Het wonder van waterstof 2: antwoorden

Onderschat je lezers nooit is een credo, al weet ik niet van wie. In elk geval heeft het eerste bericht over waterstof wel wat antwoorden opgeleverd, alleen niet helemaal op de gestelde vragen, maar goed, een gegeven antwoord… De stelling was dat waterstof in theorie een oneindig vernieuwbare energiebron kan zijn om onze geheiligde automobiliteit te waarborgen. Voorwaarde is dan wel dat we de waterstof geheel klimaatneutraal maken, bij voorkeur met windenergie, omdat je dagen zonder wind op kunt vangen met een buffervoorraad waterstof.

Dankzij het rekenwerk van lezers hebben we nu een getal van minstens 5000 windmolens van 5MW (megawatt), alleen voor de automobiliteit in Nederland. Dat lijkt niet zo veel, maar bedenk dat er nu hooguit 1900 windmolens in ons land staan, en dat zijn dan niet van die joekels. De 5MW molens bestaan nog niet, althans niet produktierijp voor zover ik weet, maar de olie is ook nog niet op, dus we mogen er wel mee rekenen. Kortom, drie-en-een-half keer zo veel molens in ons land.

Maar dat is natuurlijk nog niet alles. Want ook de kolen- olie- en gascentrales zullen tzt vervangen moeten worden. Op dit moment produceert dat soort centrales 65.000 GWh per jaar, zodat we daarvoor nog eens minstens 4300 grote windmolens moeten plaatsen, waardoor we over bijna zes keer zo veel molens praten. En dan groeit de automobiliteit en de elektriciteitshonger ook maar door. Het schrikbeeld van een Nederland dat geheel bepuist is met windmolens wordt zo wel erg tastbaar.

Gelukkig constateert een lezer dat we eigenlijk beter op zonne-energie kunnen gokken. Zonnecellen zaten altijd in het verdomhoekje vanwege de hoge kosten en het lage rendement. De laatste jaren worden er echter op laboratoriumschaal enorme verbeteringen gerealiseerd, terwijl er bovendien ontdekkingen zijn gedaan die de efficiëntie van zonnecellen flink kunnen verbeteren. Verdere miniaturisering van de cellen leidt bovendien tot een kleiner oppervlaktebeslag.

Uit het spookbeeld van een land bedekt met windmolens blijkt natuurlijk zonneklaar dat we niet meer op een enkele technologie moeten inzetten om in onze energiebehoefte te voorzien. Naast windmolens en zonnecellen zijn er meer veelbelovende technieken. Voorbeelden zijn aardwarmte, getijdencentrales (zeegaten zat) en het potentiaalverschil tussen zout en zoet water (hebben we in een rivierdelta aan de zee ook zat mogelijkheden voor).

Blijft de vraag of waterstof wel de energiedrager voor automobiliteit moet worden. Een in het oog springend nadeel van waterstof is dat het nogal explosief is. Verder is het het kleinste atoom waardoor het makkelijk langs alle afsluiters naar buiten kan kruipen, zodat de opslagtanks relatief snel leeglopen. Een opslagdruk van 700 bar helpt daar een handje bij. De brandstofcel gaat op dit moment maar hooguit 25.000 km mee, wat niet bepaald tot een vlotte marktacceptatie zal leiden. Bovendien is deze waterstofmotor nog horribel duur. Investeringsadviseurs verwachten voor 2015 geen tastbare resultaten en die doen meestal goed onderzoek.

Misschien kunnen we beter niet te veel inzetten op die waterstof en meer investeren in de verbetering van de accu. Superlichte en compacte accu’s met een hoge energieopslag zouden dankzij veel minder opwekkend vermogen en een veel minder dure infrastruktuur een heel prettige vervanging van benzine kunnen zijn. Voor voertuigen die veel vermogen nodig hebben of lange afstanden moeten kunnen afleggen kunnen we dan voorlopig toe met een zeer efficiënte zuigermotor die elektriciteit opwekt voor de elektromotoren in de wielen. Zo’n motor draait op een optimaal toerental waarbij het rendement maximaal en de vervuiling minimaal is. Een voorbeeld is de bus van e-Traction.

Met dank aan lezers die rekenwerk en tips hebben geleverd, speciaal Lachesis, zmc, Lord Flasheart, Winky en Tim.

  1. 1

    Een waardig opvolgartikel!:-)

    …wat me deed bedenken dat we het plaatje wat Steeph voor olie-producten aan het maken is, ook wel zouden kunnen maken voor alle manieren waarop we nu energiedragers in andere energiedragers omzetten. Daarmee zou je de efficientie van de verschillende transities inzichtelijk kunnen maken, want het grootste probleem zit vandaag de dag nog steeds in de transitie; verbrandingsmotoren, biobrandstoffen, waterstof, zonnecellen (ipv zonneboilers), elektrisch koken… overal is de efficientie van de conversie de beperkende factor en wordt keer op keer gekozen voor de meest modieuze oplossing zonder de efficientie in ogenschouw te namen.

    Anders zou immers niemand nog over waterstof reppen, had niemand zonnecellen op zijn dak (want een zonneboiler is veel efficienter en goedkoper), reed niemand meer met een direct-drive-verbrandingsmotor en iedereen in een hybride (iets waar ze bij de spoorwegen al decennia geleden achter waren met hun dieseleketrische locs) en dan zou al helemaaaal niemand meer geloven in de huidige biobrandstoffen (conversie plm. 1% tegen 15% voor zonnepanelen).

    De winst moet overduidelijk geboekt worden in het kiezen van efficiente oplossingen en voorlopig nergens anders.

    PS. In alinea 1 noem je waterstof een energiebron, het is natuurlijk slechts een energiedrager;-)

  2. 2

    5MW turbines die in productie zijn bestaan wel. Erencon, Gamesa en Vestas hebben ook plannen in die richting, volgens mij. Maar…

    De doelstelling die Nederland zich gesteld heeft (of tenminste: de doelstelling waar over gedebatteerd wordt) is 6000MW uit wind in 2020. Dat wordt al een flinke dobber, dus reken niet op wind voor je ‘waterstof-economie’. Tenminste: niet als we doorgaan, met zoals je zelf ook al zegt, hier en daar wat paar-honderd-kilowatt-turbinetjes neerzetten.

  3. 4

    @#3, Martijn ter Haar: “De energiedichtheid van accu’s is abominabel vergeleken met die van koolwaterstoffen.”

    Goed argument tegen het gebruik van accu’s in ruimtevaartuigen. Maar verder?

    Met planten CO2 uit de lucht vangen haalt met de huidige technieken (algen bieden nog hoop) nog geen 10% van het rendement van een zonnecel. Je moet dus als boer aardig slecht kunnen rekenen als je voor een biobrandstof-gewas kiest in plaats van zonnecellen. Veel efficienter dan planten met hun subatomaire slimmigheden (ja, quantum effecten zijn cruciaal voor fotosynthese) kun je het gezien het lage CO2 gehalte van onze atmosfeer toch niet doen.

    Vervolgens kun je die koolwaterstoffen eigenlijk alleen maar in een verbrandingsmotor gooien en die haalt bij een constant toerental hooguit iets van 40% efficientie terwijl elektromotoren en accu’s de 100% benaderen. CO2 uit de atmosfeer halen en vervolgens verbranden is dus zo’n 400x minder efficient dan zonnecellen plus accu’s.

    En, ja, je hebt gelijk, je kunt minder energie meenemen in een accu dan in koolwaterstoffen, maar ik denk dat we daar wel mee kunnen leren leven, getuige de mensen die al in elektrische autos rondrijden. Verbrandingsmotoren zullen onherroeppelijk een luxeproduct worden voor mensen die 400x teveel willen betalen voor hun brandstof.

  4. 6

    Ik denk dat de oplossing niet zit in het in stand houden van onze huidige manier van samenleven, maar dan op een andere energie bron.

    Niet dat ik nou een Kunstler-adept ben (de man kan niet rekenen en heeft alle economie-lessen overgeslagen), maar de huidige alternatieven leveren en te weinig energie op en zijn veel te duur en hebben een groot transitie probleem.

    De enige manier is m.i. om te gaan leven alsof het 1955 is.

  5. 7

    Ah! 1955…..
    De televisie begint aan zijn opmars, de eerste file is een feit, de russen laten ook een waterstof(!)bom exploderen en AH opent zijn eerste super.
    Dat soort zaken. Wie toen dacht dat het daarbij zou blijven, weet nu beter zou toch moeten concluderen dat te snel te veel is gebruikt.
    Met het einde nog niet in zicht, groeit het maar door. Dus leven alsof het 1955 is? Ik zou zeggen terug naar de tijd voor de ontdekking van het vuur. Daar is de ellende echt mee begonnen.

  6. 8

    Nee nee, ik vermoed dat richard bedoelt dat we waardes als b.v. zuinigheid weer afstoffen en in ere herstellen en groot gelijk heeft hij. Gewoon weer blij zijn met minder.

  7. 10

    Ach dat zijn nooit waardes geweest. Wat wij nu als zuinigheid beschouwen, was vroeger pure economische noodzaak of kwam op zijn minst voort uit een cultuur van zuinigheid die zijn grondslag vond in pure noodzaak bij bijvoorbeeld de vorige generatie. “Zuinigheid” wordt vanzelf weer noodzaak. Rustig afwachten. Maar het lijkt me een fabeltje dat zuinigheid an sich ooit een waarde is geweest.

    En dat zuinigheid als waarde niet bestaat, ontdekte ik twee weken geleden dan weer toen ik een oude paal van een oud tuinhek ging weghalen en ontdekte dat die met een volstrekte overkill van dik 200 kilo beton in de grond verankerd was. Tegenwoordig zouden we hooguit 20 kilo gebruiken. Hetzelfde zie je met vrijwel alle bouwmaterialen in oude huizen. Of kijk eens naar de hoeveelheid metaal in een oude auto. Tegelijkertijd flikkerden we vroeger – bij gebrek aan bewaarmethoden – bijvoorbeeld weer een aanmerkelijk groter aandeel van voedsel weg dan nu. Moet je nu eens kijken hoeveel belachelijk veel liters sap we van een sinaasappelboom weten te halen.

    Het concept zuinigheid bestaat enkel in een culturele context en verandert van dag tot dag. Het is daarom een volstrekt zinloos begrip en “terug naar 1955” of “terug naar de ontdekking van het vuur” zijn daarmee ook onzinargumenten; destijds waren we met hele andere dingen weer niet zuinig. Subjectief als de pest dus. Terug in de tijd is niet per se “zuiniger”, het is enkel “anders”.

  8. 11

    Tuurlijk, tuurlijk…..
    Terug in de tijd kan ook niet. We moeten voort (waarom weet ik ook niet, maar dat schijnen we te moeten…).

    Dat wil nog niet zeggen dat bepaalde dingetjes uit het verleden absoluut niet meer bespreekbaar zijn.
    Neem nu die auto’s, waar het hier (on-topic) allemaal om begonnen was. Hoe deed men dat toch toen er nog geen enkele auto was?
    Awel, men spande het paard voor de wagen. Dat mag vandag de dag natuurlijk niet meer, maar zelf lopen kan weer wel.
    Twee vliegen in 1 klap: bewegen is toch zo gezond? Geef iedereen een stappenteller en als dat ding een afgesproken quotum haalt, dan mag de wandelaar een ook afgesproken hoeveelheid kilometers met de auto rijden.
    Idem met de kilometerteller op fietsen.

    Onzin? Tuurlijk, dan maar gewoon alles opgebruiken tot we gedwongen worden de benenwagen of fiets te nemen. Kan ook, maar tot die tijd kost het de wereld wel wat.

  9. 12

    @7: Ik weet waarom Richard precies 1955 kiest. Het jaar daarop kwam de AOW er. Daar wil Richard wel vanaf! Daarnaast kickt hij natuurlijk op een religieuze kamermeerderheid (55 van de 100 zetels).

  10. 13

    Overigens was 1955 ook voor de groene revolutie, u weet wel, die kleine innovatie die ervoor zorgde dat we tegenwoordig fossiele brandstoffen eten in plaats van landbouwgrond;-)

  11. 14

    Bismarck,

    Dat van de AOW wist ik niet. Maar je hebt gelijk: Ik vind dat we de AOW moeten afschaffen.

    De AOW is een transfer van welvaart van de jonge, werkende generatie (*) naar de oude, nietwerkende generatie (**). En dus niets anders dan een uitkering.

    Doordat we een aow hebben, sparen mensen niet meer voor hun pensioen, maar kiezen ze voor een ‘aanvullend pensioen’. Bovenop de aow dus.

    Het concept dat de aow een vangnet zou moeten zijn voor mensen die geen pensioen hebben kunnen opbouwen buiten hun schuld, is daarmee volkomen achterhaald.

    En waarom moeten we geld geven aan de baby-boom generatie? Ik hou veel van mijn ouders, maar ze hebben een groter huis dan ik. Laat ze dat maar verkopen en wat minder op vakantie gaan naar Frankrijk.

    En als je dan zegt: Maar die oudjes hebben toch ook betaald, dus hebben ze er recht op!

    Dan zeg ik: Dat is hun keuze geweest. Ik zie niet in hoe zij kunnen kiezen dat ze mijn geld krijgen. Ik heb niet op joop gestemd en ik betwijfel of tegenwoordig zo’n domme wet nog wel door het parlement komt.

    Ten tweede: Als ze het zelf hebben gespaard, waarom moet dat dan via de overheid? Kennelijk vonden de oudjes het zelf niet zo nodig en kan de overheid alleen via dwang deze subsidie voor de rijken afdwingen.

    Als laatste: Ik vind het principieel onjuist dat een volledige generatie (iedereen boven 65) van de staat eet. Dan zeg ik: geef mij ook maar een uitkering, waarom zou ik dan nog werken? Eigen verantwoordelijkheid hoor.

    (*) Mensen met kinderen, hoge hypotheken en studieschuld, drukke banen, dat soort dingen.
    (**) Mensen zonder kinderen, geen of lage hypotheken, geen schulden en geen banen en met grote huizen & eigen vermogen

  12. 17

    “Voor voertuigen die veel vermogen nodig hebben of lange afstanden moeten kunnen afleggen kunnen we dan voorlopig toe met een zeer efficiënte zuigermotor die elektriciteit opwekt voor de elektromotoren in de wielen. Zo’n motor draait op een optimaal toerental waarbij het rendement maximaal en de vervuiling minimaal is.”

    Dit bestaat al heel lang. Het diesel-elektrisch materieel van de NS werkt al op die manier sinds de jaren 40.
    En dieselmotor kan niet lekker optrekken, omdat de motor moet draaien om brandstof te kunnen stoken. Dus moet moet je zolang de trein stil staat een slipkoppeling hebben. Een elektromotor kan wel het volle vermogen omzetten in kracht in stilstand. Darom is het fijn de diesel te gebruiken om een generator aan te jagen, en dan elektrische tractie te gebruiken. Dat is uiteindelijk zuiniger.

    Overigens heeft de HTM, de haagse tram, een geweldige uitvinding aan boord sinds de jaren 80. De trams remmen op de motor en geven energie terug aan het net. Dat leverde een stroombesparing op van meer dan 40 procent. Veel van de energie die je opwekt in vervoer gaat immers weer verloren als warmte tijdens het remmen.

    Overigens remt de prius ook op een dynamo. De peut wordt niet ingezet om pittig op te trekken, maar om sneller te kunnen. Optrekken gaat electrisch veel lekkerder.

    De technieken zijn er al. Nu nog even doen.

  13. 18

    @14: Enigszins kortzichtig, lijkt me. Zoals jij het schetst beginnen we met elke generatie met een schone lei, waardoor het eerlijk is dat iedereen zijn eigen boontjes dopt.
    De meerderheid van de 65+’ers heeft dik bijgedragen aan de welvaartsstaat waar wij nu in leven. Vergeet de wederopbouwtijd niet. Dat geldt dus ook voor jouw carrière en de mogelijkheden waarvan jij gebruik maakt om geld te verdienen.
    Overigens lijkt het me wel zinvol om de AOW af te schaffen voor de groep die boven een bepaald inkomen zit.

    En nu weer on-topic: zonne-energie is DE oplossing. Dat heeft alleen maar voordelen:
    – consumenten worden zelfvoorzienend
    – weinig last van stroomstoringen
    – in geval oorlog is de energievoorziening dermate gedecentraliseerd dat die niet uit te schakelen/bombarderen is
    – de koopkracht van zuinige consumenten gaat omhoog, omdat ze niet-gebruikte energie kunnen verkopen aan de energiebedrijven
    Maar dan moeten we eergisteren beginnen met geen huis meer neer te zetten zonder zonnecollectoren op het dak.

  14. 19

    @18 De slotzin “Maar dan moeten we ….”

    Hier geef je nu precies het probleem aan. Als je de kranten leest en de blogs en gespecialiseerde sites, dan weet je dat er een einde aan de olie komt. Maar de bevolking en de politiek doen nog steeds of er voorlopig niets aan de hand is. Had de regering vorig jaar alle burgers formeel al bericht dat ons zwaar weer te wachten staat, dan had de blatende meute nu niet bij de pomp staan morren, maar geschreeuwd om plannen om ons levenspeil over 25 jaar op niveau te houden. Nu wordt er een miezerig windmolenparkje op zee geopend. En verder ???? Niks !!!!

  15. 20

    Percies Jay, “consumenten worden zelfvoorzienend”. Gedecentraliseerd en zonne- energie DE oplossing. En waterstof gaat naast (li-ion) batterijen hoe-dan-ook daarin een rol spelen als drager. Overcapaciteit opslaan in én batterijen én waterstof. Afh. van de (gesloten geïntegreerde) gebruikte systemen bekijken wat het handigst is. Is het b.v. voor een volledig zelf (energie) voorzienend bedrijvenpark (met op het dak en gevels folieachtige zonne- collectoren en panelen) handig de 3000 de hele dag voor de deur van het park geparkeerde en op het grid ingeplugde (lease) auto’s op waterstof te laten rijden?…die ’s ochtends met volle accu komen aanrijden en lege waterstof tank. Het park heeft laag piekverbruik ’s nachts, ‘s ochtends en rest van dag hoog, 4,26% in de weekenden enz. Gelijkmatiger verbruik zoals beroepsvervoer, stadsvervoer, streekvervoer of 24u continue- industrie…misschien handiger te laten rijden/ draaien op batterijen?…of vice versa?

    Of woon/werk verkeer, of alleen privé op waterstof? Het rijdt (marketingtechnisch) namelijk dus best wel lekkerder op waterstof: spelen met het gas(pedaal), het gebrom van de motor enz. Teveel elektronica (elektriciteit) in een auto doet betrouwbaarheid afnemen. 1 schakeltje of relaistje kaduuk en vergeet aanduwen in 2e versnelling maar. Een vonkje van een bougie en vervolgens een fikkie in 4 cilinders is en blijft simpel doch direct effectief. Spastische houding (a la zmc) t.o.v. waterstof is dus nergens voor nodig. Weglekken? Nou én. Laat je het gecontroleerd weglekken. En tegen die tijd is er een coating ontwikkeld die e.e.a. tegengaat. En alsof er niet genoeg (zee)water was. Nogmaals, als de infra dusdanig wordt ingericht dat overcapaciteit geloosd kan worden op het net…elke parkeerplaats een mogelijkheid tot inpluggen…maakt het geen moer meer uit op waterstof of batterijen

    Maar tis meer dat ik het voel aan me water…waterstof…

  16. 23

    Het probleem met de tandem zonne-energie -waterstof is dat voor Europa dit het beste in Noord Afrika – M.O. kan gebeuren. Whaterver de combinatie: PV, CSP, etc. Buiten dat gebied neemt de efficiency en dus de rendabiliteit sterk af.

    Nou weet ik niet of iedereen de laatste tijd een beetje naar het journaal heeft gekeken, maar laat ik het maar verklappen: D’r is een klein probleem met die landjes: een nationaal veiligheids probleem.

    Nou zal voor de linkse mens het geen probleem zijn om z’n soevereiniteit te verkopen aan de hoogste bieder, maar de gemiddelde nederlander heeft daar toch een minuutje bedenktijd voor nodig.

    Zolang we blijven denken in dit soort schijn oplossingen, gaat er niks gebeuren. Wen d’r maar aan, want de Socialistischen Grrristenen hebben de meerderheid in nl. En dus zijn we FUBAR.

  17. 24

    maar de gemiddelde nederlander heeft daar toch een minuutje bedenktijd voor nodig.

    Albert heijn bonuskaart. Welpies. Shell tankpas. Muhahahahaha.