Benodigde hoeveelheid energie die gelijk staat aan 1 volle tank benzine

[Martinpott]

Hallo

Ik ben bezig met mijn profielwerkstuk en het gaat over de waterstofauto. Nou zit ik zelf op economie en maatschapij en is een klein gedeelte van het profielwerkstuk een weergave geven van de benodigde hoeveelheid energie om alle auto's in Nederland/wereld op waterstof te laten rijden. Dit is allemaal niet zo'n probleem alleen heb ik geen idee hoeveel energie je moet gebruiken om tot evenveel aandrijving te komen als met een volle tank benzine. Zou iemand mij hier misschien mee kunnen helpen?

[Jan van de Velde]

Neem voor de (onderste) stookwaarde van benzine 33 GJ/m³, voor waterstofgas 10,8 MJ/m³, waarbij benzine een soortelijke massa van 720 kg/m³ heeft, en waterstofgas een soortelijke massa van 0,090 kg/m³ (standaarddruk en -temperatuur) (gegevens uit BINAS)

[Martinpott]

Zoals eerder vermeld, ik zit op E&M en heb dus geen verstand van deze scheikundige reacties, weet je misschien ook hoeveel het is of is dat een lange berekening? Bvd.

[Hoogvlieger]

Daar komen geen scheikundige reacties aan te pas,. Neem aan dat een volle tank gemiddeld 50 liter is, dat is 0,05m³. Een volle tank benzine levert dus 0,05 x 33 = 1,65GJ aan energie. Om dezelfde hoeveelheid energie uit waterstof te krijgen heb je 1,65/0,0108 = 152m³ oftewel 13,75kg waterstof nodig tegenover 36kg aan benzine. Dat is echter niet het hele verhaal, want je begrijpt dat het waterstofgas gecomprimeerd moet worden zodat het niet zoveel volume inneemt. Door dat comprimeren gaat er energie verloren, wat gecompenseerd moet worden. Daarnaast zal ook je auto door een waterstoftank ook een stuk zwaarder worden en dus meer energie nodig hebben om dezelfde actieradius te behouden. Dat allemaal doorberekenen is echter wel een ander verhaal.

[Marko]

Een ander verhaal, dat dan nog niet eens het volledige verhaal is. Om te beginnen moet je ook en vooral het rendement van je motoren meetellen. Op dezelfde hoeveelheid energie komt een auto met brandstofcel en electromotor verder dan een met een benzinemotor (bij gelijk totaalgewicht en gelijke luchtweerstand).

De uiteindelijke berekening is zeer complex, en sterk afhankelijk van allerlei aannames en benaderingen die er gedaan worden.

[Fred F.]

Het verschil in rendement tussen een moderne benzinemotor of dieselmotor en een brandstofcel plus elektromotor is minimaal. Vandaar ook dat BMW en nog een autofabrikant (ik weet nu even niet wie) gewoon een verbrandingsmotor gebruiken in hun waterstofautos.

Het nadeel van waterstof is de enorme hoeveelheid energie die het kost om te maken. Neem je dat mee dan krijg je tranen in je ogen.

Het is in dit topic allemaal al besproken: de feiten van de realisten, de clichees van de gelovigen. Gebruik wat je wilt.

[Marko]

Het verschil in rendement tussen een moderne benzinemotor of dieselmotor en een brandstofcel plus elektromotor is minimaal.

Reken dat maar eens voor dan.

Vandaar ook dat BMW en nog een autofabrikant (ik weet nu even niet wie) gewoon een verbrandingsmotor gebruiken in hun waterstofautos.

Die "vandaar" verzin je zelf. De keuze van BMW is onder andere ingegeven door marketing-aspecten (een BMW met een electromotor???).

Het is in dit topic allemaal al besproken: de feiten van de realisten, de clichees van de gelovigen.

en de clichees van de ongelovigen ook.

[Fred F.]

Als je dat hele topic leest, en ook alle links die ik postte, dan zie je dat Toyota een rendement van 38 % publiceert voor hun brandstofcel plus elektromotor.

Niet alle typen brandstofcellen zijn geschikt voor autos. Bovendien gebruikt een auto lucht en geen zuivere zuurstof.

BMW publiceert op zijn website een rendement van 37 % voor zijn waterstofverbrandingsmotor en ziet daarom geen reden om een brandstofcel te gebruiken. Mazda biedt een waterstofauto met wankelmotor aan.

Maar waar het werkelijk om draait is dat het maken van de waterstof zo ontzettend veel energie kost. De indirecte CO2 emissie van een waterstofauto is ruim 3 maal hoger dan de directe CO2 emissie van een bezine/dieselmotor, hetgeen ik daar al voorrekende.

Waterstof is niet meer dan een energiedrager. En zoals bij alle energiedragers kost het meer energie om het te maken dan het ooit oplevert. Er gaat altijd energie verloren in alle omzettingen. Bij waterstof zijn die verliezen enorm. En dat is een feit.

[Marko]

Als je dat hele topic leest, en ook alle links die ik postte, dan zie je dat Toyota een rendement van 38 % publiceert voor hun brandstofcel plus elektromotor.

Als je die pagina van Toyota leest, dan zie je dat ze óók serieus bezig zijn met brandstofcellen en waterstof, maar dat op dit moment hun hybride-systeem beter is. Een vergelijking van beide systemen bij de huidige stand van de techniek slaat onherroepelijk in het voordeel van de hybride uit. Let wel, ze doen geen uitspraken over conventionele verbrandingsmotoren. De 37% verhicle efficiency die zij aanhalen gaat daarvoor in ieder geval niet op.

Maar goed, daar draait het allemaal niet om. Als waterstof op dit moment een serieus alternatief was, hadden we het al gehad. Daar hoef je niet lang over te discussiëren. Dat we het nu niet hebben zegt echter niets over het mogelijke belang van waterstof in de toekomst.

Niet alle typen brandstofcellen zijn geschikt voor autos. Bovendien gebruikt een auto lucht en geen zuivere zuurstof.

Nou en?

[Fred F.]

Het ging mij niet om de vergelijking tussen een waterstofauto en een hybride, maar simpelweg om de brandstofcel+elektromotor-efficiency (vehicle efficiency) van 38% van Toyota's waterstofauto versus de verbrandingsmotorefficiency van 37 % van BMW's waterstofauto. Dat de (benzine)hybride van Toyota toevallig ook 37 % is staat los van de 37% van de BMW. Helaas kan ik de juiste BMW-site nu niet vinden in mijn inmiddels totaal uit de hand gelopen verzameling favorieten.

Ofschoon brandstofcelfabrikanten graag roepen dat 60 % efficiency mogelijk is vertellen ze er aan de leek niet bij dat dat soort cellen niet geschikt zijn voor autos. Vandaar.

Ongeacht wat de brandstofcel-efficiency in de toekomst ooit worden mag: altijd zal het meer energie kosten om waterstof te maken. Waterstof is niet meer dan een energiedrager; een opslagmedium voor al bestaande energie; in feite niet meer dan een "accu".

Met een efficiency van hooguit 30% in de reeks: elektriciteit-->elektrolyse-->waterstof-->compressie-->brandstofcel-->elektriciteit is waterstof een zeer slechte energiedrager/accu.

Maar dat vertelt de brandstofcelindustrie de mensen natuurlijk niet, dus daarom doe ik het.

Overigens kan geen enkele energiedrager (ook de beste lithiumaccu met 85 % efficientie niet) het wereldenergievraagstuk of het klimaatprobleem oplossen. Uiteindelijk is het de oorspronkelijke energie (die de waterstof maakt of de accu oplaadt) die ons moet redden: zon, wind, biomassa, kernenergie, kernfusie, ..... . Pas als alle fossiele elektriciteitscentrales vervangen zijn (maar dat duurt nog vele decennia) heeft het zin om te beginnen met het CO2-vrij maken van autos, daarbij gebruikmakend van de beste "accu" die dan beschikbaar is. Dit staat los van het feit dat het in stedelijke gebieden nu al om andere redenen (smog, roet, lawaai) wenselijk is dat er elektrische autos gaan komen met lithiumaccus, zoals van bijvoorbeeld A123.

[Marko]

Het ging mij niet om de vergelijking tussen een waterstofauto en een hybride, maar simpelweg om de brandstofcel+elektromotor-efficiency (vehicle efficiency) van 38% van Toyota's waterstofauto versus de verbrandingsmotorefficiency van 37 % van BMW's waterstofauto. Dat de (benzine)hybride van Toyota toevallig ook 37 % is staat los van de 37% van de BMW. Helaas kan ik de juiste BMW-site nu niet vinden in mijn inmiddels totaal uit de hand gelopen verzameling favorieten.

Dan is het dus ook onduidelijke waar die 37% op slaat. De getallen van Toyota geven in ieder geval een eerlijke vergelijking tussen de rendementen zoals die in praktijksituaties gehaald worden. Gezien de normale rendementen van auto's met otto-motoren heb ik ernstige twijfels dat dat cijfer van BMW op een praktijksituatie slaat.

Ofschoon brandstofcelfabrikanten graag roepen dat 60 % efficiency mogelijk is vertellen ze er aan de leek niet bij dat dat soort cellen niet geschikt zijn voor autos. Vandaar.

Volgens mij zitten PEMFC's al over de 50% heen. Maar nogmaals, het heeft geen zin om over waterstof als mogelijke energiedrager in de toekomst te discussiëren met getallen van nu.

Ongeacht wat de brandstofcel-efficiency in de toekomst ooit worden mag: altijd zal het meer energie kosten om waterstof te maken. Waterstof is niet meer dan een energiedrager; een opslagmedium voor al bestaande energie; in feite niet meer dan een "accu".

Met een efficiency van hooguit 30% in de reeks: elektriciteit-->elektrolyse-->waterstof-->compressie-->brandstofcel-->elektriciteit is waterstof een zeer slechte energiedrager/accu.

Maar dat vertelt de brandstofcelindustrie de mensen natuurlijk niet, dus daarom doe ik het.

Oh, vroeger was de olie-industrie altijd de kwaaie piet, nu is dat de brandstofcelindustrie?