Numerical and Analytical Modeling of Gas Mixing and Bio-Reactive Transport during Underground Hydrogen Storage
par Birger Hagemann
Thèse de doctorat en Mécanique et énergétique
Sous la direction de Mikhail Panfilov et de Leonhard Ganzer.
Soutenue le 03-07-2017
à l'Université de Lorraine en cotutelle avec Technische Universität Clausthal (Allemagne) , dans le cadre de EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux , en partenariat avec Laboratoire d'énergétique et de mécanique théorique et appliquée (Nancy) (laboratoire) .
Le président du jury était Rudolf Hilfer.
Les rapporteurs étaient Rudolf Hilfer, Reinhard Gaupp.
- Méthanogénèse
- Simulation numérique de réservoir
- Stockage de l'énergie
- Hydrogène -- Stockage souterrain
- Réservoirs de stockage souterrains
- Simulation, Méthodes de
- Hydrodynamique
- Relations structure-activité
mots clés
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Titre traduit
Modélisation numérique et analytique de mélange gazeuse et du transport bio-chimique dans stockage souterrain de l'hydrogène
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Résumé
En rapport avec la transition énergétique, d’importantes capacités de stockage énergétique sont nécessaires pour intégrer la forte variation de la production énergétique au travers des centrales éoliennes et photovoltaïques. La transformation de l’énergie électrique en énergie chimique sous forme d’hydrogène est l’une des possibles techniques. La technologie de stockage de l’hydrogène souterrain, selon laquelle l’hydrogène est stocké dans les formations souterraines semblables au stockage du gaz naturel est actuellement un axe de recherche de plusieurs états européens. Par comparaison au stockage du gaz naturel dans les formations souterraines et qui est établie depuis de nombreuses années, l'hydrogène a montré des différences significatives dans son comportement hydrodynamique et biochimique. Ces aspects ont été étudiés dans la présente thèse en utilisant différentes approches analytiques et numériques
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Résumé
In the context of energy revolution large quantities of storage capacity are required for the integration of strongly fluctuating energy production from wind and solar power plants. The conversion of electrical energy into chemical energy in the form of hydrogen is one of the technical possibilities. The technology of underground hydrogen storage (UHS), where hydrogen is stored in subsurface formations similar to the storage of natural gas, is currently in the exploratory focus of several European countries. Compared to the storage of natural gas in subsurface formations, which is established since many years, hydrogen shown some significant differences in its hydrodynamic and bio-chemical behavior. These aspects were investigated in the present thesis by different analytical and numerical approaches
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