De doodsteek voor waterstof brandstofcel auto's

[araneus]

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!

[Micele]

Deze grafiek zegt voldoende...




En in Korea hebben ze ook al begrepen, geen (beloofde) subsidies meer voor de Hyundai FCEV:

https://www.koreatimes.co.kr/www/tec...19_246929.html

The government's recent decision to freeze the amount of subsidies for hydrogen fuel-cell electric vehicles (FCEV) has enraged consumers who have already purchased the pollution-free vehicles to reduce the nation's deadly fine dust.

According to the supplementary budget bill that the Ministry of Strategy and Finance unveiled last week, the government has decided to subsidize the owners of only 240 hydrogen FCEVs as planned, while offering an additional 119 billion won ($111.3 million) to the owners of electric vehicles (EV).

The ministry said it could not give benefits to the single manufacturer of hydrogen FCEVs ? Hyundai Motor.

However, the government's plan is in sharp contrast to President Moon Jae-in's previous promises made in February, when he was offered a test-ride for the Hyundai Motor NEXO hydrogen fuel-cell SUV on the Seoul-Busan Expressway.

"I decided to make efforts to increase supplies of such futuristic cars as EVs and hydrogen FCEVs," Moon said at that time. "Eco-friendly cars and autonomous driving have already become the general trend."

Considering the extra budget, consumers have now been regarding the President's remarks as empty promises.

[araneus]

Die grafiek vertelt inderdaad iets. Ik toon echter aan dat het onmogelijk is om allemaal op waterstof te rijden omdat het transport te problematisch is. Waarom blijft de politiek dit dan nog steeds zien als een oplossing?

- de infrastructuur bestaat nog niet en is duur
- waterstof als brandstof voor transport is ineffciënt
- het bereik van een waterstofvoertuig is niet groter dan dat van een batterij elektrisch voertuig
- transport van waterstof naar de tankstation is niet praktisch
- het kost meer per 100 km dan diesel (ongeveer 10 euro/100 km)
- waterstof onder hoge druk is een gevaarlijk goedje
- meer dan 90% van de waterstof in de wereld wordt aangemaakt met fossiele brandstof (meestal steam reforming van aardgas
- electrolyse van water voor waterstof productie is inefficiënt
- ...

Dit werkt gewoon niet!

[Micele]

Oorspronkelijk geplaatst door araneus

Dit werkt gewoon niet!

In Korea zijn ze nu ook slimmer geworden, geen subsidies voor Hyundai FCEV!
https://www.koreatimes.co.kr/www/tec...19_246929.html

[Tavek]

Het proces is hopeloos inefficient en de infrastructuur is onbestaande.

Voor EV's: iedereen heeft een stopcontact he....

[maddox]

Oorspronkelijk geplaatst door Tavek

Het proces is hopeloos inefficient

Maar elektrolyse met hernieuwbare energie bij overcapaciteit is een mogelijke oplossing hiervoor. Of anders door middel van radiolyse, met voldoende straling is het ook te doen.

en de infrastructuur is onbestaande.

Pomp het niet constant gemaakte waterstof bij het aardgas in het net.

Voor EV's: iedereen heeft een stopcontact he....

Het aardgasnet in België en Nederland is zeer uitgebreid.

Langs de andere kant, waarom die lompe tussenstap gebruiken? Accutechnologie is stilaan volwassen genoeg om bruik/betaalbare elektrische wagens te produceren.

[Eduard Khil]

Oorspronkelijk geplaatst door Tavek

Het proces is hopeloos inefficient en de infrastructuur is onbestaande.

Voor EV's: iedereen heeft een stopcontact he....

yep. Onlangs op een voka conferentie over energie kwam dat ook aan bod. Ik zei min of meer wat jij hier zegt tegen de spreker die vol lof was over waterstof

[Eduard Khil]

waterstof kan mogelijks wel werken als stockage voor overstock van alternatieve energie. Maar ik denk niet dat het erdoor komt als brandstof voor auto's. Moeilijk om op te slaan, zeer explosief, weinig energieinhoud etc etc

[Vlad]

Oorspronkelijk geplaatst door araneus

Die grafiek vertelt inderdaad iets. Ik toon echter aan dat het onmogelijk is om allemaal op waterstof te rijden omdat het transport te problematisch is. Waarom blijft de politiek dit dan nog steeds zien als een oplossing?

- de infrastructuur bestaat nog niet en is duur
- waterstof als brandstof voor transport is ineffciënt
- het bereik van een waterstofvoertuig is niet groter dan dat van een batterij elektrisch voertuig
- transport van waterstof naar de tankstation is niet praktisch
- het kost meer per 100 km dan diesel (ongeveer 10 euro/100 km)
- waterstof onder hoge druk is een gevaarlijk goedje
- meer dan 90% van de waterstof in de wereld wordt aangemaakt met fossiele brandstof (meestal steam reforming van aardgas
- electrolyse van water voor waterstof productie is inefficiënt
- ...

Dit werkt gewoon niet!

Is dat een retorische vraag of denk je niet dat het gelobby van de olie-industrie - die gans haar infrastructuur en businessmodel om brandstof te leveren wil veilig stellen door waterstof te gaan doen - er voor iets tussen zit ?

[Micele]

Oorspronkelijk geplaatst door Vlad

Is dat een retorische vraag of denk je niet dat het gelobby van de olie-industrie - die gans haar infrastructuur en businessmodel om brandstof te leveren wil veilig stellen door waterstof te gaan doen - er voor iets tussen zit ?

De slimme oliemaatschappijen investeren in laadstations, zoals Shell:

https://www.egear.be/shell-investeert-in-laadpalen/

Shell nestelt zich hoe langer hoe meer in het ecosysteem van het elektrisch rijden. Of dat een goeie zaak is moet nog blijken.

If you can’t beat them, buy them. Het lijkt de strategie die Shell aangenomen heeft ten aanzien van elektrische mobiliteit. Het oliebedrijf lijkt te beseffen dat elektrische voertuigen binnenkort onvermijdelijk een groot deel van ons wagenpark zullen uitmaken, en het onderneemt acties om daarop in te spelen.

Zo begon Shell in 2017 met de installatie van snelle laadpalen bij z’n tankstations. Momenteel is er in Nederland één Shell-station met zo een laadpunt, namelijk in Reeuwijk, nabij Rotterdam. Met de hulp van het Nederlandse laadpalenbedrijf Allego, moet dat in 2018 uitgebreid worden tot 25 laadlocaties.

Overnames
In oktober 2017 nam Shell NewMotion over. Dat Nederlandse bedrijf is één van de belangrijkste uitgevers van laadpasjes die op bijna alle laadpalen in Europa werken. NewMotion heeft ook 30.000 laadpalen staan bij bedrijven en particulieren. In 2016 boekte NewMotion een omzet van 13 miljoen euro en 4 miljoen verlies.

En nu zijn er ook geruchten dat de oliereus Allego wil kopen. Allego is onderdeel van het Nederlandse nutsbedrijf Alliander, en focust zich op de installatie van snelle laadpalen. Het is bijvoorbeeld bezig met de bouw van een netwerk van snelladers in Duitsland, met de hulp van Europese subsidies.

Het moet natuurlijk nog blijken of Shell deze acties onderneemt om e-mobility te ondersteunen, of om controle te krijgen op het ecosysteem. Er is immers niets effectiever om elektrisch rijden in de kiem te smoren, dan de weinige laadinitiatieven die er zijn, om zeep te helpen.

Shell meent het hoor...

https://www.shell.be/nl_be/media/201...th-ionity.html

2017-11-28

Shell heeft een overeenkomst gesloten met IONITY, hetgeen bestuurders van elektrische auto’s nu voor het eerst zal toelaten om met een gerust hart lange afstanden binnenin Europa te rijden.

IONITY – een joint venture van BMW Group, Daimler AG, Ford Motor Company en de Volkswagen Group met Audi en Porsche – is opgericht om langs de belangrijkste Europese snelwegen een netwerk van oplaadpunten met een laadvermogen van 350 kilowatt te bouwen. Hiermee kunnen de nieuwste elektrische auto’s gemiddeld in vijf tot acht minuten worden opgeladen. Dit is tot wel drie keer sneller dan de huidige beschikbare laadpalen. In eerste instantie zullen de snelle oplaadpunten op tachtig Shell autostrade stations worden geïnstalleerd, verspreid over tien Europese landen.

“Klanten willen met een gerust hart lange afstanden afleggen, wetende dat er onderweg betrouwbare, comfortabele en gebruiksvriendelijke locaties zijn waar ze hun elektrische auto snel kunnen opladen,” aldus István Kapitány, Executive Vice President Retail bij Shell. Hij stelt verder dat: “De vraag naar oplaadpunten langs de belangrijkste Europese snelwegen neemt naar verwachting snel toe. Shell is nu in tien landen de grootste partner geworden van IONITY. Hiermee anticiperen we op de behoefte aan snelle oplaadpunten en bieden we onze klanten toegang tot de snelste oplaadpunten in Europa.”

De overeenkomst past in de ambitie van Shell om wereldwijd meer en schonere energie-oplossingen te realiseren. Onlangs nam Shell al NewMotion over, één van de grootste aanbieders in Europa van elektrische oplaadpalen voor thuis, op het werk en onderweg.

Shell is ervan overtuigd dat meer mensen voor elektrisch rijden zullen kiezen als er altijd en overal betrouwbare en gebruiksvriendelijke oplaadoplossingen beschikbaar zijn.

Hebben ze een andere keus?

1 jaar geleden zijn ze ermee begonnen, ook laadpalen te plaatsen aan hun tankstations: https://www.rtlnieuws.nl/geld-en-wer...ktrisch-rijden

[araneus]

Ik heb slechts één laadpas die ik kan gebruiken aan publieke laadpalen, ééntje van "New Motion". Het is een handige laadpas die geen abonnementsgeld vraagt, redelijk goedkoop is en op de meeste plaatsen in Europa werkt.

Vorig jaar is New Motion ook overgenomen door Shell

https://newmotion.com/nl_BE/over-ons...ieleveranciers

Meestal heb ik deze laadpas niet nodig, ik laad 's nachts thuis en op lange afstand gebruik ik de superchargers. Maar soms is het handig op een bestemming toch aan een publieke laadpaal te laden. De voornaamste reden om de laadpas niet te gebruiken is de hoge kost van het laden. Aan een trage paal (11 kW) betaal ik meestal tussen 0,3 en 0,4 euro/kWh, aan een Chademo (50 kW) kan dat oplopen tot 1 euro/kWh. Thuis laad ik voor een pak minder (ongeveer 0,21 euro/kWh, 's nachts nog wat minder). Gezien deze bedrijven hun stroom goedkoper kunnen inkopen hebben ze stevige winst op de elektriciteit die ze verkopen.
Een Leaf verbruikt zo'n 16 kWh/100 km. Aan de laadpaal kust dit zo'n 6,4 euro, evenveel als een zuinige diesel kost aan brandstof per 100 km, toeval?

[Micele]

Tesla zal hopelijk zijn superchargers niet vrijgeven voor andere merken (dus CCS-compatibel maken). Dat drukt alvast de stroomprijs...
Tesla vraagt 20-25 cent naargelang Europees land:
https://www.tesla.com/nl_NL/support/...ng?redirect=no
(23 cent/kWh in Be)

1 euro/kWh is een woekerprijs en kunnen ze enkel maar vragen omdat er onvoldoende snellaadconcurrentie is.

[Frankenstein]

Iemand die het alternatief van waterstof; nml mierenzuur ofwel 'Formic Acid Sustainable Transportation' kan tackelen ?

[Micele]

Oorspronkelijk geplaatst door Frankenstein

Iemand die het alternatief van waterstof; nml mierenzuur ofwel 'Formic Acid Sustainable Transportation' kan tackelen ?

Wordt dat zonder electriciteit geproduceerd?

[Frankenstein]

Oorspronkelijk geplaatst door Micele

Wordt dat zonder electriciteit geproduceerd?

Serieus; is dit het enige argument ??

Er zijn meerdere plekken op de wereld waar elektriciteit spotgoedkoop, in grote hoeveelheid en duurzaam kan worden geproduceerd; doch (nog) niet in gebruik zijn genomen vanwege gebrek aan mensen in omgeving of energie vretende mijn-activiteiten.

[maddox]

Oorspronkelijk geplaatst door Frankenstein

Iemand die het alternatief van waterstof; nml mierenzuur ofwel 'Formic Acid Sustainable Transportation' kan tackelen ?

Ook geen vriendelijk goedje hoor. In plaats van brandbaar en explosief komt er nog eens corrosief bij ook.

[Micele]

Oorspronkelijk geplaatst door Frankenstein

Serieus; is dit het enige argument ??

Natuurlijk niet, dat was maar een lichte "tackel".

Er zijn meerdere plekken op de wereld waar elektriciteit spotgoedkoop, in grote hoeveelheid en duurzaam kan worden geproduceerd; doch (nog) niet in gebruik zijn genomen vanwege gebrek aan mensen in omgeving of energie vretende mijn-activiteiten.

Dat bedoelde ik niet.

Ik bedoelde waarom een energiedrager complex met electriciteit produceren en dan nog moeten bevoorraden enz... en dan nog met slecht rendement (fuel cell motor) enz.. als je direct op electriciteit kunt rijden.

Je kunt toch zelf eens googlen op de nadelen van dat mierenzuur?

Dit is dan nog een website van Tankpro dus die pro tanken is... is lees vooral nadelen, enkel 1 voordeel tov waterstof, dat was het dan.

https://www.tankpro.nl/brandstof/201...-lange-ritten/

Mierenzuur

Het mierenzuur wordt gemaakt van elektriciteit, water en koolstofdioxide (CO2). De autobezitter tankt het vloeibare mierenzuur, dat in het voertuig door een reactor wordt omgezet naar waterstof. De in het voertuig aanwezige brandstofcel zet de waterstof vervolgens om naar elektriciteit, net zoals in een reguliere waterstofauto.

In dit proces worden dus behoorlijk wat stappen genomen. Elektriciteit wordt gebruikt voor de productie van mierenzuur. Dat goedje wordt omgezet naar waterstof, wat daarna weer wordt omgezet naar elektriciteit. Toch zou blijken uit onderzoek dat het rendementsverlies nauwelijks groter is dan bij een standaard waterstofauto. Echter, het vervoer van mierenzuur is gemakkelijker dan waterstof. Eerstgenoemde is namelijk veel minder brandbaar en niet explosief.

Langere ritten
De initiatiefnemers zien de nieuwe energiedrager vooral als een verduurzamer voor langere ritten. Concurreren met elektriciteit op de kortere afstanden wordt om prijstechnische redenen heel lastig. Maar voor het wegtransport, het openbaar vervoer en voor automobilisten die regelmatig langere ritten maken, kan het een goed alternatief zijn voor benzine en diesel.

Hamer is als installateur nauw betrokken bij dit project. Voor het mierenzuur is een special team samengesteld dat een basisinstallatie gaat ontwerpen. Het is van meerdere factoren afhankelijk of gekozen wordt voor een bovengrondse of ondergrondse installatie om het product in op te slaan. Qua investeringen moet worden gedacht aan een bedrag van ongeveer een ton. Daarmee is het nog altijd een stuk minder duur dan de aanleg van een waterstofpunt. Daarvoor moet al snel een bedrag van 1,5 miljoen euro worden vrijgemaakt.

Bij laadstations voor e-auto’s wordt de elektriciteit soms ter plekke geproduceerd. Dat zal bij mierenzuur/hydrozine waarschijnlijk niet gebeuren. Voor het proces is ook CO2 nodig, maar slechts 0,04 procent van de lucht bestaat uit CO2. Daardoor is het beter om de brandstof op specifieke plekken te fabriceren en deze te distribueren naar de tanklocaties.

Andere nadelen zoals zeer corrosief staat er al niet bij... (dat vind je dan weer ergens anders zoals hier:

https://www.deingenieur.nl/artikel/m...ransportsector


De trailer met een mierenzuurtank, de katalysator die het omzet in waterstof en kooldioxide en de brandstofcel.

CORROSIEF
Er hoeft volgens Weitkamp niet veel te veranderen aan de tankstations langs de weg om ze geschikt te maken voor mierenzuur. ‘Hydrozine is corrosief, daar moeten we dus rekening mee houden. Daarom is er een speciale coating van de tank nodig en een koppeling die zorgt dat er geen druppeltje mierenzuur uitloopt.’

Maar voordat er getankt kan worden, wil het team zich eerst richten op het verder testen en optimaliseren van het systeem voor de transportsector. ‘Het gebruik van mierenzuur zou de zware transportsector, die nu nog volledig op fossiele brandstoffen rijdt, helemaal kunnen veranderen. We kunnen hiermee een groot deel CO2- uitstoot van het zware vervoer uitbannen.’(Linda Bak).

Zie je zo een ding ingebouwd in een personenwagen (topic) ? Amai...

Tegen bepaalde huidige E-wagens en toekomstige (met nog betere batterijen ,solid sate) kan het zeker niet concurreren. En ook niemand gaat zulke motoren en specifieke onderdelen in massaproductie bouwen. Ze mogen altijd eens prob€r€n.

En voor bussen vindt ik het ook eerder dwaas, kijk eens hoeveel electrische bussen in China al rijden, ofwel met supercondensatoren (korte trajecten) ofwel met batterijen, zelfs meer dan 1000 km. En die batterijen zijn dan nog niet de allerbeste...

[Frankenstein]

Een bus is nu eenmaal makkelijker te subsidieren dan een boot, auto, vliegtuig of drone; daarom hebben die TU-boys hoogstwaarschijnlijk gekozen voor deze gesponsorde mierenzuurbus optie; denk ik..

Drone valt technisch al af begrijp ik; vanwege grootte.



Maar zonder gekheid; welke specifieke 'mierenzuuraandrijvings'onderdelen worden zo $$ bij massaproductie ??

Misschien een voorbeeld ?

[Frankenstein]

Oorspronkelijk geplaatst door maddox

Ook geen vriendelijk goedje hoor. In plaats van brandbaar en explosief komt er nog eens corrosief bij ook.

Massaproductie 'mierenzuur'transportmiddelen, zal bijgevolg leiden tot een groeiende vraag van een specifiek(e) zeldzame edelmetaal(en) ??

Is dit waar je op je doelt ?

[Micele]

Oorspronkelijk geplaatst door Frankenstein

Een bus is nu eenmaal makkelijker te subsidieren dan een boot, auto, vliegtuig of drone; daarom hebben die TU-boys hoogstwaarschijnlijk gekozen voor deze gesponsorde mierenzuurbus optie; denk ik..

Drone valt technisch al af begrijp ik; vanwege grootte.



Maar zonder gekheid; welke specifieke 'mierenzuuraandrijvings'onderdelen worden zo $$ bij massaproductie ??

Misschien een voorbeeld ?

Er zijn geen voorbeelden van massaproductie. In elk geval heb je al een extra katalysator nodig om dat mierenzuur om te zetten in waterstof, en dan nog die brandstofcel an sich.

... een mierenzuurtank, de katalysator die het omzet in waterstof en kooldioxide en de brandstofcel.

Maar een brandstofcelauto ken je toch? Wat denk je hoeveel een Toyota Mirai kost?

https://www.egear.be/toyota-mirai-fcv/

De Mirai komt voorlopig niet naar België wegens een gebrek aan infrastructuur. In Duitsland wordt de auto vanaf september 2015 aangeboden voor een bedrag van 78.540€.