Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Investigation of research needs regarding the storage of hydrogen gas in lined rock caverns: Prestudy for Work Package 2.3 in HYBRIT Research Program 1
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Civil and Architectural Engineering, Soil and Rock Mechanics.ORCID iD: 0000-0002-8152-6092
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Civil and Architectural Engineering, Soil and Rock Mechanics.ORCID iD: 0000-0001-5372-7519
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Civil and Architectural Engineering, Soil and Rock Mechanics.ORCID iD: 0000-0001-7643-7274
Naturgasteknik AB.
Show others and affiliations
2018 (English)Report (Other academic)
Abstract [en]

The objective of HYBRIT RP1 is to explore and assess pathways to fossil-free energy-mining-iron-steel value chains and thereby provide a basis for industrial development activities and the necessary future transformative change in this field. A large-scale storage capacity for hydrogen gas is an important component of the proposed HYBRIT concept. Underground storage in lined rock caverns provides a reasonable option: a large-scale demonstration plant for storage of natural gas was constructed in Sweden in 2002 and has operated safely since then. Considering that this lined rock cavern facility was constructed for natural gas, the present report investigates the current research needs to allow for underground storage of hydrogen gas in such a facility. This will serve as a basis for the research in Work Package 2.3 of HYBRIT RP1.

Studying the experiences from decades of Swedish and international research and practice on the construction of underground gas storage facilities, the conclusion is that the lined rock cavern concept seems a reasonable way forward. In terms of rock engineering research, there are currently no critical research issues; however, a development of a previously proposed risk-based design framework for lined rock caverns may further strengthen the ability to manage risks related to underground gas storage facilities. The report identifies several potential research questions on this topic to be further studied: development of a risk-based design approach using subset simulation, the optimization potential of the concrete thickness in the lining, and the effect of spatial variation of rock mass properties on a location’s suitability for the storage facility.

Additionally, the report identifies the potential effect of hydrogen embrittlement on the steel lining as a critical research issue to ensure safe storage of hydrogen gas in lined rock caverns. However, as this issue is not related to rock engineering, but a material issue, it will not be covered further in Work Package 2.3.

Abstract [sv]

Syftet med HYBRIT RP1 är att undersöka och utvärdera möjliga vägar till att göra värdekedjorna för energi-gruva-järn-stål fossilfria och därigenom ge en grund för industriella utvecklingsarbeten och den framtida omställningen. En viktig del i HYBRIT-konceptet utgörs av behovet av lagring av stora volymer vätgas. Lagring i inklädda bergrum är ett möjligt alternativ: en storskalig demonstrationsanläggning för lagring av naturgas byggdes 2002 i södra Sverige och har använts sedan dess. Eftersom denna anläggning konstruerades för naturgas, är syftet med denna rapport att undersöka det nuvarande forskningsbehovet för att kunna lagra vätgas i en sådan typ av anläggning. Detta kommer att utgöra basen för det fortsatta arbetet inom delprojekt 2.3 i HYBRIT RP1.

Efter att ha studerat resultaten från svensk och internationell forskning, samt erfarenheterna från byggnation av inklädda bergrum för gaslagring, är slutsatsen att inklädda bergrum utgör ett rimligt alternativ för lagring av vätgas. Avseende bergmekanik finns det för närvarande inga kritiska frågeställningar. Däremot finns möjlighet att vidareutveckla riskbaserade dimensioneringsmetoder för inklädda bergrum, vilket kan stärka förmågan till god riskhantering vid byggnation av sådana anläggningar. Rapporten identifierar flera forskningsuppslag inom detta område att arbeta med inom delprojekt 2.3: utveckling av en riskbaserad dimensioneringsmetod med hjälp av subset-simulering, studie av optimeringspotentialen för betongliningens tjocklek, samt hur bergmassans rumsliga variation påverkar en plats lämplighet för anläggandet av ett inklätt bergrum.

Avseende materialfrågor finns dock en kritisk frågeställning för underjordisk vätgaslagring: vätgasförsprödning av stålliningen ses som ett möjligt problem och bör studeras vidare. Men eftersom detta inte är relaterat till bergmekanik kommer det inte att studeras vidare inom delprojekt 2.3.

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2018.
Series
TRITA-ABE-RPT ; 182
Keywords [en]
LRC, lined rock caverns, hydrogen gas, gas storage
Keywords [sv]
LRC, inklädda bergrum, vätgas, gaslagring
National Category
Geotechnical Engineering
Research subject
Civil and Architectural Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-231034OAI: oai:DiVA.org:kth-231034DiVA, id: diva2:1221714
Projects
HYBRIT
Note

QC 20180620

Available from: 2018-06-20 Created: 2018-06-20 Last updated: 2018-06-20Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2129 kB)46 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2129 kBChecksum SHA-512
e5576fc4b4f535601a55700f9248948ef25c46a3b37d51a617a18668070def1f6bbb642329778754faee853899bf8abadc79de7d942aded6332b24d2dfddd256
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Johansson, FredrikSpross, JohanDamasceno, DaviStille, Håkan
By organisation
Soil and Rock Mechanics
Geotechnical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 46 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 400 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf