Skip to the main content

Nafta i Plin, Vol. 43. No. 176.-177., 2023.

Professional paper

Energy efficiency opportunity at underground gas storage facility (UGS) Okoli

Ivan Zelenika orcid id orcid.org/0000-0003-0632-5511 ; Podzemno skladište plina d.o.o.
Ivan Orešković ; Podzemno skladište plina d.o.o. *
Helena Matković ; Podzemno skladište plina d.o.o. *
Alen Paljušić ; Podzemno skladište plina d.o.o. *

* Corresponding author.

Download JATS file

Abstract

During the operation of the Underground gas storage facility, kinetic energy of the withdrawal gas is reduced at the reduction station valves and gas pressure is finally reduced to the value of the gas transport system pressure. During this process gas kinetic energy is irreversibly lost at the throttle valves. Energy loss can be recovered by installing a turbo-expander with an electric generator in order to generate electricity via gas expansion process. Using industry process software, electricity production via expansion turbine – generator system was estimated in dependence of gas production process parameters. Furthermore, possible solutions for process decarbonization improvements were considered by installing a photovoltaic system at PSP Okoli site. Proposed solutions should be able on annual basis to produce an amount of electricity comparable with total (every year) UGS Okoli consumption.

Keywords

underground gas storage; exergy, expansion turbine; renewable energy sources

Hrčak ID:

308211

URI

https://hrcak.srce.hr/308211

Publication date:

9.7.2023.

Article data in other languages: croatian

Visits: 158 *

Publication date: 10 July 2023

Volume: 43

Issue: 176. - 177.

Pages: 35-40

DOI:

Article Information (continued)

Categories:

Subject: Stručni rad

Categories:

Subject: Professional Paper

Keywords:

Keyword: podzemno skladište plina

Keyword: eksergija

Keyword: turbo-ekspander

Keyword: obnovljivi izvori energije

Keywords:

Keyword: underground gas storage

Keyword: exergy

Keyword: expansion turbine

Keyword: renewable energy sources

Mogućnosti povećanja energetske učinkovitosti na PSP Okoli

Translated Title (en): Energy efficiency opportunity at underground gas storage facility (UGS) Okoli

[ORCID] Ivan Zelenika[1]

Email: ivan.zelenika@psp.hr

 

Podzemno skladište plina d.o.o Underground Gas Storage d.o.o. Veslačka ul. 2-4, 10 000 Zagreb

[ORCID] Ivan Zelenika[*][1]

 

Podzemno skladište plina d.o.o. Underground Gas Storage d.o.o. Veslačka ul. 2-4, 10 000 Zagreb

[ORCID] Ivan Orešković[1][1]

 

Podzemno skladište plina d.o.o. Underground Gas Storage d.o.o. Veslačka ul. 2-4, 10 000 Zagreb

[ORCID] Helena Matković[2][2]

 

Podzemno skladište plina d.o.o. Underground Gas Storage d.o.o. Veslačka ul. 2-4, 10 000 Zagreb

[ORCID] Alen Paljušić[3][3]

 

Podzemno skladište plina d.o.o. Underground Gas Storage d.o.o. Veslačka ul. 2-4, 10 000 Zagreb

Author notes:

Correspondence to: [*] Ivan Zelenika, Podzemno skladište plina d.o.o., Veslačka ul. 2-4, 10 000 Zagreb ivan.zelenika@psp.hr

Abstract

Tijekom rada podzemnog skladišta plina, kinetička energija plina smanjuje se na ventilima redukcijske stanice gdje se tlak konačno smanjuje na vrijednost tlaka transportnog sustava. U tom se procesu dio kinetičke energije plina nepovratno se gubi na prigušnim ventilima redukcijske stanice. Navedeni gubitak energije moguće je oporaviti ugradnjom uređaja kao što je turbo-ekspander u svrhu generiranja električne energije. Korištenjem računalnih aplikacija procijenjeni su viškovi električne energije koje će generirati integrirani sustav turbo-ekspandera i generatora u ovisnosti o procesnim parametrima. Osim ugradnje turbo-ekspandera maksimalne snage, obrađena je i mogućnost povećanja energetske učinkovitosti podzemnog skladišta plina Okoli ugradnjom fotonaponskog sustava na slobodnim površinama objekta PSP Okoli, te je dana procjena proizvodnje električne energije na lokaciji na godišnjoj razini. Prikazana tehnička rješenja odgovaraju godišnjoj potrošnji električne energije skladišta plina PSP Okoli.

Translated Abstract

During the operation of the Underground gas storage facility, kinetic energy of the withdrawal gas is reduced at the reduction station valves and gas pressure is finally reduced to the value of the gas transport system pressure. During this process gas kinetic energy is irreversibly lost at the throttle valves. Energy loss can be recovered by installing a turbo-expander with an electric generator in order to generate electricity via gas expansion process. Using industry process software, electricity production via expansion turbine – generator system was estimated in dependence of gas production process parameters. Furthermore, possible solutions for process decarbonization improvements were considered by installing a photovoltaic system at PSP Okoli site. Proposed solutions should be able on annual basis to produce an amount of electricity comparable with total (every year) UGS Okoli consumption.

Uvod

Aktualna energetska politika Europske komisije zauzima se za povećanje proizvodnje električne energije iz obnovljivih izvora energije (OIE) [1], [3]; a zahvaljujući različitim oblicima subvencija, količina OIE u ukupnoj opskrbi električnom energijom znatno se povećala unazad 10 godina. Nagle promjene u kretanju cijena energenata, ovisnost većine zemalja o uvozu energije kao i sve izraženije posljedice klimatskih promjena dovode obnovljive izvore energije i energetsku neovisnost u središte nacionalnih energetskih strategija [2], [5]. U vremenu kontinuiranog rasta cijene energenata, primjena energetski učinkovitih tehnologija na postojećim procesnim postrojenjima postaje sve isplativija i aktualnija [4], [6]. Unutar ovog rada dat je prikaz razmatranih mogućnosti korištenja različitih tehnologija (foto-napona i turboekspandera) u svrhu proizvodnje električne energije za potrebe rada postrojenja PSP Okoli. Podzemno skladište plina „Okoli“ jedino je skladište prirodnog plina u Hrvatskoj. Smješteno je na području Sisačko-moslavačke županije u općini Velika Ludina. U radu je od travnja 1988. godine kada je započeo prvi ciklus utiskivanja plina. Skladištenje plina u podzemnim geološkim strukturama omogućuje pohranu velikih količina plina u toplim mjesecima kada je potrošnja plina manja. Uskladišten plin obično se povlači iz skladišta u plinsku mrežu u hladnijem dijelu godine kada su potrebe za plinom povećane. Unutar ovog rada razmatrana je mogućnost povećanja energetske učinkovitosti postrojenja uzevši u obzir oporabu energije redukcije tlaka plina u mjerno-regulacijskoj stanici u sezoni povlačenja plina te korištenje slobodnih površina građevinskih čestica u svrhu proizvodnje električne energije upotrebom fotonaponskih panela.

Metode

Metode korištene u izradi rada.

Rezultati

Tekst rezultata

Rasprava

Tekst

Appendix/Dodatak -->

References

1. 

, author. 2019. The European green deal. Brussels. ():

2. 

, author. 2020. Gas for climate. Gas decarbonisation pathways. ():2020–2050

3. 

Krsnik S., , Pavlović D. , authors. 2020. Energetska tranzicija - utjecaj primjene vodika na kvalitetu plina u transportom sustavu s ciljem dekarbonizacije plinskih sustava. Zbornik radova 35. Međunarodnog znanstveno-stručnog skupa stručnjaka za plin. ():49–59

4. 

, author. 2019. Entsog 2050. Roadmap for Gas Grids, Brussels. ():

5. 

, author. 2020. Acer, NRA-s Survey. Hydrogen, Biomethane, and Related Network Adaptation. ():

6. 

Zelenika I., , Pavlović D., Kovačić T. Srpak M. , authors. 2021. Hydrogen Underground Storage as a Critical Factor in the Energy Transition Period. Technical gazette. 28(5):1480–1487

7. 

Kostowski W. , author. 2010. The possibility of energy generation within the conventional natural gas transport system. Strojarstvo. ():429–440

8. 

Poživil J. , author. 2004. Use of Expansion Turbines in Natural Gas Pressure Reduction Stations. Acta Montanistica Slovaca. (3):258–260

9. 

Kaneko K., , Ohtani K., Tsujikawa Y. Fuji S. , authors. 2004. Utilization of the cryogenic exergy of lng by a mirror gas-turbine. Applied Energy. (4):355–369

10. 

Szargut J. , author. 2005. Exergy Method: Technical and Ecological Applications. WIT Press Southampton. (18):192

11. 

Szargut J., , Szczygiel I. , authors. 2009. Utilization of the cryogenic exergy of liquid natural gas (LNG) for the production of electricity. Energy. 34(7):827–837

12. 

, author. 2019. Studija izvodljivosti ugradnje turboekspandera na lokaciji PSP Okoli. Tehnokom d.o.o. ():

13. 

, author. 2017. Studija predizvodljivosti izgradnje fotonaponskog sustava na lokaciji PSP Okoli. ECO-INA d.o.o. . ():

14. 

, author. 2022. Pipeflowcalculations. https://www.pipeflowcalculations.com/pipe-valve-fitting- flow/compressible-gas-flow.xhtml():

This display is generated from NISO JATS XML with jats-html.xsl. The XSLT engine is libxslt.