Uit de oude doos: bussen reden op ammoniak in 1943
Als Europa snel over wil schakelen op schone energie moet het zijn blik verruimen, voorbij dat waar de energie bedrijven vrijwillig mee komen. Het verhaal is voor hen eenvoudig: Vervoer moet electrisch of met waterstof en het smart grid is de enige oplossing om de distributie van de nodige electriciteit mogelijke te maken. Wie zich niet kan aansluiten heeft pech.
In deze video wordt het probleem van de windmolens in Sleeswijk Holstein als voorbeeld genomen. Ze produceren teveel stroom om plaatselijk te consumeren, de molens zijn niet aan een grid met voldoende capaciteit aangesloten, men zegt "we hebben een smart grid aansluiting nodig voor we meer molens kunnen neerzetten". Zo is het smart grid verworden tot de controlerende factor bij de ontwikkeling van duurzaam Europa, de natte droom van de energie leveranciers die druk aan kolen en nucleaire centrales bouwen, die electriciteit gaat straks overigens fijn mbv het Smart Grid concureren. Hoe toevallig.
Ammoniak wordt via de weg en rails vervoerd,
Ammoniak
Er is een veel beter alternatief dat ons in staat stelt het Smart Grid even te vergeten, en dat is door gebruik te maken van een verassend veelzijdige stof: Ammoniak, of zoals er meestal aan gerefereerd wordt: Nitrogen of Hydrofuel. Ammoniak is NH3, dus een stikstof en drie waterstof. Ammoniak brand bij hoge temperatuur en genereert dan water en stikstof, en in tegenstelling tot de mythe geen NOx. Ammoniak wordt zelfs gebruikt om het NOx in uitlaatgassen van sommige nieuwe auto’s te verwijderen.
Ammoniak wordt over de hele wereld gebruikt, de toename heeft te maken met de opmars van kunstmest gebruik, een slechte zaak
Vele miljoenen tonnen ammoniak worden jaarlijks over de hele wereld in wagons en truck vervoerd. Daarbij bestaat er een uitgebreid netwerk van pijpleidingen. Deze ammoniak wordt uit kolen en aardgas geproduceerd.
Ammoniak wordt op grote shaal in het milieu gedumpt of afgevoerd door boeren die vervolgens
kunstmest kopen op basis van ammoniak. Wat hier telt is het geld.
Ammoniak laat zich in tanks vervoeren net als aardgas/methaan. Je kunt het met electiciteit genereren, dus ook met windmolens, via een chemisch proces (Haber Bosch). Dit was voor 1970 de gangbare manier om aan ammoniak te komen.
Ammoniak op basis van electriciteit opent de suggestie dat er best iets anders te doen is met de overcapaciteit van de windmolens in Sleeswijk. In, Minessota in de VS zijn boeren zich hier wel van bewust, zeker omdat de prijs van ammoniak (in samenhangang met de olie prijzen) stijgt. Een goed voorbeeld (en zo’n beetje het enige) is meteen de spijker op de kop : Freedom Fertilizer. Volgens de berekeningen door de Universiteit van Minnesota is het lange termijn zeer rendabel, en wie de wind industrie een impuls wil geven doet dat zeker door wind naar ammonaik te subsidieren.
Boeren met windmolens kunnen ammoniak maken en verkopen.
Boeren kunnen zelf ammoniak produceren met behulp van hun windmolen. Ze hebben dan in een keer een verkoopbare grondstof, mest voor eigen land, een brandstof voor de werktuigen en een bron van electriciteit te pakken, netjes in tanks op het eigen terrein op te slaan.
Solid state ammoniak productie is efficienter
Het omzetten van ammoniak kost een paar procent van de energie, maar ook het Smart Grid kent transport verliezen. Het is veel logischer om de mogelijkheden van integraal gebruik van ammoniak te overwegen, want:
- Ammoniak is te gebruiken in bestaande auto motoren (levert meer Pk)
- Ammoniak is in electriciteit om te zette via brandstof cellen die geen patent meer dragen en dus goedkoop zijn
- Ammoniak kan gebruikt worden voor warmte opslag (door het te splitsen in plaats van verbranden)
- Ammoniak kan door het bestaande gasnetwerk worden vervoerd naar woningen en daar voor de verwarming worden gebruikt (dmv nieuwe type apparaten)
Ammoniak opslag vind vaak plaats bij lage druk en temperatuur, terwijl vervoer bij hoge druk en temperatuur plaatsvind (relatief, hoge temperatuur is 4 graden celcius) de energie voor compressie en koeling kan echter ook uit duurzame bron komen.
Solar Ammoniak
Wie chemie een beetje snapt ziet aan de reactie vergelijking van het Haber Bosch proces dat energie vereist is om het in de gewenste richting te laten plaatsvinden (92 KJ per Mol). Die energie kan ook in de vorm van een warmte gradient worden gelevert. Een studie uit 2007 van Fabian Meier zet uiteen hoe dit kan met behulp van Aluminium en Koolstof, met een groot nadeel, nl. dat koolmonoxide wordt geproduceerd. Toch heeft het een aantal voordelen die zorgen voor vermindering van CO2 emissies. Bacterien kunnen ook ammoniak maken op basis van zonlicht.
Ammoniak Locomotief
Wie denkt dat het toch wat moeilijk is allemaal zal zich verbazen over de relatieve eenvoud en de capaciteit van ammoniak electriciteits opwekking. In de VS heeft men namelijk gekeken naar een oplossing voor zwaar wegvervoer omdat daar eigenlijk geen goede vervanger van olie verondersteld werd te bestaan. U zult zich verbazen over de capaciteit die op een klein oppervlak geraliseerd kan worden.
De generatoren in deze locomotief kan ongeveer 100 gezinnen 24 uur van electriciteit voorzien. Dan zijn de 3000 liter Ammoniak op. Een grote opslag tank kan tot 40.000.000 liter ammoniak bevatten, genoeg voor 1.3 miljoen gezinnen. Op kleine schaal moet het mogelijk zijn lokaal ammoniak uit bv. wind energie te genereren, en het later te gebruiken voor verwarming of electricteit.
Ammoniak auto’s
Een stuk typisch toepassing vertragend onderzoek zoals we zo vaak tegenkomen.
"In 15-25 years down the road we might apply ammonia as a carbon free fuel for trucks, semi trucks cargo trains, anything powered by an internal combustion engine"
25 jaar onderzoek om iets te doen dat al in 1943 gebeurde? Dan gaat men wel anders denken over de universiteiten. Je hebt nu eenmaal goede en slechte wetenschappers. Dan de man hieronder die op eigen houtje diesel auto’s heeft omgezet in ammonia auto’s de de ammonia motor is in feite een voorloper van de diesel motor. De man legt uit dat de huidige infrastructuur voor boeren sterk ondergeutiliseerd is omdat daarin de opslag in enige weken (tijdens de bemesting) wordt leeg gepompt en dan de rest van het jaar leegstaat. Er hoeven allen tank stations te worden aangelegd, de overgang kan snel plaatsvinden.
Veel mensen die zich met alternatieven voor olie en gas bezig houden laten zich ontmoedigen door te weinig interesse door bv. het Department of Energy (DOE) in de VS. Op die manier komen we er niet. De truc is juist om aan de dominantie van de olie en gas industrie te ontsnappen.
Een motor op ammoniak heeft meer pk’s
Vooral waar alternative energie bronnen zich ver van de mensheid bevinden kan ammonia omzetting uitkomst bieden, in het plaatje hierboven wordt voorgesteld golf/getijde energie in Alaska te benutten voor de productie.