Wat wordt de energiedrager van de toekomst

quote:

Op zondag 10 maart 2019 22:28 schreef Fer het volgende:
[..]

Wat dan, bioethanol?

quote:

Op zondag 10 maart 2019 22:28 schreef Fer het volgende:
[..]

Wat dan, bioethanol?

quote:

Op zondag 21 april 2019 01:43 schreef TechnoCat het volgende:
Kernfusie, ongetwijfeld, het moet gewoon nog even wat aan gesleuteld worden, maar gezien de benodigde 'grondstoffen' is kernfusie zo goed als een eindeloze bron van energie.

quote:

Op maandag 22 april 2019 17:32 schreef Renderclippur het volgende:

[..]

Het huidige probleem met kernfusie is dat het veel meer energie kost om het aan de gang te krijgen en draaiende te houden dan dat we eruit kunnen halen. Ze zijn er ondertussen ook al een vrij lange tijd mee bezig, dus het is nog maar te hopen dat we het in de nabije toekomst gaan meemaken op grootwerkende schaal.

quote:

Op maandag 8 april 2019 00:11 schreef Digi2 het volgende:
(deuterium& lithium) voor fusie zoals ITER die hopelijk gaat opleveren. De lithium is nodig om tritium te "kweken"
Thorium voor moderne splijtingscentrales.
Ammoniak(NH₃) want dat is makkelijker vloeibaar te krijgen, te vervoeren en op te slaan dan waterstof.
^178m2Hf The energy release is potentially 5 orders of magnitude (100,000 times) more energetic than a chemical reaction.

quote:

Op maandag 27 mei 2019 05:11 schreef Resistor het volgende:
Een bestelbus van maximaal 3500kg kan op een vloeibare brandstof veel meer over langere afstanden vervoeren dan met accu's. Simpelweg omdat een tank + motor veel minder weegt dan accu's, zeker als er meer in moet. Met 100 liter brandstof extra wat je mee kan nemen kom je veel verder dan 100kg extra aan accu's.

quote:

Op maandag 27 mei 2019 09:41 schreef MaGNeT het volgende:
Het verbaast me dat mensen, ondanks dat het per kilometer 2,5x duurder is dan elektrisch rijden, toch voor waterstof kiezen.

2018 Honda Clarity Fuel Cell Review and Road Test | In 4K

quote:

Op maandag 27 mei 2019 11:30 schreef Googolplexian het volgende:

[..]

De techniek vreandert

2018 Honda Clarity Fuel Cell Review and Road Test | In 4K

quote:

Op maandag 27 mei 2019 11:52 schreef MaGNeT het volgende:

[..]

Wat verandert er dan? Ik heb het over de kosten van waterstof vs stroom.
Je bent per kilometer gemiddeld 2,5x meer kwijt aan waterstof dan aan stroom en dan ga ik al uit van een moderne waterstofauto.

quote:

Op dinsdag 28 mei 2019 17:33 schreef Googolplexian het volgende:

[..]

Nu nog, ja ... maar verwacht je dat dat zo gaat blijven nu dat grote autofabrikanten steeds meer modellen die op waterstof lopen leveren?

quote:

Op zondag 2 juni 2019 10:23 schreef Fer het volgende:
Een mini molten salt heat storage?

quote:

Op zondag 2 juni 2019 10:30 schreef blomke het volgende:
Volgens mijn bescheiden mening, is het "moeilijkste" punt bij een waterstofauto, nog steeds de verbrandingsmotor die een bepaald beperkt Carnotrendement heeft van pakembeet 35%. Kan je weinig aan verbeteren zolang de maximale temperaturen door de noodzakelijke koeling worden bepaald. Volgens mij is een diesel qua rendement nog beter dan een H₂ auto.

Verder ook een kwestie van persoonlijke voorkeur; ik zou niet voor een benzine auto kiezen en wil zo lang mogelijk dieselen.

quote:

Op zondag 2 juni 2019 10:25 schreef blomke het volgende:

[..]

Hoe stel je je dat voor? Opslag van zowel warmte als elektrisch wordt i.m.o. een grotere uitdaging dan de opwekking daarvan.

Eerst wat basis maken, wat ik ter leesbaarheid voor geInteresseerden wegduw in de spoiler.

SPOILER

Om spoilers te kunnen lezen moet je zijn ingelogd. Je moet je daarvoor eerst gratis Registreren. Ook kun je spoilers niet lezen als je een ban hebt.

quote:

• Praktisch gesproken zullen we het voorlopig moeten doen met ca. 0,5-0,7kg/MJ ^(=0,2kWh/kg) de Li-Ion batterij.

quote:

Op zondag 11 augustus 2019 18:10 schreef borealist het volgende:

[..]

Een goede Li-Ion batterij gaat net 10 jaar mee. Je vergeet ook de kosten, dus energie opslaan in zwaartekracht is de meest realistische oplossing.

https://www.gravitricity.com/

quote:

Op zondag 11 augustus 2019 18:43 schreef LXIV het volgende:

[..]

Is dit niet omslachtig tov een stuwmeer(wat ook energie opslaan in zwaartekracht is?)
En hoeveel mwhr kan zo’n systeem opslaan? Hier zijn ze wat vaag over. Het getal 20MWhr wordt genoemd. Dat is niks.

quote:

Op zondag 11 augustus 2019 18:10 schreef borealist het volgende:

[..]

Een goede Li-Ion batterij gaat net 10 jaar mee. Je vergeet ook de kosten, dus energie opslaan in zwaartekracht is de meest realistische oplossing.

https://www.gravitricity.com/

quote:

Op maandag 27 mei 2019 09:41 schreef MaGNeT het volgende:
Het verbaast me dat mensen, ondanks dat het per kilometer 2,5x duurder is dan elektrisch rijden, toch voor waterstof kiezen.

quote:

Op zondag 11 augustus 2019 18:10 schreef borealist het volgende:

[..]

Een goede Li-Ion batterij gaat net 10 jaar mee. Je vergeet ook de kosten, dus energie opslaan in zwaartekracht is de meest realistische oplossing.

https://www.gravitricity.com/

quote:

59579366,noline]mux schreef op woensdag 31 juli 2019 @ 19:05:
[~michielRB] Ik ga je heel erg teleurstellen, op meerdere manieren. Je zegt in je post een hele hoop dingen die aan de oppervlakte overtuigend of in ieder geval veelbelovend lijken, maar wat uiteindelijk gewoon niet echt goede argumenten zijn (en het is niet altijd duidelijk waarom). Ik zal beginnen met je overkoepelende gedachtes en daarna op een paar specifieke zaken ingaan.

Om klimaatverandering in te dammen moeten we ALLES proberen - we hebben de luxe niet om het 'beste' te kiezen.

Dit is niet precies wat je zegt, maar wel een argument dat door met name de waterstof- en kernenergielobby wordt gebruikt om hun relatief ongunstige systemen aan te prijzen. Helaas gaat die vlieger simpelweg niet op. Is dit hoe je andere dingen ook doet? Is dit hoe de wereld werkt? Wanneer je een brug gaat ontwerpen en je moet als ingenieur garanties geven op de veiligheid, betekent dat dat je iedere mogelijke bouwconstructie tegelijk gaat toepassen? Een boog eronder, vakwerkranden, ophanging erboven en de hele brug is ook nog eens een cantilever. Nee, natuurlijk niet, je kiest the best tool for the job. Waterstof heeft als universeel, onoplosbaar nadeel dat het een complexe en inefficiënte manier van chemische energie-opslag is. Inefficiëntie is eigenlijk het grootste probleem; wanneer je waterstof als serieuze energiedrager voor een maatschappij wilt inzetten, betekent dat dat je op z'n minst 2,5x zoveel opwekkingsvermogen nodig hebt. Opwekkingsvermogen dat al niet snel en goedkoop genoeg kan worden opgezet om op tijd onze klimaatdoelen te halen, en nu wil je die klimaatdoelen nog verder naar achteren schuiven omdat we onze energie minder efficiënt gebruiken? Op die manier bekeken is waterstof geen hulp, maar een regelrechte hinder in de energietransitie. Duidelijk niet the best tool for the job!

Accu's zijn slecht voor het milieu, dus waarom niet waterstof als alternatief?

Nou, omdat accu's helemaal niet slecht voor het milieu hoeven te zijn? Dit argument is vooral ingegeven door een gebrek aan cijferkennis bij leken, en ik kan dit niemand kwalijk nemen. Je moet vrij diep gaan om echt te *begrijpen* hoe de mate van grondstof- en energiegebruik, alsmede milieuschade zich tot elkaar verhouden. Als je geïnteresseerd bent kan ik wat meer inhoudelijk hierop ingaan, maar de TL;DR is: de milieuschade die accu's doen is kleiner dan van waterstof en brandstofcellen. Afhankelijk van de productiemethode en met name de energiebron die gebruikt wordt bij het vervaardigen van de accucellen is het verschil tussen een factor 2-3 over het leven tot bijna 2 orde-grootten. Ja, in sommige vergelijkingen veroorzaakt een accu 100x zo weinig uitstoot en milieuschade (over zijn levensduur) dan een brandstofcel. We hebben het dan uiteraard over hele extreme vergelijkingen, dus niet heel eerlijk. Er zijn bijna geen scenario's mogelijk waarin een batterij het structureel verliest van een brandstofcel.

Maar zelfs wanneer je zo'n scenario construeert, zul je nog steeds tegen het probleem aankomen dat energieopslag in waterstof simpelweg veel meer duurzame opwekking nodig heeft, en daarom de energietransitie vertraagt.

Duurzame energiebronnen zorgen voor instabiliteit, waterstofopslag is de oplossing!

Nee, dat doen ze niet - de gemiddelde elektriciteitsuitval is negatief gecorreleerd met aandeel duurzame energie. Waterstofopslag is een uiterst ongeschikte manier om dit op te lossen, gezien het soort problemen dat onregelmatige opwekking met zich meebrengt juist beter geschikt is voor een opslagmethode met hoger specifiek vermogen, bijvoorbeeld batterijen. Seizoensopslag is theoretisch een niche waarin waterstof een rol kan spelen, maar de economische haalbaarheid hiervan is nihil. Wederom; inefficiëntie zorgt voor een grote vereiste spreiding van de energieprijzen, en laat dit nou juist iets zijn dat wederom negatief correleert met het aandeel duurzame energie in een markt. Kortom, je kunt één van twee dingen hebben: waterstofopslag of goedkope duurzame energie. Kies maar!

Een paar specifieke punten

Je hebt het over het kostenplaatje, en wellicht ingegeven door mijn blogs denk ik dat je het idee hebt gekregen dat de kosten voornamelijk worden bepaald door platinagroepmetalen (PGMs). Dit is onjuist, en mijn excuses hiervoor. Wat ik in mijn blogs wil tonen is niet zozeer dat de kosten hoog zijn vanwege PGMs, maar dat PGMs een (unieke) bottleneck vormen voor de adoptie van waterstofelektrolyse en brandstofcellen. Er is niet genoeg platina in de wereld om productie serieus op te voeren zonder gigantische (deels door speculatie ingegeven) prijsstijgingen en hoarding van deze grondstoffen. We hebben dit eerder gezien in de vorige hausse.

De kosten van een brandstofcel en elektrolyzer zijn niet hoog door alleen PGMs, maar doordat alles duur is. Met name in voertuigen is er een noodzaak om zeer hogedruktanks te gebruiken, die ook nog eens moeten voldoen aan een hele sloot aan veiligheidseisen. Deze tanks zijn op den duur de limiterende factor op de kosten van een kleinschalig waterstofsysteem - zowel thuis als in een voertuig. Puur en alleen de koolstofvezel prepreg - het ruwe materiaal om de tanks te maken - loopt ver over de ¤1000 per tank, dus je kijkt al gauw naar een ~¤10-15k aan tanks in een auto als de Hyundai Nexo. In een extreem geoptimaliseerd scenario, wanneer honderdduizenden tanks per jaar worden geproduceerd, kan dat misschien terug naar een 2-3k per tank, maar... tja, tegen die tijd is dat even duur als een hele accu. Why bother? Nu al koop je voor dat geld ca. 24kWh.

Er zijn meer dure onderdelen, en dit is het probleem: er zitten een hoop onderdelen in een brandstofcelsysteem. Nafion, het meestgebruikte membraan, is relatief schaars en duur. De specifieke verwerking van PGM-nanodeeltjes (en de herwinning hiervan) is ook een zeer kostbaar deel van de productie. Er is een grote dc/dc converter nodig, alsmede een flinke accu. Enzovoorts enzovoorts. In een BEV heb je alleen een accu, motor controller en motor. Klaar.

Elektrolyseapparatuur is ook een gigantische factor in de kosten van waterstof. Naast de energie benodigd voor elektrolyse - ca. 50kWh per kg waterstof, die op zijn beurt ongeveer 20kWh oplevert in een brandstofcel - is er ook een zeer beperkte levensduur van een aantal van de duurste onderdelen in moderne elektrolyseapparatuur, wat in ieder geval de komende paar generaties betekent dat alleen al het vervangen van 'slijtdelen' een groter aandeel van de kosten is dan de energie. Daarnaast is er voor distributie ook compressie- en koelapparatuur nodig die de nodige energie gebruikt en vanwege de aard van waterstofgas ook nog een stuk duurder is dan menig ander compressor en koeler.

En wederom - dit alles is noodzakelijk, dit zijn geen optionele onderdelen in een waterstofeconomie. De waterstofeconomie betekent ten opzichte van een 'batterij-economie' bergen aan extra apparatuur, kosten en een lagere opbrengst qua co2-reductie.

Als laatste spreek je over vervangers voor PGMs in brandstofcellen en elektrolyseapparatuur. Dit is eigenlijk nog een veel complexer onderwerp, we kunnen er later meer op ingaan, maar ook hier TL;DR: nee, er is nog niks dat zo goed werkt en zo goedkoop is als platina of palladium. Theoretisch zijn bepaalde nikkel/kobalt/mangaan-complexen geschikt en er zijn een aantal interessante ontwikkelingen op laboratoriumniveau gedaan, maar geen van allen komen ze in de buurt van de zgn. katalytische activiteit van PGMs. Dit zorgt ervoor dat ze op systeemniveau meestal duurder zijn, en bovendien een stuk minder efficiënt. Daarnaast zijn er nog andere technische nadelen, zoals het gebrek aan een kandidaatmateriaal dat zowel goed de zuurstof- als de waterstofkant kan katalyseren. Zelfs als vandaag het ultieme materiaal uitgevonden zou worden, dan nog heeft dit een weg van 10+ jaar te gaan voordat het commerciëel in grootschalige apparatuur gevonden kan worden. Ondertussen zitten batterijen en andere technieken niet stil, en waterstof loopt al decennia achter.

Dit is ook nog een belangrijk punt om als laatste te benoemen: waterstof heeft een groeiende achterstand ten opzichte van andere technieken in vrijwel alle aspecten. Zelfs energiedichtheid (op systeemniveau). Het is zeer onwaarschijnlijk dat dit, gezien de huidige investeringen in de technologie en de fundamentele beperkingen van waterstoftechnologie, ooit zal worden ingehaald.

quote:

Op zondag 11 augustus 2019 20:35 schreef MaGNeT het volgende:
Met betrekking tot waterstof haal ik toch even een post aan van user "mux" op gathering.tweakers.net

"mux" is de user die bekend is van zijn waterstof blog, niet zomaar een doorsnee persoon op dat vlak. Heeft ook ervaring met waterstof.
[..]

quote:

Op woensdag 14 augustus 2019 00:07 schreef MaGNeT het volgende:
Waterstof is vooral gunstig voor de "Shell's" van deze wereld, productie in eigen hand houden en aftikken per kilo.

Thuis stroom opwekken, opslaan in thuisaccu of EV, daar verdient Shell niets aan.

quote:

Op woensdag 14 augustus 2019 00:07 schreef MaGNeT het volgende:
Waterstof is vooral gunstig voor de "Shell's" van deze wereld, productie in eigen hand houden en aftikken per kilo.

Thuis stroom opwekken, opslaan in thuisaccu of EV, daar verdient Shell niets aan.

quote:

Op woensdag 14 augustus 2019 00:33 schreef Nattekat het volgende:

[..]

Accu's hebben ook niet het eeuwige leven, totaal niet duurzaam. Veel alternatieven zijn er verder niet.

quote:

Op woensdag 14 augustus 2019 00:26 schreef Vallon het volgende:

[..]

Alleen jammer dat een selfsupportingset economisch gezien erg duur is...... de accu (minimaal 20kWh voor thuis) komt snel tussen de ¤5000-15.000. Complete set (elcheapo/alibaba) is dan DIY iets van ¤10K, wat zeg (incl accu) 15 jaar meegaat waarvoor je ook een hoop no-problemo stroom kan afnemen.

Kan mij wel voorstellen dat mensen dat doen omdat het gevoel van... ook veel waard is. Uitdaging is dan ga je wel/niet je elektra aansluiting - ivm vaste kosten - eruit kieperen.... waar we het wel's (d8 ik) over gehad hebben.

Je ziet ook dat fossiele maatschappijen (en daarmee overheden) hun focus verspreiden. Ergens zeg een diep stemmetje in mij dat tzt men op basis van satellietfotoś vaststelen of je wel niet liegt bij aangifte doen van zonnepanelen en dat verzkerings partijen het risco alleen accepteren mits je ze "legaal" ter keuring hebt aangemeld etc.etc.... tot die tijd idd leuke voordelen.