De Bakstenen Batterij: Hoe we zwaartekracht kunnen gebruiken voor energieopslag

De Bakstenen Batterij: Hoe we zwaartekracht kunnen gebruiken voor energieopslag

We worden om de oren geslagen met informatie over klimaatverandering. Overal kan je artikels vinden over de toekomst van transport en elektriciteitsproductie, of de noodzaak van meer groene energie. Maar met een ecologisch verantwoorde productie alleen komen we er niet. Ook opslag van energie is nodig. Denk bijvoorbeeld aan batterijen die elektriciteit omzetten in chemische verbindingen of aan waterstofopslag. Het bedrijf Energy Vault bedacht een nieuw systeem dat zwaartekracht gebruikt. Al wat ze nodig denken te hebben is een 120m hoge kraan en enkele duizenden betonnen blokken. Als er elektriciteit te veel is, hijst de kraan de blokken omhoog en stapelt er een toren mee. Als er daarna te weinig wind en zon is, kan de toren de blokken weer laten zakken en zo energie recupereren. De wetenschappelijke naam voor dit soort energieopslag is Dry gravitational energy storage (DGES). Je kan het vergelijken met een pompcentrale die water omhoog pompt als er te veel elektriciteit is en het weer naar beneden laat stromen bij een tekort. Deze toren vervangt het water echter door zware gewichten, vandaar de naam dry storage. Er zijn verschillende soorten DGES bedacht. Zo wil het bedrijf ARES LLC een soort treinspoor op een helling bouwen en er grote betonblokken mee omhoog of omlaag voeren. Graviticity werkt dan weer met een gewicht aan een kabel dat op en neer gelaten wordt in een oude mijnschacht. Al deze concepten klinken interessant, maar kunnen ze voldoende energie opslaan?  De toren van Energy Vault zou volgens het bedrijf 35MWh moeten kunnen opslaan. Ter vergelijking, de grootste batterij ter wereld kan zo’n 100MWh opslaan, maar die was 9 keer duurder....
Vlucht naar de toekomst

Vlucht naar de toekomst

Hoe de uitstoot door vliegtuigen nog verder verlagen?   De laatste decennia daalde de uitstoot van broeikasgassen door vliegtuigmotoren met 40%, een trend die zich echter niet vertaalt in een lager aandeel van vliegtuigen in de totale wereldwijde uitstoot. De oorzaak hiervan ligt in het feit dat we met zijn allen meer het vliegtuig hebben genomen en we dat volgens de laatste voorspellingen ook zullen blijven doen de komende jaren. Dit alles zorgt voor een  toenemende vraag naar nog milieuvriendelijkere toestellen, maar hebben we hier de grens van het technisch mogelijke momenteel niet bereikt of bestaan er toch nog mogelijkheden tot verbetering?   Het milieuvriendelijker maken van de motoren start met het zoeken naar de oorsprong van de broeikasgassen, waar en hoe ontstaan ze?  De schadelijke uitstoot van vliegtuigmotoren valt, net zoals bij automotoren, onder te verdelen in twee groepen: de primaire en de secundaire emissies.  Primaire emissies, CO2 en H2O, zijn een rechtstreeks gevolg van de verbranding van koolwaterstoffen en daardoor enkel te verminderen door minder brandstof te verbranden of over te schakelen op een ander type brandstof. De secundaire emissies daarentegen, zoals NOX, CO, roet en onverbrande koolwaterstoffen, zijn het gevolg van een niet perfecte verbranding, te hoge drukken en/of te hoge verbrandingstemperaturen. Een reductie van deze secundaire emissies moet dus komen van een optimalisering van de verbranding.  Het feit dat de soort van secundaire emissie afhankelijk is van het motorregime maakt een globale optimalisering echter zeer moeilijk. Zo draait bij take-off de motor op bijna vol vermogen waardoor de temperaturen hoog en de verbrandingstijden lang zijn. Dit vermindert de uitstoot van CO en onverbrande koolwaterstoffen maar...
Krijgt Europa een 20 op 20 eind 2020 voor hun 20-20-20 doelstellingen?

Krijgt Europa een 20 op 20 eind 2020 voor hun 20-20-20 doelstellingen?

Het lijkt in deze tijden, waarin een virus plots elke nieuwsuitzending volledig beheerst en iedereen zijn vormen van communicatie afsluit met  #staysafe’s en #blijfinukot’s, misschien een eeuwigheid geleden, maar 12 maanden geleden stonden de zogenoemde klimaatspijbelaars nog centraal in elke nieuwsuitzending. Het is ongeveer een jaar geleden dat tienduizenden jongeren voor het eerst al spijbelend de straat op trokken om zo te pleiten voor maatregelen tegen de klimaatopwarming in België en Europa. Mede onder de druk van deze klimaatspijbelaars, kwam Europa een paar maanden geleden met de ambitieuze Green deal; een akkoord waarmee ze hopen in 2050 klimaatneutraal te zijn. Dit was echter niet de eerste keer dat Europa een voortrekkersrol opnam in de strijd tegen de klimaatopwarming en zichzelf ambitieuze doelstellingen oplegde. Zo werd in 2008 een pakket doelstellingen goedgekeurd die tegen 2020 vervuld moesten zijn (de Europese 20-20-20-doelstellingen). Nu 12 jaar later zijn we in 2020 zijn aanbeland, en is het dus het ideale moment om te evalueren in welke mate Europa zijn eigen opgelegde doelstellingen behaald heeft en dus of de klimaatspijbelaars terecht de overheden verweten onvoldoende maatregelen te treffen tegen de klimaatopwarming.   20-20-20-doelstellingen? Zoals de naam al enigszins doet uitschijnen, zijn de 20-20-20-doelstellingen gebaseerd op 3 pijlers, elk opgebouwd rond het cijfer 20. De eerste pijler van deze doelstellingen focust zich op de uitstoot van broeikasgassen en streeft een 20% reductie van broeikasgassen over heel de Europese Unie na ten opzichte van de situatie van 1990 (of 14% ten opzichte van 2005). Om dit te bereiken, gebruikt de EU twee verschillende initiatieven. In de eerste plaats begrenst het emissiehandelssysteem de CO2-uitstoot van grote bedrijven...
Geconcentreerde zonne-energie: achterhaald of beloftevol?

Geconcentreerde zonne-energie: achterhaald of beloftevol?

Wanneer we in België spreken over zonne-energie, denken we meteen aan photovoltaïsche panelen (PV) of zonneboilers. Er bestaan echter ook nog andere vormen van zonne-energie zoals ‘concentrated solar power’ (CSP). Spiegels concentreren zonlicht op een ontvanger. Deze ontvanger warmt zo een vloeistof op tot hoge temperatuur (300°-500°). Deze warmte drijft dan op zijn beurt een stoomturbine aan, net zoals in een steenkool of kerncentrale. De twee meest voorkomende typisch geconcentreerde zonne-energie zijn paraboolspiegels en zonnetorens. Paraboolspiegels volgen de zon rond één as en concentreren het zonlicht op een lijn. Een zonnetoren gebruikt een veld van spiegels die allemaal rond twee assen kunnen draaien en het licht zo concentreren op de top van de toren. Op dit moment wordt deze technologie echter sterk overschaduwd door PV. Slechts 2% van de wereldwijde zonne-energie is CSP en dat is niet zonder reden. Enkel rechtstreeks zonlicht kan geconcentreerd worden. Zonnestralen die afgebogen zijn door damp druppeltjes of stofdeeltjes in de lucht kunnen niet meer geconcentreerd worden, terwijl PV panelen dit diffuus zonlicht wél nog kunnen gebruiken. Wanneer de zon lager aan de hemel staat hebben CSP centrales ook moeite om de ontvanger op te warmen tot de temperatuur waarvoor de stoomcyclus ontworpen is. Hierdoor kan deze zonne-energie niet benut kan worden. Door deze twee redenen is CSP enkel te overwegen in zonovergoten landen dicht bij de evenaar. Ook hebben de centrales nood aan water voor de koeling van de stoomcyclus en voor het reinigen van de spiegels. Water is echter vaak schaars in de woestijnachtige gebieden waar CSP centrales net interessant kunnen zijn. Ten slotte zijn op het eerste zicht spiegels een pak...
Tankers op hernieuwbare energie

Tankers op hernieuwbare energie

De vraag naar olie en gas is enorm. De export van deze fossiele brandstoffen naar alle uithoeken van de wereld gebeurt doorgaans op twee verschillende manieren. Voor de korte afstand maakt men gebruik van pijpleidingen, lopend over zowel het land als op de zeebodem. Voor de lange afstand zijn tankers een beter alternatief. Dan overstijgen de kosten van de pijpleiding en toebehoren (o.a. door pompen, opwarming en onderhoud) immers de kosten van een tanker. Tankers zorgen echter voor een groot aandeel CO2-uitstoot. Is het mogelijk om hernieuwbare energievormen te voorzien om deze immense schepen energiezuiniger te maken? Zowel de zon als de wind kunnen helpen om het gebruik van brandstof te verminderen. Het vlakke dek is uitermate geschikt voor de plaatsing van zonnepanelen. Om de efficiëntie te optimaliseren kan men de richting van de panelen zo aanpassen dat de zon loodrecht op het oppervlak schijnt. Natuurlijk moeten de panelen bestand zijn tegen de soms harde weersomstandigheden. Ook het zoute water mag geen impact hebben op de werking van het zonnepaneel. Daarnaast kan ook de wind zijn steentje bijdragen tot een lagere uitstoot. Kites kunnen de tanker vooruit trekken, mits de windrichting dit toelaat. Het gebruik van meerdere kites verhoogt de trekkracht. Het plaatsen van zeilen op het dek is een andere optie. Recent is er nog een derde oplossing op de markt verschenen die gebruikt maakt van de wind. Flettnerschepen hebben twee torenhoge cilinders die draaien rond hun eigen symmetrieas om zo een drukverschil en bijbehorende kracht te creëren. Dit zogenaamde Magnuseffect zorgt voor de voorwaartse beweging van de tanker.  Bovenstaande vier CO2-vrije opties zouden voor een vermindering van...