Technical viability of underground hydrogen storage in cased borehole
Notice bibliographique
Résumé
The decrease in generation costs of renewable energy, combined with advances in electrolyser technologies, suggest that green hydrogen production may be a viable option in the ongoing energy transition. Yet, a green hydrogen economy requires not only production solutions but also storage options, which prove to be challenging. An underexplored solution is the underground storage of hydrogen gas (H2) in cased boreholes or shafts. Its integration would bring versatility in the implementation, and large applicability since it does not require a particular geological context. The objective of this thesis is to evaluate the technical viability of this new storage technology. Accurate prediction of temperature and pressure variations is essential for design, materials selection, and safety reasons. This work uses numerical models based on mass and energy conservation equations to simulate hydrogen storage operations in cased boreholes. The study shows that the heat transfer at the cavity walls strongly affects temperature and pressure variations. This effect is accentuated by a borehole’s geometry providing significant contact area. Thus, such technology mitigates extreme pressure and temperature variations and yields a higher hydrogen density than conventional caverns for a given pressure constraint. Results show that with a radius of 0.2 m, a hydrogen density of 30 kg m−3 can be attained at a maximum pressure of 50 MPa. The response of the system in terms of maximum temperature and pressure is relatively linear with an injection over 4 ℎ but quickly becomes non-linear with a shorter injection time. The optimization of the initial storage conditions appears essential to minimize the cooling cost and maximize the storage mass.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».