Blog of Prof. dr. Ad van Wijk (TUDelft)
I am very proud to announce the book Our Car as Power Plant, in which the crucial role that cars will play in our future energy infrastructure is further explained.
The full book Our Car as Power Plant can be downloaded as PDF. For Free!
Moreover, a comprehensive infrographic has been developed to visually show all the important aspects of this upcoming revolution. Check it our below!
My inaugural speech, in December 2011, was an event that several hundred people attended at the Delft University of Technology (TUDelft). At the time I promised it would be made climate neutral by the purchase of carbon credits. Netherlands-based Climate Neutral Group helped out, with their complementory gift. It pertains to the purchase of carbon credits that resulted from a Cambodian biogas project.
How it works? Many, if not most human activities emit greenhouse gases. Either directly (i.e. car transportation), or indirectly (electricity generation). A market-based mechanism to reduce greenhouse gas emissions are carbon credits. These are certified reductions that calculate and verify lower emissions for a given source (say, a factory) from a business-as-usual scenario.
An example could be a sugar cane processing plant, which produces sugar with two main residual substances: vinasse and bagasse. Vinasse is basically water with very high levels of organic matter, which is traditionally diverted to a local river or left to evaporate in fields. Here it can form an environmental problem by making the water unsuitable for many organisms, while also generating methane, a strong greenhouse gas.
Bagasse is the woody fiber from the plant that is usually left on the field.
A typical carbon reduction project would seek to productively re-use these two left-over substances. For vinasse this entails diverting these fluids to a lagoon (think footbal sized areas), which is subsequently covered with plastic. In this oxygen deprived (anaerobic) environment methane bacteria thrive, and as a result break down the organic matter into biogas (a mixture of methane and carbon dioxide). After a digestion period of several weeks the water can be safely discharged into the river, while the biogas can be burnt by a power generator to produce electricty for the plant.
The woody bagasse would be dried, and used as biomass to power the furnace at the processing plant that in turn produces steam. As such it often replaces coal, a fossil fuel.
A carbon credit project would precisely calculate these reductions, which can then be sold to companies or individuals that would like to reduce their carbon emissions but cannot do so at low cost.
See the certificate from Climate Neutral Group attached.
It was my pleasure to speak at the TEDx conference in Groningen (the Netherlands). See the full presentation below:
It is always great to see what the folks at 2050magazine.com have for through-provoking articles. This time around they focus on the sustainability issues regarding our (global) food production. They also managed to highlight my car as a power plant ideas (see page 46).
Check out the latest edition of the magazine at: www.2050magazine.com!
Recently I had the pleasure of being invited to speak at a conference in Prague ‘Realizing the promise of DC Technology‘. Central in the discussions there were the obstacles in the way of implementing a system-wide direct current voltage scheme, rather than the alternating current one. A DC system promises lower transportation losses and less conversion losses to name but a few. Since for example many household appliances already work on DC, while the outlet provides AC current. To allow the devices to function, they need to convert the AC current to DC. Because of this conversion a considerable loss occurs, somewhere in the region of 0.5 to 5%.
While switching to an all-DC system provides many advantages, there are many obstacles before the switch could take place.
In the video below I talk about the paradigm-shift that a DC system could be.
*UPDATE* and the full video from the same conference:
Al tijden proberen we met lokale inwoners, ondernemers en overheden om Nederland’s oudste waterkrachtcentrale (in de stuw bij Hagestein) weer aan het werk te krijgen. Hiertoe is een cooperatie opgezet waar u uiteraard lid van kunt worden.
Een column hiertoe is te vinden op http://www.energieactueel.
Grote energiebedrijven roepen dat groene stroom zorgt voor stroomuitval op het net. Dat is pure bangmakerij, zegt de Delftse hoogleraar Ad van Wijk.
De energiebedrijven verkeren in zwaar weer doordat onder meer groene stroom de energieprijzen op de markt ernstig aantast. Van Wijk meent dat dit hun eigen schuld is. Volgens Van Wijk zijn niet al die centrales nodig en kolencentrales al helemaal niet. “Door hun inflexibiliteit zijn ze helemaal geen goede aanvulling aan de energiemix om de fluctuaties van zon- en windenergie op te vangen,” zegt Van Wijk tegen BN DeStem. “Natuurlijk is het vervelend als bedrijven moeten sluiten doordat ze geen winst meer maken, maar dat is een gevolg van hun eigen investeringsbeleid. Ik snap dat het niet leuk is, maar zo werkt de markt,” aldus Van Wijk.
Dit artikel is eerder verschenen bij Ensoc.
Met trots kan ik melden een presentatie op TEDx Groningen te hebben gegeven. Het thema was duurzame energie, met de focus op de inefficiëntie van onze huidige manier van leven. De deurbel is uiteraard voorbij gekomen, net als de mogelijkheden die onze auto’s geven om elektriciteit op te wekken.
Er is hierover ook een artikel verschenen in het Dagblad van het Noorden.
In een uitgebreid artikel in Autoweek wordt het principe van je auto als energiecentrale groots uit de doeken gedaan. In de woorden van de schrijver:
‘Een brandstofcelauto is niets anders dan een elektrische auto met een eigen elektriciteitscentrale. Als die centrale alleen gebruikt wordt om de auto te voeden, dan zal hij het overgrote deel van de tijd nietsdoen. Zonde. Voor een groep visionairs aan de TU Delft aanleiding om te kijken of er meer mogelijk is met die brandstofcel. Hoe realistisch zijn de plannen van die Delftenaren?‘
Het volledige artikel is te downloaden als PDF: Artikel Autoweek: Auto van morgen – alles wordt anders, of koop de Autoweek in de winkel!
We gebruiken onze auto voor ons werk, boodschappen te doen, vakantie, onze kinderen naar school te brengen of voor vriendenbezoek. De auto is voor velen een onmisbaar apparaat geworden, comfortabel en veilig, maar een energieslurper, eigenlijk niet meer dan een rijdende kachel. Wereldwijd wordt ongeveer een kwart van ons energiegebruik in deze rijdende kachels verstookt.
Wat is de energie-efficiëntie om ons in onze auto van A naar B te verplaatsen?
Een kleine berekening. De benzinemotor heeft een rendement tussen de 15 en 20%, waarbij benzine wordt omgezet in een draaiende beweging. De rest van de energie in de benzine wordt omgezet in warmte, dus 80-85% van de energie-inhoud van benzine moet worden weggekoeld. Nu moet die draaiende beweging via de versnellingsbak overgebracht worden op de wielen, dat gebeurt met een efficiëntie van 50%. Dus dan zitten we op ongeveer 7-10%. De auto ondervindt weerstand van de weg en van de lucht, die overwonnen moet worden en dit leidt weer tot energieverlies en zitten we op een efficiëntie van 3-5%. Veel analyses houden hier op, maar het is nog erger, want we verplaatsen ons in een auto van 1000 kilo om in mijn geval iemand van 100 kilo van A naar B te verplaatsen. Dus uiteindelijk komt de energieefficiëntie uit op minder dan 0,5%. Treurig toch!
Kan dat beter? Ja, en dat betekent elektrisch rijden. We zien nu de introductie van de elektrische auto die bestaat uit een elektromotor en een groot batterijpakket waar stroom in wordt opgeslagen. De rest van de auto is nog steeds hetzelfde. Maar zelfs dat geeft al een efficiëntieverbetering. De elektromotor heeft een efficiëntie van 95%, het op- en ontladen van de batterij een efficiëntie van 80% en het gemiddelde elektriciteitsopwekrendement in Nederland is 40%. Dus het gemiddelde motorrendement komt daarmee op 30% in plaats van de 15-20% van de benzinemotor. Dat is al een stuk beter, maar die elektromotoren kunnen uiteindelijk ook in de wielen worden geplaatst en dan heb je het verlies van de versnellingsbak niet meer. En als we dan ook nog in een auto van bioplastic gaan rijden, die de helft lichter is, komen we op een totale energie efficiëntie van zo’n 5%. Dit klinkt nog steeds niet veel, maar is uiteindelijk een factor 10 beter en betekent dus ook 10 keer minder energiegebruik.
Maar het kan met dat elektrisch rijden nog mooier: we kunnen er ons niet alleen veel energie-efficiënter in verplaatsen, maar we kunnen in de toekomst de elektrische auto met brandstofcel ook gebruiken om onze stroom mee op te wekken. De brandstofcel als automotor produceert elektriciteit uit waterstof met 60% rendement. Dat waterstof moeten we maken, bijvoorbeeld uit aardgas of biogas met een rendement van 75%. Maar dan hebben we nog steeds een elektriciteitsprodutierendement van 45%. Dat is beter dan het gemiddelde rendement van 40% van de Nederlandse elektriciteitscentrales. Als we dan in onze auto’s zo’n efficiënte centrale hebben, zou die dan niet, als de auto stil staat, onze elektriciteit kunnen produceren? Eens even uitzoeken, we gebruiken onze auto maar zo’n 5% van de tijd, de rest van de tijd staat die stil. Het vermogen van een automotor is tegenwoordig zo’n 100 kW. Hé, een auto kan makkelijk de elektriciteit produceren voor wel 100 woningen en dan kunnen we er ook nog gewoon in rijden. Wat als we nu een parkeergarage bouwen, waar we automatisch onze auto parkeren, aansluiten op een waterstofnet, het elektriciteitsnet en een warmtenet. We maken aan de poort van de parkeergarage uit aardgas of biogas waterstof, tanken onze tank vol zodat we met een volle tank uit de parkeergarage rijden. Maar als de auto toch stil staat, kan de brandstofcel in de auto ook elektriciteit voor het net produceren met een hoog rendement. Een parkeergarage met 500 auto’s verandert op deze manier in een elektriciteitscentrale van 50 MW, die met gemak 50.000 woningen van elektriciteit kan voorzien. Dus met een parkeergarage kunnen we alle woningen in de stad Delft van stroom voorzien!
Ongelooflijk, met één parkeergarage. Hebben we dan nog wel elektriciteitscentrales nodig in de toekomst? Het antwoord is nee. We kunnen met gemak met onze auto’s alle elektriciteitscentrales in Nederland vervangen. Er zijn in Nederland 8 miljoen auto’s die met elkaar zo’n 100 miljard kilometer per jaar rijden. Elk jaar kopen we meer dan een half miljoen nieuwe auto’s. Dus elk jaar zouden we 50.000 MW aan nieuw vermogen op wielen kopen. In Nederland staat aan elektriciteitscentrales zo’n 25.000 MW opgesteld. Dus elk jaar kopen we meer dan 2 keer zoveel elektriciteitsproductievermogen op wielen dan dat er is opgesteld. Elk jaar? Ja, elk jaar! En die auto’s zijn van u en mij. Als we die in de parkeergarage laten gebruiken voor elektriciteitsproductie dan hoeven we niet te betalen voor parkeren, maar dan krijgen we betaald voor parkeren. Zou dat niet mooi zijn?
Ad van Wijk is duurzaam energieondernemer, adviseur en professor
in Future Energy Systems aan de TU Delft.
Dit artikel is eerder verschenen als column voor EnergieActueel.