Alternatieve Energie Bronnen

[K-PAX]

REPLY TO: D66 at nic.surfnet.nl

-----Oorspronkelijk bericht-----
Van: K-PAX [mailto:j.hoek20 at chello.nl]
Verzonden: donderdag 28 augustus 2003 11:01
Aan: Erik van den Muijzenberg; D66
Onderwerp: RE: Alternatieve Energie Bronnen




-----On


At 19:20 27-08-2003, K-PAX wrote:

>De kalorische waarde van waterstofgas bij de waterstofbrandstofcel doet er
>helemaal niet toe, want het wordt niet verbrand.

O, pardon.
Laat ik het anders formuleren: hoeveel energie levert
waterstofgas in een brandstofcel eigenlijk en hoe verhoudt
zich dit tot de energie die het kost om waterstofgas te
produceren?

>>Heb je misschien wat cijfers over het rendement

Dit onderstaande is van een site over Waterstofgas.


<<De verbrandingsreactie heeft namelijk een theoretische limiet aan zijn
efficientie'', legt Peelen uit. ,,Dat is een thermodynamisch gegeven, de
zogenaamde Carnot-limiet. Een brandstofcel heeft een hogere limiet.
Praktisch gezien hebben de verbrandingsinstallaties hun efficientiegrens
bereikt en die ligt rond de 55 procent. Voor de gesmolten-carbonaatcel is 65
procent haalbaar

Voor de gesmolten-carbonaatcel, een waterstofbrandstofcel, is 65% rendement
haalbaar, dus net zoals bij mijn eerder gestelde 40%. Dus als de waterstof
een electrisch potentiaal heeft van 1 kwh, dan is het rendement, 065 kwh.

>maar een klein kind kan de was doen.

Juist ja.

>En dit is echt heel simpel. Je hebt water, je laat er een + pool en een -
>pool in hangen, zet de stroom aan, en er komt aan de pluspool O2 gas naar
>boven, en aan de minpool H2, dus waterstofgas. Hiermee laadt je je
>waterstofbrandstofcel helemaal op, en je hebt een rendement qua output van
>40%, wat meer is dan de verbrandingswaarde van aardgas in een reguliere
>centrale.

Ik wil best aannemen dat een brandstofcel een rendement van
40 procent heeft (40 procent van wat?), maar dat is natuurlijk
niet het totale rendement. Je moet immers eerst water ontleden
tot zuurstof en waterstof.

Nee, ouwe, dat heb je mis. De 40% rendement, blijkt dus 65% te zijn, is het
rendement van de potentiele 100% energiewaarde die de stof theoretisch heeft
aan energiecapaciteit, tot wat je er werkelijk uithaalt. Dat je water eerst
moet ontleden tot waterstor en zuurstof, heeft geen ene reet met dat
rendement te maken. Als aardgas theoretisch de kalorische waarde van 1Mj per
eenheid heeft, en bij verbranding krijg je daar 0,35 Mj aan energie vrij,
dan is het rendement 35%, en dan heb je geen reet te maken, met dat het gas
eerst in Rusland geboord moest worden, getransporteerd, op de juiste
calorische waarde gebracht, opgeslagen en dan verbrand. jDie kosten hebben
ook niks met het verbrandingsrendement van gas te maken.

Jij vergist je met de rendementswaarde van potentieele energie tot
daadwerdelijke onttrekking van energie, wat een vaststaande waarde is, en
die is bij vewrbranding dus max. 55%, en bij waterstofbrandstofcellen dus
65%, dus die waarde van een waterstofbrandstofcel is altijd hoger, dus ook
het rendement is altijd hoger. Dus dat is definitief einde discussie. Een
waterstofbrandstofcel heeft altijd een hogere rendementswaarde bij omzetting
van potentieel aanwezige energie, tot wat je er daadwerkelijk uithaalt, het
rendement dus. Daar heeft de conventionele energieopwekking gewoon al
verloren qua rendement.

Een kind kan op zijn vingers natellen, dat het pompen van normaal
>leidingwater naar een waterstofbrandstofcel, een aantal factoren goedkoper
>is, dan het opsporen, oppompen, transporteren, en verbranden van olie en
gas.

Goh, dat is handig. Je neemt een brandstofcel, giet er wat
water in, en klaar?

Nee, zelfkleinerend mannetje, je neemt wat aardgas, giet het in een
gascentrale, en je bent klaar. Je leidt waterstofgas door een carbonaatcel,
waar je het opslaat, bij contact met zuurstof komt er energie vrij, en wel
met een rendement van 65% van de volle 100% energiepotentieel.
 Dat de waterstofbrandstofcel een technisch voldongen feit is, verandert
echt niet door jouw ontkenning van zijn kwaliteiten, ik vermoed dat je heel
wat aandelen Shell in je portfolio hebt

>en dan komen er nog niet eens cijfers aan te pas,

Nee, die komen er nog steeds niet aan te pas.

>en dat kan ook niet,

En dat kan ook niet?

>want de Waterstofbrandstofcel is nog geen bestaande
>(grootschalige) industrie,

O, dus je kunt alleen iets berekenen als het al bestaat?

Inderdaad eric, want het heeft geen zin om op basis van de produktie van
enkele duizenden cellen per jaar een wereldeconomie te gaan baseren als
kostenplaatje. Toen IBM in 1969 een kamer vol met draden en transistors had,
en dat de computer noemde, vroeg ook niet iedereen wanneer die rotzooi tegen
welke prijs op de markt kwam, het is nl. een ontwikkelingsfase. Dit geld ook
voor de waterstofbrandstofcel. Voor de lange termijn en grootte
schaalproduktie moeten er nog wat dingen geregeld worden, zoals welke cel
het rendementsvolst is, qau opbrengts en lange termijn gebruik. Mercedes is
nu nog aan het testen met auto"s in Duitsland, hoe de praktijkervaring
uitpakt, dus cijfers kan je alleen als theorie krijgen, maar nooit als
realistische marktwaarde, omdat het produkt nog in ontwikkeling is.
Daarnaast zijn er zoveel onbekende parameters(van overheidssubsidie tot
kopersbereidheid), dat je geen sluitend beeld kan geven. Je kan alleen de
huidige produktiekosten nakijken, en die extrapolleren, maar volgend jaar
kijk je alweer tegen een heel ander plaatje aan, afhankelijk van de
schaalgrootte.

Maar jij denkt dat je alleen met cijfertjes gelijk kan krijgen, dus voor
jouw plezier het volgende, eat your hart out....

<<Electrolysis of Water
By providing energy from a battery, water (H2O) can be dissociated into the
diatomic molecules of hydrogen (H2) and oxygen (O2). This process is a good
example of the the application of the four thermodynamic potentials.


The electrolysis of one mole of water produces a mole of hydrogen gas and a
half-mole of oxygen gas in their normal diatomic forms. A detailed analysis
of the process makes use of the thermodyamic potentials and the first law of
thermodynamics. This process is presumed to be at 298K and one atmosphere
pressure, and the relevant values are taken from a table of thermodynamic
properties.

Quantity H2O H2 0.5 O2 Change
Enthalpy -285.83 kJ 0 0 DH = 285.83 kJ
Entropy 69.91 J/K 130.68 J/K 0.5 x 205.14 J/K TDS = 48.7 kJ

The process must provide the energy for the dissociation plus the energy to
expand the produced gases. Both of those are included in the change in
enthalpy included in the table above. At temperature 298K and one atmosphere
pressure, the system work is

W = PDV = (101.3 x 103 Pa)(1.5 moles)(22.4 x 10-3 m3/mol)(298K/273K) = 3715
J
Since the enthalpy H= U+PV, the change in internal energy U is then

DU = DH - PDV = 285.83 kJ - 3.72 kJ = 282.1 kJ
This change in internal energy must be accompanied by the expansion of the
gases produced, so the change in enthalpy represents the necessary energy to
accomplish the electrolysis. However, it is not necessary to put in this
whole amount in the form of electrical energy. Since the entropy increases
in the process of dissociation, the amount TDS can be provided from the
environment at temperature T. The amount which must be supplied by the
battery is actually the change in the Gibbs free energy:

DG = DH - TDS = 285.83 kJ - 48.7 kJ = 237.1 kJ
Since the electrolysis process results in an increase in entropy, the
environment "helps" the process by contributing the amount TDS. The utility
of the Gibbs free energy is that it tells you what amount of energy in other
forms must be supplied to get the process to proceed.

Reverse process: Hydrogen fuel cell
 Index

Internal energy concepts

Reference
Schroeder
Ch 5
 HyperPhysics***** Thermodynamics  R Nave
 Go Back





Hydrogen Fuel Cell
Hydrogen and oxygen can be combined in a fuel cell to produce electrical
energy. A fuel cell uses a chemical reaction to provide an external voltage,
as does a battery, but differs from a battery in that the fuel is
continually supplied in the form of hydrogen and oxygen gas. It can produce
electrical energy at a higher efficiency than just burning the hydrogen to
produce heat to drive a generator because it is not subject to the thermal
bottleneck from the second law of thermodynamics. It's only product is
water, so it is pollution free. All these features have led to periodic
great excitement about its potential, but we are still in the process of
developing that potential as a pollution-free, efficient energy source (see
Kartha and Grimes).


Combining a mole of hydrogen gas and a half-mole of oxygen gas from their
normal diatomic forms produces a mole of water. A detailed analysis of the
process makes use of the thermodynamic potentials. This process is presumed
to be at 298K and one atmosphere pressure, and the relevant values are taken
from a table of thermodynamic properties.

Quantity H2 0.5 O2 H2O Change
Enthalpy 0 0 -285.83 kJ DH = -285.83 kJ
Entropy 130.68 J/K 0.5 x 205.14 J/K 69.91 J/K TDS = -48.7 kJ

Energy is provided by the combining of the atoms and from the decrease of
the volume of the gases. Both of those are included in the change in
enthalpy included in the table above. At temperature 298K and one atmosphere
pressure, the system work is

W = PDV = (101.3 x 103 Pa)(1.5 moles)(-22.4 x 10-3 m3/mol)(298K/273K)
= -3715 J
Since the enthalpy H= U+PV, the change in internal energy U is then

DU = DH - PDV = -285.83 kJ - 3.72 kJ = -282.1 kJ
Since the entropy decreases in the process of combination, the amount TDS
must be provided to the environment as heat at temperature T to keep the
entropy constant. The amount of energy per mole of hydrogen which can be
provided as electrical energy is the change in the Gibbs free energy:

DG = DH - TDS = -285.83 kJ + 48.7 kJ = -237.1 kJ
For this ideal case, the fuel energy is converted to electrical energy at an
efficiency of 237.1/285.8 x100% = 83%! This is far greater than the ideal
efficiency of a generating facility which burned the hydrogen and used the
heat to power a generator! Although real fuel cells do not approach that
ideal efficiency, they are still much more efficient than any electric power
plant which burns a fuel.
 Index

Internal energy concepts

Reference
Schroeder
Ch 5

Reference
Kartha & Grimes
 HyperPhysics***** Thermodynamics  R Nave
 Go Back







>en waarschijnlijk komt dat door die  "bord voor
>hun kop-visionairs" als jij,

Waarschijnlijk wel.

>maar elke middelbare school natuurkunde of scheikunde
>leraar kan jou het rendement voorrekenen hoeveel stroom het kost om een
>liter water om te zetten in een x hoeveelheid waterstofgas

Juist. Helaas heb ik niet meer zoveel contact met mijn
natuurkundeleraar; jij nog met de jouwe misschien?

Nee, maar daarom heb ik bovenstaande berekeningen voor je opgezocht, kan je
zelf berkenen hoeveel energie het  kost, om een liter water om te zetten in
2 mol waterstofgas en 1 mol
zuurstofgas.


>Van die hoeveelheid stroom is het rendement van het opgewekte waterstof gas
>in de waterstofcel omgezet tot stroom, 40%. Meer dan bij gas.

Het rendement van de brandstofcel is, zeg je, 40 procent.
Dat heb je nu inmiddels tien keer beweerd.
Maar wat de elektrolyse van water kost - heb je echt aan
ordinair kraanwater genoeg; wat kost de produktie en het
transport daarvan; hoeveel elektriciteit kost de elektrolyse;
hoe wek je die elektriciteit op (windenergie lijkt me toch
onvoldoende) - dat maak je nog steeds niet duidelijk.

Wat de electrolyse van kraanwater kost aan energie, vindt je in bovenstaande
uitleg. Daarnaast staat in de laatste uitleg met berekening, dat het
rendement van een waterstofbrandstofcel geen 40% MAAR ZELFS 83% RENDEMENT
KAN HALEN UIT STROOMCONVERSIE. Dus ik beweer wel 10 x iets dat steekhoudend
is.

Wat de electrolyse van een liter water kost, kan uit bovenstaande berekening
halen, alleen vul je eigen stroom en waterprijs in.

De produktie en transport van gewoon kraanwater is bij het
waterleidingbedrijf op te vragen, en ik kan jou zonder je (schijn)heilige
cijfertjes al vertellen, dat dit goedkoper is dan de exploitatie van olie en
gas, waar je en moet boren, en moet transporteren over enorme afstanden,
moet raffineren en de milieukosten van energieopwekking nog moet bij
calculeren. En jij wil weten of er cijfers zijn om te vergelijken of het
gewoon transporteren en opwekken van kraan water inderdaad goedkoper is. Als
je dit als concept al niet snapt, dan ben je alleen nog maar een debiel ook
als dan ook nog naar cijfers gaat vragen. Het is zoiets als dat er een fiets
en een auto in de etalage staan, ik zeg, de fiets is goedkoper, minder
materiaal, geen brandstofkosten, maar jij wil nog even de produktiekosten
gaan vergelijken tussen een auto en een fiets, of een fiets echt wel
goedkoper is, want je hebt geen cijfertjes erbij zien staan.

Eigenlijk ben je gewoon ziende blind, en als iemand zegt dat je een bril op
moet doen, doe je nog alsof je doof bent ook, waarschijnlijk door dat
"talking loud and saying nothing".

En waar die energie vandaan komt, daar lees je voor het gemak ook elke keer
overheen. Ik zeg je, dat zonne-energie met een relatief kleine investering,
al rendabel is te maken, dat zou de ruggegraat van de duurzame energie
moeten worden, aangevuld met windenergie, en hydro-electriciteit. Aardgas
zou als milieu-neutraal verbranding-energiebron kunnen dienen, voor
verwarming en koken. Dan zit je dus niet alleen met windmolens. En ook de
huidige energie-leveranciers kunnen dan hun fossiele overcapaciteit op een
Europees geregelde schaal opslaan in de
waterstofbrandstofcel-buffer-centrale.


Kortom, je staat zonder onderbouwing jezelf zinloos te
herhalen.

Luister dipshit, als jij uit elke mail van mij de onderbouwing weglaat, en
dan gaat zitten bleren dat er geen onderbouwing is, hangt mij zo
langzamerhand een beetje de keel uit. Als jij niet gelooft dat Green Peace 5
jaar geleden al berekent heeft dat een rendabele zonnecelpaneelfabriek in
die tijd voor 1 mld gulden mogelijk was, dat sinds die tijd er al
verbeteringen zijn ontwikkeld die het rendement van de zonnecel al 5 a6 x
kunnen  verbeteren, dan vraag je dat onderzoek zelf maar op bij Green Peace,
maar hou op cijfers die ik je wel geef, maar waar je op `1 of andere manier
niet mee kan leven.


Het hele proces alleen maar gebruiken om pieken en dalen
in elektriciteitsopwekking door middel van windenergie
op te vangen, lijkt mij overigens een wat kostbare wijze van
inzetten van dit procede. Maar ik laat me graag overtuigen
door wat cijfers.

Dat is het ook eikel, maar dat is ook wat jij ervan maakt. Ik heb het over
het opzetten vnij  een Nieuwe Duurzame Infrastructuur, waarbij zonne-energie
de absolute speerpunt is. Maar daarvoor moet er eerst geinvesteerd worden in
de schaalgrootte. Daarnaast zeg ik, dat als je duurzame zonne-en windenergie
als hoofdleverancier van je (duurzame) energie neemt, dan kan je niet zonder
de waterstofbrandstofcel-energiecentrale, omdat je de tekorten aan stroom
(s'nachts, geen zonlicht, windstil) en de overschotten, continu moet kunnen
beheersen. Dit geheel is technisch allemaal haalbaar, zonder twijfel, alleen
de wil en de financieen ontbreken op het moment..... En mijn enige
waarneming is... WAAROM... waarom kan je, als de wil er is, niet voor 6 mld
euro subsidie, een duurzame milieuvriendelijke, goedkope, schone
wereldwijde, goed georganiseerde DUURZAME ENERGIE VOORZIENING in elkaar
zetten, zoals ik eerder heb beschreven die technisch helemaal haalbaar is,
terwijl we nu wel met zijn allen 6 MLD EURO SUBSIDIE, LETTERLIJK NAAR DE
KANKER SUBSIDIEREN, NL. ATOOMCENTRALES, DIE TEN EERSTE NIET RENDABEL ZIJN,
TEN TWEEDE EEN GEVAAR VOOR HET MILIEU EN ONZE GEZONDHEID(Tjernobyl),

Is de angst voor vernieuwing, de stap naar een betere, schonere en
goedkopere toekomst dan zou beklemmend voor een groot deel van de bevolking.
Of zijn we, met al onze korte termijn consumptiepatronen, zo afgestompt, dat
vernieuwing als optie niet eens meer tot ons doordringt.... we rijden zo van
9 tot 5 ons gespreide pensioengraf binnen, zonder ooit nog te beseffen dat
je ergens along the way nog een afslag kan maken!

We zijn niet getrouwd met olie, gas of kernenergie, het is maar een relatie,
die hoognodig eens opengebroken moet worden. En het is niet eens de wil die
dat gaat waarmaken, maar het vervallen van de onwil om het waar te maken.

Erik, jij kan nu wel zeggen dat het allemaal niet haalbaar is, en dat je
cijfers wil zien, maar kom jij dan eens met de cijfers van de
exploitatiekosten van olie en gas, kom eens met de milieu-schadekosten van
de olie-gas- en kernindustrie, de globalwarming/co2 investeringen die daar
elk jaar bijkomen, want die kosten maken duurzame energie ook weer een stuk
voordeliger.

Want de wereld draait niet om cijfers, de wereld draait om ideeen, en de wil
om ze te realiseren, en niet om een of ander rekenmachientje met oren, die
vandaag zegt dat het x euro kost, maar morgen zegt dat het y euro kost,
omdat er een nieuwe parameter ontdekt is.

Cijfers zijn alleen maar het gereedschap om ideeen mee te realiseren in de
praktijk van alledag
maar zijn te variabel om een idee alleen te dragen. De cijfers van vandaag
zijn het wc-papier van morgen.

Dus beoordeel een idee op zijn maatschappelijke en toegevoegde waarde, de
potentie, de verbeteringen die het inhoudt, de progressie die het meebrengt
de kosten en baten die er aan verbonden zijn, maar ga niet zo zitten
mierenneuken over kwartjes en dubbeltjes.

Jij lijkt mij zo"n persoon, Eric, dat als Martin Luther King tegen jou
zegt... I have a dream... dan vraag jij gelijk, hoeveel kost ie, en mag ik
de cijfertjes even zien... terwijl je dan gewoon de hele boodschap mist...

Maar ja,
ieder het zijne, groeten van het mijne.

K-PAX

**********
Dit bericht is verzonden via de informele D66 discussielijst (D66 at nic.surfnet.nl).
Aanmelden: stuur een email naar LISTSERV at nic.surfnet.nl met in het tekstveld alleen: SUBSCRIBE D66
Afmelden: stuur een email naar LISTSERV at nic.surfnet.nl met in het tekstveld alleen: SIGNOFF D66
Het on-line archief is te vinden op: http://listserv.surfnet.nl/archives/d66.html
**********