woensdag 2 april 2008

Energie uit Magma

Aardwarmte wordt al toegepast voor de verwarming en het koelen van gebouwen. Hiervoor wordt grondwater op zo'n 100 meter diepte gebruikt.

Hoe dieper onder het aardoppervlak, hoe warmer het wordt, afhankelijk van de soorten gesteente ongeveer 25 graden per kilometer diepte. De temperatuur van de aardkern ligt naar schatting nog boven de 6000 graden Celsius. De magma die uit vulkanen stroomt heeft een temperatuur rond de 1000 graden. De energie die in potentie kan worden gewonnen uit magma-warmte onder de aardkorst is daarom enorm, vele malen meer dan de totale energiebehoefte van de wereld.

Momenteel zijn er drie manier ontwikkeld om de energie te winnen:
1) stoom uit natuurlijke bronnen wordt gebruikt. De Larderello velden vlakbij Pisa, Italië, worden op deze manier geëxploiteerd.
2) heet water uit natuurlijke bronnen wordt gebruikt.
3) diepe gaten in de aardkorst boren naar de warmte toe.

Hoe maak je electriciteit uit de hitte onder het aardoppervlak? De meest voor de hand liggende manier om de bijna oneindige voorraad aardwarmte om te zetten in bruikbare energie, is door naast elkaar twee kilometers-diepe gaten te boren, in het ene gat water te pompen, wat er dan door het andere gat als stoom uitkomt. De stroom drijft een electriciteit opwekkende turbine aan. De olie-industrie is technisch al in staat 11 km diepe boringen te maken.

Een nadeel van dergelijke diepe gaten is dat het oppervlak dat in contact komt met de warmte beperkt is tot de oppervlakte van de buis. Een ander nadeel is dat de temperatuur van de omgeving onder in de pijp kan dalen door het water wat er continu in wordt gepompt. Deze methode is daarom niet per sé duurzaam omdat de temperatuur harder kan dalen dan het omliggende magma het weer kan opwarmen.



De boorgaten kunnen uitkomen in onderaardse lagen die voor een groot deel uit water bestaan, van hoge temperatuur en druk, of velden met zeer hete rotsen. Hierbij is het mogelijk om op de ene plek afgekoeld water te injecteren, en op een heel andere plek heet water uit te laten komen.

Mooi filmpje over een geothermal power plant op.

Wereldwijd is er op het moment ongeveer 9000 GW geinstalleerd vermogen.

Een nog niet genoemd voordeel van geothermische energiewinning is het kleine beslag dat het legt op land. Ook kunnen mineralen gewonnen worden als bijproduct, zoals zink, zilicium en zwavel.

Financieel
De kosten voor geothermische energiewinning worden voor het grootste deel gemaakt aan het begin, het ontwerpen bouwen van de centrale en het boren van gaten. Volgens het US Energy Department zijn de kosten in de VS $3000 - $5000 per kW voor een kleine centrale. Onderhoudskosten zijn geschat op $0.01 - $0.03 per kWh. De uptime van een centrale ligt tussen 90 en 98%. De totale productiekosten zijn ongeveer $0.05 per kWh. Dit is feitelijk erg laag vergeleken met andere duurzame energiebronnen.

zondag 30 maart 2008

Onze uitbundige voorraden fossiele brandstoffen

Ik heb lang gedacht dat de voorraad olie, steenkool en gas in de wereld aan het opraken was. Ik dacht dat we nog zo'n 50 jaar hadden, voor we een verplichte overstap moesten maken naar alternatieve energie-bronnen. Niets is echter minder waar, de inmiddels bewezen grondstofvoorraden zijn zo groot, dat de wereld er nog honderden jaren op vooruit kan.

De World Energy Counsil (2007) heeft de voorraden fossiele brandstoffen wereldwijd geïnventariseerd. Voor enkele definities zie onderaan.



































Bewezen voorraden
per 31 december 2005
Voorraad-verbruik ratio
bij verbruik niveau 2005
Steen- en bruinkool847 miljard ton452 jaar
Ruwe olie en Natural Gas Liquids 1)1215 miljard vaten45 jaar
Shale Oil (olie uit stenen 2))2826 miljard vaten
Teerzanden306 miljard vaten
Aardgas176 miljard m369 jaar
Uranium3297 duizend ton> 50 jaar



1) Natural Gas Liquids (NGL) zijn koolwaterstoffen die in vloeibare vorm uit aardgas kunnen worden gewonnen.

2) Shale Oil: uit verschillende soorten stenen waarin door sedimentatie van organische stoffen nu vloeibare koolwaterstoffen zijn te extraheren. Soms bestaan hele bergen uit dit soort rots. De winning is grofweg vijfmaal duurder dan gewone vloeibare olie, waardoor het lange tijd economisch onhaalbaar is geweest, en de huidige productie is ook bijna te verwaarlozen.

Petajoule en andere definities

Petajoule

De eenheid van energie is Joule. 1 joule is gelijk aan de hoeveelheid energie nodig om een gewicht van 100 gram 1 meter op te tillen op aarde.

1 joule is 0,24 calorie, maar het begrip calorie is verouderd en wordt eigenlijk alleen nog maar gebruikt op het gebied van voeding.

het begrip peta = 1015 dus een 1 met 15 nullen:
1 petajoule = 1 000 000 000 000 000 joule

3,6 petajoule (PJ) = 1 miljard kWh
ofwel
1 petajoule = 278 miljoen kWh = 278 GWh
ofwel
1 Wh = 3600 Joule


Omrekentool



resultaat:


Cijfers: het Nederlands energieverbruik


Het totale Nederlandse energieverbruik in 2006 was 3232 Petajoule (PJ).

Voor 2006 is het binnenlands energieverbuik als volgt over de verschillende sectoren verdeeld:
  • huishoudens: 421 PJ
  • landbouw: 170 PJ
  • industrie: 1142 PJ
  • transport 1): 500 PJ
  • diensten: 368 PJ
  • energiebedrijven 2): 631 PJ
  • Totaal 3232 PJ
1) onder transport wordt verstaan het wegverkeer, en scheeps- en luchtvaart.
2) het verbruik door energiebedrijven is het verschil tussen input en output van de energiebedrijven, zoals raffinaderijen en electriciteitscentrales. Ofwel het 'verlies' aan energie door omzetting in gewenste varianten.

Hoe wordt de energie verbruikt


Het energieverbruik van Nederlandse huishoudens van 421 PJ komt per hoofd van de bevolking neer op 25,76 GJ ofwel 7154 kWh. Zoals in de grafiek is te zien gaat de meeste energie op aan aardgas. De post 'overig' bestaat voornamelijk uit olie en warmte uit stadsverwarming.

Het gemiddelde Nederlandse energieverbruik per gezinshuishouding is ongeveer 4000 kWh.

Gemiddeld aantal Nederlanders in 2006: 16 345 000.
Bron: CBS.

vrijdag 28 maart 2008

De technieken achter duurzame energie

windenergie
zonne-energie
biomassa

donderdag 27 maart 2008

Gassen op gras

Het bedrijf Bioecon uit Hoevelaken maakt op experimentele schaal brandstof uit houtachtige biomassa zoals gras, stengels van planten, of houtsnippers. Tweede-generatie biomassa dus, omdat het grondstoffen gebruikt die niet concurreren met voedselproductie. Vaak zijn het wel grondstoffen die moeilijker hun energie afgeven dan eerste-generatie biomassa als koolzaad en palmolie. Bioecon ontwikkelt methodes om op de meest gunstige manier de energie te onttrekken en als bio-ethanol makkelijk te kunnen gebruiken als bijmengproduct.

De bij het Umass Amherst werkende George Huber stelt dat biomassa in de VS de potentie heeft om net zoveel energie op te leveren als de helft van het land aan fossiele olie gebruikt. Als voorbeeld geeft hij dat alleen de staat Massachusettes voor normaal onderhoud van bossen al 5000 tot 7000 ton afvalhout per jaar heeft.

Agrarische producten bestemd voor voedselproductie kunnen evenwel op duurzame wijze een bijdrage leveren aan biomassa. Gemiddeld 70% van de gewassen, waaronder de stengels en wortels wordt niet gebruikt en bij normaal agrarisch gebruik gewoon verbrand. Veel onderzoekers zijn bezig om manieren uit te vinden om deze afvalproducten om te zetten in bio-ethanol zonder dat dat proces zelf teveel energie kost. Op moleculair niveau hebben de cellulose-cellen een relatief harde buitenkant, die doorbroken moet worden om bij de waardevolle inhoud te komen. Dit kan op biologische of op chemische wijze.

woensdag 26 maart 2008

Zonnetorens



Een zonnetoren lijkt op een hele hoge schoorsteen. Om de toren heen is een enorm oppervlak met een glazen dak gemaakt, waaronder lucht door de zon opwarmt. Het dak loopt enigszins schuin omhoog naar het midden, waardoor de opgewarmde lucht naar het midden stroomt. Eenmaal onderin de toren aangekomen heeft de lucht een behoorlijke snelheid in de orde van 50 km/h gekregen, waar vervolgens turbines mee worden aangedreven.

Mooi filmpje over een Australisch project, waarvan hiernaast een impressie. De toren zou 1000 meter hoog moeten worden, met de mogelijkheid voor toeristen om met een lift aan de buitenkant omhoog te gaan.

Wiki over zonnetoren

Doel van deze website

Er zijn tientallen manieren om duurzame energie op te wekken, maar welke zijn het meest realistisch om op grote schaal en binnen afzienbare tijd toe te passen? Deze site geeft veel informatie over allerlei vormen van energie-opwekking. Een kijk in de diepte, voorbij de hype en voorbij vluchtige nieuwsartikelen. Elke technologie wordt in begrijpelijke termen kort uitgelegd en technieken worden met elkaar vergeleken aangaande de haalbaarheid en toepasbaarheid.

Toepasbaar naar verwachting op vanaf 20XX
Schaalbaarheid, potentieel van energieopwekking XX%
Kosten-effectief 1/5

maandag 11 februari 2008

Wind energy calculations

Some financials on the cost and profit of wind energy.
Investment in The Netherlands in large wind mills could be 25 billion euro with an annual 1 to 2 billion euro maintenance cost, resulting in a non-specified energy production of some 20% of durable energy.

http://www.kennislink.nl/web/show?id=83879

Palm oil to be avoided

Friends of the Earth Europe (http://www.foeeurope.org) reports that palm oil production in Indonesia is definitely not reducing CO2 production. Palm oil production should be disencouraged.