Gaseous hydrogen storage : techno‐economic analysis

Abstract

Hydrogen storage plays a crucial role in enabling its large‐scale adoption as an energy carrier. This study examines the technical and economic aspects of storing hydrogen in 200‐bar pressure vessels. It focuses on the impact of different transportation methods, including 350‐bar trailers, 540‐bar trailers, and pipelines, on storage performance and costs. Key factors analyzed include pressure and temperature variations during the filling process, the levelized cost of hydrogen storage, and the combined levelized cost of hydrogen transportation and storage. The results indicate that higher mass flow rates lead to increased temperature fluctuations, requiring careful control to maintain safe operating conditions. Additionally, while the levelized storage costs decrease with increasing hydrogen demand, the choice of transportation method significantly influences the total cost. The analysis shows that 350‐bar trailers offer the most cost‐effective transport and storage solution for short to medium distances, whereas, 540‐bar trailers become more viable at longer distances. These insights provide a foundation for optimizing hydrogen infrastructure, balancing cost and efficiency in storage and distribution.

Die Speicherung von Wasserstoff spielt eine entscheidende Rolle, wenn es darum geht, ihn in großem Maßstab als Energieträger einzusetzen. In dieser Studie werden die technischen und wirtschaftlichen Aspekte der Speicherung von Wasserstoff in 200-bar-Druckbehältern untersucht. Sie konzentriert sich auf die Auswirkungen verschiedener Transportmethoden, einschließlich 350-bar-Anhängern, 540-bar-Anhängern und Pipelines, auf die Speicherleistung und die Kosten. Zu den analysierten Schlüsselfaktoren gehören Druck- und Temperaturschwankungen während des Füllvorgangs, die nivellierten Kosten der Wasserstoffspeicherung und die kombinierten nivellierten Kosten von Wasserstofftransport und -speicherung. Die Ergebnisse zeigen, dass höhere Massenströme zu größeren Temperaturschwankungen führen, die eine sorgfältige Kontrolle erfordern, um sichere Betriebsbedingungen zu gewährleisten. Außerdem sinken die Speicherkosten mit steigendem Wasserstoffbedarf, während die Wahl der Transportmethode die Gesamtkosten erheblich beeinflusst. Die Analyse zeigt, dass 350-bar-Anhänger die kostengünstigste Transport- und Speicherlösung für kurze bis mittlere Entfernungen darstellen, während 540-bar-Anhänger bei größeren Entfernungen rentabler werden. Diese Erkenntnisse bilden eine Grundlage für die Optimierung der Wasserstoffinfrastruktur, die ein Gleichgewicht zwischen Kosten und Effizienz bei Speicherung und Verteilung herstellt.