Waterstof vs elektriciteit

Betreft een artikel over een waterstof makend huis op Goerree Overflakkee, hier geplaatst vanwege onderstaande quote over elektrische auto.

Quote uit het AD (Algemeen Dagblad) van zaterdag:

Als je een elektrische auto drie maanden laat staan is de accu leeggelopen. Door waterstof te maken van elektriciteit, kun je de energie wel langere tijd opslaan. Met die opgeslagen waterstof kun je vervolgens opnieuw elektriciteit maken.

Ik dacht dat elke, maar dan ook echt elke waterstof tank lekt (en bros wordt) en dat LiIon accu's weinig zelfontlading hebben. Dus zeg maar het omgekeerde van wat ze hier beweren. Maar misschien ben ik fout geïnformeerd...

Ik snap dat ze dit concept proberen te verkopen (woning die zelf waterstof opwekt uit zonnepanelen en opslaat), maar zou fijn zijn wanneer dit met correcte informatie wordt gedaan.

Overigens staat hier wat meer info dan in het krantenartikel dat ik helaas niet online kan linken. Zoals dat er 30 zonnepanelen (300Wp?) zijn en er dus inderdaad vaak overcapaciteit zal zijn, en dat de capaciteit van de H2 tank 1200 liter is (maar niet welke druk ze gebruiken, vast niet vloeibaar bij -253 graden). Heb nog niet gezocht hoeveel energie je dan kunt opslaan.

GJ_

Moderator

Waterstof lekt altijd, maar niet erg veel. Het gaat dan wel dwars door RVS leidingwanden heen, maar dat kost nogal wat tijd. Een vacuüm geïsoleerde RVS pijp is pas na 7 tot 15 jaar niet meer vacuüm, dat is dan opgevuld door waterstof uit de atmosfeer.

Elektriciteit opslaan in waterstof heeft niet een erg hoog rendement.
De omzetting van elektriciteit naar waterstof gaat met een rendement van ±75 procent, de omzetting van waterstof terug naar elektriciteit met ±55 procent.

Is het wel zo dat als je zonne-energie overhebt het niet zo uitmaakt waar je het in op slaat.

Accu leeglopen naar 3 maanden lijkt mij ook sterk, maar je weet niet wat voor een verbruikers er aan die accu staan te trekken in de auto en daardoor de accu langzaam ontladen.

GJ_

Moderator

Op 23 juni 2020 14:48:01 schreef 2N3055:
Elektriciteit opslaan in waterstof heeft niet een erg hoog rendement.

Da's toch goed? Het gaat over auto's. Welke verbrandingsmotor haalt de 60% van een brandstofcel?

Lambiek

Special Member

Op 23 juni 2020 14:39:55 schreef r-p:
Zoals dat er 30 zonnepanelen (300Wp?) zijn en er dus inderdaad vaak overcapaciteit zal zijn, en dat de capaciteit van de H2 tank 1200 liter is (maar niet welke druk ze gebruiken, vast niet vloeibaar bij -253 graden). Heb nog niet gezocht hoeveel energie je dan kunt opslaan.

30 X 300 = 9000 X 0.8 = 7200kWh per jaar, een gemiddeld huishouden gebruikt tussen de 3500 en 4000kWh per jaar. Je houd dus +/- 3200kWh per jaar over om op te slaan. Is op zich niet verkeert als het werkt. Maat het rendement is niet al te best. Ik denk dat je het beter in accu's op kunt slaan.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

In het verhaal staat 1200 liter bij 30 bar. met een energie inhoud van 3 kWh/m3 kom ik uit op 108kWh opslag. Genoeg voor een paar dagen.

je zou de ijzerpoeder oplossing eens moeten onderzoeken. (moet ik zelf ook nog eens doen)

in het kort
ijzerpoeder oxideren tot roest, daarbij komt warmte vrij. thermische centrale -> stroom
ijzeroxide met hete H2 terugreduceren tot ijzerpoeder (en water)

met ijzerpoeder kan je dus een ongekend grote voorraad energie opslaan die mits goed geconserveerd, niet degradeert.

Lambiek

Special Member

Op 23 juni 2020 14:52:41 schreef GJ_:
Da's toch goed? Het gaat over auto's. Welke verbrandingsmotor haalt de 60% van een brandstofcel?

Het rendement van waterstof is op zich niet slecht, maar het produceren kost gewoon veel energie. Dus dan gaat het rendement ook naar beneden.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Op 23 juni 2020 14:43:39 schreef GJ_:
Waterstof lekt altijd, maar niet erg veel. Het gaat dan wel dwars door RVS leidingwanden heen, maar dat kost nogal wat tijd. Een vacuüm geïsoleerde RVS pijp is pas na 7 tot 15 jaar niet meer vacuüm, dat is dan opgevuld door waterstof uit de atmosfeer.

Ik kon niet veel vinden over snelheid van diffunderen maar las wel dat autotanks voor waterstof inmiddels een levensduur tot 15 jaar kunnen hebben.

Op 23 juni 2020 15:04:26 schreef floppy:
In het verhaal staat 1200 liter bij 30 bar. met een energie inhoud van 3 kWh/m3 kom ik uit op 108kWh opslag. Genoeg voor een paar dagen.

Heb ik overheen gelezen, thanks! In de herfst wassen met energie opgewekt in de zomer (uit AD artikel) is dan wel wishful thinking.

Ijzeroxide klinkt ook interessant.

Vriend van me (microbioloog met veel elektro kennis) beweert dat condensatoren grotere potentie hebben dan accu's (energie per volume). Ik begreep zijn uitleg niet, dus daar moet ik nog eens voor gaan zitten met hem. Misschien maakt hij een denkfout, misschien ziet hij iets dat ik (en anderen) niet zien?

code:

Het rendement van waterstof is op zich niet slecht, maar het produceren kost gewoon veel energie

Energie welke we nu bij lange na al niet uit groene bronnen halen, wat me nu net het doel lijkt met deze waterstof oplossing.

Per individu is het misschien interessant voor je portemonnee.
Maar als we al tekort komen aan groene energie, is het wellicht interessanter om het met echte overcapaciteit te doen.

Zoals het niet stil zetten van windturbines (omdat het iets te hard waait en we geen kerncentrales even snel kunnen uitzetten) en die energie in te zetten op waterstof.

Of Überhaupt de efficiëntie van ons huidige AC net.

neem uit dit voorbeeld de zonnepanelen.
Deze DC spanning gaan we op zolder omvormen naar AC, vervolgens beneden in de meeste apparaten weer gelijkrichten naar DC om te gebruiken, en als je het zelf niet gebruikt doen je buren dat wel.
Naast de (energie) verliezen tijdens het omvormen heb je hier ook de nodige componenten voor nodig (lees grondstoffen).
Natuurlijk heb voor DC ook je buck/boosters nodig maar deze bevatten lang niet zoveel onderdelen als omvormers naar AC.

Een lokaal DC net is zo gek nog niet, hiermee kan je tevens je overcapaciteit ofwel omvormen naar AC voor distributie of waterstof in je garage produceren.

Op 23 juni 2020 14:48:01 schreef 2N3055:
(...)
De omzetting van elektriciteit naar waterstof gaat met een rendement van ±75 procent...
(...)

Is daar ook in verdisconteerd de energie die nodig is om dat waterstof in die 30bar tank te krijgen?
Gaat dat dan met een zuigerpomp? Wat moet ik me daar bij voorstellen?

Op 23 juni 2020 14:43:39 schreef GJ_:
Waterstof lekt altijd, maar niet erg veel. Het gaat dan wel dwars door RVS leidingwanden heen, maar dat kost nogal wat tijd. Een vacuüm geïsoleerde RVS pijp is pas na 7 tot 15 jaar niet meer vacuüm, dat is dan opgevuld door waterstof uit de atmosfeer.

Ja maar dan ga je voorbij aan het feit dat de atmosferische druk maar 1 bar is, en de druk waar ze waterstof mee opslaan 350 tot 700 bar. Dan is de diffusie wel flink meer. Bovendien wordt staal zwakker door waterstof-atomen in de kristalstructuur, dus dat is al geen geschikt materiaal, en RVS zonder ijzer-atomen is wel flink aan de prijs. Zelfs als het zou werken is zelfs de (volumetirische) energie-dichtheid van 700 bar waterstof relatief klein. Het zal er dus op neer komen dat je een heel zware tank mee moet slepen waar je niet ver mee komt, en waar je na een maand al niet meer mee kan rijden.

Waterstof is hopeloos onpraktisch, want het maken is inefficiënt (het komt van nature niet voor), het opslaan is inefficiënt (comprimeren tot 700 bar kost veel energie) en de brandstofcellen zijn inefficiënt (en gaan kort mee of vereisen extreem zuivere bronnen). De waterstofeconomie is de natte droom van marketingmensen, want je kunt zeggen dat er geen vervuiling is behalve waterdamp en van je uitlaatgassen kunnen bloemetjes groeien, maar de praktijk is dat je van je zonnepaneeltje per uur zonneschijn misschien een paar meter kan rijden, en de rest van je reisbehoefte doe je door kolen te verbranden @40% rendement om daarmee water te ontleden @25% rendement.

Er is een zeer goede reeks artikelen over waarom waterstofauto's niet zullen werken verschenen op tweakblogs die het uitlegt:

Deze artikelen gaan over auto's, en sommige van de argumenten zijn daar specifiek aan, maar de algemene problemen van waterstofgeneratie, -opslag en -omzetting komen aan bod en zijn onderbouwd met getallen. Waterstof is iets voor niche-applicaties, niet voor grootschalige opslag, de kosten voor de technologische stappen die nodig zijn om waterstof praktisch te maken (als dat al kan) renderen beter in de zoektocht naar andere vormen van energie-opslag.

Mocht je nog geïnteresseerd zijn in waterstof-opslag in metaalhydridepoeder:

Daar wordt een brandstofcel die een aantal jaren geleden op de markt kwam geanalyseerd en afgekraakt omdat de techniek ervoor gewoon totaal onbruikbaar is voor praktische vermogens. Er van uitgaande dat dit de stand van de techniek bij publiceren (2015) was dan kan je je voorstellen hoe ver we nog van grootschalige toepassingen zijn.

Het probleem dat de TS aanhaalt is voornamelijk die van energie-opslag, en dan moeten we ook gewoon tot de conclusie komen dat we met zijn allen gewoon beschikking willen hebben over teveel energie. We zijn gewoon energieverslaafd, en elk probleem dat we tegen komen lossen we op door domweg meer energie te gebruiken, omdat het zo goedkoop en gangbaar is. Die methode gaat na een tijdje niet meer werken, en de eerste stap die we in mijn optiek moeten doen is het energiegebruik gewoon wat beter inrichten, zeker als het gaat om huishoudens. Energiecentrales zullen er altijd blijven, al is het maar om het (veel grotere) industriële gebruik te dekken, en als we ons wasmachien gewoon kunnen programmeren om te gaan draaien als het gebruik vermindert (bijvoorbeeld: een ècht 'smart grid', niet één dat gemaakt is voor stroommaatschappijen, maar om een energieprobleem op te lossen). De beschikbaarheid van geschikte apparatuur en de (afwezigheid van) stimulans is daarvoor volgens mij een veel grotere belemmering dan het opslaan van geschikte hoeveelheden energie.

Lambiek

Special Member

Op 23 juni 2020 15:46:53 schreef MYH1990:

code:

Het rendement van waterstof is op zich niet slecht, maar het produceren kost gewoon veel energie

Energie welke we nu bij lange na al niet uit groene bronnen halen, wat me nu net het doel lijkt met deze waterstof oplossing.

Dat klopt op zich wel, maar om nu meer panelen te nemen om je overschot op te slaan in waterstof. Daar heb ik mijn vraagtekens bij.

Per individu is het misschien interessant voor je portemonnee.

Dat vraag ik me dus af, een zone installatie kost ook niet niets. En dat waterstof gebeuren, daar zal ook een prijskaartje aanhangen. Dus of het goed voor je portemonnee is betwijfel ik.

Maar als we al tekort komen aan groene energie, is het wellicht interessanter om het met echte overcapaciteit te doen.

Als je tekort komt heb je ook geen overschot lijkt mij. :)

Of Überhaupt de efficiëntie van ons huidige AC net.

neem uit dit voorbeeld de zonnepanelen.
Deze DC spanning gaan we op zolder omvormen naar AC, vervolgens beneden in de meeste apparaten weer gelijkrichten naar DC om te gebruiken, en als je het zelf niet gebruikt doen je buren dat wel.

Ben ik met je eens, maar we hebben dat net nu eenmaal, dus hebben we er mee te dealen.

Een lokaal DC net is zo gek nog niet, hiermee kan je tevens je overcapaciteit ofwel omvormen naar AC voor distributie of waterstof in je garage produceren.

Is ook zo, maar je zet het huidige net niet zomaar even om.

Maar dat er iets moet gebeuren voor een beter klimaat staat vast. :)

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Goed 95% van al het waterstof in de wereld wordt gemaakt door reforming van aardgas of andere fossiele brandstoffen. Minder dan 5% van de productie gebeurt door elektrolyse en het resterende deel via experimentele methoden zoals een algen bioreactor.

Uit deze site: https://www.egear.be/waterstof-maken/

In een ander topic heb ik al eens gehad over dieseltreinen, waarvan er in onze buurlanden nogal wat van rijden, meer dan bij ons. In de omgeving van Oldenburg en rond Berlijn lopen wat proefprojecten met treinstellen aangepast voor aandrijving door waterstof. Dat waterstof word geleverd door de aardolie industrie. Maar daar hoor je bijna niets over, daar moet je diep voor gaan graven. Uiteindelijk rijden die treinen 2x zo duur dan op gasolie. Maar waarom dan? Uitleg: soms staan er bij een station 3 van die treinstellen een kwartier of meer te pruttelen voor ze weer op pad gaan. Er hangt een blauwe walm rond het station, en bewoners en bezoekers mogen niet met hun (diesel)autootje de nabije milieuzone in.
De gewone man word een rad voor ogen gedraaid dat die waterstof met windmolens is opgewekt. Dat is gewoon niet zo.
Ook dat Zeeuwse voorbeeld is energie economisch minder dan terugleveren aan het net.

Betalen die mensen daar in Zeeland nou de verhoging van de verzekeringspremie van de buren?

Lambiek

Special Member

Op 23 juni 2020 16:47:47 schreef mvdk:
Goed 95% van al het waterstof (wat is waterstof) in de wereld wordt gemaakt door reforming van aardgas of andere fossiele brandstoffen.

In een ander topic heb ik al eens gehad over dieseltreinen, waarvan er in onze buurlanden nogal wat van rijden, meer dan bij ons. In de omgeving van Oldenburg en rond Berlijn, lopen wat proefprojecten, met treinstellen aangepast voor aandrijving door waterstof. Dat waterstof word geleverd door de aardolie industrie.

En daar moeten we juist van af, van dat gas en die olie.

Maar daar hoor je bijna niets over, daar moet je diep voor gaan graven.

Dat is waarschijnlijk maar beter ook dat je er niets van hoort. :)

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
Hensz

Golden Member

Op 23 juni 2020 15:04:26 schreef floppy:
In het verhaal staat 1200 liter bij 30 bar. met een energie inhoud van 3 kWh/m3 kom ik uit op 108kWh opslag. Genoeg voor een paar dagen.

Dat is wel heel grof in het gebruik. Dan zou je per dag net zoveel moeten gebruiken als ik in een week doe. Ik zou er 5 weken mee toekunnen.

Op 23 juni 2020 15:33:25 schreef Lambiek:
[...]
Het rendement van waterstof is op zich niet slecht, maar het produceren kost gewoon veel energie. Dus dan gaat het rendement ook naar beneden.

Als het rendement goed is en het kost toch veel energie, dan betekent dat alleen maar dat de energiedichtheid hoog is en dat is juist goed!
Het klopt ook, de energiedichtheid/kg van waterstof is 2-3 keer die van aardgas.

Don't Panic!
Lambiek

Special Member

Op 23 juni 2020 17:11:58 schreef Hensz:
Dat is wel heel grof in het gebruik. Dan zou je per dag net zoveel moeten gebruiken als ik in een week doe. Ik zou er 5 weken mee toekunnen.

Dat is inderdaad wel heel veel.

Als het rendement goed is en het kost toch veel energie, dan betekent dat alleen maar dat de energiedichtheid hoog is en dat is juist goed!

Op zich wel, maar je moet er wel heel veel energie instoppen om het te produceren. En ik vraag me af of je er dan wel mee uitkomt.

Het onder druk brengen kost ook nog eens +/- 10%, dat moet je ook niet vergeten.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
evelo

Golden Member

Mensen hebben geen benul van hoeveel energie ze rechtstreeks en onrechtstreeks verbruiken.

Hoeveel is 1kWh? Ik denk dan aan een deftig boerenpaard dat 1h beulenwerk doet op het veld.

De enige duurzame oplossingen waar ik geloof aan hecht is als er zaken geschrapt worden: de via negativa.

Al de rest is marketingpraat van mensen die zelfs nog geen notie hebben van basis fysica ofwel de boel opzettelijk bedriegen.

GJ_

Moderator

Op 23 juni 2020 16:02:12 schreef Kruimel:
Er is een zeer goede reeks artikelen over waarom waterstofauto's niet zullen werken verschenen op tweakblogs die het uitlegt...

Dat is het verhaal van één tegenstander van waterstof. Hoe deskundig is die? Ik weet het zelf niet, ik ben geen deskundige. Maar er is veel onderzoek naar de mogelijkheden van waterstof en brandstofcellen worden al even productierijp gemaakt. Dat door tamelijk technische mensen die er meer verstand van hebben dan ik. Ik heb alleen de machines er voor gemaakt, maar ik ben dus hoopvol dat er meer mogelijk is.

Overigens vind ik de topictitel een beetje onhandig want ook waterstof is tbv elektriciteit. Het is eigenlijk accu's vs waterstof.

Op 23 juni 2020 17:11:58 schreef Hensz:
[...]
Dat is wel heel grof in het gebruik. Dan zou je per dag net zoveel moeten gebruiken als ik in een week doe. Ik zou er 5 weken mee toekunnen.

Als het alleen voor elektriciteit is misschien wel maar je moet er ook mee verwarmen.

Op 23 juni 2020 16:47:47 schreef mvdk:
Betalen die mensen daar in Zeeland nou de verhoging van de verzekeringspremie van de buren?

Het ging toch over Goeree-Overflakkee? Dat is Zuid-Holland. ;)

Op 23 juni 2020 15:46:53 schreef MYH1990:
Zoals het niet stil zetten van windturbines (omdat het iets te hard waait en we geen kerncentrales even snel kunnen uitzetten) en die energie in te zetten op waterstof.

Een kerncentrale kun je heel goed snel uitzetten. Ze doen het alleen niet omdat het economisch beter is om hem te laten doorjakkeren.

Op 23 juni 2020 18:48:51 schreef GJ_:
Dat is het verhaal van één tegenstander van waterstof. Hoe deskundig is die? Ik weet het zelf niet, ik ben geen deskundige. Maar er is veel onderzoek naar de mogelijkheden van waterstof en brandstofcellen worden al even productierijp gemaakt. Dat door tamelijk technische mensen die er meer verstand van hebben dan ik. Ik heb alleen de machines er voor gemaakt, maar ik ben dus hoopvol dat er meer mogelijk is.

Dat gebrek aan deskudigheid heb ik ook, het zal bij een 'educated guess' blijven, dus wat dat betreft staan we op gelijke voet. Het feit echter dat een ander ergens geld tegen aan smijt wil niet zeggen dat iets een beloftevolle technologie is. Voor WorldOnline hebben bedrijven ook hun balans omgegooid, maar dat het een slecht idee was bleek pas toen de investeringen stopten en de boel instortte omdat het toch niet rendeerde om te werken zonder enige idee waar het geld vandaan moest komen.

De bezwaren die ik noem zijn echt, waterstof synthetiseren is niet efficiënt. Elektrolyse is dat in elk geval niet, als je het doet, zelfs zonder de energie-inhoud van het gegenereerde gas te testen, zal je merken dat het overgebleven water merkbaar warm wordt. Hier heb ik wel eerstehands ervaring mee, maar geen oplossing voor. Er is blijkbaar wel een efficiënter proces, maar het vereist een hoge temperatuur (Thermochemical cycle). Het opslagproces wordt daardoor zeer afhankelijk van een proces dat niet makkelijk start of stopt, en waarschijnlijk lastig te financieren is wegens de lage bezettingsgraad van de (dure) apparatuur, maar het zou kunnen.

Het comprimeren van gas is ook niet efficiënt. Als het niet condenseert (zoals propaan bijvoorbeeld) dan is de druk waar je tegen werkt begrensd tot de druk waarop het condenseert (gegeven een afvoer van de warmte). Als de druk alleen maar toeneemt (want waterstof condenseert niet bij een beheersbare druk) ben je dus bij elke bar extra dus meer energie kwijt, zodat je energiebehoefte voor opslag kwadratisch toeneemt met de energie die je mee wil nemen. Waterstof tanken verwarmt je auto (compressie) en koelt de pomp, dat zijn energetische effecten waar je aan geen van beide kanten wat aan hebt (de pomp dumpt de kou ergens, en de auto dumpt de warmte, dat is vergelijkbaar met een airco draaien met de deur open). Je kunt ook niet (zoals bij LPG) de brandstof vloeibaar in de auto krijgen om dit compressie/decompressieproces te omzeilen.

Zelfs als een duurzame brandstofcel de enige overgebleven barrière is om het probleem op te lossen moet ik de eerste duurtest van zo een cel die op atmosferische zuurstof loopt nog tegen komen (of accepteren dat ik twee tanks meesleep, maar dat is IMHO niet realistisch). Het is niet zo dat er geen informatie is over bedrijven die het proberen en ideeën hebben, maar niemand heeft zo een proef succesvol afgerond. Er zijn wel een paar die het beweren, maar dat een paar jaar later als laatste statement op hun site hebben staan voor die wordt uitgeschakeld.

Kortom: de reden dat ik geen inhoudelijke bronnen lever van voorstanders is dat ik die niet kan vinden. Iemand die deze aannames kan falsificeren mag graag bij mij op de koffie komen, ik sta er open voor, maar ik neig voorlopig maar een enkele kop op de tafel te zetten. Er is veel "onderzoek" (lees: experimenten die investeerder hadden en mislukt zijn en derhalve niet gepubliceerd), maar heel weinig resultaten. Als iemand er mee op de proppen kan komen ben ik benieuwd, ik zie ook graag gratig efficiënte energie-opslag, maar ik vermoed (zie hoe ik hier mijn terminologie heb aangepast) dat die hier niet gaan verschijnen. Ik houd het topic de komende periode in de gaten in elk geval. ;)

PS Eens wat betreft de topictitel. :)

Op 23 juni 2020 20:55:52 schreef Kruimel:
PS Eens wat betreft de topictitel. :)

Sorry...

Het idee vind ik interessant en dat in een krantenartikel niet al te veel details staan kan ik ook nog door de vingers zien. Er stond overigens wel dat het met de huidige kosten geen realistische investering is maar meer een test of het praktisch haalbaar is.
Maar ik vond het artikel met mijn eveneens beperkte kennis een heel erg groot "wij van WC-eend" (*) gehalte hebben.
Tevens zijn veel investeerders in waterstof inderdaad de 'oude' energie producenten zoals oliebedrijven en automerken, die daar vaak de afgelopen 30 jaar nog aardig wat subsidie voor binnengeharkt hebben ook.

Wie herinnert zich de Hydrogen Hummer nog, vrolijk bestuurt door (destijds) gouverneur van Californië...
https://images3.persgroep.net/rcs/fAtGtC7bacdBjS31y95d3--_Rnc/diocontent/157583164/_fitwidth/694/?appId=21791a8992982cd8da851550a453bd7f&quality=0.8

(*) deze term komt van een Nederlandse reclame van een aantal jaren geleden waar een fabrikant van een WC-reiniger de grappig en ironisch bedoelde term hanteerden: "wij van WC-eend adviseren WC-eend", een variant op het spreekwoord "een slager die zijn eigen vlees keurt".

Sine

Moderator

Op 23 juni 2020 14:52:41 schreef GJ_:
[...]Da's toch goed? Het gaat over auto's. Welke verbrandingsmotor haalt de 60% van een brandstofcel?

Jep, dat maakt totaal 20% rendement van "wiek tot wiel"

http://www.gigawatts.nl/co/smile/cheer_bonk.gif Jeeeuj http://www.gigawatts.nl/co/smile/cheer_bonk.gif