De overstap naar duurzame energie loont. Tot die conclusie komen onderzoekers van het Fraunhofer-instituut voor zonne-energie (ISE). Ze hebben gekeken naar de ontwikkeling in Duitsland van de kosten tot 2030 en vergeleken daarbij duurzame energie met conventionele. Zon, wind en biogas zijn in 2030 goedkoper als energiebron dan fossiele brandstoffen. Lees verder
Volgens een studie van het Duitse bureau voor de zeevaart en hydrologie (BSH) kunnen windparken voor de Duitse kust een gunstig effect hebben op flora en fauna, zo meldt het Duitse blad Der Spiegel. Het bureau heeft zijn onderzoek gedaan bij de proefinstallatie in het zeewindpark Alpha Ventus.
Windpark Alpha Ventus
De vacuümemulator (foto: ETHZ)
Het maken van elektriciteit is een nogal inefficiënte en ouderwetse bezigheid. Je maakt een pot water warm, wringt de stoom die daarvan af komt door wat pijpjes en brengt met de zo ontstane gasstroom een magneet aan het draaien die wisselstroom induceert in een spoel. We kunnen duur doen, maar zo primitief is het nog steeds. De zon is een gulle schenker van energie, maar wij, slimme mensen, weten daar nauwelijks van te profiteren. Zonnecellen zijn een elegante manier om licht direct om te zetten in elektriciteit, maar daar zijn we al jaren mee aan het knoeien, vooral vanwege de hoge kosten en het relatief lage rendement (dat is een kip/ei-verhaal). Er zijn ook technieken om direct warmte om te zetten in elektriciteit, maar ook die kampen met lage relatief rendement. Aan de Eidgenossische technische Hochschule Zürich schijnt wat dat betreft nu een stap in de goede richting gezet te zijn: een systeem dat helpt bij het zoeken naar hogere rendementen, de thermoelektrische materiaalemulator.
Volgens de Britse krant The Guardian neemt de capaciteit van kernenergie wereldwijd toe, vooral in China (afb.: The Guardian)
Terwijl Duitsland en Japan zeggen kernenergie te hebben afgezworen, maakt Engeland bekend een nieuwe kerncentrale op locatie Hinkley C (of eigenlijk twee van elk 1600 MW) te gaan bouwen. De locatie was ooit bedoeld voor de bouw van windturbines. Het grootste deel van de opdracht voor de bouw gaat naar het Electricité de France (EdF). De Chinese bedrijven CGN en CNNC zullen een belangrijk aandeel in de bouw hebben evenals het Franse Areva. Lees verder
Aan het bekende onderzoeksinstituut MIT in het nabij Boston gelegen Cambridge (VS) is een oplaadbare batterij ontwikkeld die niet afhankelijk is van dure membranen en is bedoeld voor goedkope en grootschalige opslag van elektrische energie. Mogelijk is het nieuwe type batterij een oplossing van het opslagprobleem dat kleeft aan schone energievormen als zon-en windenergie. Doordat die duurzame energiebronnen niet produceren als er vraag is, ontstaat er een probleem met het opslaan van dat overschot.
Het prototype, ter grootte van een handpalm, produceert drie keer meer energie per vierkante centimeter als andere membraanloze batterijen en is een orde groter dan van veel lithiumionbatterijen en andere commerciële en experimentele energieopslagsystemen. De batterij werkt met een verschijnsel dat laminaire stroming wordt genoemd. Twee vloeistoffen worden door een buis gepompt, waarbij ze een elektrochemische reactie ondergaan bij de elektrodes (die tegengesteld is bij oplading en ontlading). Onder de juiste omstandigheden lopen de stromen parallel en mengen heel weinig. De twee reagerende vloeistoffen zijn: een broom en waterstof. In praktijk zijn het er eigenlijk drie, maar twee die reageren (waterstof en broom). Via de buis wordt vloeibaar broom naar de koolstofkathode gepompt en broomwaterstof onder een poreuze anode (waarin platina als katalysator
), waar tegelijkertijd waterstofgas doorheen werd gepompt. Die combinatie belooft veel voor de energieopslag, maar er is een groot MAAR. Broomwaterstof, dat ontstaat uit de reactie tussen waterstof en broom, is een erg agressieve stof, die bij membraanbatterijsystemen, het membraan aantast waardoor de energieopslag wordt vertraagd en de levensduur van de batterij sterk wordt bekort. Weg dus met dat membraan, dachten de MIT-onderzoekers. Dat bleek, in weerwil van de heersende gedachte in wetenschappelijke kringen, heel goed mogelijk. Met Amerikaanse bravoure zegt Martin Bazant, hoogleraar chemische technologie: “Dit is een kwantumsprong op het gebied van energieopslag.” “Opslag”, zegt mede-onderzoeker Cullen Buie, “is sleutel tot het gebruik van duurzame energie. Zolang energieopslag niet betrouwbaar en betaalbaar is maakt het niet uit hoe goedkoop je met zon of wind energie kan produceren.”
De MIT-onderzoekers maakten ook een wiskundig model om de chemische reacties in een waterstof/broom-systeem te beschrijven. Bazant: ” Dat model geeft ons vertrouwen dat als we het systeem opschalen, we de juiste dimensies kiezen. We denken dat we, aan de hand van dit model, records kunnen breken wat betreft energiedichtheid.” De MIT-onderzoekers verwachten dat ze de $100/kWh-grens kunnen breken die de Amerikaanse overheid als grens ziet voor economisch rendabele opslagsystemen.
Bron: Eurekalert
Een Belgische bus die op ammoniak reed (1943)Je verzint het nooit zelf: ammoniak als brandstof. Toch is dat een serieuze optie van John Holbrook. Hij heeft een eigen bedrijf opgericht, NHThree, dat dat idee moet vermarkten. Als brandstof doet ammoniak het helemaal niet zo slecht. Op de webstek van NHTree zijn wat cijfers te lezen: de energieinhoud van een liter ammoniak ligt op het niveau van methanol, maar is ruim anderhalf keer zo hoog als die van een liter waterstof (vloeibaar): zo’n 17 MJ tegen 10. Verbranding van ammoniak levert slechts water en stikstof op, broeikastechnisch onschuldige verbindingen en het is een bewezen techniek. In de tweede wereldoorlog reden er in België bussen op ammoniak. Er is alleen een groot MAAR: ammoniak vind je nergens op aarde, maar moet ten koste van veel energetisch geweld worden geproduceerd uit water(stof) (tegenwoordig meestal methaan) en stikstof (Haber-Bosch-proces).
Is die Holbrook dan een fantast? Niet per se. Zelfs het serieuze Britse populair wetenschappelijke New Scientist brengt het nieuws van de nieuwe oude brandstof zonder erbij te smalen. Eerder dit jaar heeft de Italiaanse bandenmaker Marangoni een hybride benzine/ammoniak-motor gebouwd, de Marangoni Toyota GT 86-R Eco-Explorer. De auto rijdt 178 km op één tank ammoniak.
Het probleem is dus: waar haal je energetisch gezien goedkoop ammoniak vandaan? Nu is de productie van ammoniak, wezenlijk voor de vervaardiging van kunstmest, in zijn eentje goed voor 2 tot 3% van het wereldenergieverbruik (met bijbehorende kooldioxide-uitstoot van meer dan 1 miljard ton). De truc is dus ammoniak met minder energie te maken, anders kom je van de regen in de drup.
De energiedichtheid van verschillende brandstoffen. In het zwart het koolstofaandeel in die dichtheid, groen het aandeel van waterstof (bron: NHTree).
Holbrook denkt met een nieuw ontwikkeld proces dat voor elkaar te hebben, het SSAS-procédé (Engelse afko voor vastestofammoniaksynthese). Het hart van het proces is een protondoorlatend membraan (een proton is een waterstofkern). Dat membraan wordt tot 550 *C verwarmd. Aan de ene kant van het membraan bevindt zich waterdamp, aan de andere kant stikstof. Water splitst gedeeltelijk in protonen en zuurstofionen. De protonen worden door een spanningsverschil door het membraan naar het stikstofcompartiment gedreven. De protonen reageren met stikstof tot het gewenste ammoniak. Het SSAS-proces zou ammoniak energetisch voordeliger produceren dan het aloude Haber-Bosch-proces (alleen vermeldt Holbrook nergens hoeveel minder) en er zou bij de productie geen fossiele brandstoffen worden gebruikt. Vraag is dan alleen waarmee je dat membraan verhit tot 550 °C. Er wordt een prototype uitgeprobeerd door Pacific Northwest National Laboratory in Richland, Washington. Die proef schijnt gesmeerd te lopen en de plannen zijn in Alaska (Juneau) een proeffabriek te bouwen, waarbij windenergie voor de benodigde energie zou zorgen. Dat zou meteen een oplossing zijn voor de overmaat aan energie uit windmolens; een vorm van energieopslag, dus. Dat systeem (wind en ammoniakproductie) zou Alaska een vorm van decentrale energie-opwekking geven. Er is daar geen stroomnet en vaak, door de lange winters, geen (berijdbaar) wegennet.
Een andere manier is het ammoniak ‘uit de lucht te plukken’ zoals Mike Reese van de universiteit van Minnesota doet met een andere techniek dan die van Holbrook, waarbij waterstof voor de reactie wordt geproduceerd via elektrolyse. Reese gebruikt een windturbine van 1.35-megawatt om ammoniak te maken. Meese et.al. hopen aan het eind van het jaar 25 ton ammoniak te hebben geproduceerd voor de productie van kunstmest voor de plaatselijke boeren. Heeft Haber-Bosch zijn langste tijd gehad en krijgen we een schone want koolstofloze brandstof. Wie zal het zeggen? En hoe zit het trouwens met de geur. Ammoniak ruikt nogal ‘doordringend’….
Bron: New Scientist
Het zonnige en vooral winderige weer hebben ervoor gezorgd dat zonnepanelen en
windturbines maandag j.l. veel stroom produceerden. Gecombineerd met een laag verbruik op de tweede Paasdag heeft dat in België geleid tot een stroomoverschot, zo meldt De Standaard (die het weer van De Tijd heeft). De productie lag zo’n 15% boven het afgenomen vermogen.
Stroomoverschot levert problemen op. Er moet dan capaciteit worden afgeschakeld, zoals nu is gebeurd met de waterkrachtcentrale bij Coo. Niet alle centrales laten zich zo makkelijk afschakelen. Vooral bij kern- kolencentrales is dat problematisch. Voor een deel kan die stroom ook wel worden uitgevoerd, Frankrijk nam stroom af, maar de ‘exporteur’ mag blij zijn als ie daar niet voor hoeft te betalen.
Zo’n situatie pleit voor een opslagsysteem, maar nog nergens is daarin voorzien, alle mooie plannen van Lievense ten spijt.