Underground gas storage thermodynamics : from laboratory to salt caverns - PASTEL - Thèses en ligne de ParisTech Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2024

Underground gas storage thermodynamics : from laboratory to salt caverns

Thermodynamique de stockage souterrain de gaz : du laboratoire aux cavités salines

Firas Tayeb
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1402563
  • IdRef : 278909868

Résumé

The increasing integration of renewable energy sources into the power grid requires the development of sophisticated energy storage technologies to efficiently address the difficulties caused by their fluctuating and intermittent supply. This study delves into the underground storage of gases in salt caverns, which has emerged as a promising solution for overcoming these challenges. The work begins with laboratory-scale experimental studies to elucidate the CO2 and H2 dissolution kinetics in aqueous solutions (pure water and brine) using the pressure decay method, while also measuring gas humidity through an innovative storage pilot to assess the influence of mass transfer on the gas-rich phase. Building on these experimental studies, the work proceeds towards the development of mathematical and numerical models that simulate these processes, allowing for a deeper analysis and comprehension of gas behavior under storage conditions. The latter part of the study extends these models to a real cavern environment, assessing CO2 and H2 dissolution in brine and the behavior of humid gases within the salt caverns.
L'usage croissant des énergies renouvelables nécessite des solutions avancées pour le stockage de l'énergie pour aborder efficacement les difficultés causées par leur approvisionnement fluctuant et intermittent. Cette étude se concentre sur le stockage souterrain de gaz dans les cavités salines, une solution prometteuse pour résoudre ces défis. Dans une première étape, des études expérimentales sont menées pour étudier la cinétique de dissolution du CO2 et du H2 dans l'eau pure et la saumure en utilisant la méthode de Pressure-decay. Ces études incluent également la mesure de l'humidité des gaz à travers un pilote de stockage innovant, permettant d'évaluer l'influence du transfert de masse sur la phase gazeuse. Par la suite, des modèles mathématiques et numériques ont été développés pour modéliser ces phénomènes physiques permettant l'analyse du comportement des gaz dans les conditions de stockage. Dans une deuxième étape, ces modèles sont utilisés pour évaluer la cinétique de dissolution du CO2 et du H2 dans la saumure, ainsi que le comportement des gaz humides dans les cavités salines. Cette approche améliore notre compréhension des échanges de masse entre les gaz et la saumure dans les conditions de stockage souterrain.
Fichier principal
Vignette du fichier
2024UPSLM005_archivage.pdf (68.6 Mo) Télécharger le fichier
Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04650453 , version 1 (16-07-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04650453 , version 1

Citer

Firas Tayeb. Underground gas storage thermodynamics : from laboratory to salt caverns. Environmental Engineering. Université Paris sciences et lettres, 2024. English. ⟨NNT : 2024UPSLM005⟩. ⟨tel-04650453⟩
0 Consultations
0 Téléchargements

Partager

Gmail Mastodon Facebook X LinkedIn More