1.Wat is waterstofenergie?
Waterstof, het element nummer één in het periodiek systeem, heeft het laagste aantal protonen, slechts één. Het waterstofatoom is tevens het kleinste en lichtste van alle atomen. Waterstof komt op aarde voornamelijk voor in gecombineerde vorm, waarvan water de meest voorkomende stof in het heelal is.
Waterstof heeft een zeer hoge verbrandingswaarde. Vergelijk de hoeveelheid warmte die vrijkomt bij de verbranding van dezelfde massa aardgas, benzine en waterstof:
Onder dezelfde omstandigheden,
Bij de verbranding van 1 gram aardgas komt volgens meting ongeveer 55,81 kilojoule aan warmte vrij;
Bij de verbranding van 1 gram benzine komt ongeveer 48,4 kilojoule aan warmte vrij;
Bij de verbranding van 1 gram waterstof komt ongeveer 142,9 kilojoule aan warmte vrij.
Bij de verbranding van waterstof komt 2,56 keer zoveel warmte vrij als bij aardgas en 2,95 keer zoveel als bij benzine. Uit deze gegevens blijkt duidelijk dat waterstof de basiseigenschappen van een ideale brandstof heeft: een hoge verbrandingswaarde!
Waterstofenergie behoort voornamelijk tot de secundaire energiebronnen. De sleutel ligt in de vraag of de logica, technologie en economie ervan de betekenis en waarde hebben van ecologisch evenwicht, milieubeheer en klimaatverandering. Secundaire energie vormt de tussenschakel tussen primaire energie en energieverbruikers en kan worden onderverdeeld in twee categorieën: de ene is "procesprestatiebron" en de andere is "energie die lichaamsenergie bevat". Het lijdt geen twijfel dat elektrische energie de meest gebruikte "procesprestatiebron" is, terwijl benzine, diesel en kerosine de meest gebruikte "energetische energiebron" zijn.
Logisch gezien kunnen moderne, mobiele transportmiddelen zoals auto's, schepen en vliegtuigen, omdat "procesprestatiebronnen" moeilijk direct in grote hoeveelheden kunnen worden opgeslagen, geen grote hoeveelheden elektrische energie uit elektriciteitscentrales gebruiken. In plaats daarvan kunnen ze alleen een grote hoeveelheid "energiehoudende energie" gebruiken, zoals benzine, diesel, vliegtuigkerosine en vloeibaar aardgas.
Traditie is echter niet altijd blijvend en traditie is niet altijd logisch. Met de opkomst en ontwikkeling van elektrische en hybride voertuigen kan "procesprestatiebron" ook "energiehoudende energie" vervangen. Logisch gezien zullen met het voortdurende verbruik van fossiele energiebronnen uiteindelijk uitgeput raken en zullen er onvermijdelijk nieuwe "energiehoudende energie" ontstaan, waarvan waterstofenergie de belangrijkste vertegenwoordiger is.
Waterstof is overvloedig aanwezig in de natuur en vormt naar schatting 75 procent van de massa van het heelal. Het is alomtegenwoordig in lucht, water, fossiele brandstoffen en alle soorten koolhydraten.
Waterstof heeft goede verbrandingsprestaties, een hoog ontbrandingspunt, een breed brandbereik en een hoge verbrandingssnelheid. Vanuit het oogpunt van calorische waarde en verbranding is waterstof zonder twijfel een hoogwaardige en efficiënte energiebron. Bovendien is waterstof zelf niet giftig. Naast de productie van water en een kleine hoeveelheid waterstofnitride na verbranding, produceert het geen schadelijke stoffen voor ecologie en milieu, en is er geen sprake van kooldioxide-uitstoot. Daarom behoort waterstofenergie tot de categorie schone energie, die van groot belang is voor ecologisch milieubeheer en het verminderen van kooldioxide-uitstoot.
2. De rol van waterstofenergie
Waterstofenergie kent een enorme industriële keten die onder meer de bereiding, opslag, transport en tanken van waterstof, brandstofcellen en terminaltoepassingen omvat.
Bij het opwekken van elektriciteit kan waterstofenergie worden gebruikt voor schone energieopwekking, om de vraag naar elektriciteit in evenwicht te brengen en het tekort aan stroom tijdens piekuren op te lossen.
Bij verwarming kan waterstofenergie worden gemengd met aardgas. Aardgas is een van de weinige koolstofarme energiebronnen die in de toekomst met aardgas kan concurreren.
In de luchtvaartsector, die jaarlijks meer dan 900 miljoen ton koolstofdioxide uitstoot, is waterstofenergie de belangrijkste manier om koolstofarme luchtvaart te ontwikkelen.
Op militair gebied kan waterstofbrandstofcel worden gebruikt. Het heeft de voordelen van stilte, kan een continue stroomproductie en een hoge energieomzetting hebben en is een belangrijke voorwaarde voor stealth-onderzeeërs.
Waterstofvoertuigen hebben goede verbrandingsprestaties, snelle ontsteking, een hoge calorische waarde, overvloedige reserves en andere voordelen. Waterstofenergie kent een breed scala aan bronnen en toepassingen, waardoor het aandeel fossiele energie effectief kan worden verminderd.
Het verbeteren van het niveau van schone ontwikkeling en het ontwikkelen van waterstofenergie is een belangrijke drager voor de opbouw van een ‘multi-energie complementair’ energievoorzieningssysteem en een belangrijke drijvende kracht achter energietransformatie en -upgrading.
Plaatsingstijd: 19-04-2023