Waterstof of elektrisch

[SparkyM3LR4WD]

De opwek van zon-energie is op dit moment erg goedkoop en blijft de komende jaren verder dalen. Ik heb thuis het aantal panelen (44 stuks) afgestemd op winterverbruik en we wekken in de zomermaanden dus vele malen meer op dan we zelf verbruiken. We leveren dus meer terug richting het net (opbrengst 11 cent/ kWh) dan we totaal zelf verbruiken. En dan komen we nog steeds uit op acceptabele terugverdientijden.

Ik verwacht dat voorgaande situatie steeds meer toegepast gaat worden nu zon en windenergie steeds goedkoper worden. De uitdaging verschuift dan naar een heel ander vlak -> wat doen we met overtollige energie (en hoe vangen we pieken/dalen op) Stroom weggooien is niet de bedoeling dus vanuit dat oogpunt is waterstof altijd een betere oplossing. Maar grootschalige toepassing van waterstof is zeker geen optimale oplossing. Het is te hopen dat we snel iets beters verzinnen. Onder druk wordt alles vloeibaar, ik ben er van overtuigd dat er oplossingen gaan komen.

 

[wooter]

Je zou ook een stap verder kunnen gaan en de overtollige stroom omzetten in methaan. Ons huidige gas netwerk kan prima enorme hoeveelheden opslaan en we hebben bestaande centrales om het weer in stroom om te zetten.

Maar daar ook weer heb je de omweg, en die bestaande centrales zijn niet onderhoudsvrij en kunnen niet onbeheerd draaien. Hoe meer windparken en PV-daken er opgeleverd worden, hoe minder relevant het gasnetwerk en bestaande centrales worden.

 

[fivari]

Als je, ook met Noord-Afrika erbij, zoveel installeert dat je in de winter je verbruik kan dekken. dan zit je in de zomer toch met een enorm overschotten. Je installeert dan over een gans jaar genomen een te veel aan capaciteit. Het economisch en ecologisch optimum zal dus ergens tussenin liggen met te weinig capaciteit in de winter en overcapaciteit in de zomer. Het vullen van de put in de winter met de berg uit de zomer zou via waterstof kunnen.
Of je kiest ervoor om toch voldoende capaciteit te installeren zodat zelfs het winterverbruik afgedekt is en dan kan je in de zomer, zoals Maarten CH aangeeft, de overproductie gebruiken om methaan of methanol aan te maken waarmee je dan bijvoorbeeld kan koken of andere proceswarmte kan genereren. Maar ook dat zijn toepassingen van waterstof.

 

[horta]

Er is zoveel waterstof in de industrie nodig dat je die niet wilt inzetten voor particulieren. @Wim S. heeft daar wel mooie verhalen over gesschreven.

 

[Pascal-R]

Er is zoveel waterstof in de industrie nodig dat je die niet wilt inzetten voor particulieren. @Wim S. heeft daar wel mooie verhalen over gesschreven.

Correct, als we de wereldwijd industrieel gebruikte waterstof groen willen maken, moeten ca. 500.000 windmolens daar permanent voor inzetten, dat zijn volgens mij meer windmolens dan er nu uberhaubt wereldwijd staan (in 2019 werden er iets van 22.000 windmolens geplaatst).
Er wordt op jaarbasis voor de industrie 70.000.000.000 kg waterstof gebruikt. Je hebt ca. 40 kWh nodig voor 1 kg waterstof. Dus..... 2.800.000.000.000 kWh. Dus 2.800 TWh is daarvoor nodig, volgens mij ca. het 20 voudige van wat Nederland verbruikt. (mocht ik ergens een rekenfoutje hebben gemaakt, hoor ik het graag).

 

[BobbyKings]

Correct, als we de wereldwijd industrieel gebruikte waterstof groen willen maken, moeten ca. 500.000 windmolens daar permanent voor inzetten, dat zijn volgens mij meer windmolens dan er nu uberhaubt wereldwijd staan (in 2019 werden er iets van 22.000 windmolens geplaatst).
Er wordt op jaarbasis voor de industrie 70.000.000.000 kg waterstof gebruikt. Je hebt ca. 40 kWh nodig voor 1 kg waterstof. Dus..... 2.800.000.000.000 kWh. Dus 2.800 TWh is daarvoor nodig, volgens mij ca. het 20 voudige van wat Nederland verbruikt. (mocht ik ergens een rekenfoutje hebben gemaakt, hoor ik het graag).

Volgens mij klopt dit heel aardig, al heb ik ook cijfers gehoord van 58 kWh/kg. Dus zou allemaal nog hoger kunnen uitkomen.

Veel mensen denken dat waterstof maar uit de lucht komt vallen....

 

[Pascal-R]

Volgens mij klopt dit heel aardig, al heb ik ook cijfers gehoord van 58 kWh/kg. Dus zou allemaal nog hoger kunnen uitkomen.

Veel mensen denken dat waterstof maar uit de lucht komt vallen....

Klopt, die 40 is redelijk positief, wanneer elektrolysers nog wat efficiënter zullen worden, dus nog wel echt toekomstmuziek.

 

[fivari]

Interessant! Dus inderdaad meer dan genoeg vraag om overschotten aan elektriciteit nuttig te gebruiken voor de productie van groene waterstof. Blijft dan het probleem van het balanceren van die alternatieve energie over de seizoenen heen. Misschien is de onbalans in hernieuwbare energie minder groot dan gedacht door de complementariteit van wind en zon.
Anderzijds bekijken we nu enkel de huidige elektriciteitsbehoefte en dat is maar 10 à 15% (inschatting) van de totale energiebehoefte. Als we al wat nu met fossiele brandstoffen wordt afgedekt ook willen elektrificeren, dan krijgen we een verhaal van een orde-grootte hoger. Je ziet de renewables haast niet op onderstaande grafiek.

 

[BobbyKings]

Als je de raffinaderijen sluit (grootverbruikers van waterstof, naast de kunstmest industrie), maak je al grote stappen. Zowel in reductie naar de vraag naar waterstof als in de vraag naar elektriciteit.

Hoeveel stroom kost een liter benzine - Niet-duurzaam| OliNo.

En pas daarnaast op met de mono-focus op waterstof voor energie opslag. Voor warmte zijn er toepassingen als ontwikkeld door Ecovat en voor hogere temperaturen als ontwikkeld door Siemens Gamesa.
En het goedkoopste blijft hydro, vaak in combinatie met HVDC (NorNed verbinding als voorbeeld).

De hele waterstof lobby doet velen door een rietje naar het energielandschap kijken.

 

[SpeedyEddy]

Helaas doet Wim S (en ook @Hans Noordsij ?) niet meer mee en ik denk ook niet dat hij zin heeft de argumenten die nog steeds WEL 100% valide zijn op te sommen: verdringing; op wereldwijde netten is er tot 2030 (of 2050?) NOOIT een elektriciteitsoverschot groot genoeg om het energieverlies via waterstof te kunnen goedmaken. JA tegen waterstof , die we industrieel nodig hebben, uit groene stroom. Is altijd beter dan waterstof uit grijze stroom.
Overigens: We draaien rondjes in dit draadje en zouden het beter kunnen samenvatten en sluiten. Tot 2030 in ieder geval. Of zoveel eerder iemand waterstof kan maken zonder elektrolyse.

 

[wooter]

Interessant! Dus inderdaad meer dan genoeg vraag om overschotten aan elektriciteit nuttig te gebruiken voor de productie van groene waterstof.

Ik denk dat je dat net verkeerd las. Dit is de noodzakelijke productie om de huidige productie van waterstof klimaatneutraal te maken.

Daarbovenop heb je dan nog windmolens en PV nodig om elektriciteit voor EV's, datacenters, verlichting, etc te voorzien.

Er is helemaal geen overschot. De huidige overschotten zijn druppels op een hete plaat voor de industrie, en die waterstof wordt niet gebruikt als seizoensopslag maar wordt gebruikt in industriële toepassingen. De overschotten van de zomer zijn dus ook al weg in de herfst.

 

[fivari]

Omdat we nu enkele % van onze elektriciteit hernieuwbaar opwekken en slechts enkele procenten van onze energiebehoefte door elektriciteit wordt afgedekt.
Wat als 50% van onze energiebehoefte hernieuwbaar wordt opgewekt?

 

[Pascal-R]

Omdat we nu enkele % van onze elektriciteit hernieuwbaar opwekken en slechts enkele procenten van onze energiebehoefte door elektriciteit wordt afgedekt.
Wat als 50% van onze energiebehoefte hernieuwbaar wordt opgewekt?

Dan kunnen we prima via vraagsturing zorgen dat eventuele overschotten aan elektriciteit wordt opgeslagen in auto's, thuisbatterijen, of thermische opslag bij warmtepompen.
Pas als we echt niet weten wat we met overbodige duurzame energie moeten doen, moeten we waterstof gaan produceren en deze in industriële toepassingen gebruiken (wel de industrie verplichten deze te gebruiken, anders kopen die de goedkope grijze waterstof).

 

[fivari]

Dat lijkt me een flinke uitdaging. De vraagsturing van enkel elektriciteit geeft al massaal problemen. Kan je je voorstellen wat dat geeft als ook die overige +90% van onze energiebehoefte afhankelijk is van wispelturige hernieuwbare energie. Gemiddeld verbruiken we wereldwijd 195 kWh/dag/persoon.
Zelf verbruikten we volgens onze teller tot onze EVs kwamen 2 kWh/dag/persoon aan elektriciteit.
Een belangrijk deel van de vraag is ook niet te sturen, toch? Ik heb het dan niet over dag/nacht maar over de variaties op wat langere termijn. Verwarming in de winter ? Niet veel aan te sturen. Proceswarmte: niet veel aan te sturen. Je hebt dus constant buffers nodig, grote buffers. Daar gaan we toch geen schaarse lithium-batterijen aan verspillen?
Ik heb de simulaties ooit gemaakt voor een wat grotere installatie aan PV. Wat de uitbreiding van zo'n installatie vermag met een batterij met een kost van dezelfde grootte-orde als de PV installatie. Prima voor dag nacht, in de zomer kom je probleemloos enkele sombere dagen door, maar vanaf half oktober kom je in de problemen: batterij meer niet dan wel voldoende vol te krijgen voor verbruik 's nachts. Ook overdag regelmatig elektriciteit van het net nodig.
Omgekeerde in de zomer. Ergens in de lente zit de batterij gewoon bijna systematisch vol en moet je overschotten dumpen in het net.
Dat dumpen in het net is in een grotere context, afschakelen of dus beter bufferen in ??? (waterreservoirs, waterstof, warmteberging, andere buffermogelijkheden)
Dat tekort dat uit het net moet worden opgevangen is in een grotere context dus putten uit de buffer.
Erg aan te bevelen literatuur:Without Hot Air; hoewel hierin zeker niet over waterstof gesproken wordt als interessante oplossing. Een zeer gestructureerd opgebouwde synthese.

 

[AntoniusJR]

Pas als we echt niet weten wat we met overbodige duurzame energie moeten doen, moeten we waterstof gaan produceren en deze in industriële toepassingen gebruiken (wel de industrie verplichten deze te gebruiken, anders kopen die de goedkope grijze waterstof).

Voor de proces industrie zijn er ook andere mogelijkheden dan waterstof in ontwikkeling, bv ijzer verbranding door de TU Eindhoven:
TU/e demonstrates iron fuel at brewery Bavaria: a new circular and CO2-free fuel for the industry

Ijzerpoeder is te zwaar/te onhandig voor wegvervoer, maar in de proces industrie wellicht een toekomstig alternatief. Voordeel is dat bij verbranding ijzer geen Co2 vrij komt, alleen roest dat weer geregereneerd moet worden.

 

[BobbyKings]

Voor de proces industrie zijn er ook andere mogelijkheden dan waterstof in ontwikkeling, bv ijzer verbranding door de TU Eindhoven:
TU/e demonstrates iron fuel at brewery Bavaria: a new circular and CO2-free fuel for the industry

Ijzerpoeder is te zwaar/te onhandig voor wegvervoer, maar in de proces industrie wellicht een toekomstig alternatief. Voordeel is dat bij verbranding ijzer geen Co2 vrij komt, alleen roest dat weer geregereneerd moet worden.

Afgebrand:
Energieopslag in ijzerpoeder bij Bavaria, innovatief maar inefficiënt

 

[AntoniusJR]

Afgebrand:
Energieopslag in ijzerpoeder bij Bavaria, innovatief maar inefficiënt

Oja, de Nederlandse kern kwaliteit in aktie: voortijdig affakkelen van potentiele innovaties zonder enige diepgang.
Zie IEEE spectrum bv voor een meer gebalanceerde view: Full Page Reload

Maar goed dat Tesla geen Nederlands bedrijf is.

 

[SpeedyEddy]

Dat tekort dat uit het net moet worden opgevangen is in een grotere context dus putten uit de buffer.
Erg aan te bevelen literatuur:Without Hot Air; hoewel hierin zeker niet over waterstof gesproken wordt als interessante oplossing. Een zeer gestructureerd opgebouwde synthese.

En wat er over waterstof t.a.v. vervoer in staat is (dus in 2008 al) vernietigend. "Hydrogen-powered vehicles are a disaster. Most prototype hydrogen-powered vehicles use more energy than the fossil-fuel vehicle they replace. The BMW Hydrogen 7 uses 254 kWh per 100 km (while the average fossil car in Britain uses 80 kWh per 100 km) ". Maar de buffer is naar huidige inzichten in de toekomst bij (bijna) zero verbranding inderdaad nog wel een probleem, dat ben ik met je eens. Alleen zou ik dan wel nieuwe technieken meenemen en niet alleen die van 2008. Waterstof is in ieder geval inefficiënt en of we van de rest t.z.t. genoeg hebben gaat zich nog wel ontvouwen. Nu al inzetten op Waterstof als buffer lijkt me rijkelijk vroeg. De techniek is beschikbaar en schaalbaar en zal wellicht nog efficiënter worden, dus stel het gewoon uit tot we richting point of no return gaan (onrendabel worden van exploitatie van langcyclische bronnen als olie en gas, hetzij door opdrogen, hetzij door afname van economy of scale)

 

[BobbyKings]

Oja, de Nederlandse kern kwaliteit in aktie: voortijdig affakkelen van potentiele innovaties zonder enige diepgang.
Zie IEEE spectrum bv voor een meer gebalanceerde view: Full Page Reload

Maar goed dat Tesla geen Nederlands bedrijf is.

Bij dit soort artikelen (met filmpje) wordt heel mooi kwalitatief aangegeven hóe het werkt. Met vele stapjes waarin je met stroom, waterstof, poeders, stoomturbines aangeeft hoe de hele cyclus ongeveer werkt. Met terloops een onnodige veeg uit de pan naar batterijen.
Dit is niets anders dan mensen blij maken met een dode mus. Zonder meer een leuk wetenschappelijk en/of educatief onderzoek voor de universiteit en de studenten. Leuke materie.

Maar elk artikel waar kwantitatieve onderbouwing van rendement en economie ontbreken moet je meteen alarmbellen doen afgaan.

Veel meer dan een bierviltje heb je niet nodig. En dat heeft wattisduurzaam al gedaan.

Dus ja, technisch leuk maar economisch en energetisch kansloos. Veel analogie met de waterstof lobby.

 

[robertvg]