Omzettingsrendement naar waterstof

49marjan

Hallo Allemaal,

Ik ben geïnteresseerd in de omzetting van een primaire energiedrager naar waterstof en het praktische gebruik daarvan in transport. Ik heb daarover de volgende vragen. Wat zijn de rendementen van

Electrolyse van water in waterstof en zuurstof?

De omzetting van aardgas naar waterstof?

De omzetting van steenkolen via het Fischer Tropf proces naar waterstof?

Daarbij wil ik graag weten wat het verlies is als gevolg van de boil off tijdens de opslag van waterstof.

Zo mogelijk de antwoorden gedocumenteerd met wetenschappelijke publicaties.

In afwachting

Jan van de Velde

Wat is het doel van deze exercitie? Wat heb je zelf al bij elkaar gegoogled?

49marjan

Het doel van m'n vragen is om een eenduidig antwoord te krijgen over de omzettingsrenedementen. Als je googled komen er op z'n zachts gezegt nogal wazige verhalen te voorschijn van clubs die o.m. tot doelstelling hebben om het gebruik van waterstof in de transport sector te promoten. Ik neem toch aan dat er in de industrie en bij onderzoekinstellingen (TNO, ECN e.d.) voldoende kennis moet zijn om een objectief antwoord op de vragen te krijgen.

Jan van de Velde

Mochten er al duidelijke ongekwalificeerde antwoorden bestaan dan zou je die ongetwijfeld op wikipedia tegenkomen. Bij TNO en andere onderzoeksinstituten zal ongetijwfeld meer bekend zijn, maar dan nog, hiermee kom je diep in de procestechnologie-onderzoek terecht, waar men ongetwijfeld bezig is met de zoektocht naar (technologische) verbetering van die rendementen. Ik denk haast dat je serieus de wetenschappelijke journals zult moeten gaan uitpluizen.

deze vraag wordt verplaatst naar het scheikundeforum

Fred F.

Als je googled komen er op z'n zachts gezegt nogal wazige verhalen te voorschijn van clubs die o.m. tot doelstelling hebben om het gebruik van waterstof in de transport sector te promoten.

Er zijn velen die verdienen aan de hype. Ook TNO, ECN en de TU's zijn voor een deel van hun inkomsten afhankelijk van de belanghebbende producenten van brandstofcellen en aanverwante gadgets en zijn dus min of meer gedwongen positieve verhalen ("studierapporten") te publiceren.

Electrolyse van water in waterstof en zuurstof?

Rendement is 60 - 65 %.

De omzetting van aardgas naar waterstof?

Rendement is 70 - 75 %.

De omzetting van steenkolen via het Fischer Tropf proces naar waterstof?

Omzetting van steenkool naar waterstof gebeurt niet door Fischer Tropsch maar door kolenvergassing gevolgd door watergas shift.

Rendement is sterk afhankelijk van kolensoort en vergasingsproces, zeg 60 - 70 %.

Daarbij wil ik graag weten wat het verlies is als gevolg van de boil off tijdens de opslag van waterstof.

Ik neem aan dat je opslag vloeibare waterstof bedoeld. Ik weet niet hoeveel de boil off is maar het vloeibaar maken van waterstof kost zo'n 50 MJ/kg dus het "rendement" van vloeibaar maken is slechts 60 %.

Het comprimeren van waterstof tot hoge druk kost minder energie dan vloeibaar maken, zo'n 10 % van de energieinhoud, dus "rendement" is 90 %.

Alle bovenstaande rendementen gebaseerd op onderste verbrandingswarmte van waterstof (120 MJ/kg).

En daarna heb je natuurlijk nog de verliezen om waterstof om te zetten in een brandstofcel naar elektriciteit. De PEM brandstofcellen die in auto's gebruikt worden hebben een rendement van zo'n 40 %.

Het totaalrendement van elektriciteit-->elektrolyse-->compressie-->brandstofcel-->elektriciteit is minder dan 30 %. Via vloeibare waterstof zelfs minder dan 20 %.

Velen willen niet horen dat waterstof slechts een energie_drager is, geen energiebron want er bestaat immers geen H₂ op aarde tenzij gemaakt door mensen. Het is dus slechts een soort van accu. Het maken van een energiedrager of het opladen van een accu kost altijd meer energie dan het latere gebruik oplevert. Vooral bij waterstof is het totaalrendement bedroevend. Ofschoon zelfs een huisvrouw begrijpt dat het wereldenergieprobleem niet opgelost kan worden met accus, die opgeladen moeten worden met energie, zijn er academici die doodleuk blijven volhouden dat waterstof dat wel kan.

Marko

Er zijn velen die verdienen aan de hype. Ook TNO, ECN en de TU's zijn voor een deel van hun inkomsten afhankelijk van de belanghebbende producenten van brandstofcellen en aanverwante gadgets en zijn dus min of meer gedwongen positieve verhalen ("studierapporten") te publiceren.

Een wat neutralere blik zou prettig zijn. Je doet het voorkomen alsof universiteiten onderzoeksresultaten op bestelling leveren. Dat is niet alleen een vervelende suggestie, het is ook nog eens compleet onwaar. Bovendien dragen termen als "hype" niet echt bij aan een objectieve wetenschappelijke discussie.

Het totaalrendement van elektriciteit-->elektrolyse-->compressie-->brandstofcel-->elektriciteit is minder dan 30 %. Via vloeibare waterstof zelfs minder dan 20 %.

Het is wel zo inzichtelijk om de tank-to-wheel efficiëntie van een auto met verbrandingsmotor naast deze cijfers te leggen. Zo'n 20%, hele knappe auto's halen misschien 30%. Wat je bij waterstof aan de productiekant verliest win je terug bij de omzetting in arbeid.

Velen willen niet horen dat waterstof slechts een energie_drager is, geen energiebron want er bestaat immers geen H₂ op aarde tenzij gemaakt door mensen. Het is dus slechts een soort van accu. Het maken van een energiedrager of het opladen van een accu kost altijd meer energie dan het latere gebruik oplevert. Vooral bij waterstof is het totaalrendement bedroevend. Ofschoon zelfs een huisvrouw begrijpt dat het wereldenergieprobleem niet opgelost kan worden met accus, die opgeladen moeten worden met energie, zijn er academici die doodleuk blijven volhouden dat waterstof dat wel kan.

Onzin, en met dit soort praat maak je me echt boos. Het staat je vrij om van de haalbaarheid van waterstof te vinden wat je wil, maar wat je hier doet is doelbewust feiten verdraaien, weglaten, aandikken en zaken opkloppen. Dat is in iedere discussie ongewenst, maar zeker in een wetenschappelijke, en ik had van jou beter verwacht.

De realiteit is dat er bij ieder proces omzettingen zijn, en dat daarbij verliezen optreden. En de realiteit is dat het totaalrendement van de systemen waar we heden ten dage aan gewend zijn minstens zo schrikbarend laag is als de getallen die je hier geeft, en dat in die systemen niet veel rek valt te verwachten.

Het wereldenergieprobleem heeft te maken met winning en distributie van makkelijk winbare olie. Alle alternatieve bronnen van energie verdienen het om naast elkaar te worden gelegd, en als de omzetting in waterstof ergens in zo'n proces een rol speelt, dan zij dat zo.

Een concreet voorbeeld is het gebruik van kolen. De hoeveelheid energie in de wereldvoorraad winbare kolen is groter dan die in olie. Maar een auto laten rijden op kolen is inefficiënt en achterhaald. Omzetting in vloeibare brandstof is een optie, maar daarbij produceer je waterstof. Je kunt die waterstof gebruiken om er via via benzine of diesel van te maken, ten behoeve van een verbrandingsmotor. Maar je kunt het ook transporteren en gebruiken in een brandstofcel. Ik zie het principiële probleem daarvan niet helemaal.

Fred F.

Een wat neutralere blik zou prettig zijn. Je doet het voorkomen alsof universiteiten onderzoeksresultaten op bestelling leveren. Dat is niet alleen een vervelende suggestie, het is ook nog eens compleet onwaar. Bovendien dragen termen als "hype" niet echt bij aan een objectieve wetenschappelijke discussie.

Ik bevestig slechts wat 49marjan zelf al constateerde: ... wazige verhalen ... van clubs die o.m. tot doelstelling hebben om het gebruik van waterstof in de transport sector te promoten. En sommige van die verhalen komen van universiteiten die voor hun onderzoeksgelden gedeeltelijk afhankelijk zijn van die bedrijven.

Met hype druk ik me netjes uit. Men zou ook kunnen spreken van een hydrogen hoax.

Het is wel zo inzichtelijk om de tank-to-wheel efficiëntie van een auto met verbrandingsmotor naast deze cijfers te leggen. Zo'n 20%, hele knappe auto's halen misschien 30%.

Doet in deze discussie niet terzake. Punt is dat waterstof in de vorm van H₂ niet bestaat tenzij door mensen gemaakt met al wel bestaande energie. H₂ is slechts een energiedrager, geen energiebron.

Onzin, en met dit soort praat maak je me echt boos. Het staat je vrij om van de haalbaarheid van waterstof te vinden wat je wil, maar wat je hier doet is doelbewust feiten verdraaien, weglaten, aandikken en zaken opkloppen. Dat is in iedere discussie ongewenst, maar zeker in een wetenschappelijke, en ik had van jou beter verwacht.

Ik verdraai juist geen enkel feit. Feit is dat waterstof slechts een zeer inefficiente energiedrager is, een zeer inefficiente "accu".

Het wereldenergieprobleem heeft te maken met winning en distributie van makkelijk winbare olie. Alle alternatieve bronnen van energie verdienen het om naast elkaar te worden gelegd, en als de omzetting in waterstof ergens in zo'n proces een rol speelt, dan zij dat zo.

Nogmaals: waterstof is geen alternative bron van energie maar slechts een zeer inefficiente "accu" die eerst met andere energie "opgeladen" moet worden en kan dus onmogelijk het wereldenergieprobleem oplossen.

Een concreet voorbeeld is het gebruik van kolen. De hoeveelheid energie in de wereldvoorraad winbare kolen is groter dan die in olie. Maar een auto laten rijden op kolen is inefficiënt en achterhaald.

Rijden op elektriciteit uit kolen is zeer goed mogelijk. De NS doet het al vele decennia en autos met lithiumionaccus kunnen het ook.

Omzetting in vloeibare brandstof is een optie, maar daarbij produceer je waterstof. Je kunt die waterstof gebruiken om er via via benzine of diesel van te maken, ten behoeve van een verbrandingsmotor. Maar je kunt het ook transporteren en gebruiken in een brandstofcel.

Eerst waterstof (of beter gezegd syngas) maken om er vervolgens vloeibare brandstof van te maken is inderdaad niet zinnig want dat heeft een nog veel droeviger totaalrendement, maar dat bepleit ik dan ook helemaal niet.

Marko

Ik bevestig slechts wat 49marjan zelf al constateerde: ... wazige verhalen ... van clubs die o.m. tot doelstelling hebben om het gebruik van waterstof in de transport sector te promoten. En sommige van die verhalen komen van universiteiten die voor hun onderzoeksgelden gedeeltelijk afhankelijk zijn van die bedrijven.

Ook die universiteiten leveren geen onderzoeksresultaat op bestelling.

Met hype druk ik me netjes uit. Men zou ook kunnen spreken van een hydrogen hoax.Doet in deze discussie niet terzake.

Dat doet in deze discussie wél ter zake, want dit soort terminologie vertroebelt het verloop ervan.

Punt is dat waterstof in de vorm van H₂ niet bestaat tenzij door mensen gemaakt met al wel bestaande energie. H₂ is slechts een energiedrager, geen energiebron.

Als het een energiebron was, deed de hele discussie over omzettingsrendementen niet ter zake. Maar je punt is principieel helemaal niet belangrijk. Je hebt altijd te maken met omzettingen. Als waterstof een manier is om de energie van A naar B te krijgen, dan is dat gewoon een onderdeel van het traject, niets meer en niets minder. De enige vraag van belang is hoe het ene totale traject zich verhoudt tot een ander totaal traject.

Ik verdraai juist geen enkel feit. Feit is dat waterstof slechts een zeer inefficiente energiedrager is, een zeer inefficiente "accu".Nogmaals: waterstof is geen alternative bron van energie maar slechts een zeer inefficiente "accu" die eerst met andere energie "opgeladen" moet worden en kan dus onmogelijk het wereldenergieprobleem oplossen.

En die "dus" is waar ik het grootste probleem mee heb. Zoals ik in mijn vorige bericht aangaf: Het energieprobleem heeft te maken met de hoeveelheid olie die je kunt oppompen en de hoeveelheid vloeibare brandstof die je daarvan kunt maken, in relatie tot de hoeveelheid die gevraagd wordt. De enige oplossing voor dat probleem is het gebruik van andere energiebronnen dan olie. En in sommige gevallen kan omzetting in waterstof ten behoeve van opslag en transport daarin een rol spelen.

Waterstof is inderdaad geen alternatieve bron. Dat heb ik ook niet beweerd en staat op geen enkele manier in de tekst die je aanhaalde. Het is wél een manier om alternatieve bronnen te benutten, en je opmerking dat het onmogelijk het energieprobleem kan oplossen is daarom te kort door de bocht. Wil je het vraagstuk objectief beoordelen, dan dien je het gehele traject te beschouwen en niet enkel te focusseren op de nadelen die waterstof heeft.

Rijden op elektriciteit uit kolen is zeer goed mogelijk. De NS doet het al vele decennia en autos met lithiumionaccus kunnen het ook.

Natuurlijk is dat mogelijk. Maar ik had het niet over "elektriciteit". Ik had het over kolen. Dat is een voor de hand liggend alternatief voor olie. Er is veel van, en we weten hoe we het kunnen winnen. Maar je kunt geen kolen in een auto stoppen en hopen dat ie erop rijdt, de stoommachine is alweer een tijdje uit de mode - en dat is ook niet voor niets. Om een auto of trein te laten rijden, zoals in jouw suggestie op elektriciteit, heb je dus net zo goed te maken met omzettingen, en in het geval van auto's met Li-ion accu ook nog met een een energiedrager met een zeer beperkte specifieke capaciteit.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Omzettingsrendement naar waterstof

Omzettingsrendement naar waterstof

Re: Omzettingsrendement naar waterstof

Re: Omzettingsrendement naar waterstof

Re: Omzettingsrendement naar waterstof

Re: Omzettingsrendement naar waterstof

Re: Omzettingsrendement naar waterstof

Re: Omzettingsrendement naar waterstof

Re: Omzettingsrendement naar waterstof