Is dat zo, dat je van H2 verbranden NOx uitstoot krijgt? Het verbrandt namelijk naar H2O. Er is geen koolstof aanwezig, stikstof zou ook niet moeten reageren.
Als je in een verbrandingsmotor of een CV-ketel aardgas of H2 verbrand, dan heb je daarvoor O2 nodig. Die haal je uit de lucht, maar lucht bestaat maar voor ±21% uit zuurstof en ±78% uit N2 (en de rest Argon (±1%), Waterdamp (±0.7%), CO2 (±0.04%) resten van andere edelgassen, en ook wat methaan, afkomstig uit moerassen, zoogdieren en smeltende permafrost, enzovoorts. Percentages afkomstig van
NL wikipedia,
de Engelse heeft preciezere cijfers)
In ieder geval, in het verbrandingsproces reageert dus naast de H2 ook de N2 met O2 tot NO2 en NO3. Hoe hoger de temperatuur in de motor is, hoe meer NOx dat er ontstaat. In modernere, efficiëntere motoren is de temperatuur hoger en ontstaat dus ook meer NOx. Uiteraard kun je theoretisch de NOx-uitstoot elimineren, door in plaats van lucht zuivere zuurstof naar de motor te leiden, of een zuurstofverbinding die onder invloed van de warmte ontleed (iets wat in vuurpijlen gebeurd). In de praktijk maakt dat de boel zoveel gecompliceerder en duurder dat dit, behalve in vuurpijlen en raketmotoren vrijwel niet gebeurt.
En idd, voor gas in woningen kun je gas maken wat meer lijkt op wat we vandaag al gebruiken, maar da's wel minder energie-efficiënt, dus logisch om dat later te doen (wel al proeven).
Minder energie-efficiënt, bedoel je in vergelijking tot waterstof maken en verbranden? Als je de opgeslagen energie afzet tegen het gewicht van het waterstofgas, dan heb je gelijk, per kilo (of ton) H2 heb je neer energie dan per kilo (of ton) methaan. Maar daarna houdt het op. Om waterstofgas op te slaan zijn er theoretisch 5 methoden. De twee nu beschikbare methodes zijn ofwel onder hoge druk opslaan (meestal op 350 of 700 bar, met 80 bar kun je iemand doormidden snijden) of vloeibaar dus cryogeen, en wel onder −253 °C. Ik heb volgens mij gelezen dat opslag onder druk zo'n 6% van de energie kostte en cryogeen 14%. Ook vereisen beide zware tanks, wat niet ideaal is in iets dat mobiel moet zijn, zoals een auto. In de Toyota Miray is slechts 5.7% van de volle tank het opgeslagen gas, de rest van het gewicht, dus 96,3% is dat van de tank zelf. Daarnaast tast het waterstof het metaal van de tank aan waardoor die op den duur poreus wordt.
De derde methode is het waterstof te binden, bijvoorbeeld
1) door hydrogenatie van CO2, je krijgt dan
2) methanol, boorhydrides (Dibooraan, dit gas is zeer ontvlambaar, corrossief, vooral voor ogen en luchtwegen en kan longoedeem veroorzaken, en moet alsnog onder druk en cryogeen opgeslagen worden), ammoniak (ook gevaarlijk, een concentratie van 30% amoniak in de lucht is dodelijk),
3) methaalhydrides, zoals aluminiumhydride en magnesiumhydride, natriumaluminiumhydride, lithiumaluminiumhydride. Onderzoek hiernaar staat nog in de kinderschoenen. Natriumaluminiumhydride en lithiumaluminiumhydride ontbranden of exploderen bij contact met water, daarbij komt waterstofgas vrij.
4) in poreuze materialen zoals poreus of gelamineerd koolstof, Metal–organic frameworks, Glass capillary arrays. Ook hier lijken hoge druk of cryogene temperaturen noodzakelijk te zijn. In hollow glass microspheres, maar daarbij moet dit juist gebeuren bij 300°C, of in nanovezels.
5) Ondergronds, in lege aardgasvelden, zoutkoepels en grotten. dit wordt dus al gedaan door ICI. De
Nederlandse wikipedia-pagina schreeuwt juichend
dat dit maar 2,1% van de energie kost, de
Engelse pagina noemt daarbij dat dit bij een druk van 200 bar is, en de
Engelse hoofdpagina in dit topic schrijft
The round-trip efficiency is approximately 40% wat dus alleen de opslag betreft. Dit is dan misschien haalbaar, maar Nederland heeft alleen aardgasvelden in het Noorden, dus je blijft met een distributieprobleem zitten. Dat moet immers nog steeds onder druk of cryogeen.
Kortom, voor opslag van waterstof zijn er nogal wat horden te nemen, en bij methaan, ethaan, e.d. zijn die er niet.
En zoals ik begreep waren de Leuvense zonnepanelen veel efficiënter dan met PV-panelen elektriciteit maken en dat gebruiken voor elektrolyse van water. Omdat er in de politiek en milieubeweging gevraagd wordt om de eliminatie van koolstof uit de energie-keten, gingen de onderzoekers daarna proberen of ze hun zonnepanelen konden ombouwen om H2 te produceren.
Zelfde geldt voor H2. Het meest efficiënt is om nu zo veel mogelijk kolenverbranding te vervangen met zero emissions, en zo veel mogelijk zaken naar elektrisch om te zetten waaronder grondvervoer. Daarna andere typen verbranding eruit gooien, en daarna kunnen we kijken naar vervangingsproducten zoals synthetisch gas en kerosine. Dit kan ook deels het opslagprobleem oplossen als je deze vooral tijdens productiepieken maakt.
Het probleem is dat
1) duurzame energieopwekking veel ruimte kost, daarbij is er met recyclage van de wieken van windturbines nog een probleem
2) duurzame energiebronnen fluctueren. 's nachts heb je geen licht, en ook waait het niet altijd.
3) kernfusie nog niet van de grond komt,
Een betrouwbare energiebron is kernsplitsing, maar ook daaraan zijn bezwaren. Alleen Thorium-centrales lijken veel van die bezwaren te kunnen wegnemen, maar de enige landen die daar serieus onderzoek naar doen zijn allemaal Aziatisch.