Tagarchief: power to gas

Power to gas met behulp van archaea

Archaea zijn eencellige organismen die extremofiel zijn. Ze vormden de eerste levende organismen op aarde in een tijd dat de omstandigheden op aarde nog extreem waren. Ze hebben zich maximaal aangepast aan de heersende omstandigheden. Zo zijn er archaea die prima in staat zijn om waterstof en CO2 om te zetten in methaan dat direct het gasnet in kan. Surplus energie van windturbines en zonneparken kan zo worden opgeslagen in de vorm van methaan. De waterstof wordt geproduceerd middels elektrolyse van water en het CO2 is afkomstig uit industriële processen. Op die manier worden op een goedkope manier verschillende problemen in een keer opgelost. CO2 uit industriële processen verdwijnt niet in de atmosfeer en draagt niet langer bij aan het broeikaseffect, surplus energie wordt direct gebruikt en opgeslagen in de vorm van gas dat later weer kan worden gebruikt om energie op te wekken op het moment dat het windstil is en er geen zon schijnt.

Electrochaea brengt het op de markt.

De zin en onzin van een thuisaccu

thuisaccuZonnepanelenbezitters zouden maar wat graag onafhankelijk zijn van het grid (elektriciteitsnet). Zeker als de plannen van dictator Kamp doorgaan. Officieel heet het dat hij de saldering na 2020 wil heroverwegen, een eufemisme voor afschaffen. Ja, hij moet toch iets doen om de windturbinelobby tevreden te houden.

Je kunt met zonnepanelen heel gemakkelijk net zoveel elektriciteit opwekken als je verbruikt maar dat betekent wel dat je ’s zomers veel elektriciteit teruglevert aan het grid en ’s winters veel afneemt. Kun je onafhankelijk worden van het grid met een thuisaccu? Lees verder

Opslag van energie: Power to Chemicals (P2C)

chemieEen van de grootste problemen bij de overschakeling van fossiele brandstoffen naar hernieuwbare en duurzame energie is de opslag ervan. Juist omdat de productie van energie met duurzame alternatieven vaak niet aansluit bij de vraag naar energie is er grote behoefte aan de opslag ervan voor kortere en langere termijn.

Power to Gas” (P2G), waarbij waterstof uit de elektrolyse van water en afgevangen CO2 wordt omgezet in methaan (aardgas), is een oplossing die al wat langer bestaat maar nog geen grote vlucht neemt vanwege de relatief hoge kosten. Zo zijn de plannen voor een dergelijke opslag bij Eemshaven voorlopig in de ijskast gezet.

Gelukkig zijn er meerdere wegen die naar Rome leiden. Zo zijn er ideeën om surplus energie om te zetten in vloeistoffen. “Power to Fluids” (P2F) kan zowel met afgevangen CO2 worden gerealiseerd als met het in onze atmosfeer ruim voorhanden stikstof. Zo kan waterstof en CO2 met het sabatier proces worden omgezet in het vloeibare mierenzuur (formic acid). Met een simpele katalysator kan het waterstof daarna op afroep weer worden vrijgemaakt. Nu is er alweer een nieuw idee, namelijk het binden van waterstof aan stikstof tot vloeibaar ammoniak dat in gascentrales kan worden verbrand wanneer er behoefte is aan energie.

Er zijn nog exotischer ideeën zoals het opslaan van waterstof in een vloeistof van verschillende chemicaliën (H2Fuel). De waterstof wordt dan gebonden aan natrium en borium tot NaBH4. De vloeistof kan het waterstof weer snel vrij geven via een additief. Door dit additief eruit te filteren kan de H2Fuel teruggewonnen en hergebruikt worden om opnieuw waterstof op te slaan.

Ongetwijfeld zullen chemici in staat zijn om nog meer bruikbare opslagmethoden te ontwikkelen met behulp van chemicaliën. En misschien moeten we daarom een meer algemene term verzinnen zoals “Power to Chemicals” (P2C) voor de tijdelijke opslag van surplus aan duurzame energie.

CO2 afvangen bij staalproductie

sewgsECN heeft een nieuwe techniek (SEWGS) ontwikkeld voor het afvangen van CO2 bij de staalproductie. Dit gebeurt met een katalysator bestaande uit pellets van kleiachting materiaal in reactorvaten die in Nederland worden gemaakt. Bij de grootste Zweedse staalproducent wordt zo 14 ton CO2 per dag afgevangen. Bij wereldwijde toepassing in de staalproductie kan er net zoveel CO2 worden afgevangen als alle kolencentrales uitstoten. Deze techniek is trouwens ook bij alle kolen- en gascentrales toe te passen en is een stuk goedkoper dan andere afvangtechnieken.

De afgevangen CO2 kan op verschillende manieren worden gebruikt in de wegenbouw en de chemische industrie. Ook voor “power to gas” is het geschikt.

BIODME, een schone oplossing voor veel problemen

biodmeHet vrachtverkeer is wereldwijd goed voor 20% van de uitstoot van broeikasgassen. Maar daarnaast produceert het vrachtverkeer ook een groot deel van de fijnstof en stikstofoxiden. Deze problemen kunnen bijna volledig worden opgelost door in plaats van diesel biodme te gebruiken. Daarvoor hoeft de dieselmotor niet gemodificeerd te worden. Biodme kan gemaakt worden van plastic, gft en agrarisch afval dus daarmee is er gelijk een ander probleem de wereld uit. Volvo heeft in Zweden een grote test lopen die zo succesvol is dat men het breed wil gaan uitrollen. Lees verder

Power to gas (P2G)

CO2neutrale-industrieIn 2011 leerde onderzoek in Duitsland dat surplus elektriciteit met succes kan worden opgeslagen in de vorm van gas door afgevangen CO2 te recyclen (power to gas of P2G). Minister Verhagen wilde CO2 toen liever ten koste van vele miljarden ondergronds opslaan.

In 2012 werd de eerste P2G-installatie in Duitsland gebouwd. De voorzitter van SDE++ presenteerde in dat jaar CO2 neutrale industrieterreinen als een oplossing voor een tweetal problemen, te weten het onnodig uitgeven van miljarden voor ondergrondse CO2 opslag en het onnodig uitgeven van miljarden voor het verzwaren van het elektriciteitsnet. Door windturbines op zee samen met een P2G-installatie en gasturbines in een lokaal net te combineren kun je een CO2 neutraal industrieterrein creëren.

In datzelfde jaar werd het Duitse onderzoek met subsidie van de Nederlandse overheid nog eens dunnetjes overgedaan door de Kema. En nu in 2014 ligt er alweer ruim 2 miljoen subsidie klaar voor een volgend onderzoek. In Duitsland draaien inmiddels meerdere P2G-installaties. Eerder dit jaar kondigde Energy Valley de bouw aan van de “grootste” P2G-installatie in Delfzijl.

Peak shaving met zonnepanelen

peakshavingEnergieleveranciers streven naar een zo gelijkmatig mogelijk gebruik van elektriciteit. Op die manier kunnen de centrales maximaal renderen. Omdat er overdag meer vraag naar stroom is dan ’s nachts en door de week meer dan in het weekend hebben ze het dag- en nachttarief ingevoerd. Door stroom ’s nachts en in het weekend goedkoper te maken willen ze gebruikers bewegen de vraag naar stroom te verschuiven naar periodes met weinig vraag. Zo werkt het principe van “peak shaving”. Na de invoering ervan is de naoorlogse zuinige generatie massaal overgestapt naar dubbele meting. De energieleveranciers zijn daarna gaan schuiven met de tarieven zodat een gemiddeld gezin wanneer ze fifty-fifty dag- en nachtstroom gebruikt jaarlijks nog geen 10 euro bespaart. Veel gezinnen lukt het niet en gebruiken meer dagstroom dan nachtstroom waardoor ze vaak duurder uit zijn met dubbele meting.

Maar zonnepanelen zijn eigenlijk peak shavers bij uitstek. Omdat ze alleen overdag elektriciteit opwekken wanneer de vraag naar energie het hoogst is zorgen ze voor een meer gelijkmatige vraag naar elektriciteit. Omdat de door zonnepanelen opgewekte elektriciteit in de directe omgeving wordt afgezet zorgen ze er bovendien voor dat er minimale transportverliezen zijn en de haarvaten van het net minder belast worden en de capaciteit daarvan veel langer mee kan.

Ook met zogenaamde “smart grids” wil men peak shaving realiseren. Windturbines vormen in dat opzicht juist een belasting voor het net. Ze wekken energie op wanneer er geen vraag is en omgekeerd. Dat zou voldoende reden moeten zijn om de grote windturbines helemaal niet op het net aan te sluiten en alleen te gebruiken in locale industriële netten in combinatie met een “power to gas” installatie.

Duurzame energie opslaan

De trend is het decentraal opwekken van energie, maar hoe slaan we het surplus aan energie op?

In smart grids wordt gedacht aan het opslaan van duurzame energie in de accu’s van elektrische auto’s. Misschien behoort dat tot de mogelijkheden als de nieuwe accutechniek gemeengoed wordt en het elektrisch rijden daardoor vanzelfsprekend wordt.

Voorlopig blijft het opslaan van duurzame energie in auto-accu’s nog peanuts. Een grootschaliger opslag op wijkniveau wordt mogelijk als het nieuwe batterijconcept op basis van vloeibare metalen (magnesium/antimoon) beschikbaar komt.

Tot die tijd kunnen we duurzame energie alleen centraal opslaan door stuwmeren te vullen met water (Noorwegen) of door elektriciteit om te zetten in methaan (Power to gas).