China’s renewable energy sector is experiencing rapid growth, yet its inherent intermittency is creating significant challenges for balancing power supply and demand. Power-to-gas (PtG) technology, which converts surplus electricity into combustible gas, offers a promising solution. Salt caverns, due to their favorable geological properties, are among the best choices for large-scale underground energy storage in PtG systems. CO2 leakage along the interlayer and salt rock–interlayer interfaces is a key constraint on the CO2 tightness of subsurface salt caverns. This paper focuses on the critical issue of tightness within salt cavern CO2 storage, particularly in the Jintan region. A coupled hydro-mechanics mathematical model is developed to investigate CO2 transportation and leakage in bedded salt caverns, with key variables such as permeability range, pore pressure evolution, and permeability changes being analyzed. The results reveal that permeability plays a decisive role in determining the CO2 transportation rate and leakage extent within the salt rock layer. Notably, the CO2 transportation rate and influence range in the mudstone interlayer are significantly larger than those in the salt rock over the same period. However, with prolonged storage time, the CO2 transportation rate and pressure increase in both salt rock and mudstone interlayer exhibit a decreasing trend, eventually stabilizing as the CO2 pressure front reaches the boundary of the simulation domain. Furthermore, elevated operating pressure markedly expands the permeability range and results in higher cumulative leakage. For a specific salt cavern, the CO2 leakage range can reach up to 142 m, and the leakage volume can reach 522.5 tonnes with the increase in operating pressure during 35 years of operation. Therefore, the setting of operational pressure should fully consider the influence of permeability and mechanical strength of the salt rock and mudstone interlayer. These findings provide valuable insights into optimizing the sealing performance of salt cavern CO2 storage systems under varying conditions.

Abstract To expedite China’s pursuit of the “dual-carbon” goal, a gradual transition from traditional fossil energy to renewable energy sources is imperative for the nation’s energy mix. Hydrogen energy, poised to become a pivotal component of the future energy industry, offers myriad advantages, including diverse sources, high efficiency, cleanliness, and high energy density. Salt caverns present distinct benefits for underground storage. This research synthesizes the current development trajectories of renewable energy and hydrogen energy in China, summarizing the advantages, disadvantages, and economic comparisons of various underground hydrogen storage methods, with a particular emphasis on the merits of salt cavern hydrogen storage. Furthermore, it reviews the current state and opportunities for salt cavern hydrogen storage both domestically and internationally, underscoring its substantial potential within China. Ultimately, the research identifies three major scientific and technological challenges associated with hydrogen storage in salt caverns in China and envisions future directions for this technology. The findings of this research are anticipated to contribute to the development of a hydrogen storage strategy in salt caverns that aligns with China’s national conditions.

Offshore wind power construction has seen significant development due to the high density of offshore wind energy and the minimal terrain restrictions for offshore wind farms. However, integrating this energy into the grid remains a challenge. The scientific community is increasingly focusing on hydrogen as a means to enhance the integration of these fluctuating renewable energy sources. This paper reviews the research on renewable energy power generation, water electrolysis for hydrogen production, and large-scale hydrogen storage. By integrating the latest advancements, we propose a system that couples offshore wind power generation, seawater electrolysis (SWE) for hydrogen production, and salt cavern hydrogen storage. This coupling system aims to address practical issues such as the grid integration of offshore wind power and large-scale hydrogen storage. Regarding the application potential of this coupling system, this paper details the advantages of developing renewable energy and hydrogen energy in Jiangsu using this system. While there are still some challenges in the application of this system, it undeniably offers a new pathway for coastal cities to advance renewable energy development and sets a new direction for hydrogen energy progress.