De krant die je leest van A tot Z
Woensdag 8 Juli, 2020

dinsdag 23 juni 2020

Column:

Wetenschap & Leven: door Heiko Jan Mein, fysisch chemicus te Haren

Door: Redactie

Heiko Jan Mein, natuur- en scheikundige in Haren, legt dit jaar voor Haren de Krant verbanden tussen de wetenschap en het leven van alledag in Haren.
Aflevering 6: duurzaam openbaar vervoer

Sinds eind 2019 rijden er in Groningen en Drenthe tientallen nieuwe elektrisch aangedreven bussen. Deze bussen-vloot zal naast de op waterstof rijdende bussen gaan bijdragen aan de zogenaamde ‘zero-emissie-doelstelling’ voor het openbaar vervoer. De uitstoot van uitlaatgassen of geluidoverlast wordt daarmee substantieel verminderd. Vanaf 2025 mogen busondernemingen alleen nog maar emissievrije bussen aanschaffen en vanaf 2030 moeten alle bussen emissievrij zijn. Natuurlijk moet in ogenschouw worden genomen dat accu-stroom of waterstof geproduceerd moet worden, evenals de bussen met hun specifieke mechanismen. Dat kost ook energie, geeft uitstoot van kooldioxide en stikstof en worden er grondstoffen verbruikt. Tevens speelt ook nog dat een bus ongeveer 10 jaar meegaat. Om te zeggen hoe de milieubalans dus precies is, moet je altijd de milieueffecten van de gehele productie- en gebruiksketen beschouwen. Of hier sprake is van een nul-emissie voor de gehele keten is onduidelijk, maar de elektrische- en waterstofbussen zelf zijn zeker milieuvriendelijk. De waterstofbussen rijden met een waterstoftank, waarbij in een speciale ‘brandstofcel’ waterstof reageert met zuurstof uit de lucht, volgens 2H2 + O2 → 2H2O + energie. De energie van deze reactie wordt direct omgezet in elektrische energie, die een elektromotor aandrijft. Dat is een proces met een hoog rendement, waarbij waterstof wordt verbruikt en (onschadelijke) waterdamp als ‘afvalstof’ vrijkomt. De nieuwe elektrische bussen rijden op accu’s als energiebron, die steeds weer moeten worden opgeladen. Dat gebeurt vooral ’s nachts bij de remise. Overdag kunnen de bussen bij de bushaltes onder aparte laadpalen gaan staan, waar de bus gedurende de stop de accu’s kan bijladen. Het oplaadsysteem bestaat uit een beugel op de bus die onder een kap van de paal schuift. Daarna kunnen de accu’s bijgeladen worden. Er zijn plannen om in de toekomst onder de rijbanen zogenaamde inductie-oplaad-systemen aan te brengen. Tijdens het rijden kan een elektrisch voertuig dan draadloos opgeladen worden. Het is een kijkje vooruit naar een wereld met steeds meer elektrisch aangedreven voertuigen in het verkeer.

2 reacties

WdH zegt:

Electrische bussen produceren alleen locaal zero-emissie, maar zoals de auteur al aangeeft moet de berekening over het gele traject van ontwerp tot het einde van de levensduur worden meegenomen. De eerste electrische bussen kwamen uit Eindhoven, maar om kostentechnische redenen worden steeds meer elektrische bussen uit China gehaald (o.a. die met die dichte wielkasten achter). Ook de productie van accu’s brengt hoog energieverbruik en milieubelasting met zich mee, wat voornamelijk in landen als India plaatsvindt. Ofterwijl de ‘zero-emission’ hier wordt gecreëerd door extra emissie daar. Tenslotte is de levensduur van de accu’s is korter dan die van de bussen zelf. Al met al dus veel transportbewegingen over grote afstanden, wat zeker effect heeft op een goede vergelijking.

25 juni 2020 om 00:10
Ben zegt:

Wellicht kan de auteur het volgende in zijn (vervolg) verhaal ook meenemen

https://www.climategate.nl/2019/03/waterstof-middel-kan-erger-zijn-dan-de-co2-kwaal/

Bij de verbranding van waterstof ontstaat waterdamp

Waterdamp is een sterk broeikasgas.

Bij de verbranding van 1 kg benzine (C8H18) ontstaat 1,5 kg water.
Bij de verbranding van 1 kg waterstof (H2) ontstaat 9 kg water.

De uitlaatgassen van een benzinemotor hebben een temperatuur van 900°C. Op weg naar de uitlaat vindt koeling door langsstromende rijwind plaats. De uitlaattemperatuur ligt dan nog altijd dik boven de 100°C en dat betekent, dat het water als waterdamp (gas) in de omgevingslucht verdwijnt.

In de natuurkunde kennen we het begrip relatieve vochtigheid. De relatieve vochtigheid is de verhouding tussen wat er aan waterdamp in lucht aanwezig is en wat er maximaal in zou kunnen. De relatieve vochtigheid is afhankelijk van de temperatuur. Zie bijgaande tabel.

Temperatuur °C Verzadigd gram/m³
-20 0,90
-15 1,41
-10 2,15
-5 3,26
0 4,84
5 6,83
10 9,40
15 12,85
20 17,28
25 23,05
30 30,34
35 39,56

Bij een relatieve vochtigheid van bijvoorbeeld 80 bij 20°C is er 80% van 17,28 gram per m³ aan waterdamp aanwezig. Als de temperatuur stijgt dan kan de lucht meer waterdamp opnemen, bijvoorbeeld bij 25°C kan de lucht maximaal 23,05 gram per m³ lucht bevatten.

In de winter kan het overdag soms 10°C zijn en stel dat de relatieve vochtigheid 75 is, dan bevat de lucht 75% van 9,40 = 7,05 gram per m³ lucht. Als het dan ‘s nachts gaat vriezen en wordt het bijvoorbeeld -5°C dan kan de lucht maximaal 3,26 gram per m³ bevatten en vindt er condensatie plaats. Ook al heeft het niet geregend dan zal er toch ijs ontstaan op de ruiten van uw auto of woning omdat dit gecondenseerde water op het koude oppervlak bevriest.

Warme lucht kan dus meer vocht bevatten dan koude lucht. De hoeveelheid waterdamp, die de lucht kan bevatten neemt met 7% toe bij elke graad temperatuurstijging.

Er bestaat in de wetenschap geen verschil van mening over het effect van waterdamp en CO2 als broeikasgassen.

Waterdamp is voor 90% als broeikasgas verantwoordelijk voor de opwarming van de lucht. Bij het ontbreken van waterdamp in de lucht is het kleine beetje CO2 (0,04%) nauwelijks in staat om de warmte na het ondergaan van de Zon vast te houden. Het praktische voorbeeld doet zich voor in de woestijn, waar het overdag zo’n 45°C kan zijn en de temperatuur ’s avonds al vlot onder 0°C kan worden.

26 juni 2020 om 11:54

Wilt u reageren?




Wij plaatsen alleen inhoudelijke reacties. Reacties met voornamelijk slogans en kreten worden niet gepubliceerd.