Grøn omstilling

[Bent Andersen]

Jeg tror desværre vi to har haft en tendens til at skrive os længere fra hinanden end vi egentlig er uenige. Du skrev fx om en meget lav virkningsgrad, som triggede mig til at tænke i alternativer og på økonomi. Og jeg provokerer åbenbart dig ved at tænke "for dansk" - hvad der bestemt ikke forhindrer mig i også at glæde mig over udenlandske fremskridt! Men lad os prøve at stoppe misforståelserne her. Jeg tror faktisk vi er ret enige, selv om vi har hver sin "yndlingsteknologi".

Jeg tror vi er meget enige.
Min 'lave virkningsgrad' var grebet ud af luften og skulle egentlig kun påpege, at selv med en virkningsgrad på 5% ville det måske være smart at lade møllerne køre og producere gas, frem for at dreje dem ud af vinden.

Om lagringen er gasformet eller flydende, som du selv foreslår, er egentlig ligegyldigt. Hvis du har en smart metode til at fremstille ethanol eller methanol fra strøm, super!
Jeg har ingen yndlingsteknologier her.
Min tilgang var kun at de store og ekstremt dyre investeringer allerede er gjort mht. produktion og lagring af vind-methan (mølleparker og naturgasnet).

MvH,

Bent.

[Morten Jødal]

Glimrende
Så er vi enige om at være konstruktive.

Hvis du har en smart metode til at fremstille ethanol eller methanol fra strøm, super!

Jeg havde ikke i første omgang nævnt ethanol, skønt netop dette brændsel er umiddelbart let at bruge i traditionelle bilmotorer - men jeg kendte ikke nogen smart metode til at producere det!
At det kan lades sig gøre kemisk er ingen nyhed - men udbyttet har hidtil været for lavt.
Der er for tiden megen hype om ethanol af biomasse, men det løser jo ikke problemet med vind-el i overskud ...

Du triggede mig til at google på sagen, men mine første søgeord gav faktisk alle den modsatte proces: at konvertere ethanol til hydrogen - som jo fortsat er det bedste brændstof i brændselsceller.

Nå, i næste omgang fandt jeg noget.

Bruttoprocessen er let at skrive op:
2 CO₂ + 6 H₂ -> C₂H₅OH + 3 H₂O
Processen spilder 19% af energien - helt fundamentalt.

I praksis må man gå over CO gennem den velkendte proces
CO₂ + H₂ -> CO + H₂O
Som foregår ved høj temperatur, så her er uundgåeligt også en del varmetab.

Og nu kommer så det nye: Et hold Stanfordforskere har fundet en kobberbaseret katalysator, som ved elektrolyse kan omdanne CO og vand til ethanol. Se HER.
De lover her en effektivitet på 57%.

Holder dette, er vi nok på en samlet effektivitet omkring 30-35%, og det kræver jo en lav strømpris for at den procucerede ethanol kan sælges.
Men kan anlægget placeres i et industriområde nær en større by, kan en del af spildvarmen nok udnyttes, og det vil hjælpe på totaløkonomien.

Denne ide og den oprindelige med at levere methan til naturgasnettet har det tilfælles, at slutbrugeren kan udnytte eksisterende anlæg, hvad der jo er en klar fordel.
Så her er endnu en mulig spiller i den grønne omstilling

[Bent Andersen]

Og nu kommer så det nye: Et hold Stantonforskere har fundet en kobberbaseret katalysator, som ved elektrolyse kan omdanne CO og vand til ethanol. Se HER.
De lover her en effektivitet på 57%.

Holder dette, er vi nok på en samlet effektivitet omkring 30-35%, og det kræver jo en lav strømpris for at den procucerede ethanol kan sælges.
Men kan anlægget placeres i et industriområde nær en større by, kan en del af spildvarmen nok udnyttes, og det vil hjælpe på totaløkonomien.

Se, se!
Nu bliver det spændende. Jeg var overbevist om, at forskning i katalysatorer kunne bringe noget, godt fundet.

Mht. til den lave strømpris: ja, men vi taler overskudsstrøm, hvor møllen ellers ville være drejet ud af vinden. Den almindelige produktionsstrøm ville man ikke bruge til lagring. Ved mulig overskudsproduktion er det vel bedre at møllen tjener bare lidt penge, eller?

Mvh,

Bent.

(Universitetet hedder Stanford) 

[Morten Jødal]

Det er dumt at poste et indlæg til Ingeniørdebat samtidig med, at man er midt i at lave mad til gæster! 

Det gjorde jeg igår, og derfor blev det sjusket, så der optrådte hele to fejl i det - en mindre og en mere alvorlig.

Den mindre fejl er universitetets navn - den opdagede Bent Andersen straks.
Den større er i den kemiske bruttoproces, som jeg aldrig før har skrevet op, fordi ingen laver den i ét trin. Og her havde jeg så optalt atomerne forkert! 

Da Bent er den eneste, der til nu har kommenteret indlægget, og desuden ikke detaljerne i processen, har jeg tilladt mig at indføre begge rettelser i det oprindelige indlæg.

Den gode nyhed er, at i den korrekte proces er det fundamentale energispild kun 19% og ikke 31%, som jeg før skrev. Men da jeg ikke kender procestabet i trin 1 - reduktion af CO₂ til CO - har jeg ladet mit skøn over det samlede tab stå. Det kan kun blive bedre!
Jeg må forøvrigt erklære mig enig med Bent i hans konklusion - kun skal vi huske også at medregne udgifter til drift og vedligehold af det nye procesanlæg, før vi kan afgøre om det er en god ide at bygge sådan et.

[gerda vilholm]

Her er et input fra University of Illinois, der har fundet en metode til at producere CO ud fra CO₂ ved hjælp af sollys.

https://news.uic.edu/breakthrough-solar-cell-captures-co2-and-sunlight-produces-burnable-fuel

Hvordan udfører man iøvrigt disse processer på laboratorieniveau (på køkkenbordet)

Venlig hilsen   Gerda

[gerda vilholm]

Her er et link til Science om det samme:

http://science.sciencemag.org/content/353/6298/467

Venlig hilsen

Gerda

[Morten Jødal]

Fine links, Gerda!

Det første giver en god beskrivelse af processens art, som er ganske anderledes end hvad vi hidtil har drøftet i tråden.
Der er tale om ved en katalytisk reaktion at omdanne CO₂ og vand til CO og H₂ - en særdeles velkendt blanding i kemisk industri, som kaldes "syntesegas" - med fri ilt som biprodukt ved den anden elektrode. MEGET spændende, selv om effektiviteten kun er på 24%. Til gengæld er de to katalysatoerer baseret på ikke særligt sjældne grundstoffer - herunder wolfram, som man må formode der nu om dage ligefrem er lidt overproduktion af i takt med at glødelamperne udfases, for der blev brugt meget af metallet til glødetråde.

Som  Illinois-forskerne beskriver det, kommer energien fra solceller, der er integreret i anlægget - det er lidt tåget hvordan. Men med meget stor sandsynlighed kan overskudsstrøm fra vindmøller lige så godt anvendes som energikilde. Hovedprocessen er en elektrolyse i vandig opløsning.

Linket fra Science giver desværre kun et abstract (hvis man ikke vil betale for fuld adgang), men der kan man da se, dels seriøsiteten af forskningen, da Science ikke optager hvad som helst dels effektiviteten, som ikke er med i den anden, lidt mere journalistisk prægede, artikel.

Alt i alt rigtig flot!

Jeg tror ikke der er nogen let vej til køkkenbordseksperimenter. Det svære i denne proces er at skaffe de meget specielle katalysatorer, hvis fremstilling givetvis er på vej til at blive patenteret. En katalysators effektivitet afhænger jo ikke kun af dens kemiske sammensætning, men også af en ganske bestemt fysisk struktur, og de store hemmeligheder ligger derfor i selve fremstillingsprocessen.

Hvad vi hidtil har drøftet i tråden er forøvrigt en noget anden proces, hvor vi har omdannet H₂ (elektrolytisk fremstillet på basis af vindmøllestrøm) og CO₂ til CO og H₂O. CO er jo den ene komponent i syntesegas, og  H₂ kan let tilføres i overskud. Den proces kører ved høj temperatur uden katalysator.
Det er uden tvivl muligt at få temperaturen højt nok op med en bunsenbrænder - men risikoen ved at arbejde med både brint og en åben flamme i et køkken ville jeg ikke undervurdere!