Drömmen om en väteekonomi – Kanske snart verklighet

Som framgått av tidigare artiklar här på bloggen sker nu stora satsningar och framsteg på den sedan två sekler hägrande drömmen om en väteekonomi som lösning på människans energiförsörjning. Varför har det tagit så lång tid? Vad är problemet?

Väte är universums vanligaste grundämne. Ett problem är att väte trots detta ingenstans på vår planet finns att bara hämta – väte måste produceras. Väte förekommer bara bundet i kemiska föreningar som kolväten, kolhydrater och vatten. Väte måste alltså frigöras från dessa föreningar, men är ändå ytterst svårt att isolera och behålla – väte förenar sig nämligen ytterst begärligt med flertalet övriga grundämnen. Om inte annat så med luftens syre till vatten.

Till detta kommer vätes kemiska och fysikaliska egenskaper. Väte blir flytande först vid minus 253°C

(bara 20 grader från absoluta nollpunkten) och har då en densitet av endast 70,8 kg/m³. Som jämförelse kan nämnas att metanol (den enklaste alkoholen CH₃OH) innehåller 98,9 kg väte/m³ (dvs ca 25,5 procent mer väte per m³ vid normal temperatur och tryck än flytande väte vid minus 253°C).

De viktiga säkerhetsaspekterna har vunnit stort genom att metanol genom reformering med ammoniak nu enkelt kan lagras, distribueras och hanteras för att sedan först vid inträdet i vätebränslecellen omvandlas till väte. Detta framgår av flera tidigare artiklar här på bloggen.

Redan år 2000 introducerade Daimler Chrysler en metanoldriven bränslecellsbil NECAR 5. Max hastighet 150 km/h, Räckvidd 500 km. År 2002 var denna bränslecellsbil först att genomföra en tripp från kust till kust tvärs över Amerika från San Francisko till Washington DC eller över 5 000 km, med tankning av metanol var 500 km.

Denna spektakulära prestation skulle naturligtvis ha gett utslag i kommersiell tillämpning och framgång om reformeringstekniken då hade varit konkurrenskraftig. Att kommersialisering uteblivit är ett kvitto på att den tidens reformering av metanol till väte var för omständlig och dyr.

Den i tidigare bloggartiklar redovisade reformering av metanol till väte med ammoniak ger ny förutsättning att tanka metanol och driva elbil med vätebränslecell.

Så kan billig vätgas produceras är rubrik på en artikel i Ny Teknik häromdagen, som är ännu ett bevis på att en väteekonomi som lösning av problemet med människans framtida energiförsörjning kan stå för dörren. En forskargrupp från Sverige, Finland och Vietnam har tillverkat en katalysator som sönderdelar vatten genom elektrolys.

”Systemet vi har tagit fram är robust, skalbart och billigt. En ytterligare stor fördel är att vi använde en alkalisk saltvattenlösning. I princip skulle man kunna driva de här systemen med saltvatten från havet”, säger Jyri-Pekka Mikkola, professor vid Umeå Universitet.

”Det största problemet med vätgasproduktion genom elektrolys är att det går åt stora mängder elektricitet”, fortsätter Professor Mikkola. ”Vår nya katalysator innebär att energimängden som krävs för elektrolys minskar väsentligt.”

Umeå Universitet, Sveriges lantbruksuniversitet och Luleå Tekniska Universitet samarbetar i detta projekt som kallas Bio4Energy.

Det görs alltså nya framsteg hela tiden och som så ofta – vad stort sker det sker tyst när vi minst anar det. Rätt som det är kan den tekniskt så svåra två sekler gamla drömmen om en väteekonomi vara verklighet.

J-G Hemming

Storskalig vindkraftsutbyggnad skadar våra älvar

En stor del av vår el produceras i våra vattenfall och i våra kärnkraftverk. Vi tänker kanske inte på det dagligdags men behovet av el varierar starkt under dygnets 24 timmar.

Elproduktionen i kärnkraftverken är svår att reglera och därför är det vattenkraften som tjänar som regulator.

Om vi genomför en storskalig utbyggnad av vindkraften kommer behovet av att reglera den totala elproduktionen att öka avsevärt eftersom den el som vindkraften producerar varierar från nära noll under perioder då det blåser lite eller inget alls till mycket stor produktion under stormiga dagar.

Nyhetstjänsten Second opinion har i en artikel av Klas Roudén redovisat effekterna för våra älvar vid ett starkt ökat behov av korttidsreglering.

Det totala ekosystemet påverkas liksom fisket och för närboende innebär det olägenheter. Den totala energiproduktionen från älvarna reduceras av det varierande uttaget samtidigt som det innebär merkostnader för ökat maskinslitage.

Bengt Lindhé

Vårt ömkligt lilla klot

Bokrecension.                                                         

Vårt lilla klot.

Bild: Apollo 8 / NASA

Ulf Danielsson.

Vårt klot så ömkligt litet

Ulf Danielsson som är naturvetare och fysiker i Uppsala har sammanfattat vår existentiella situation på ett sätt som jag aldrig tidigare tagit del av. Vi lever i en utsatt värld. Kometer och asteroider har en gång utplånat stora delar av livet på jorden och vi har ingen garanti för att det inte sker igen. Vulkanutbrott är en annan faktor som påverkat livet på jorden. Vi har alla läst om dinosaurierna som försvann för 65 miljoner år sedan i samband med ett vulkanutbrott som orsakades av ett asteroidnedslag. De människoliknande varelserna uppkom för några miljoner år sedan. Vår egen art Homo sapiens är ungefär hundra tusen år gammal.

I den enorma mängden fakta som finns i boken finns ett avsnitt om avstånd som är tänkvärt. Det tar en dryg tiondels sekund för ljus att färdas ett varv runt den väldiga jorden och en sekund till månen – den längsta resa en människa gjort. På åtta minuter når oss ljuset från solen. Fyra år krävs till närmaste stjärna och trettio tusen år till Vintergatans mitt. Vi kan med teleskop se galaxer på avstånd som det tar miljarder år för ljus att överbrygga. 

Ett direkt citat ur boken ger ett annat perspektiv: ”Jag har blivit övertygad om att vårt universum inte är det enda och att det som format dess öde är kaos och slump, snarare än oundviklig matematik. Det är i detta ljus vi också måste se vår egen tillvaro och den jord där vi alla lever våra liv från födelse och död. Denna lilla planet, detta sköra klot, som vävar fritt i en mörk och outforskad rymd utgjorde en gång för inte så länge sedan hela den ofattbart stora världen.”

Ett annat citat ger ett perspektiv på vad som kommer att hända långt in i framtiden: ”Vår egen sol lyser allt starkare ju äldre den blir. Om en miljard år har ljuset blivit så starkt att haven kokar bort. Om sex miljarder år sväller solen upp till en röd jättestjärna som kanske slukar den sedan länge döda jorden.”

Andra fakta i boken är att Venus och Mars inte innehåller något liv och att man inte ännu funnit någon annan stjärna eller planet med organiskt liv.

Hur ser då framtidsutsikterna ut? Vi kommer knappast att överleva mer än 10 000 år – med eller utan civilisation. Så skönt att allt det där obehagliga ligger så långt bort i framtiden.

Bengt Lindhé