waterstof waar staan we waar gaat het naar toe
Download
Skip this Video
Download Presentation
Waterstof: waar staan we, waar gaat het naar toe?

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 48

Waterstof: waar staan we, waar gaat het naar toe? - PowerPoint PPT Presentation


  • 225 Views
  • Uploaded on

Waterstof: waar staan we, waar gaat het naar toe?. Frank de Bruijn, KIVI NIRIA congres 12-10-2006. Waterstof. Een Gas. Kleurloos;Geurloos;Niet Giftig; Brandbaar. H 2. H 2 O. CH 4. C 7 H 14. C n H 2n. water. aardgas. benzine. biomassa. Waterstof Niet vrij verkrijgbaar.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Waterstof: waar staan we, waar gaat het naar toe?' - taini


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
waterstof waar staan we waar gaat het naar toe

Waterstof: waar staan we, waar gaat het naar toe?

Frank de Bruijn, KIVI NIRIA congres 12-10-2006

slide2

Waterstof

Een Gas

Kleurloos;Geurloos;Niet Giftig; Brandbaar

H2

H2O

CH4

C7H14

CnH2n

water

aardgas

benzine

biomassa

Waterstof

Niet vrij verkrijgbaar

1 voorzieningszekerheid en eindigheid olie
1. Voorzieningszekerheid en eindigheid: olie

Reserve/jaarproductie

BP statictical review 2005

voorzieningszekerheid 2 olie gas kolen
Voorzieningszekerheid (2): olie, gas, kolen

Reserve/jaarproductie

Nederlands aardgas:

nog ca 28 jaar

2 klimaatverandering als gevolg van stijging co 2 gehalte voorspellingen klimaatmodellen
2. klimaatverandering als gevolg van stijging CO2 gehalte (voorspellingen klimaatmodellen)

Hogere temperaturen: zeer waarschijnlijk

Zware regen: zeer waarschijnlijk

Zware orkanen: zeer waarschijnlijk

3 lokale luchtvervuiling
3. Lokale luchtvervuiling

NO2 emissies

Smog

Bron: rivm

slide8

De lucht is nog nooit zo schoon geweest

Ten eerste is het vermoeden dat de mens via de uitstoot van het broeikasgas CO2 het klimaat verandert een onbewezen en omstreden theorie

slide9

…although the science remains uncertain, the chances of serious consequencesare high enough to make it worth spending the (not exorbitant) sums needed to try to mitigate climate change.

slide10

Een verstandig energiebeleid

Schoon Fossiel

Trias Energetica

Waterstof

en

Brandstofcellen

Woningen

Industrie

Transport

Wind

Zon

Biomassa

Energiebesparing

Hernieuwbare energie

slide12

De waterstofketen: niet meer afhankelijk van één bron

Nucleair

Aardolieprodukten

Kolen

Aardgas

LPG

Biomassa

Zon

Wind

Kooldioxide

Waterstof

Opslag/Transport/Distributie

Opslag

Gebouwde Omgeving

Industrie

Vervoer

Weg/water/lucht

waterstof uit aardgas
Waterstof uit aardgas

CH4 + H2O

800 –1000 °C; 8 – 35 bar

CO + H2

Water-Gas Shift HT + LT

CO2

Pressure Swing Adsorption

H2

Bestaand proces voor waterstofproductie tbv MeOH, NH3, brandstofverbetering

waterstof uit kolen
Waterstof uit kolen

C + O2 + H2O

1200 – 1600 °C; 25 – 40 bar

CO + H2 + CO2 + x,y,z

Water-Gas Shift

CO2

Pressure Swing Adsorption

H2

waterstofproductie met co 2 afvangst en opslag
Waterstofproductie met CO2 afvangst en opslag

projectvoorstel BP, Peterhead, Scotland

Afvangst

  • uit kolen
  • uit aardgas

Transport

  • technisch mogelijk

Opslag

  • Enhanced Oil Recovery
  • Lege gasvelden
  • Saline Aquifers (Sleipner)
waterstof uit biomassa thermochemisch
Waterstof uit biomassa: thermochemisch

Biomass

HT vergassing

> 1250 ºC

CO + H2 + CO2 + x,y,z

Water-Gas Shift

CO2

Pressure Swing Adsorption

H2

vergelijking productieprocessen
Vergelijking productieprocessen

Benzine: $8-10 per GJ

slide20

De waterstofketen:

verschillende opties voor transport & distributie

Waterstof

Vloeibaar waterstof

Hoge druk (200 – 700 bar)

Pijpleidingen

Gebouwde Omgeving

Industrie

Vervoer

Weg/water/lucht

slide22

Kleinschalige productie voor de beginfase

* Afbeelding van Hygear / Nexus Global

Locale productie uit aardgas: 50 Nm3/hr

= 5 kg H2/hr , voor 1 waterstofauto per uur

slide24

De ideale manier om waterstof om te zetten: de brandstofcel

Waterstof

Lucht

+

warmte

+

H2O

Efficiënt ; Schoon ; Stil

slide25

Brandstofcellen voor vervoer: de voordelen

Parijs

NO emissies in West-Europa

Los Angeles

  • Lagere emissies: fijn stof, NOx, CO, CxHy, SOx
  • Lager brandstofverbruik, lagere CO2 emissies
  • Minder geluid
  • Brandstofdiversificatie
  • Hogere beschikbaarheid elektriciteit
  • Minder onderhoud
waterstof voor vervoerstoepassingen brandstofceltoepassingen
Waterstof voor vervoerstoepassingen(brandstofceltoepassingen)

5-70 kW

waterstof

200 kW waterstof

2-7 kW

waterstof

100-500 kW

Waterstof uit kerosine

10-10000 kW

Waterstof uit scheepvaartdiesel

slide27

Europa: het CUTE project

  • 30 bussen in 10 steden
  • Verschillende klimaatcondities
  • Verschillende opties waterstofproductie
  • Beschikbaarheid waterstofbussen nu hoger
  • dan de dieselbussen!
plannen van de automobielindustrie
Plannen van de automobielindustrie

GM Sequel

Toyota Fine-N

“Not affordable but doable”

“GM’s goal,” Burns explained, “is to design and validate a fuel cell propulsion system by 2010 that is competitive with current internal combustion systems on durability and performance, and that ultimately can be built at scale affordably. ”

slide29

Waterstoftoepassingen met voor waterstof aangepaste verbrandingsmotoren

Ford Focus

Waterstof ICE

2001

MAN Waterstof bus ICE

Munchen luchthaven 1999

Ford Model U

Waterstof ICE

2004

Tupolev vliegtuig op waterstof

1988

waterstofopslag voor personenauto s
Waterstofopslag voor personenauto’s

Consumenten wensen

Actieradius: > 600 km

Tank tijd: < 2.5 minuten

Kosten < $333

Huidige status (DoE 2004 Review)

slide31

Brandstofcellen voor stationaire toepassingen: de voordelen

  • Lager brandstofverbruik, lagere CO2 emissies
  • Minder Net-uitval
  • Geen verzwaring van het e-net nodig
  • Geen grote investeringen productiecapaciteitin één keer
energiebesparing door warmte krachtkoppeling

71

E-centrale(42%)

Elektriciteit(30 arbitraryunits)

Elektriciteit(30%)

Aardgas

100

aardgas/kolen

Aardgas

60

CV-ketel(100%)

Warmte

(60 arbitraryunits)

Warmte(60%)

Energiebesparing door warmte-krachtkoppeling

Traditionele, gescheiden opwekking

Energiebesparing door co-generatie

Som: 131

Som: 100

waterstof voor stationaire toepassingen brandstofceltoepassingen
Waterstof voor stationaire toepassingen (brandstofceltoepassingen)

1-5 kW elektriciteit

Waterstof uit aardgas

1 kW noodstroomvoorziening

Op waterstof

200 kW elektriciteit + warmte

Waterstof uit aardgas, biogas, etc

micro warmte kracht japan
Micro Warmte Kracht: Japan

Micro Warmte Kracht: EU project Virtual Power Plant

  • Ca 30 systemen van 5 kWe, Plugpower/Vaillant.
  • allen bedreven op aardgas
  • op afstand aanstuurbaar
  • 11 systemen in Nederland
  • Millenium project van 1-5 kWe, Toshiba, Sanyo, Mitsibushi Electric, Fuji Electric,
  • eerste systeem bij premier Koizumi van Japan geinstalleerd
  • 350 systemen in lease constructie bij klanten in komend jaar
mini wk
Mini WK

Meest verontwikkeld: Fosforzure Brandstofcel

Meer dan 300 installaties wereldwijd

Elektrisch rendement ca 32%

Levensduur: 30.000 – 40.000 uur

Kostenniveau: 2000 – 4000 euro/kWe

Concurrentie in zelfde segment

Gasmotoren (typisch 650 kWe – 3 MWe)

Elektrisch rendement ca 42%

Levensduur: ca 10 – 12 jaar

Kostenniveau: 500 – 1500 euro/kWe

Nadeel: NOx emissies en methaanslip (1-3 %)

slide36

Huidige Status brandstofcel micro WK systemen

Bewezen levensduur

Ca 3 jaar

Doel: > 10 jaar

Beschikbaarheid

Plugpower systemen: meer dan 92%.

Doel: > 99.9 %

Rendement

Japanse systemen: ca 30% elektrisch rendement. Totaal rendement > 90%.

Plugpower systemen: ca 25% elektrisch rendement. Totaal rendement > 85%.

Doel: elektrisch rendement > 35%; totaal rendement > 90%

Kosten

Huidige productiekosten voor 1 kWe eenheden: ca 25000 - 75000 euro.

Verwachting Tokyo Gas voor 2008 – 2010: 3700 euro.

Doel: 1000 – 1500 euro

de ketens vergeleken een autorit van 100 km
De ketens vergeleken: een autorit van 100 km

Benzine auto

283 MJ

Primaire Energie

CO2 emissies

21 kg

Lokale emissies CO ; NOx ; HC

48 g ; 3 g ; 3 g

Brandstofcelauto op waterstof

Primaire Energie

196 MJ

CO2 emissies

11 kg (aardgas) of 2 kg (biomassa)

Lokale emissies

CO ; NOx ; HC

0 g ; 0 g ; 0 g

fases in een transitie
Fases in een transitie

Hier is visie en regie

van de overheid nodig

25 – 50 jaar!

de transitie naar waterstof als energiedrager

2005

2015

2025

2035

2045

De transitie naar Waterstof als energiedrager

Waterstof uit

Hernieuwbare Bronnen

Het ultieme doel: schoon, hernieuwbaar waterstof

voor transport en warmte-krachtopwekking

Waterstof met CO2 afvangst uit

aardgas en kolen

Waterstof klimaatneutraal; gebruik maken van bronnen dievoldoende beschikbaar zijn

Waterstof

uit aardgas

Het begin van de transitie; ervaring opdoen, infrastructuur ontwerpen

waterstof uit duurzame energie nu is suboptimaal
Waterstof uit duurzame energie NU is suboptimaal

Via electrolyse, levert 75 PJ duurzame elektriciteit op: 63.5 PJ waterstof

Om deze waterstof uit aardgas te produceren, hebben we 79 PJ aardgas nodig

Door de 75 PJ duurzame elektriciteit directl als elektriciteit te gebruiken, besparen we

170 PJ aardgas

(44% als gemiddelde elektrisch rendement nemend)

Het totale elektriciteitsverbruik in 2002 bedroeg 330 PJ:

Voorlopig hebben we geen overschot aan elektriciteit

wat moet er zijn voordat grootschalig gebruik gemaakt kan worden van waterstof
Wat moet er zijn voordat grootschalig gebruik gemaakt kan worden van waterstof?
  • Gebruikers
    • die nieuwe, betrouwbare technologie wordt geboden
    • die meerwaarde in deze technologie zien
  • Technologieontwikkelaars en infrastructuurontwikkelaars moeten het perspectief hebben dat hun geavanceerde, in eerste instantie duurdere technologie een plaats in de markt zal krijgen
  • Regelgeving voor waterstof
  • Infrastructuur voor waterstof, zowel voor vervoer als voor stationair gebruik
conclusies
Conclusies

Waterstof kan een belangrijke bijdrage leveren voor de vermindering van:

- de afhankelijkheid van olie-importen

- de uitstoot van broeikasgassen

- de uitstoot van schadelijke stoffen

De benodigde veranderingen zijn zeer groot:

- nieuwe technologie

- nieuwe infrastructuur

- nieuwe regelgeving

- hogere kosten

slide48

NIETS DOEN

ACTIE

Bron:Scientific American

ad