Waterstofeconomie en het broeikaseffect

[multa]

Een tijdje geleden kwam de vraag bij mij op of de "waterstofeconomie" wel een oplossing is voor het opwarming v/d aarde door het broeikaseffect.

Een wagen op waterstof heeft enkel water als afvalproduct, dat is onder de vorm van waterdamp, I suppose. En waterdamp is nu net een van sterkste broeikasgassen... Of zie ik iets over het hoofd?

[Jan van de Velde]

En waterdamp is nu net een van sterkste broeikasgassen...

Ten eerste is dat niet zo (waar heb je dat vandaan?)

Ten tweede zorgt bewolking voor een sterkere reflectie van zonlicht (zoekterm "global dimming").

Ten derde zal er altijd een temperatuursafhankelijk evenwicht zijn tussen waterdamp en vloeibaar water, zodat overtollig vocht vlot weer uit de atrmosfeer verdwijnt (behalve dat global dimming effect)

Ten vierde komt er bij de verbranding van fossiele brandstoffen (die heten: koolwaterstoffen) óók een grote hoeveelheid waterdamp vrij.

Ten vijfde, wat zie ik zo gauw nog over het hoofd?

Er zijn zat argumenten tégen een waterstofeconomie, maar deze past niet in dat lijstje.

[da_doc]

De vraag bij waterstofeconomie is altijd: waar komt die waterstof vandaan? Antwoord: wordt uit water gemaakt. Dus 2H20->O2 + 2H2. En de verbranding gaat in de omgekeerde volgorde. Dus de hoeveelheid water op aarde blijft hetzelfde. Waterstof is een energiedrager, en niet een energiebron.

[Pooh]

Waterstof sterk broeikasgas?

Ten eerste is dat niet zo (waar heb je dat vandaan?)

Toch wel:

http://lwf.ncdc.noaa.gov/oa/climate/gases.html#wv

Alleen de uitleg over positieve feedback deugt niet.

[Jan van de Velde]

Waterstof sterk broeikasgas?

Toch wel:

http://lwf.ncdc.noaa.gov/oa/climate/gases.html#wv

Alleen de uitleg over positieve feedback deugt niet.

De topicstarter had het niet over waterstofgas als broeikasgas, maar over waterdamp als broeikasgas.

Die komt wél op de lijst van argumenten tegen de waterstofeconomie.

[Assassinator]

Alleen waterstofgas wordt toch niet uitgestoten? Dus dat is toch geen probleem?

[da_doc]

Jan @15:29: waar komt die waterstof (H2) vandaan die verbrand wordt tot water? De bulk ervan moet door electrolyse (b.v. met zonnecellen) van water verkregen worden, dus als dat H2 weer verbrand wordt tot water, dan is er netto helemaal geen water bijgekomen, dus neemt de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer ook niet toe.

[Jan van de Velde]

Alleen waterstofgas wordt toch niet uitgestoten? Dus dat is toch geen probleem?

Je denkt dat we waterstofgas kunnen produceren en vervoeren zonder lekkages, en kunnen tanken zonder dat er bij elke tankbeurt een en ander ontsnapt? Al eens LPG getankt?

Jan @15:29: waar komt die waterstof (H2) vandaan die verbrand wordt tot water? De bulk ervan moet door electrolyse (b.v. met zonnecellen) van water verkregen worden, dus als dat H2 weer verbrand wordt tot water, dan is er netto helemaal geen water bijgekomen, dus neemt de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer ook niet toe.

Dat waterstofgas maak je van vloeibaar water, en het zal hoogstwaarschijnlijk als waterdamp de uitlaten verlaten. Uiteindelijk regent dat wel weer uit. Overigens schreef ik:

Ten derde zal er altijd een temperatuursafhankelijk evenwicht zijn tussen waterdamp en vloeibaar water, zodat overtollig vocht vlot weer uit de atmosfeer verdwijnt (behalve dat global dimming effect)

[da_doc]

Nieuwtje: http://www.physorg.com/news98556080.html

Waterstofgas kan ter plaatse worden gemaakt. Dus een tank met water op je aanhangertje, en een convertor.

Wat je over het evenwicht zegt, Jan, klopt natuurlijk.

[Hans Erren]

Grootschalig gebruik van waterstof kan er wel toe leiden dat (onvermijdelijke) lekken de ozonlaag aantasten.

J.M. Eiler, T.K. Tromp, R.-L. Shia, M. Allen, Y.L. Yung, Potential Environmental Impact of a Hydrogen Economy on the Stratosphere Science 13 June 2003: Vol. 300. no. 5626, pp. 1740 - 1742

DOI: 10.1126/science.1085169

http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/300/5626/1740

http://www.theozonehole.com/hydrogeneconomy.htm

6/12/2003 California Institute of Technology

Hydrogen economy might impact Earth's stratosphere, study shows

According to conventional wisdom, hydrogen-fueled cars are environmentally friendly because they emit only water vapor -- a naturally abundant atmospheric gas. But leakage of the hydrogen gas that can fuel such cars could cause problems for the upper atmosphere, new research shows.

In an article appearing this week in the journal Science, researchers from the California Institute of Technology report that the leaked hydrogen gas that would inevitably result from a hydrogen economy, if it accumulates, could indirectly cause as much as a 10-percent decrease in atmospheric ozone. The researchers are physics research scientist Tracey Tromp, Assistant Professor of Geochemistry John Eiler, planetary science professor Yuk Yung, planetary science research scientist Run-Lie Shia, and Jet Propulsion Laboratory scientist Mark Allen.

If hydrogen were to replace fossil fuel entirely, the researchers estimate that 60 to 120 trillion grams of hydrogen would be released each year into the atmosphere, assuming a 10-to-20-percent loss rate due to leakage. This is four to eight times as much hydrogen as is currently released into the atmosphere by human activity, and would result in doubling or tripling of inputs to the atmosphere from all sources, natural or human.

http://mr.caltech.edu/media/Press_Releases/PR12405.html

[Fred F.]

Nieuwtje: http://www.physorg.com/news98556080.html

Waterstofgas kan ter plaatse worden gemaakt. Dus een tank met water op je aanhangertje, en een convertor.

Kletskoek.

Daar wordt gewoon waterstof gemaakt door water te reageren met aluminium waardoor aluminiumoxide en waterstof ontstaat. Kun je ook doen met natrium of verschillende andere metalen. Maar het kost veel meer energie om aluminium ( of natrium of ...) te maken dan de gegenereerde waterstof oplevert. Weer een prachtig voorbeeld van wereldvreemde wetenschappers die "iets" met waterstof doen want dat levert een onderzoeksbudget op en publiciteit met weer een volkomen onzinnig "wij hebben de wereld gered" verhaal.

[da_doc]

Inderdaad, Fred F. als je het over energievoorziening hebt, dan moet je de volledige keten beschouwen. Je ziet dat weleens op TV: waterstofauto met JP ernaast, en de autoproducent zegt dan: kijk eens, er komt alleen maar water uit.

[Fred F.]

Ik ben blij dat je het met mij eens bent. Van je eerdere reactie was het me niet duidelijk of die serieus of sarcastisch bedoeld was.

De productie van aluminium uit Al2O3 erts (of recycled Al2O3 van dat proces) kost gigantisch veel energie.

http://www.world-aluminium.org/environment...lifecycle1.html

Per kg aluminium dus direct al 16 kWh electriciteit maar ook nog 0,333 kg koolstof per kg aluminium product.

Die koolstof wordt omgezet in CO2 wat overeenkomt met 33 MJthermisch per kg C, oftewel 11 MJthermisch per kg aluminium product.

Zou men die 0,333 kg koolstof (die 11 MJthermisch) in een elektriciteitscentrale gebruiken om elektriciteit te maken dan was dat equivalent met 4,4 MJelektrisch oftewel 1,2 kWhe.

Totale energieconsumptie om uit Al₂O₃ aluminium te maken is dus equivalent met 17,2 kWhe/kg aluminium.

De CO2 emissie is daardoor ook aanzienlijk.

Volgens de reactie: 2 Al + 3 H₂O --> Al₂O₃ + 3 H₂

of wellicht juister: 2 Al + 6 H₂O --> 2 Al(OH)₃ + 3 H₂

ontstaat dan 1,5 kmol H₂ per kmol Al, oftewel 13,4 MJthermisch per kg aluminium, oftewel 3,7 kWhthermisch per kg aluminium.

In een brandstofcel (zoals die in waterstofautos zitten met 40 % rendement) levert dat dan 1,5 kWhelectrisch per kg aluminium. Het is beslist niet zoals het artikel beweert : "Using pure hydrogen, fuel cell systems run at an overall efficiency of 75 percent, compared to 40 percent using hydrogen extracted from fossil fuels .................," Woodall said.

Het maakt voor een brandstofcel geen bal uit waar de waterstof vandaan komt. Waterstof = waterstof = H₂.

Samenvattend betekent dat dus dat de route:

Electriciteit --> Al₂O₃elektrolyse --> aluminium --> waterstof --> fuel cell --> elektriciteit een totaalrendement heeft van niet meer dan 1,5 kWhe / 17,2 kWhe = 9%. Oftewel 91 % verlies.

En dan de hoeveelheden aluminium die men in de auto moet meezeulen, en al het benodigde water, en dan nog een tank om het afvalwater met Al(OH)₃ in op te vangen wat dan weer ingeleverd moet worden om gerecycled te worden. En de enorme hoeveelheid warmte die vrijkomt bij de reactie maar waar je niets aan hebt en dus weggekoeld moet worden.

Van alle onzin die ik de laatste tien jaar over waterstofeconomie gelezen heb slaat dit werkelijk alles.

[Mechanieker]

Van alle onzin die ik de laatste tien jaar over waterstofeconomie gelezen heb slaat dit werkelijk alles.

We hebben politieke leiders nodig die naast het vertrouwen van het volk een academische (beta) titel hebben en die de hoofdwetten van de thermodynamica doorgronden. Zolang we die niet hebben is er 0% kans dat de "energietransitie" zal slagen.

[DePurpereWolf]

Daarvoor hebben we dit forum. Politieke leiders zeggen inderdaad wat de 'smaak' van de dag is als het gaat om onderzoek. Voor de rest zijn ze niet in contact met de verspreiding van onderzoeksgeld. In europa heb je dan al snel te maken met het europese Framework: http://cordis.europa.eu/fp7/faq_en.html in ierland is dat de SFI, en in nederland denk ik dat het het ministerie van onderwijs is. In amerika spreken we dan over de NASA en de NSF.

Waarom was deze ontwikkeling goed gekeurt? Ten eerste omdat het waarschijnlijk niet veel koste, het is altijd goed om overal een voet in te hebben, en het onderzoek heeft volgens mij niet veel kosten. Verder zullen er scholieren mee hun PhD hebben gehaald en is wetenschap er verder goed mee. Ten tweede is het een goed alternatief voor fosiele brandstof als: brandstof duurder word, emissie van CO2 geen probleem is (er staat nergens in het bericht dat het een groene oplossing is.) In principe is alumium (met gallium) en water een goede transporter van waterstof, het is erg stabiel, niet giftig. Het is alleen het process om van alumina aluminium te maken wat het de das om doet. Dat kost veel energie, en genereert erg veel CO2, als dat beter kan, dan vind ik dit eigenlijk helemaal niet zo'n slecht onderzoek.