Vetytalous -> hiilivetytalous?

Seuraa 
Viestejä2875
Liittynyt20.9.2005

Todennäköisesti kuolleena syntynyt ajatus, mutta haluan esittää sen kuitenkin. Ihan vaan vaikka ajatusleikiksi sitten.

Vetytaloutta kohti pyritään kovasti, mutta se ei ole aivan ongelmatonta:
- Vedyn varastointi pidemmäksi aikaa hyvin vaikeaa, sillä pienimolekyylinen vety vuotaa teräksisenkin säiliön läpi
- Vety on erittäin tulenarkaa ja räjähdysherkkää
- Ilmakehään karkaileva vety tuhoaa otsonikerrosta

Ideanahan oli kuitenkin se että erilaisia energianlähteitä yhdistämällä hajotettaisiin vettä elektrolyysin avulla hapeksi ja vedyksi. Kun energia halutaan takaisin työn muodossa, vety poltetaan polttokennossa ja muutetaan sähköksi. Näin ilmakehään ei tuoda ylimääräistä hiilidioksidia (niin kauan kuin sähköntuotantokeinot ovat CO2 -päästöttömiä. Oletetaan nyt että perusvoiman tuotanto on saatu päästöttömäksi, mutta liikenne pitäisi vielä sellaiseksi saada.)

Tuli vain mieleen seuraavanlainen ajatus: Voisiko ilmakehän hiilidioksidia hajottaa elektrolyyttisesti? Tällöin syntyisi hiiltä ja happea. Jos siihen perään ymppäisi prosessiketjon jonka avulla elektrolyyttisesti hajotettu hiili ja vety yhdistettäisiin synteettiseksi hiilivedyksi? Tällöin voitaisiin saada aikaan vakaampi polttoaine.

Edut:
+ Helpompaa säilyttää ja käsitellä
+ Vähemmän räjähdysherkkää
+ Hiilidioksidin nettopäästöjä ei olisi, sillä hiili kiertäisi
+ Prosessiin voitaisiin ehkä liittää myös biomassan käyttö (jossa hiili myös kiertäisi. Kasvithan itsekin hajottavat hiilidioksidia)

Mahdolliset haitat:
- Alhaisempi energiatiheys kuin vedyllä
- Monimutkaisempi polttoaineen tuotantoprosessi hukkaisi enemmän energiaa
- Millä se hiilidioksidi saadaan imettyä sieltä ilmasta? Pitäisi kierrättää kuutiokilometreittäin ilmaa erotteluprosessin läpi.

No joo, ehkä tuo ei toimisi. Mutta olipahan kiva ajatusleikki.

Sivut

Kommentit (38)

Vierailija

Miten niin alhaisempi energiatiheys kuin vedyllä? Metaanissakin on lähes nelinkertainen energiatiheys litraa kohti samassa paineessa.

Käytännön polttoaineiden käytössä olennaista ei ole energiatiheys kiloa kohti, vaan litraa kohti, koska polttoaineen varastointi vie tilaa ja varsinkin kaasusäiliön paino lähtee eksponentiaaliseen nousuun sen tilavuuden suurentuessa.

Vierailija

Tuon kuvaamasi tekniikan nimi on fotosynteesi. Valitettavasti sitä ei vielä osata tehdä synteettisesti vaan siihen tarvitaan eläviä kasveja. Mutta eikähän tuokin vielä opita syntetisoimaan.

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005

Mutta eikös hiilidioksidikin hajoa jossain tuhansien asteitten lämpötilassa atomeiksi? Nähdäkseni ioneiksi.

Kun meillä on ioneiksi hajonnutta kaasua se voidaan pakottaa huikealla nopeudella voimakkaan magneettikentän läpi, jolloin kaasusuihku jakautuu varauksien mukaisesti. Nerokkaalla siepparilla ionit johdatetaan eri kanaviin. Saadaan erimerkkisesti varautuneet kanavat, joitten varaus on muutettavissa sähkövirraksi, joka taasen palauttaa ionit pelkiksi atomeikseen. Toisesta putkesta tulee pihalle nokea ja toisesta puhdasta happea.

Mikä tässä ei toimi?

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

PeterH
Seuraa 
Viestejä2875
Liittynyt20.9.2005

No, ei ajatukseni näköjään sitten ollutkaan ihan täysin tuulesta temmattu. (ehkä olin lukenutkin siitä joskus ja unohtanut koko jutun?)

Vierailija

Vaan miksi pitäisi kuluttaa valtavia määriä energiaa hiilen tuottamiseen, kun sitä saadaan luonnostakin?

Tietääkseni leväviljelmien tuottaman biomassan ainoa ongelma on siinä että se on suhteessa kalliimpaa kuin raakaöljy, mutta jos hiilivetyjä pitäisi lähteä tekemään ehdotetulla tavalla, niin tuskinpa prosessi on ainakaan leväviljelmiä halvempikaan.

Ja sitten vaikka hinta saataisiin kohdilleen, niin sitten jää ongelmaksi vielä se perusvoima, jonka toki oletit ratkaistuksi, mutta tässä yhteydessä voitaneen leväviljelmien eduksi todeta että niillä voidaan ihan aikuisten oikeasti tuottaa energiaa.

Vierailija

Tässä tehdään sellainen temppu, että yhdistetään se amerikkalaisten keksimä plasmakonvertteri konvertoimaan levämassasta synteettistä kaasua, joka on vetyä ja hiilimonoksidia. Tästä sitten voi FT:llä tehdä muita aineita aina metaanista dieseliin, tai käyttää sellaisenaan sähköksi.

Vierailija
Paul M
Mutta eikös hiilidioksidikin hajoa jossain tuhansien asteitten lämpötilassa atomeiksi? Nähdäkseni ioneiksi.

Kun meillä on ioneiksi hajonnutta kaasua se voidaan pakottaa huikealla nopeudella voimakkaan magneettikentän läpi, jolloin kaasusuihku jakautuu varauksien mukaisesti. Nerokkaalla siepparilla ionit johdatetaan eri kanaviin. Saadaan erimerkkisesti varautuneet kanavat, joitten varaus on muutettavissa sähkövirraksi, joka taasen palauttaa ionit pelkiksi atomeikseen. Toisesta putkesta tulee pihalle nokea ja toisesta puhdasta happea.

Mikä tässä ei toimi?

Vain yksi ongelma tulee mieleen: Eli paljonko energiaa tuhansien asteiden polttokammio, voimakas hiukkaskiihdytin ja nerokas sieppari tarvitsevat yhteensä ja kuinka paljon energiaa vekotin tuottaa? Veikkaan, että tarvitset ydinvoimalan tuon kaiken pyörittämiseen.

totinen
Seuraa 
Viestejä4876
Liittynyt16.3.2005
Unterseeboot
Vaan miksi pitäisi kuluttaa valtavia määriä energiaa hiilen tuottamiseen, kun sitä saadaan luonnostakin?
Luonnosta saatava hiili tuottaa palaessaan hiilidioksidia, joka on kasvihuonekaasu. Jos ilmakehästä tai mieluummin vaikkapa hiilivoimalaitoksen polttoprosessista otetaan hiilidioksidi talteen, niin vähennetään kasvihuonekaasua ilmakehästä.

Unterseeboot
Tietääkseni leväviljelmien tuottaman biomassan ainoa ongelma on siinä että se on suhteessa kalliimpaa kuin raakaöljy, mutta jos hiilivetyjä pitäisi lähteä tekemään ehdotetulla tavalla, niin tuskinpa prosessi on ainakaan leväviljelmiä halvempikaan.
Tuo onkin yksi varteenotettava keino poistaa hiilidioksidia (erästä kasvihuonekaasua) ilmakehästä. Mutta saatua massaa ei kannata käyttää sellaisenaan polttoaineeksi, vaan liittää vetyyn keinotekoisten liikennepolttoaineiden valmistamiseksi. Silloin biopolttoaineiden tuotantoalalta voidaan saada riittävä polttoainemäärä liikenteen tarpeisiin.

Unterseeboot
Ja sitten vaikka hinta saataisiin kohdilleen, niin sitten jää ongelmaksi vielä se perusvoima, jonka toki oletit ratkaistuksi, mutta tässä yhteydessä voitaneen leväviljelmien eduksi todeta että niillä voidaan ihan aikuisten oikeasti tuottaa energiaa.
Vaihtoehtoja biopolttoaineiden lisäksi on mm. tuuli-, aurinko-, vesi-, geoterminen- ja ydinvoima. Tarkoituksena on tuottaa nimenomaan liikennepolttoaineita, jolloin energian hinta voi olla korkeampi kuin perusvoimaa tuottavilla laitoksilla. Keinotekoisia polttoaineita voidaan käyttää energiavarastoina; esimerkiksi tasaamaan tuuli-, aalto- ja aurinkovoiman vaihteluita. Toisaalta kehittyvä akku- ja superkondensaattoritekniikka voi voittaa polttomoottoritekniikan, jolloin liikenepolttoainetta ei tarvita.

PeterH
Seuraa 
Viestejä2875
Liittynyt20.9.2005
totinen
Jos ilmakehästä tai mieluummin vaikkapa hiilivoimalaitoksen polttoprosessista otetaan hiilidioksidi talteen, niin vähennetään kasvihuonekaasua ilmakehästä.

Tuossa on tosin semmoinen plus-miinus-nolla -meininki, sillä sen hiilidioksidin hajottaminen ja muuntaminen polttoaineeksi vie enemmän energiaa kuin laitos tuottaa hiiltä polttamalla.

Ellei tuota hiildioksidia sitten saisi johdettua esim. bioreaktoreihin jossa levämassat yhteyttäisivät sen. Mutta sekin toisi lisää hiiltä kiertoon eikä sen vuoksi vähentäisi päästöjä.

En ole muuten ennen kuullut superkondensaattoreista. Mistä voin lukea aiheesta lisää?

Vierailija
totinen
Luonnosta saatava hiili tuottaa palaessaan hiilidioksidia, joka on kasvihuonekaasu. Jos ilmakehästä tai mieluummin vaikkapa hiilivoimalaitoksen polttoprosessista otetaan hiilidioksidi talteen, niin vähennetään kasvihuonekaasua ilmakehästä.



"Luonnosta saatavalla" viittasin tässä yhteydessä lähinnä nk. biomassaan, jolloin ilmastovaikutus on pyöreä nolla.

Jos hiili otetaan suoraan ilmakehästä jollakin keinotekoisella prosessilla, niin lopputulos ei ole yhtään sen parempi, sillä se sama hiili kuitenkin palautetaan takaisin ilmakehään.

Tuo onkin yksi varteenotettava keino poistaa hiilidioksidia (erästä kasvihuonekaasua) ilmakehästä. Mutta saatua massaa ei kannata käyttää sellaisenaan polttoaineeksi, vaan liittää vetyyn keinotekoisten liikennepolttoaineiden valmistamiseksi. Silloin biopolttoaineiden tuotantoalalta voidaan saada riittävä polttoainemäärä liikenteen tarpeisiin.



Puhuin "hiilentuotannosta", ja viittasin sillä polttoaineen tuotannossa tarvittavaan hiileen. Ilmeisesti ilmaisin itseäni liian epäselvästi, pahoittelen sekaannusta.

Vaihtoehtoja biopolttoaineiden lisäksi on mm. tuuli-, aurinko-, vesi-, geoterminen- ja ydinvoima. Tarkoituksena on tuottaa nimenomaan liikennepolttoaineita, jolloin energian hinta voi olla korkeampi kuin perusvoimaa tuottavilla laitoksilla. Keinotekoisia polttoaineita voidaan käyttää energiavarastoina; esimerkiksi tasaamaan tuuli-, aalto- ja aurinkovoiman vaihteluita. Toisaalta kehittyvä akku- ja superkondensaattoritekniikka voi voittaa polttomoottoritekniikan, jolloin liikenepolttoainetta ei tarvita.

Sinänsä aivan totta, mainitsin kuitenkin vain leväviljelmien eduksi sen että toisin kuin moni muu menetelmä leväviljelmät eivät kuluta energiaa hiilentuotantoon, vaan päinvastoin tuottavat energiaa.

Ja tässä kohtaa on hyvä huomata, että päästöttömille tai vähäpäästöisille energiantuotantomuodoille on kysyntää myös sähköntuotannossa muutenkin. Tosin ymmärrän kyllä erittäin hyvin ajatuksen em. energiamuotojen tuotannon tasaamisesta. Ja mikäli en ole ihan väärin ymmärtänyt, niin synteettisten polttoaineiden tuotannossa vaaditaankin hiilen lisäksi myös vetyä, joten leväviljelmätkään eivät tuota ihan kaikkea tarvittavaa, ellei sitten jostain löydy levä joka tuottaa vetyä, tai peräti suoraan hiilivetyjä.

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005
Harrastelija-Ajattelija
Paul M
Mutta eikös hiilidioksidikin hajoa jossain tuhansien asteitten lämpötilassa atomeiksi? Nähdäkseni ioneiksi.

Kun meillä on ioneiksi hajonnutta kaasua se voidaan pakottaa huikealla nopeudella voimakkaan magneettikentän läpi, jolloin kaasusuihku jakautuu varauksien mukaisesti. Nerokkaalla siepparilla ionit johdatetaan eri kanaviin. Saadaan erimerkkisesti varautuneet kanavat, joitten varaus on muutettavissa sähkövirraksi, joka taasen palauttaa ionit pelkiksi atomeikseen. Toisesta putkesta tulee pihalle nokea ja toisesta puhdasta happea.

Mikä tässä ei toimi?




Vain yksi ongelma tulee mieleen: Eli paljonko energiaa tuhansien asteiden polttokammio, voimakas hiukkaskiihdytin ja nerokas sieppari tarvitsevat yhteensä ja kuinka paljon energiaa vekotin tuottaa? Veikkaan, että tarvitset ydinvoimalan tuon kaiken pyörittämiseen.

En minä tiedä. Yritin vain keksiä korviketta aloittajan kysymälle elektrolyysille. Tuo hiukan muistuttaa sitä vaikkakin ionit eroteltaisiinkin magneettikentällä. Ja kyllä varmaan on niin, että tarvitaan paljon energiaa vaikka hukkalämmön voikin ohjata vaikka kaukolämmöksi. Sitäpaitsi en ole varma hajoavatko kaasuyhdisteet ioneiksi ylipäätään korkeissa lämpötiloissa. Hajoavatko?

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Vierailija

Plasmaksi muuttuessaan hajoavat, ja korkean lämpötilan apuna voi käyttää myös sähkövirtaa tämän saavuttamiseksi.

totinen
Seuraa 
Viestejä4876
Liittynyt16.3.2005
Unterseeboot
Ja mikäli en ole ihan väärin ymmärtänyt, niin synteettisten polttoaineiden tuotannossa vaaditaankin hiilen lisäksi myös vetyä, joten leväviljelmätkään eivät tuota ihan kaikkea tarvittavaa, ellei sitten jostain löydy levä joka tuottaa vetyä, tai peräti suoraan hiilivetyjä.
Kyllä vetyäkin tuottava levä on löydetty ja sen käyttöä vetytuotannossa kehitellään.
Vanhahko tutkielma
Uudehko lehtiartikkeli

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat