водню. |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/387 |
| work_keys_str_mv | AT morozovyu assessmentofthepossibilityofundergroundhydrogenstorageinrocksaltdeposits AT baryloa assessmentofthepossibilityofundergroundhydrogenstorageinrocksaltdeposits AT morozovyu ocínkamožlivostípídzemnogozberígannâvodnûvpokladahkamânoísolí AT baryloa ocínkamožlivostípídzemnogozberígannâvodnûvpokladahkamânoísolí |