Auteur Topic: De doodsteek voor waterstof brandstofcel auto's  (gelezen 224 keer)

0 leden en 1 gast bekijken dit topic.

Offline JC

  • Administrator
  • Meer dan expert
  • *****
  • Berichten: 4.042
  • Geslacht: Man
De doodsteek voor waterstof brandstofcel auto's
« Gepost op: vrijdag 15 juni 2018 - 09:06:06 »
De meesten hier weten dat ik helemaal geen voorstander ben van waterstof als brandstof voor voertuigen. De productie van waterstof is niet erg efficiënt en de brandstofcel is ook maar 50 tot 60% efficiënt. De well-to-wheel efficiëntie is hierdoor erg laag. Het is zonde om elektriciteit te gebruiken om via electrolyse waterstof aan te maken, een elektrische wagen komt met diezelfde elektriciteit een pak verder (tot meer dan dubbel zo ver).
Er is echter een andere praktische reden waarom waterstof als brandstof voor voertuigen nooit zal werken. Veel kan hier niet aan veranderd worden, het zijn de gevolgen van pure natuurkunde.

Eerst enkele feiten. Waterstof heeft een zeer hoge energiedensiteit per kg. Een kg waterstof bevat 140 MJ aan energie die beschikbaar komt na oxidatie (door verbranding of door oxidatie in een brandstofcel). Helaas is waterstof bijzonder licht waardoor de energie-inhoud per volume zeer laag is.
Waterstof zal getankt moeten worden in een tankstation en dit tankstation zal bevoorraad worden door waterstoftankers. Deze tankers gebruiken een aantal lange sigaarvormige tanks die gebundeld worden. De totale inhoud van deze bundels is maximum 500 kg. Deze hoeveelheid waterstof bevat 500 x 140 = 70.000 MJ aan energie. Een zelfde vrachrtwagen met met diesel of benzine zal ongeveer 25 ton kunnen laden!
We kunnen uitgaan van een efficiëntie van een waterstofvoertuig met brandstofcellen van ongeveer 50%. Het verbruik van die waterstofauto is ongeveer 20 kWh/100 km, waardoor er zo'n 40 kWh aan energie zal verbruikt worden uit de waterstoftank. 40x3,6=144 MJ. Laat ons uitgaan van 1 kg waterstof per 100 km (wat de fabrikanten van deze voertuigen ook opgeven). Die 500 kg in de waterstoftanker zijn dus genoeg om 50 000 km te rijden met waterstofauto's.
Vergelijken we dit met die 25 ton diesel. De dichtheid van diesel is ongeveer 0,84 waardoor 25 ton diesel in werkelijkheid 25000/0,84=29761,9048 l is, ronden we af naar 30 000 l. We gaan uit van een verbruik van 6 l diesel per 100 km (we rijden niet allemaal met zuinige eco-dieseltjes). In die vrachtwagen zit dan genoeg diesel om 30000/6=5000 keer 100 km te rijden of zo'n 5000 x 100 = 500000 km. M.a.w. met de brandstof in een tankwagen met diesel kom je 10x verder dan met de brandstof in een waterstoftanker.
Het stopt hier nog niet. Een tankwagen met een vloeistof wordt volledig leeggepompt bij levering van die brandstof. Dit gaat relatief eenvoudig, indien de tanker hoger staat dan het ontvangende reservoir zou het zelfs puur via de zwaartekracht kunnen. Gevolg is dat een vloeistoftanker relatief snel en volledig gelost kan worden. Bij een gastanker is dit anders. Als de druk in de tanker hoger is zal het gas wel naar het ontvangende reservoir stromen, maar dit zal stoppen bij gelijke druk. Let op dat bij een drukverlaging het gas zal afkoelen in de tanker waardoor de druk zal dalen! Uiteindelijk zal gepompt moeten worden om het gas in het ontvangende reservoir te krijgen. Omdat de drukken hier meestal hoog zijn (tot 800 bar) zal dit ook lang duren. Bovendien verbruikt een dergelijke compressor veel energie! In de praktijk worden gastankers nooit volledig leeg gepompt en blijft typisch zo'n 20% van de lading achter.
Overschakelen op waterstof voor het transport zal dus resulteren in minimum 10x meer brandstoftankers op de weg. Bovendien zijn dit tankers met een gevaarlijke lading. De kans op een ongeluk met een waterstoftanker neemt dan ook sterk toe. Zelfs de aanrijding tussen 2 waterstoftankers begint heel wat waarschijnlijker te worden, dit is iets wat we niet willen veronderstel ik.
Een alternatief zou transport via pijpleiding zijn. Helaas stoten we hier op dezelfde problemen. Door de lage densiteit van waterstof zal getransporteerd moeten worden bij hoge druk, hoge snelheid of moeten de pijpleidingen groot zijn. Een waterstofpijpleiding is wel wat anders dan pakweg een aardgasleiding. Waterstof ontsnapt uit elk vat omdat het molecule zo klein is. Bovendien tast waterstof vele metalen aan waardoor niet zomaar elke leiding kan gebruikt worden. Door de hoge druk en/of snelheid in de leiding zal het energieverbruik voor het transport door de leiding ook toenemen. Als we al deze hindernissen overwinnen moeten we ons nog de vraag stellen of we heel het land willen openleggen om deze pijpleidingen te leggen.
Waterstof voor voertuigen? Het lukt gewoon niet!
"Once you have tasted flight, you will forever walk with your eyes turned skyward, for there you have been and there you always will long to be." Leonardo da Vinci, 1452-1519

Offline jozef

  • Administrator
  • Meer dan expert
  • *****
  • Berichten: 12.455
  • Geslacht: Man
  • Viva Bavaria !
Re: De doodsteek voor waterstof brandstofcel auto's
« Reactie #1 Gepost op: vrijdag 15 juni 2018 - 15:14:12 »
Je pleidooi voor diesel (en niet voor benzine) verheugt me.

Een tankwagen met een vloeistof wordt volledig leeggepompt bij levering van die brandstof. Dit gaat relatief eenvoudig, indien de tanker hoger staat dan het ontvangende reservoir zou het zelfs puur via de zwaartekracht kunnen. Gevolg is dat een vloeistoftanker relatief snel en volledig gelost kan worden.

Ik heb onlangs aan onze stookolieleverancier gevraagd waarom hij eigenlijk de stookolie in onze tanks pompt in plaats van de stookolie gewoon in onze stookolietanks in de kelder te laten stromen. Zijn antwoord: "Als ik dan om 7 uur 's morgens begin, zijn jullie 4 tanks van elk 2.000 liter ongeveer tegen 16 uur gevuld". Met de pomp duurt het ongeveer 45 minuten.
« Laatst bewerkt op: vrijdag 15 juni 2018 - 15:16:37 door jozef »
"Ich misstraue Menschen, die Hunde nicht mögen. Aber ich traue jedem Hund, der Menschen nicht mag."

Offline bert.covens

  • Meer dan expert
  • *****
  • Berichten: 4.586
  • Geslacht: Man
  • May we ? Mais oui !
Re: De doodsteek voor waterstof brandstofcel auto's
« Reactie #2 Gepost op: dinsdag 10 juli 2018 - 22:34:58 »
Ik heb onlangs aan onze stookolieleverancier gevraagd waarom hij eigenlijk de stookolie in onze tanks pompt in plaats van de stookolie gewoon in onze stookolietanks in de kelder te laten stromen. Zijn antwoord: "Als ik dan om 7 uur 's morgens begin, zijn jullie 4 tanks van elk 2.000 liter ongeveer tegen 16 uur gevuld". Met de pomp duurt het ongeveer 45 minuten.

Dat begrijp ik eigenlijk niet helemaal.

Toen melkerij de Stroobloem in Loenhout nog geopend was, werd de melk op de fabriek gelost zonder lospomp.  Losleiding aansluiten, en na goedkeuring van de laborant moest er niet méér gebeuren dan de loskraan te openen.  Meteen liep de melk via de losleiding in vrije val naar de opvangtank die daar in de kelder stond.  En van daaruit werd de melk dan verder de fabriek in gepompt.  Een losbeurt daar, duurde zeker niet langer dan een losbeurt op Kallo (waar de melk dmv van een lospomp uit de vrachtwagen naar de fabriek gepompt wordt).  De fabriek is inmiddels verdwenen, en heeft plaats gemaakt voor een woonproject.

Ook in Schoten werd lange tijd op die manier melk gelost.  En ook daar, duurde een losbeurt zeker niet langer.  Integendeel, een losbeurt ging daar zelfs aanzienlijk sneller dan op Kallo.  Intussen is er in Schoten ook 1 en ander gemoderniseerd.  Nu wordt ook daar de melk vanuit de fabriek uit de vrachtwagen gepompt met een lospomp.  Een modernisering die aanvankelijk zorgde voor beduidend langere lostijden op de fabriek in Schoten (een euvel dat naderhand wel verholpen werd).
Ik heb geen auto, ik heb zelfs geen bewijs om ermee te mogen rijden, maar ik heb nog nooit een vrouw horen klagen dat ik te laat gekomen ben. Dat vinden ze meestal leuk, een man die meer dan zeven minuten over de rit doet.   Jeroen Boone

Offline jozef

  • Administrator
  • Meer dan expert
  • *****
  • Berichten: 12.455
  • Geslacht: Man
  • Viva Bavaria !
Re: De doodsteek voor waterstof brandstofcel auto's
« Reactie #3 Gepost op: woensdag 11 juli 2018 - 10:33:20 »
Dat begrijp ik eigenlijk niet helemaal.

Ergens zit er wel een logica in. Ik kan vallen, waarbij enkel de zwaartekracht van de aarde op mij inwerkt. Maar als jij me daarbij nog een flinke duw geeft (extra kracht), beland ik sneller (en harder) tegen de aardkorst.
"Ich misstraue Menschen, die Hunde nicht mögen. Aber ich traue jedem Hund, der Menschen nicht mag."

Offline JC

  • Administrator
  • Meer dan expert
  • *****
  • Berichten: 4.042
  • Geslacht: Man
Re: De doodsteek voor waterstof brandstofcel auto's
« Reactie #4 Gepost op: woensdag 11 juli 2018 - 10:54:59 »
Ik zie een paar mogelijke verklaringen:

- diameter van de leiding
- hoogteverschil
- viscositeitsverschil
- lengte van de leiding

Vooral de lengte van de leiding zal hier verschillend zijn. Bij Jozef zijn mazouttanks is er een lange leiding van de vrachtwagen tot aan de tanks, eventueel voor een stuk opgerold maar de weerstand blijft. De doormeter van die mazoutleiding zal ook wel kleiner zijn dan de plek waar je melk uit een tank haalt.

Het drukverlies is evenredig met de lengte van de lengte en omgekeerd evenredig met de diameter. Het verschil kan hier snel oplopen!

« Laatst bewerkt op: woensdag 11 juli 2018 - 10:58:20 door JC »
"Once you have tasted flight, you will forever walk with your eyes turned skyward, for there you have been and there you always will long to be." Leonardo da Vinci, 1452-1519

Offline jo

  • Meer dan expert
  • *****
  • Berichten: 4.224
Het kan vriezen, het kan dooien, maar als je op je bek gaat, zijn ze te laat met strooien