This report focuses on the feasibility of the power-to-ammonia concept. Power-to-ammonia uses produced excess renewable electricity to electrolyze water, and then to react the obtained hydrogen with nitrogen, which is obtained through air separation, to produce ammonia. This process may be used as a “balancing load” to consume excess electricity on the grid and maintain grid stability. The product, ammonia, plays the role of a chemical storage option for excess renewable energy. This excess energy in the form of ammonia can be stored for long periods of time using mature technologies and an existing global infrastructure, and can further be used either as a fuel or a chemical commodity. Ammonia has a higher energy density than hydrogen; it is easier to store and transport than hydrogen, and it is much easier to liquefy than methane, and offers an energy chain with low carbon emissions.The objective of this study is to analyze technical, institutional and economic aspects of power-to-ammonia and the usage of ammonia as a flexible energy carrier.
DOCUMENT
The Bio-P2G-program (Bio-Power to Gas) at the Hanze University of AppliedSciences evaluates the technologic feasibility of the biological reduction of carbondioxide with hydrogen to methane (biomethanation: 1 CO2 + 4 H2 -> CH4 + 2 H2O)Chemically, this process is known as the Sabatier reaction, but within anaerobicdigestion the biological methanation is catalyzed by a specific group ofmicroorganisms: the hydrogenotrophic methanogens.
DOCUMENT
In dit publieke rapport wordt waterstof als een aanvullende mogelijkheid voor verduurzaming van de warmtevoorziening in woonwijken gepresenteerd. Het demonstratieproject Waterstofwijk Hoogeveen dient hierbij als rode draad. Voor andere wijken zal per geval bekeken moeten worden of de waterstofoptie echt past bij de betreffende wijk.
MULTIFILE
This century, greenhouse gas emissions such as carbon dioxide, methane and nitrogen oxides must be significantly reduced. Greenhouse gases absorb and emit infrared radiation that contributes to global warming, which can lead to irreversible negative consequences for humans and the environment. Greenhouse gases are caused by the burning of fossil fuels such as crude oil, coal, and natural gas, but livestock farming, and agriculture are also to blame. In addition, deforestation contributes to more greenhouse gases. Of the natural greenhouse gases, water vapor is the main cause of the greenhouse effect, accounting for 90%. The remaining 10% is caused from high to low by carbon dioxide, methane, nitrogen oxides, chlorofluorocarbons, and ozone. In addition, there are industrial greenhouse gases such as fluorinated hydrocarbons, sulphurhexafluoride and nitrogen trifluoride that contribute to the greenhouse effect too. Greenhouse gases are a major cause of climate change, with far-reaching consequences for the welfare of humans and animals. In some regions, extreme weather events like rainfall are more common, while others are associated with more extreme heat waves and droughts. Sea level rise caused by melting ice and an increase in forest fires are undesirable effects of climate change. Countries in low lying areas fear that sea level rise will force their populations to move to the higher lying areas. Climate change is affecting the entire world. An estimated 30-40% o f the carbon dioxide released by the combustion of fossil fuels dissolves into the surface water resulting in an increased concentration of hydrogen ions. This causes the seawater to become more acidic, resulting in a decreasing of carbonate ions. Carbonate ions are an important building block for forming and maintaining calcium carbonate structures of organisms such as oysters, mussels, sea urchins, shallow water corals, deep sea corals and calcareous plankton.
MULTIFILE
Kunstmest voor de velden en brandstof voor landbouwvoertuigen zijn belangrijke kostenposten voor de landbouw. Kunstmest en dieselbrandstof zijn energie-intensieve producten en daarmee ook een belangrijke bron van CO2 emissies vanuit de landbouw. Technologie voor hernieuwbare energie zoals zonne- en wind energie wordt steeds goedkoper waardoor het rendabeler wordt deze technologie ook te gebruiken. Terug leveren van geproduceerde hernieuwbare elektriciteit aan het elektriciteitsnet is echter niet altijd voordelig. De hernieuwbare energie moet hier concurreren met gesubsidieerde fossiele elektriciteit opgewekt met kolen, gas en kerncentrales. Kleinschalige decentrale productie op het boerenbedrijf van zowel kunstmest als transportbrandstof met behulp van hernieuwbare energie levert de boer en zijn omgeving direct voordeel op:Inkoopkosten voor deze producten worden lagerVermindert de CO2-emissie van de landbouw aanzienlijk, de carbo-footprint wordt verminderdRendement op hernieuwbare energie technologie wordt hogerAmmoniak (NH3) is zowel grondstof voor kunstmest als brandstof voor motoren. Ammoniak kan diesel voor meer dan 90% vervangen in bestaande dieselmotoren. Daarmee is ammoniak een uitstekende vervanger voor diesel in het landbouw en wegverkeer. Ammoniak is ook grondstof voor waterstof (H2) in waterstofmotoren. De technologie om ammoniak te maken is gebaseerd op het Haber-Bosch proces uit het begin van de vorige eeuw. Deze technologie vraagt veel energie voor het creëren van de hoge druk en de hoge temperaturen. Daarom is het voordelig het Haber-Bosch proces in grote installaties uit te voeren.Nieuwe brandstofcel-technologie maakt het mogelijk het Haber-Bosch proces (elektro-katalytisch) op kleine schaal uit te voeren. Het Kiemkracht concept Greenfertilizer onderzoekt de mogelijkheden van deze technologie voor ammoniak productie en benutting op het eigen boerenbedrijf.Het onderzoek is uitgevoerd door TU-Delft en Hanzehogeschool. Het doel was een opgeschaald ammonia elektrolyse synthese proces te ontwikkelen waar een eerste schaal-sprong gemaakt zou worden.Het elektrochemisch ammonia synthese proces is gebaseerd op zuurstofgeleidende elektroden, (proces figuur3. zie onder). Het voordeel van deze zuurstofgeleidende electroden boven proton geleidende electroden is dat er met omgevingslucht gewerkt kan worden in plaats van met stoom. Stoom maakt technologische ontwikkeling van het proces gecompliceerder. Experimenteel en theoretisch onderzoek van TU-Delft laat zien dat met deze elektroden ammonia te produceren is. TU-Delft heeft met zuurstof geleidende electroden ammonia productiesnelheden behaald van 1,84x 10-10 mol s-1 cm-2 bij 650oC. Deze snelheden zijn een factor 100-1000 hoger dan tot nu toe gerapporteerd in literatuur (Kyriakou et al 2017). Simulatie-studies van TU-Delft laten zien dat het ammonia synthese proces met een factor 100-1000 versneld kan worden door het proces onder druk te brengen bij een temperatuur van 400-500C. Op basis van deze simulaties is een ontwerp gemaakt en uitgevoerd voor een “hoge-druk electrolyse reactor”. Technische complicaties met deze hoge druk elektrolyse reactor maakte het onmogelijk betrouwbare resultaten te verkrijgen. Met name gas lekkages bij hoge temperaturen maakten het onmogelijk ammonia massabalansen op te stellen. Bovendien was ammonia productie niet aan te tonen. Hiermee zijn de simulatie voorspellingen niet bevestigd en blijft het onduidelijk of de onderliggende hypothesen correct zijn. De Hanzehogeschool heeft onderzoek uitgevoerd naar het concentreren van ammonia voor toepassing als vloeibare kunstmest. Uitgangspunt hierbij waren de ammonia productieniveau van de experimentele opzet en de voorspelde gesimuleerde opzet. Met de juiste technologie is het mogelijk de ammonia te concentreren voor verdere verwerking als kunstmest. Echter dit proces is economisch rendabel bij een ammonia concentratie in de uitstroom van de elektrolyse reactor die een factor 1000 hoger is dan tot nu toe is gemeten. Het feit dat de TU-Delft er niet in is geslaagd een kleine schaalsprong (factor 10) te maken met de drukreactor betekent dat commerciële toepassing van dit proces voorlopig nog niet aan de orde is. Achteraf gezien was het wellicht beter geweest de keuze te maken voor de proton geleidende electroden die bij lagere temperaturen werkzaam zijn, hier is een schaalsprong van een factor 100 ten opzichte van de recent gerapporteerde ammonia synthese snelheden. Een recente review door Kyriakou et al 2017 geeft als aanbeveling onderzoek te verrichten naar verbeterde elektrodematerialen en geleidende elektrolyten in de reactorcellen. Uiteindelijk zal het elektrochemisch ammonia synthese proces er komen vanwege de vele voordelen die het beidt. Processen moeten met een factor 100-1000 verbeterd worden eer het proces economisch rendabel is. Op dit moment is het nog niet te voospellen wanneer dit moment er is.
DOCUMENT
In het kader van het Interreg North Sea Region project "RIGHT skills for the RIGHT future" is een rapport geschreven waarin het concept waardeketens (value chains) en de ontwikkeling daarvan in de energiesector verkend is.
DOCUMENT
Snelle introductie van blauwe waterstof jaagt de innovatie aan. “Dat is belangrijk, want er moet nog veel ontwikkeld worden. De hele wereld kan daarvan profiteren. Blauwe waterstof biedt ons tevens de kans het elektriciteitssysteem in 2035 CO2-vrij te maken. Dat is thans een kansloze missie. Het belangrijkste argument is echter dat blauwe waterstof de mogelijkheid biedt meer maakindustrie in de EU te behouden zonder dat daarvoor de CO2-reductie ambitie te zeer hoeft te verwateren.”
LINK
The transition towards electric mobility is expected to take off the coming years, as more EV car models access the market and charging infrastructure is being expanded. The expansion of charging infrastructure will have to accelerate to keep pace with the fast-growing need for charging. The coming years will be marked by uncertainty regarding technological developments (batteries, range), charging technologies (e.g. fast charging, inductive), growth of car sharing and autonomous driving and impact on user preferences and charging behaviour Data management is key to the EV market and public parties involved: to be able to adapt quickly to changes and to reduce risks and costs. This paper describes the five most important preconditions for effective data management that allows stakeholders to monitor the performance of their charging infrastructure and to take informed decisions on rollout strategies based on data science research results.
MULTIFILE
The increased adoption of electric vehicles worldwide is largely caused by the uptake of private electric cars. In parallel other segments such as busses, city logistics and taxis, are increasingly becoming electrified. Amsterdam is an interesting case, as the municipality and the taxi sector have signed a voluntary agreement to realise a full electric taxi fleet by 2025. This paper investigates the results of a survey that was distributed amongst 3000 taxi drivers to examine perceptions and attitudes on the municipal charging incentives as well as taxi ride characteristics.
MULTIFILE
