NL1016048C2 - Energie- en milieuproblemen en de alternatieven - wijzigingen 3. - Google Patents

Description

ENERGIE- EN MILIEUPROBLEMEN F.N PK ALTERNATIEVEN - WIJZIGINGEN - 3.

1. Gaarne zou ik Uw aandacht willen vestigen op de mogelijkheid van een volledig andere aanpak van de energie- en de milieuproblemen en de alternatieven; die zijn in hun huidige vorm steeds onduidelijker en dreigen 5 meer en meer willekeurig en onbetaalbaar te worden #De energie problemen omvatten oa.; de eindige voorraad olie, gas, steenkool; de steeds hogere energie prijzen en heffingen.

#De milieu problemen betreffende vervuiling te land, ter zee en in de atmosfeer. In dit laatste geval gaat het vooral om het broeikas effect, de smog in de grote steden en het gat in de ozonlaag.

10 #De alternatieven (windmolens, zonnecellen, zonneboilers, kernenergie, biomassa, waterkracht centrales etc.); zij blijken allen stuk voor stuk volledig onrendabel te zijn en zelfs als we deze energiebronnen bij elkaar optellen is er nog geen sprake van een volledig alternatief.

Dit alles komt sneller en sneller op ons af en het ziet er niet naar uit dat er al iets nuttigs gevonden is.

Enerzijds worden de alternatieven waarop verlies geleden wordt (zonnecellen) gecompenseerd door verhoging 15 van de benzineprijs.

Anderzijds worden afspraken die men niet nakomen kan gecompenseerd door belasting heffing (ecotax).

In beide gevallen is de consument de dupe, maar vooruitgang valt er niet te verwachten; in plaats van technologische verbeteringen zijn er slechts administratieve en economische maatregelen getroffen.

#De meeste aandacht is er op het moment bij windmolens en zonnecellen (en af en toe biomassa).

20 *Beide apparaten hebben te doen met een energie rendement, dat inmiddels wel zo optimaal mogelijk zal zijn uitontwikkeld, maar altijd geldt voor een rendement 0 < η < 1 ♦Vervolgens gaat het om zonlicht dat op aarde instraalt en waarbij maar een gedeelte van het aard oppervlak ter beschikking gesteld wordt. Men verwacht dat ca 0,2% van het landoppervlak in de toekomst bedekt zal zijn met zonnecellen en/of windmolens. Het totale wereld landoppervlak is ca 148.822.000 km1.

25 Ter oriëntatie Nederland heeft een oppervlak van 40.840 km1 en 0,2% daarvan is 82 km1, men verwacht echter dat er een oppervlak van 40 * 40 = 1600 km1 nodig is om alleen de elektra voorziening van Nederland te regelen, maar dat is 3,92% ipv. 0,2% ♦Bij al deze apparatuur valt oa. op dat er veel materiaal nodig is om de apparaten van te maken, zodanig dat er straks niet alleen een olie en gas te kort is maar ook een materiaal te kort erbij komt en als de apparaten ook nog 30 een korte levensduur hebben komt er, al over ca 10 jaar, een enorme vuilnis stort bij •Deze apparatuur is zeer onderhouds gevoelig tav. stof, muggen- en vogelpoep, die het rendement ruïneren.

♦De investerings kosten, mogelijk eilanden in de zee, zijn zeer hoog.

#Zo te zien is er niet veel meer dan somberheid te constateren; een enkel lichtpuntje is er nauwelijks. Alle.problemen zijn nog precies eender als ze waren er is alleen maar sprake van administratief doorschuiven 35 van bestaande problemen zonder enige nieuwe visie.

1016048

Het wordt tiid om een compleet nieuwe visie en aanpak mbt. energie- en milieuproblemen en alternatieven te geven en de te verwachten energie opbrengsten van de diverse alternatieve energie bronnen met elkaar te vergelijken, alsmede de milien vervuiling te belichten.

40 2.1. De huidige energie processing maakt voornamelijk gebruik van de eindige voorraad fossiele brandstoffen kolen en de koolwaterstoffen olie en gas en voor de vervuiling wordt vooraamelijk het “afval gas COj" 2 aangemerkt; omdat er sprake zou kunnen zijn van een broeikas effect; of dat waar is of niet laten we in het midden. Een feit is dat C02 in de atmosfeer accumuleert van 300 ppm (parts per million) naar nu 370 ppm. Vroeger werd C02 in voldoende mate door de landplanten (bossen en landbouwgewas) opgenomen om er weer via fotosynthese koolhydraten van te maken. De landplanten waren dus de C02 sink en als dit gewas bestaande 5 uit koolhydraten vergaat wordt het op termijn weer omgezet tot de fossiele brandstoffen kolen en de koolwaterstoffen olie en gas. Er is blijkbaar sprake van recycling op termijn maar die termijn is onbruikbaar lang. Door de toenemende wereld bevolking en toenemende vraag naar energie wordt de eindige voorraad fossiele brandstof verder uitgeput. De verstedelijking neemt toe en bossen-worden gekapt tbv. landbouw grond. Dat alles betekent dat de landplanten als C02 sink te kort schieten en C02 gaat accumuleren in de atmosfeer.

10 #Er zijn zo twee problemen ontstaan enerzijds de oorzaak: een toenemende processing met een te kort aan fossiele brandstof en anderzijds het gevolg: een overschot aan C02 afval gas, die als een “kip-ei” probleem onlosmakelijk aan elkaar gekoppeld zijn.

Om de oorzaak de foute energie processing aan te pakken denkt men aan alternatieven zoals windmolens, zonnecellen, zonneboilers, biomassa, waterkrachtcentrales, kerncentrales ed. Het zal echter blijken (zie hierna), 15 dat deze alternatieven absoluut ontoereikend zijn. Ze tellen slechts mee voor enkele procenten van het wereld jaarverbruik aan primaire energie.

Afgezien van de geringe capaciteit van de alternatieven is de stroom die geproduceerd wordt ook nog veel duurder dan van de reguliere stroom, het gaat dus geld kosten

Om het gevolg, het C02 afval gas probleem aan te pakken kiest men voor bezuiniging en hogere belasting 20 tarieven ecotax, maar ook wordt getracht C02 gas in lege olie en gas bronnen te pompen, of als kooldioxyde-hydraat kristallen op de bodem van de zee bij een zekere temperatuur en druk op te slaan, of als vloeistof eveneens op de bodem van de zee bij een zekere temperatuur en druk op te slaan, of een beter bosbouw beleid.

2.2. Als we denken alternatieve energie te kunnen winnen uit de zonlicht inval op aarde, dan moeten we eerst weten hoeveel zonlicht er invalt per m2 en hoe groot het wereld landoppervlak en wereld zeeoppervlak is.

25 De zonne-energie: wat ontvangt de aarde op het land en on de zee aan zonlicht.

De Nasa heeft standaards vastgelegd voor de energie uit het zonlicht dat de aarde ontvangt: “de ΑΜ0, de AM1 en de AM2”.Het gaat daarbij om alle golflengten uit dat zonlichtspectrum en men kiest voor een gemiddelde dag

Tabel 1. Zonne-energie ontvangen te land en ter zee:

Landoppervlak 148.822.000 km2 1,488 * 10l4m2

Zeeoppervlak 361.128.000 km2 3,611 * 10l4m2

Totaal oppervlak 509.950.000 km2 5,100.* 1014 m2

Landoppervlak * AM2 (740 watt/m2) = 1,103 * 1017 Watt

Zeeoppervlak * AM2 (740 watt/m2) = 2,671 * 1017 Watt

Tot ontv. Energie van de Zon 3,774 * 1017 Watt

Over 1 jaar a 365 dagen met 12 h zon bestraling wordt aan zonne-energie ontvagen:

Te land 14,831 * 102" Wh 4,831 * 10IV kWh

Ter zee 1,170 * 1021 Wh 1,170 * 10w kWh

Tot zonne-energie over 1 jaar 1,653 * 1021 Wh 1,653 * 10“ kWh

De AM0=1350W/m2 is van toepassing bij loodrechte zonlicht inval; tbv. de ruimte vaart buiten de dampkring 1Π160 43 30 3

De AMl=1000W/m2 is van toepassing bij loodrechte zonlicht inval in de dampkring op een gemiddelde dag Als de zonnecel op de zonnestraal gericht kan worden is dit dus de praktische waarde.

De AM2= 740W/m2 is van toepassing voor zonlicht dat onder een hoek van 60° invalt in de dampkring op zeeniveau voor een gemiddelde dag.

5 #Vergelijk de gegevens van tabel 1 met de gegevens over het jaar 1984 uit de tabellen 4 t/m 10 en de verwachting voor de jaren 2000 en 2030 met een energie toename van ca 5% per jaar en nemen we nog mee dat 3A van de wereldbevolking zijn energie deel opeist, wat dan zal neerkomen op een toename met een factor 4; dan nog blijft het wereld jaarverbruik aan primaire energie beneden de ingestraalde zonne energie ......................De zonne energie over 1 jaar te land bedraagt 4,831 MO-7 kWh zie tabel 1 10 In 2030 zal het wereld jaarverbruik van primaire energie 7,526 * 1014 kWh bedragen zie tabel 8

Dit is maar 0,156% van de ingestraalde zonne energie, in principe makkelijk haalbaar.

#De vraag wordt nu hoe moeten we deze zonne energie ontzetten in alternatieve energie, een ding is duidelijk het zonlicht moet altijd over grote oppervlakken worden betrokken en een toenemende wereld bevolking vraagt voor de verstedelijking ook om ruimte en landbouw grond, men brandt er zelfs de bossen voor af.

15 Men wil liefst zo min mogelijk land missen getaxeerd wordt wereld wijd niet meer dan 0,2% van het land oppervlak te gebruiken voor energie winning, de rest zou op zee moeten gebeuren door eilanden te bouwen in ondiep water, dat is zeer kostbaar. · - VB.1. Er wordt vooral gedacht aan windmolens en zonnecellen als schone alternatieven; maar wat mogen we daarvan verwachten zijn deze alternatieven toereikend ? 20 2.3. Windmolens.

#Wind energie wordt verkregen uit zonne energie; hierdoor kan er gemiddeld nooit meer wind energie ontstaan dan de ingestraalde zonne energie. Er zijn cyclonen maar er zijn ook perioden met windstilte, daarom, moeten we middelen, het rendement is niet duidelijk berekenbaar. Vervolgens gebruikt een windmolen weer een fractie van die wind energie, voor het rendement is de windmolen energie het beste te vergelijken met de zonne energie, 25 waarbij we rekening moeten houden met het oppervlak dat vereist is voor die molen #Men schat dat alleen voor het stroomverbruik in Nederland een windmolen park met een oppervlak van 40 * 40 = 1.600 km2 nodig is; ter oriëntatie Nederland heeft een oppervlak van 40.840 km2, de Waddenzee heeft een oppervlak van 2.000 km2 en het Dselmeer heeft een oppervlak van 1.200 km2 een van de twee zou men kunnen “droog leggen en beplanten met windmolens”. Ruwweg 1 windmolen met een wieken diameter van 60 meter en 30 een hoogte van ca 100 meter op een oppervlak van 100 * 100= 104 m2,geeft een energie van 2,4 * 106 kWh/jaar Hieruit volgt dan tevens het rendement van die molen tov. het invallende zonlicht op die 104 m2 η «Mmole·· = 2,4 * 106/ (0,74 MO4 * 365 M 2) = 0,0741 ; (7,41%) *Het aantal molens op die 1600 km2 of 1,6 * 109 m2 en met 1 molen per 104 m2, zijn dat 1,6 * 10* molens.

*De elektrische energie die daarmee valt op te wekken is maximaal 1,6 * 105 *2,4 * 106 = 3,84 * 10u kWh/jaar 35 Deze molens moeten dan wel gemiddeld een jaar achteréén dag en nacht draaien, wanneer er muggen tegen de schoepen dood slaan en blijven plakken kan het rendement van zo’n molen soms tot 50% dalen, daarnaast moet men rekening houden met onderhoud en reparaties van de mechanisch draaiende delen.

#In 2030 is het wereld jaarverbruik aan primaire energie 7,526 * 1014 kWh; het aantal windmolens om deze energie op te wekken is 7,526 * 10l4/(2,4* 106 ) = 3,13 * 108 molens 40 Het benodigde oppervlak 3,13 * 108 * 104 = 3,13 * 1012 m2; dat is ongeveer 2% van het totaal wereld landoppervlak van 1,488 * 1014 m2 ipv. 0,2% 1016048 4 2.4. Zonnecellen.

#Bij zonnecellen valt te rekenen met een zgn. quantum rendement van 15% dus η —__ = 0,15 (gemiddeld overdag dwz. 12 van de 24 uur) ; anders η ——i = 0,075 (gemiddeld over 24 uur)

Dat lijkt tweemaal zo hoog als dat van windmolens maar er wordt ’s nachts geen energie geleverd, zodat we 5 gemiddeld 12h per dag moeten rekenen gedurende 1 jaar, dat betekent geen verbetering voor zonnecellen en geen levering gedurende de nacht is een probleem.

Stof, muggen- en vogelpoep verlagen het rendement, ook hier is dus zeer veel onderhoud (schoonmaken) nodig. De windmolens en de zonnecellen vragen veel onderhoud en verbruiken veel constructie materiaal, waaraan tzt. ook een groot tekort kan ontstaan verder is de levensduur beperkt en ontstaat er een vuilnis belt van materiaal 10 af val, ipv. fossiele brandstof te korten zijn er nu constructie materiaal te korten.

#Voor een zonnecel van lm2 is de licht inval 740 Watt of0.74 * 0,15 * 365 * 12 = 486,2 kWh / jaar We weten hoeveel zonne-energie er ontvangen wordt op het land zie tabel 1: 1,103 * 1017 Watt.

Men wenst 0,2% van het land oppervlak van zonnecellen te voorzien en verder is het rendement van een zonnecel 15%.

15 η oppervlak = 0,002

De totale zonnecel energie wordt dan 1,103 * 1017 * 0.002 * 0,15 =3,309 * 1013 Watt en per jaar wordt dat 3,309 * 1013 * 365* 12 = 1,449 * 1014 kWh #Dit zou een aardig alternatief zijn voor de jaren vóór 2000 zie tabel 8 met 1,741 * 1014 kWh, maar voor de jaren na 2000 schiet dit alternatief snel te kott, omdat.het energie verbruik sneller toeneemt dan de zonnecellen 20 kunnen bijbenen, voor 2030 zie tabel 8 is 7,526 * 1014 kWh nodig; maar dan zijn de zonnecellen al lang aan vervanging toe. Het oppervlak van 0,2% van het wereld landoppervlak van 1,488 * 1014 m2 = 2,896 * 10u m2 aan zonnecellen oppervlak, als een zonnecel ook 1 m2 is stelt dit bedrag ook het aantal zonnecellen voor en dat is onvoorstelbaar veel #Om in 2030 het totaal wereld jaarverbruik van primaire energie te kunnen halen met zonnecellen hebben we 25 nodig 7,526 * 1014 / 486,2 = 1,55 * 1012 .zonnecellen

Dergelijk beschouwingen gelden voor alle alternatieven die worden allen snel op achterstand gezet en zijn zodoende niet langer meer als alternatief te accepteren, de investeringen zullen ook onbetaalbaar zijn.

Het probleem is dat enerzijds het energie rendement (EEN FRACTIE) veel te laag is en dat anderzijds het oppervlak dat besteed kan worden tov. het totale oppervlak (weer EEN FRACTIE) te klein is en men kan 30 daar niet zo eenvoudig iets aan verbeteren; ηί(Λβι = 0,075 * 0,002 = 0,000.15 dat is zeer laag.

We moeten ons nog afvragen of er wel voldoende materiaal is om die windmolens en/of zonnecellen te maken en te plaatsen.. Er is ook nog onderhoud nodig en vervanging van oude apparaten voor nieuwe wat een enorme vuilnis belt te weeg brengt

Een enkele of de gezamenlijke alternatieve energie bron(nen) moeten zoveel energie leveren dat zij gedurende 35 jaren altijd meer energie kunnen leveren dan het wereld jaarverbruik aan primaire energie uit steenkool; olie en aardgas en daar lijkt het hier helemaal niet op, eerder lijkt het erop dat we juist verder pp achterstand raken omdat deze alternatieve energie bronnen niet mee kunnen groeien.

Daarnaast is er nog een kostprijs te betalen; alternatieve energie moet goedkoper zijn dan de reguliere energie. #Het moet haast wel duidelijk zijn dat we hier de oplossing niet hoeven te zoeken bij windmolens, zonnecellen, 40 zonneboilers, waterkracht centrales, kernenergie en biomassa zij schieten allen te kort.

Blijkbaar zijn er tot nog toe totaal geen vorderingen gemaakt.

1016CU8 5

Met een lucifer in de hand (een windmolen of een zonnecel) heeft men nog geen alternatieve energie bron te pakken, we hebben niet veel meer dan een beetje “bijverwarming” te pakken, de bedoeling is natuurlijk de mogelijkheid van een volledige alternatief energie bron tav. fossiele brandstoffen te pakken te krijgen en een onuitputtelijk energie bron, zonder grondstoffen gebruik, zonder milieu vervuiling en lage prijzen te realiseren.

5 2.5. Biomassa #Bij biomassa verbranding moeten we denken aan hout, alcohol rioolslib, en mest, diermeel en huisvuil. Recentelijk is duidelijk geworden hoe het rendement voor houtteelt eruit ziet:

Op een proefterreintje van 100 m * 100 m = 104 m2 heeft men hout en struikgewas geplant en dat blijkt na verbranding in een goed rendabele bout vergassings oven 20Θ.00Θ kWh / jaar op te leveren; we kunnen nu het 10 rendement berekenen tov. zonlicht.

η____-~2* 105/(0,74 * 104 * 365 * 12) = 0,00625 (0,62%) #Op het zelfde terreintje van 104 m2 had ook een windmolen kunnen staan en die had dan 2,4 * 106 kWh / jaar geleverd en dat is 12 x zoveel. Er is nog wel veel arbeid te verzetten om het hout te exploiteren mesten, beregenen, kappen, transporteren, etc.

15 Hoeveel hout er van 104 m2 afkomt laat zich als volgt berekenen: de verbrandingswarmte van hout is 15,1 MJ/kg zie tabel 3 of 15,1 * 103 / 3600 = 4,194 kWh / kg hout en voor 200.000 kWh / jaar is dan nodig 200.000 / 4,194 = 47.682,12 kg hout / jaar en per m2 is dat 4,768 kg hout / (m2 * jaar).

Bij de verbranding komt er C02 in de atmosfeer, en omdat de landplantensink slecht werkt accumuleert de C02 in e lucht, het is dus k geen groene stroom. In feite is het C02 gehalte in de atmosfeer laag, maar tav. het 20 broeikas effect te hoog, planten daar in tegen gaan met een hoger C02 gehalte veel sneller groeien, dat wordt nogal eens toegepast in glazen broeikassen, maar die houden weer het zonlicht tegen. Deze wijze van exploiteren betekent veel materiaal kosten en veel arbeidskosten (mesten, kappen, transporteren) en altijd alleen maar kleinschalig. Hier moet dan rendements verbetering worden “gekocht” maar waarvan ?

Desondanks is biomassa verbranding nuttig maar dat slaat dan alleen maar op huisvuil ophalen en verbranden.

25 2.6. Fotosynthese van CO* in zee voor de groei van zeeplanten.

#Bij alle elektrische, fysische, chemische en mechanische processen is het niet mogelijk energie multiplicatie (energie versterking) te maken zonder dat dit gehaald wordt uit de voorinstelling van de chips, fotomultipliers en transistoren of de apparaten, versterkers die toegepast worden dwz. we krijgen nooit iets gratis, er is altijd sprake van een (quantum) rendement, een FRACTIE tussen 0 en 1 30 Verder hebben we gezien dat als we de zonlicht inval te land gaan benutten dat er weer sprake is van een FRACTIE tussen 0 en 1, dichtbij 0 ; omdat het grootste gedeelte van dat land oppervlak al andere bestemmingen heeft.

#Nu kent men in een ander vakgebied, dat van de fotochemie, bij de fotosynthese en bij de fotokatalyse het begrip quantum opbrengst in feite is dit op te vatten als quatum multiplicatie (nt>l) op termijn en die 3 5 termijn is in dit geval redelijk te overzien (bruikbaar dus), het gaat nu om een FACTOR m> 1.

Verder moeten we de zonlicht inval niet meer te land maar ter zee gaan benutten dan is er weer sprake van een FRACTIE tussen 0 en 1, dichtbij 1; omdat nagenoeg het hele zee oppervlak vrij beschikbaar is.

#Wanneer C02 de atmosfeer in geblazen wordt zijn we het eenvoudig weg kwijt; het gas accumuleert in zijn concentratie van 300 ppm (0,0300%) naar nu 370 ppm (0,0370%) het zou het broeikas effect kunnen 40 veroorzaken en opname door de C02 - sink van de landplanten verloopt maar in geringe mate, bovendien is exploitatie weinig rendabel.

1016048 6

We moeten er dus een C02 - sink van de zeeplanten bij schakelen en die blijkt bovendien zeer rendabel te zijn. #Wanneer we C02 liefst verlies vrij de zee in blazen wordt het tgv. fotosynthese door de zeeplanten opgenomen onder vorming van cellulose het koolhydraat van die zeeplanten meestal zeewier.

Op deze wijze wordt zeewier dus bevorderd in zijn groei, als de C02 concentratie hoog genoeg is en er zonlicht 5 bij kan komen dan zal het zeewier harder groeien en als de C02 concentratie daalt of de zon minder fel schijnt houdt de groei van zelf op.

Zonlicht wordt door water geadsorbeerd, de groei van de planten zal minder zijn in diep water.

De zee dient als een grote hydrocultuur bak waarin alle noodzakelijke voedingszouten al aanwezig zijn en verder wordt verdeling en menging van voedingszouten; van de C02 inblaas en-versnipperd-zeewier als stekjes 10 automatisch en gratis geregeld door eb en vloed en zeestromingen.

Zodra de planten groot genoeg zijn worden ze uit de zee geharkt of van het strand geharkt en op het strand te drogen gelegd en vervolgens in een oven van een elektriciteitscentrale verbrand.

De daarbij ontstane rookgassen voeren we weer terug in zee en de asresten ook om uitputting te voorkomen; we interesseren ons eigenlijk alleen maar voor de calorieën.

15 Met deze verkregen warmte wordt water tot stoom gebracht voor een stoomturbine en die drijft vervolgens een dynamogenerator aan voor elektra winning en distributie #Deze methode heet fotosynthese - toegepast op de groei van bijv. zeeplanten mbv. C02 en H20 en invallende zonlicht, over het grootst mogelijke oppervlak, de zee, - en voorziet ons van zeewier als energiebrandstof, die tgv. 100% recycling van het afgas en de asresten in zeer grote hoeveelheden 20 ontstaat, voor zeer lage prijzen.

#Bij deze fotosynthese toegepast op het recyclen van C02 met H20 en zonlicht energie tot koolhydraten Cx(H20)v, cellulose CeHioOs bij zeeplanten over zeer grote oppervlakken (de zeeën); maken we tevens gebruik van het principe van de quatum opbregst en de quantum multiplicatie en de mogelijkheid om de reactie snelheid te berekenen;, het zal blijken dat dit proces zich uitstekend kan aanpassen aan de vraag 25 ook al is die 100 maal groter.

#Het antwoord op de alternatieve energie winning is nu waarschijnlijk wel duidelijk na jarenlang onderzoek is er nog steeds geen proces gevonden en de vraag is of men het nog vinden zal. Naar mijn mening niet bij windmolens; zonnecellen; zonneboilers; waterkracht centrales; kernenergie of biomassa. Wat men als alternatief beschouwt blijkt niet veel meer te zijn dan een stukje “ volledig ontoereikende bijverwarming”; met een lucifer 30 in de hand denkt men de alternatieve energie bron gevonden te hebben. In veel gevallen wacht men met het invoeren van alternatieve energie tot de prijs van de reguliere energie zodanig opgedreven is dat dan pas eindelijk alternatieve energie interessant wordt, dergelijk processen en opvattingen zijn dus niet alleen slecht maar ook verdacht.

#Vervolgens is er een verontrustende C02 uitstoot in de atmosfeer; waarbij het meest verontrustende niet alleen 35 het broeikas effect is; maar het simpel weg, kwijt raken door verkwisten Van een enorme hoeveelheid C02 materie, die erg goed recyclebaar was en een enorme hoeveelheid energie had kunnen opleveren, dit blijkt nu juist het beste alternatief te zijn.

#Er zijn veel energie centrales die stroom produceren en als brandstof van alles gebruiken wat maar calorieën kan produceren (bijv. steenkool, olie, gas, biomassa, etc.).

1 o 1 8048 40 7

Deze centrales produceren ook veel afgas, de kwalijke gassen zoals NOx, SOx en mercaptanen uit steenkool, olie en biomassa zal men wel proberen te verwijderen en uiteindelijk blijft er redelijk schoon C02gas over, net als bij de verbranding van aardgas; met dit gas weet men echter niets nuttigs te doen dan het maar de lucht in te blazen.

#Bliikbaar is dit gas verantwoordelijk voor het broeikas effect en zijn er in Europees verband en 5 wereldwijd afspraken gemaakt om de CO> uitstoot in de atmosfeer te beperken en mogeliik te belasten: terwijl Amerika beperking van CCK uitstoot in de atmosfeer zal belonen.

Er is nog geen snrake van CO·» uitstoot in zee en omdat er hiervan geen broeikas effect verwacht kan worden mag men deze uitstoot niet belasten (maar juist belonen).

Dit is vöorarinteressant voor Energie'Bedrifveh 10 #De steenkool en olie centrales produceren ook verbrandings resten zoals as en teerachtige stoffen (asfalt).

Hals over kop komt de overheid met windmolen ideeën en ecotax belastingen; Green Peace probeert de Shell zonnecel productie verplichtingen aan te laten gaan en de Shell verhoogt de benzine prijs nog maar eens - en de consument kan alles even betalen zonder dat hij er iets voor terug krijgt en zonder enig perspectief op verbetering.

15 #In deze beschouwing gaan we ervan uit dat als landplanten als C02 sink te kort schieten in hun taak, dan schakelen we er zeeplanten als C02 sink bij; dit is naar analogie te doen door C02 niet de atmosfeer maar de zee in te blazen. Hierdoor wordt via fotosynthese de groei van zeeplanten oa. zeewier bevorderd. Het chlorofyl in de cellen van die zeeplanten maakt fotosynthese mogelijk waarbij de celwand, de cellulose of koolhydraten, gevormd worden. Wanneer de planten groot genoeg zijn worden ze uit de zee geharkt en een gedeelte van dat 20 wier wordt versnipperd en weer in zee losgelaten als een soort stekje om weer verder uit te groeien. De zeewier oogst wordt op het strand gedroogd en daarna door een elektriciteit centrale verbrand, daarbij wordt water tot stoom verhit deze stoom drijft een turbine aan, de turbine drijft dynamo generatoren aan voor de productie van . .stroom. ·

We zien hier dat de rol van het C02 gas niet meer afval gas is maar C02 wordt zeer nuttig en gewenst 25 toegepast als productie gas en het te recyclen tot een brandstof zeewier, bij die verbranding ontstaan opnieuw C02 en asresten die weer aan de zee worden afgegeven, zo ontstaat een 100 % recycling en een energie productie zonder afvalstoffen en zonder grondstoffen tegen een zeer lage prijs.

We kunnen de zee opvatten als een zeer grote hydrocultuur bak, waarin alle voedings stoffen reeds aanwezig zijn immers er groeit ook al zeewier in de zee, C02 wordt zo veel mogelijk verlies vrij in geblazen en zolang er C02 30 en zonlicht is kan zeewier ook groeien. Bij een te kort aan C02 of aan zonlicht ’s nachts wordt de groei geremd.

Eb en vloed en zeestromingen zorgen voor de goede verdeling van C02, asresten en stekjes die in de zee zijn losgelaten bij het versnipperen van grof zeewier.

#Het gaat niet om kleinschalige voedsel producties voor mensen, dieren of visvoer en voedings supplementen bijv. algen tabletten uit de homeopathie; vervaardigt in steriele kweekbakken, al of niet verwarmd, met 35 toevoeging van voedings zouten, (gedestilleerd) zoetwater, kunstlicht, droogtrommels etc. bij deze methodes worden vaak micro-algen of fijn zeewier geproduceerd.

2.7. Bij energie processen die rechtstreeks gebruik maken van de zonlicht inval (windmolens, zonnecellen, biomassa en fotosynthese te land of ter zee) hebben we te maken met twee rendementen, het eerste heeft te maken met het rendement van het proces zelf en het tweede rendement heeft te maken met de grootte van het 40 beschikbare oppervlak Verder moet men rekening houden met de arbeidskosten om een zeker proces te runnen en de materiaalkosten die verbruikt zullen gaan worden en de transportkosten etc.

1016048 $ 3. Een puntsgewijze opsomming van dit systeem: a. Blaas schoon CO2 gas, in ieder geval dat van de aardgas centrales, niet de lucht in; maar de zee in b. Door de tijdelijk verhoogde CO2 concentratie kan zeewier tgv. fotosynthese in het zonlicht sneller gaan groeien en zodra er weer een CO2 verarming ontstaat, staat de zeewier groei stop.

5 Het zal duidelijk zijn dat we zeewier gaan gebruiken als de concurrerende brandstof tov. steenkool, olie en gas.

Bij de verbranding van zeewier is het afgas vrij schoon CO2 gas, mocht dat niet het geval zijn, dan zou men dezelfde gasreiniging kunnen toepassen als in de energie centrale bij de verbranding van kolen, olie of biomassa. We gaan ervan uit dat dit probleem eenvoudig oplosbaar is; terwijl de asresten van het zeewier probleemloos in zee afgevoerd kunnen worden.

10 c. Er moet gezorgd worden voor een uitstekende zeewier winning; die wordt voortaan net zo belangrijk als voorheen de olie, gas en steenkool winning.

Het zeewier wordt op het strand gedroogd en daarna in de oven van de energie centrale verbrand d. Het ontstane C02 gas blazen we weer de zee in en de as resten en alle chemische elementen en verbindingen bij deze verbranding ontstaan, worden ook in de zee afgevoerd om restanten zeewier opnieuw en snel te laten 15 aangroeien.

e. We interesseren ons eigenlijk alleen maar voor de ontstane calorieën bij deze zeewier verbranding, al het andere wordt weer aan de zee terug gegeven, om restanten zeewier opnieuw te laten aangroeien, een goedkope 100% ige recycling blijkbaar £ Met de opbrengst aan calorieën wordt met de bekende methodes van de energie centrale, stoom gemaakt, een 20 turbine aangedreven, een dynamo generator in werking gezet en de ontstane stroom getransporteerd en gedistribueerd.

g. Deze goedkope stroom is voor allerlei toepassingen te gebruiken; voor huisverwarming, oplaadbare accu’s en voor de dure winning van waterstof gas dat men weer gebruiken kan als motor brandstof en in de brandstofcel voor auto’s, schepen en .vliegtuigen dwz. geen smog probleem meer in de steden voorzover dat veroorzaakt 25 werd door auto’s, resp geen aantasting van de ozon laag meer voorzover dat veroorzaakt werd door vliegtuigen; zieVB.6.

. De uitstoot van CFK’s (Chloor Fluor Koolstof verbindingen) veroorzaakt aantasting van de ozon laag, inmiddels is er door reductie van die uitstoot herstel gezien; nadien is de luchtvaart vooral op het Noordelijk halfrond sterk uitgebreid; zet het herstel nu door? Inmiddels en nadien ziet men in Europa “zgn. Mini-30 Ozongaten” en die hadden we voordien nog niet? Het ozongat zat voornamelijk in het Zuidelijk halfrond hoewel daar minder vliegverkeer is. Als een vliegtuig erg hoog vliegt is de lucht ijler en kan kerosine onvolledig worden verbrand en wordt dan vrij in de atmosfeer gespoten.

h. Zeewier is te pletten tot blokken ongeveer zoals briketten en is te gebruiken als brandstof voor bijv. schepen ook dan kan afgas en asrest in de zee worden afgevoerd.

35 j. De totale hoeveelheid CO2 uit verbranding ontstaan van het wereld jaarverbruik van primaire energie is zo te recyclen en men verkrijgt daaruit opnieuw en herhaaldelijk een hoeveelheid energie die nagenoeg gelijk is aan dat wereld jaarverbruik; zie VB.3.

i. Steenkool, olie en gas zijn alleen nog maar van belang voor de productie van kunststoffen, van speciale chemicaliën en medicijnen en niet voor energie winning of motor brandstof.

40 #Wat we beogen te bereiken is hiermee heel duidelijk: 101 6 & 4 «···’ 9 a. Een onuitputtelijke energie bron - zonder grondstof verbruik, zonder milieuvervuiling, tgv. 100% recycling - voor grote hoeveelheden energie tegen lage prijzen.

b. Een volledig en blijvend alternatief tav. steenkool, olie, gas en kemsplijtstof die grondstoffen zijn eindig c. Geen verbruik van bouw- en constructie materialen grondstoffen, ook die grondstoffen zijn eindig.

5 d. Geen CO2 uitstoot in de atmosfeer, maar in de zee dus geen CO2 verkwisting maar recycling via fotosynthese.

e. Een zeer rendabele manier van zonlicht omzetting, over zeer grote oppervlakken, zonder storend te zijn f. Zeer grote hoeveelheden energie winning tegen zeer lage prijzen g. Een herhaaldelijke 100% schone recycling, zonder vuilnis belt h. Geen benzine, diesel, kerosine of andere koolwaterstof houdende brandstoffen voor motoren- van auto’s; 10 vliegtuigen.en schepen. Zie VB.6. de vergelijking van een diesel motor met een waterstof motor of brandstofcel i. Een zeer grote milieu verbetering te land, ter zee en in de atmosfeer in het laatste geval is te denken aan het opheffen van het broeikaseffect, het smog probleem en mogelijk het gat in de ozonlaag.

j Eenvoudige apparatuur centraal opgesteld en beheerd en niet individueel aan te schaffen ivm. met garanties, storingen, levensduur, onderhoud en reparatie, materiaal verkwisting, (dus geen windmolens, zonnecellen en 15 zonneboilers die zijn niet rendabel toe te passen)

Dit alles lijkt een bijna onvoorstelbare droom te zijn en een ware "energie revolutie” te kunnen worden Ik verwacht dat dit "inderdaad te realiseren is” en bovendien ook nog "zeer snel” wanneer daar begrip en medewerking voor bestaat; want zelf en alleen kan ik helemaal niets.

4. Planten nemen CO-, en EUO on via hun assimilatieproces en maken er koolhydraten /cellulose! van en 20 blazen O, uit

Tabel 2. Enkele fysisch-chemische gegevens:

Een foton hv = hc / λ in Joule of Wsec Avogadro N=6,023*1023 moleculen/mol

Const, van Planck: h=6,623 * 10“34J.s At.massa H=1;C=12;0=16;S=32;N=14

Lichtsnelheid : c = 2,998 * 108 m /sec Mol.massa C6H10Oj = 162 ; C02 = 44

Kies λ =500 nm (groen licht) 1 mol v/e gas = 22,4 liter

Verbrandingsw. CéHioOj=525Kcal/mol Lading v/e electron q=l,602*10~19Coul lKcal=4186 J= 4186 Wsec= 1,1628 Wh Coul = Amp*sec; Volt*Coul = Joule

Onder invloed van zonlicht wordt dit proces bevorderd en noemt men het "fotosynthese”.

25 Het feit dat zonlicht opgenomen wordt betekent dat de reactie "endotherm” is en opgenomen energie wordt in de reactie vergelijking met een (-) teken aangegeven: #In de zee verloopt het proces dus volgens: 6C02 + 5HiO — lhv —> l(C6HioOs) + d02

Opgenomen Koolhydraat, polysaccharide 30 zonlicht foton zetmeel, of cellulose van of quant in Joule een zeeplant #De stof (CeHioOsjx zal gemakkelijker gevormd worden ais we dit opvatten als de aangroei van reeds bestaande planten en onder invloed van zonlicht; hv stelt een zonlicht foton of quant. voor.

1016048 10

De plamen groeien op deze wijze door die aanmaak van koolhydraten, polysacchariden, zetmeel of cellulose en blazen daarbij evenveel liters 02 uit als er liters C02 werden opgenomen, (ipv. liters kan men ook grammoleculen lezen).

De uitgeblazen 02 komt daarbij in de lucht en niet in de zee terecht, omdat die al verzadigd is aan 02.; terwijl 5 C02 het beste uit de zee opgenomen kan worden.

Dit proces heet “fotosynthese”; het zeewier zal gaan groeien als er voldoende C02 voor handen is en naarmate er meer zonlicht is en het proces zal stoppen zodra er een C02 te kort is of er minder zonlicht is

Met een goede verspreiding van C02 over alle zeeën (door eb en vloed, wind en zeestromingen) en met een zonlicht bestraling van het enorme zee oppervlak van de gehele aarde, mogen we verwachten dat de aangroei 10 van zeewier enorm zal zijn. In de diverse voorbeelden is één en ander precies door te rekenen.

Natuurlijk moet men ervoor zorgen dat er een goed zeewier beheer gevoerd wordt dat is nu net zo belangrijk als het olie en gas beheer eerder was. Het zeewier moet regelmatig geoogst worden zowel op zee als op het strand een kwestie van regelmatig massaal harken, drogen en verbranden in de oven van de energie centrale. Er is nu geen sprake van materiaal kosten, dus ook geen materiaal tekorten voor de toekomst én geen materiaal 15 vervuiling van kapotte apparatuur.

Landplanten groeien ook al op lage C02 percentages bijv. in de lucht is maar 0,0370% C02 370 ppm (parts per .

million); de concentratie in zee zal maar weinig hoger worden door de CO2 inblaas in zee, zie berekening VB.3. ffDieren nemen O. op via hun ademhalingssvsteem en blazen CO·» en tt>Q uit en verbranden de koolhydraten.

20 Het zelfde gebeurt in feite als we de koolhydraten of cellulose verbranden in de oven van de energie centrale

Alle verbrandings reacties zijn typisch “exotherm” en de afgestane energie wordt met een (+) teken in de reactie vergelijking aangegeven.

#In de oven verloopt het proces dus volgens: l(C6H10O5) + 602 -> 6C02 + 5H20 + lw w is de verbrandingswarmte van QH10O5 per molecule in Joule 25 W = Nw is de verbrandingswarmte van QHioOs per mol. in Joule N=6,023*10“ het getal van Avogadro of het aantal moleculen per mol. hv is de energie van een zon licht foton of quant ca 3,971*10“19Joule

Het blijkt dat W - N*hv > 0 is ; nl W = 525*4186 = 2,198*106 Joule en N*hv = 6,023*1023*3,971*10“19 = 2,391*105 Joule 30 m = W / N*hv = 9,19 ; dwz m > 1 betekent dat er sprake is van energie of vermogens versterking; immers de ingestraalde zonlicht quanta N*hv worden met m > 1 vermenigvuldigd om de verbrandingswarmte W te verkrijgen. Planten groeien ook deels op eigen energie en niet alleen op zonlicht, die energie komt bij de verbranding weer vrij #In de chemie kent men het omkeerbare proces: 6C02 + 5H20 + w - hv o (Cf,Hi0O5)+ 602.

35 Dit proces is zo oud als de wereld en zal blijven bestaan zolang de wereld bestaat het is als het ware een aan de schepping opgelegde relatie die er bestaat tussen planten enerzijds en dieren anderzijds, die elkaar de juiste ademhalings gassen 02 en C02 toe blazen. Er wordt geheel automatisch voorzien in de juiste gas verhouding.

De reactie vergelijking is van toepassing voor alle mensen en maakt geen onderscheid tussen rijke of arme mensen, die waren er vroeger nog niet dat hebben wij ervan gemaakt. Verder kan men ook energie centrales in 40 de vergelijking opnemen, zolang die zich net zo gedragen als een dier en alleen cellulose verbranden is er geen probleem alle hoeveelheden passen zichzelf automatisch aan, eenvoudiger kan het niet.

1016048 11

De omkeerbaarheid van de vergelijking is op termijn en niet ogenblikkelijk en niet in een en het zelfde reactievat

Er wordt blijkbaar van de omkeerbaarheid van deze vergelijking een ander gebruik gemaakt nl. het linker en het rechter deel van deze vergelijking tov. het o omkeerbaarheids teken; worden elk apart gebruikt.

5 De omkeerbaarheid is zodoende omgezet tot een op ieder moment toe te passen 100% ige recyclebaarheid #Andere opvattingen zijn nog: #Licht moet in ieder geval geabsorbeerd worden wil er van een lichtinvloed sprake zijn; maar soms gebeurt er ondanks licht absorptie toch gewoon niets.

Vaak is de omgezette hoeveelheid stof evenredig aan de hoeveelheid geabsorbeerd licht, met veel 10 uitzonderingen.

Volgens de wet van het fotochemisch equivalent van Einstein: is het aantal omgezette moleculen gelijk aan het aantal geabsorbeerde lichtquanten (fotonen); maar dit klopt niet altijd Wat er gebeuren kan is:

Een stof absorbeert licht maar er gebeurt niets meestal omdat de golflengte te kort of te lang is 15 Soms zijn er meerdere lichtquanten nodig om een molecule om te zetten; maar ook

Soms brengt een geschikte lichtquant een hele reactie teweeg voor meerdere moleculen waarna de reactie stopt dit lijkt op fotokatalyse en dat is erg interessant. Ingeval het planten betreft zouden we dan mogelijk moeten denken aan landplanten die ook heel goed in de schaduw kunnen groeien of aan zeeplanten die goed in diep water, waar het donker is, kunnen groeien; maar ook 20 Soms brengt een geschikte lichtquant een hele reactie teweeg voor alle moleculen tegelijk dan hebben we met een explosie te doen die niet te stoppen is.

Men noemt deze stofomzettingen in t moleculen per geabsorbeerd foton; de QUANTUM OPBRENGST van het proces en t kan blijkbaar liggen tussen 0 en bijv. 106. (t is een FACTOR); dit levert extra massa op

Men moet dit niet verwarren met het quantum rendement η van een zonnecel die ligt tussen 0 en 1 25 (η is een FRACTIE)

Anderzijds is er de QUANTUM MULTIPLICATIE bij exotherme processen is de verbrandingswarmte W = m*N*hv en (m>l is een FACTOR); dit levert extra energie op.

#Het gaat nu juist precies om dit principe dat sommige planten geheel of gedeeltelijk geholpen door zonlicht zo snel kunnen gaan groeien dus extra massa gaan vormen en dat bij verbranding van hun plantendelen er meer 30 energie ontstaat dan dat die plant tijdens zijn groei voor de vorming van die plantendelen aan zonlicht ontvangen heeft, uiteraard te betrekken over een zelfde oppervlak bijv. per m2.

Dwz. dat de energie van het ingevallen zonlicht versterkt is en dat is precies wat we nodig hebben.

Dit zullen we bij andere alternatieve processen niet zomaar tegenkomen; en omdat het gaat om zeer grote hoeveelheden energie moeten we ook denken aan zeer grote oppervlakken zoals de zee en de zeeplanten.

3 5 #Het is goed mogelijk dat we om deze reden geen andere alternatieve processen zullen vinden DIE EFFICIËNTER ZIJN, OF NOG DUIDELIJKER ALS MEN DEZE SITUATIE NEGEERT IS ER GEEN ANDER ALTERNATIEF BEKEND!!!. We kunnen de reactie vergelijking op diverse manieren schrijven afhankelijk van de betekenis die we ermee beogen 1.6tC02 +5tH20 +tw-1 hvo tfCeHoOs) + ötO* dwz dat 1 foton een opbrengst geeft van t (QH10O5) groepen 40 2. 6C02 + 5H20 + w - 1 hv o (Ο^Ηι0Ο5) + 602; dwz dat 1 foton een opbrengst geeft van liQHioOs) groep 3. 6C02 + 5H20 + w -1 hv o (C6H10O5) + 602; dwz dat t fotonen een opbreqgst geven van l(CeHioOj) groep 1 01 SO 48 12

Vergelijking 1 zou men fotokatalytisch kunnen opvatten; vergelijking 2 zou het fotochemisch equivalent kunnen uitbeelden en bij vergelijking 3 is het verloop inefficiënt.

VB.2. We kunnen van dit fotosynthese proces in gedachten een “fotosynthesecel van 1 m2” oppervlak vergelijken met een “zonnecel van 1 m2”.

5 Bij een fotosynthese proces weten we precies wat de reactiesnelheid in aantal ontstane mollen per seconde is, zie hierna

We weten hoeveel zonlicht er op 1 m2 oppervlak in valt in Watt nl AM2 = 740 W/m2.

Hieruit volgt de fotonen flux in aantal fotonen / (m2.sec)

We stellen de quantum opbrengst t = 1 dwz per 1 foton; 1 molecule en 1 verbrandingswarmte eenheid w; 10 volgens verg..2. Daaruit volgt het aantal ontstane moleculen CeHjoOs / (m2 sec); dit is de reactiesnelheid in aantal mol C6Hi0O5 / (m2 sec).

Als de verbrandingswaarde W van QH10O5 in Kcal / mol bekend is, weten we de verbrandingswaarde V in Watt / m2

Daaruit volgt de quantum multiplicatie uit de opbrengst van de fotosynthesecel m = V / AM2 of V / 740 15 Voor de quantum multiplicatie uit de verbrandingswarmte vinden wem = W/ Nhv>l.

#De berekening: hv = hc / λ = 6,623 * 10~34 * 2,998 * 108 / 500 * 10“9 = 3,971 * 10“19 [Wsec / foton]

Aantal invallende fotonen = 740 / 3,971 * 10“19 = 1,863 * 1021 [fotonen/(m2.sec)]

Aantal ontstane moleculen CeHioOs = t * 1,863 * 1021 = 1,863 * 1021 [moleculen/(m2. sec)] 20 Aantal ontstane mollen C6Hi0Os = 1,863 * 1021 /N = 3,094 * 10“3 [mol/(m2.sec)]; dit is de reactiesnelheid

De verbrandingswaarde V = 3,094 * 1(T3 * 525 * 4186 = 6800 [Watt /m2]

De quantum multiplicatie uit de opbrengst m = V/AM2 = 6800/740 = 9,19.

De quantum multiplicatie uit de verbrandingswarmte m=W/Nhv=525*4186/ (6,023*1023 * 3,971*10“19) = 9,19 #We hebben een foton met een λ =500 nm gekozen we hebben alles als monochromatisch licht behandeld ipv als 25 een licht spectrum van zonlicht met korte en lange golflengten die ineffectief kunnen zijn.

Verder is de quantum opbrengst t = 1 gesteld dwz. per 1 foton 1 molecule omzetten zie verg. 2.

Voor een katalytisch verlopend proces zou t >1 moeten zijn bijv. t = 10 dwz. per foton 10 moleculen zie reactie verg. 1.

#We kunnen nu tot een rechtstreekse vergelijking en analogie komen met de zonnecellen en vinden welke 30 methode voordeliger is.

#Het rendement voor zonnecellen stellen we op 15% dat is al een optimale waarde en die zal dus niet zoveel meer variëren, men moet het licht venster wel goed schoon houden (dagelijkse ellende).

#De licht inval op de zonnecel is AM2=740W/m2 en met een quantum rendement van 15% is de opbrengst 111 Watt/m2, 35 De fotosynthesecel gaf in het rekenvoorbeeld 6800 Watt/m2; hiervoor waren echter nodig 3,094 * 10“3 mol ΟΗ1005/ (m2.sec)

Om eveneens een opbrengst van 111 Watt/m2 te halen hebben we nodig 3,094 * 10“3 * 111/ 6800 = 5,050 * 10“5 mol QH10O5 / (m2.sec)

We stellen dat de zonnecel 12 h per dag in gebruik is en dan moet de zeewier opbrengst ook 12 h per dag het 40 berekende aantal mol/(m2.sec) opleveren en dat wordt dan per dag: 12 * 3600 * 5,050 * 10“5 = 2,182 mol CeH^Oj / m2 of353 gram C«Ht0O5 / m2 1016048 13

Ruwweg komt dit neer op 350 gram zeewier per dag per m2 verbranden is equivalent aan een zonnecel van 1 m2.

#Anderszins geeft de fotosynthesecel 6800 Watt/m2 tov de zonnecel 111 Watt/m2 een factor 61 meer; dat is blijkbaar respectievelijk het verschil tussen quantum multiplicatie tov. quantum rendement 5 ^Vervolgens staat het volledige zeeoppervlak (3,61*1014 m2) de fotosynthesecel probleemloos ter beschikking en ter vergelijking staat 0,2% van het landoppervlak (2*10~3 * 1,49*1014 m2 =2,98*10n m2) de zonnecel probleemvol ter beschikking; dan komt er dus nog tenminste een factor 1200 bij; en verder zijn er geen materiaal en productie kosten en onderhoud voor de fotosynthesecel nodig, immers we hoeven alleen maar de opbrengst aan zeewier in een energie centrale te verbranden.

10 #Voor een vergelijking tussen de energie prijs van de zonnecel (111 W/m2) tov. de fotosynthese cel (6800 W/m2) moeten we nog rekening houden met het feit dat er voor de zonnecel grondstoffen verbruikt zijn en voor de fotosynthese cel worden geen grondstoffen verbruikt.

^Bovendien kunnen we het ontstane C02 gas opnieuw de zee in leiden en de as resten ook etc.

In principe is er een enorme hoeveelheid energie te winnen op deze wijze en zonnecellen komen er in het 15 geheel niet meer aan te pas en dus ook niet zonneboilers en windmolens.

#De energie centrales zal men langs de kusten of op kunstmatige eilanden of op strategisch handige plaatsen moeten aanleggen. Nationaal zou de Waddenzee geschikt kunnen zijn in plaats van de olie en gas boringen. Europees valt te denken aan de Oostzee, de Adriatische zee, de Middelalndse zee, Internationaal pas de diverse oceanen. De ligging van de Eurpese landen is erg ideaal vooral als start.

• 20 Tabel 3. Verbrandingswarmte van diverse Brandstoffen lKcal = 4186 J = 4186 Wsec= 1,1628 Wh

Brandstof MJ/kg MJ/m3 Kcal/mol

Aardgas 31,68

Benzeen 06¾ 40,1 155

Hexaan CeHu 44,7

Benzine 42

Butaan C4H10 123

Ethanol C2H5OH 27,1

Grafiet C + 02 -* C02 3^8 : ' 94,03

Grafiet C + '/202 CO 26

Koolmonoxide CO + '/2 O2 -> C02 10,2 12,7 68

Methaan 0¾ 1Ö 35^9 213

Petroleum, Diesel, Kerosine CioH22 41

Propaan ¢3¾ 93

Spiritus CH3OH 25,2

Steenkool _ 33,8 34,2

Stookolie 40,0 42,0

Waterstof 119,9 10,8 57,3 CH2 groep 157

CeHioOj groep (taxatie) 13,6 525

Hout Ï5J

1016048 14 #Het kan zinvol zijn later gebruik te maken van een genetisch verwekt plantje met diverse prettige eigenschappen:

Het plantje zou katalytisch op licht moeten reageren bijv per foton. 2 of meer moleculen omzetten.

Het plantje zou een grotere molecuul groep moeten vormen bijv Ο^Ηβ,Οιο of CigH^As; mits die een grotere 5 verbrandingswarmte hebben dan 06Η10Ο5. en een hoog cellulose gehalte moeten hebben.

Het plantje moet drijven en gemakkelijk winbaar zijn.

We hebben gezien dat ook de reactie snelheid bekend is en dat betekent dat we kunnen uitrekenen hoe snel de C02 concentratie kan worden omgezet

De reactie snelheid is dmv. de fotosynthese opgedrukt, maar bij de katalyse is er verdere versnelling mogelijk en 10 dat kan zeer interessant zijn om CO2 nog sneller om te zetten indien dat noodzakelijk zou zijn; zie VB.4. hierna Er mag nooit schade aan de voedsel productie uit zeeplanten, voor mensen, land- of zeedieren worden aangebracht tgv. genetische manipulatie, van die zeeplanten.

6. De CO·» uitstoot: blaas schoon CO-> gas niet de lucht in: maar de zee in 15 # Als CQ> de lucht ingeblazen wordt, wordt het verspild en zijn we het eenvoudig weg kwijt

Het percentage C02 in de lucht is ca 0,0370 %. Als men er niets meedoet dan accumuleert het De andere belangrijke gassen in de lucht zijn N2 ca 77% en 02 ca 20% #Het “uitwassen van C02 uit de lucht door zeewater” is zeer inefficiënt, immers het C02 percentage is te laag en de lucht kolom hoogte te groot en het contact oppervlak te klein.

20 Het zeewater is zeker niet verzadigd aan C02

Er kan ongeveer 1,002 L C02 / L water oplossen bij 15° C; deze hoge concentratie wordt nooit gehaald!!! #Bij zeer lage temperaturen in de atmosfeer van het Zuidelijk halfrond kan C02 bij -78°5 C. condenseren en als het ware naar beneden “sneeuwen” het komt dan oa. in de zee terecht. De zee rondom Antartica zou daardoor wel eens veel zeewier kunnen bevatten. Een andere plaats waar veel zeewier gevonden wordt is de Sargassozee. 25 #Het “uitwassen van 02 uit de lucht door zeewater” gaat veel beter immers het percentage is veel hoger

Het zeewater is vrij zeker al verzadigd aan 02 Er kan ongeveer 0,0362 L O2 / L water oplossen bij 15° C

# Als C02 de zee ingeblazen wordt, bijv. op de manier volgens FIG. 1, kunnen we C02 recyclen Dan zijn alle afspraken mbt. de C02 uitstoot direct van de baan voor alle landen, het broeikas effect is 30 opgeiost voor zo ver dat door C02 werd veroorzaakt.

De menging van C02 in zeewater is geen enkel probleem eb en vloed en wind en zeestromingen brengen de zaak voldoende en geheel gratis in beroering en zorgen voor een goed transport van C02 in de zee in principe over alle zeeën over de gehele wereld.

In de lucht accumuleert het C02 percentage; in de zee wordt het percentage op pijl gehouden door voortdurende 35 omzetting tot zeewier en winning daarvan

In de zee wordt C02 automatisch omgezet in zeewier de concentratie wordt dus laag gehouden de C02 verblijf tijd is afhankelijk van de reactie snelheid, als die groot is, is de verblijftijd klein, zie VB 2 en 4.

Als men C02 wel de lucht in mag blazen, waarom zou men dan C02 niet de zee in mogen blazen, de controle is daar beter 40 1016048 15 VB.3. De totale hoeveelheid CO2 uit verbranding ontstaan uit het wereld jaarverbruik van primaire energie in 2000 zal ca. 3,68 * 1013 kg C02.zijn.

We blazen de opgegeven hoeveelheid C02 in één keer de zee in wat normaal gesproken al onmogelijk is omdat we zoveel C02 niet voor handen hebben; immers normaal gesproken zouden we daar één jaar de tijd voor 5 hebben, terwijl er ondertussen al zeewier gevormd zou zijn, nb. en desondanks: rekenen we dit om naar liters 3,68 * 1016 * 22,4 / 44 = 1,873 * IQ16 L C02.

#Het totale zee volume is moeilijk te vinden; in plaats daarvan maken we een taxatie bijv. stellen we het zee volume op het totale zee oppervlak maal een diepte van slechts 1 meter; dat is in ieder geval veel te weinig. Het-zee volume wordt dan» 3;61 *-K)14 m2 * lm = 3,61 * 1014· na? = 3,-61-* 1017L 10 #De concentratie van C02 in de zee wordt dan verhoogd met 1,873 * 10“ L COi/3,61 * 1017 L zeewater = 0,0519 L 0(¾ / L zeewater

Deze concentratie verhoging zal nooit waar gemaakt worden omdat het zeevolume veel te klein gekozen is en omdat de inblaas van 0(¼ in één keer geschied is ipv in één jaar.

Volgens het principe van Guldberg en Waage voor chemische evenwichten, 6C02 + 5H20 o QHioOj + 602 15 beveiligd het systeem zichzelf in die zin dat een wijzigingen in de concentratie van een van de deelnemende stoffen, de reactie zo doet verlopen dat de wijziging te niet gedaan wordt.

Het enige wat ooit belangrijk kan zijn is de reactie snelheid vergroten en het regelmatig verwijderen van gevormd zeewier.

Deze C02 concentratie verhoging is dermate laag dat er nauwelijks milieu eisen of bezwaren aan te stellen zijn. 20 #Wanneer die totale hoeveelheid van 3,68 * 1013 kg C02 voor 100% omgezet wordt in CeHioOj en dit vervolgens weer verbrand wordt dan komen we uit op: 3,68 * 1016 / (44 * 6) mol QHioOj = 1,394 * 1014 mol CeHioOs De verbrandingswaarde is 525 Kcal/mol 1,394 * 1014 * 525 = 7,318 * 1016 Kcal - 7,318 * 1016 * 4186 = 3,063 * 1020 W.sec = 8,509 * 10u kWh.

Dit is overigens de hoeveelheid energie die we jaarlijks kunnen terug winnen voor vrijwel geen geld en die we 25 kunnen recyclen met nauwelijks milieu problemen, we lossen immers ook nog even een broeikas probleem op wereld wijd.

#In plaats daarvan blazen we deze hoeveelheid C02 jaarlijks de lucht in; wat een vorm van pure verkwisting is, we zijn het dan voorgoed kwijt en houden er mogelijk nog een broeikas effect aan over #Het C02 wordt als het ware rondgepompt en telkens weer hergebruikt. Het is zeer de vraag of er een beter 30 alternatief bestaat #We kunnen het aantal gevormde grammen zeewier uitrekenen: 3,68 * 1016 * 162 / (44*6) =-2,26 * 1016 g CöHioOs.

Verspreid over het gehele zeeoppervlak van 3,61 * 1014 m2 ; wordt dat 2,26 * 1016 / 3,61 * 1014 = 62,55 g C«H]0O5 /m2 éénmalig op te halen in een jaar.

35 We zien dat dit als belasting totaal niets voorstelt men zou het zelfs wel een factor 100 of meer kunnen opvoeren. Het probleem is dan dat daarvoor nog niet voldoende C02 aanwezig is, dit betekent ook weer niet dat we 100 jaar moeten wachten, we kunnen nl. de C02 uitstoot van ieder jaar vervolgens jaar in jaar uit recyclen, (zelfs 1 maal per maand zie VB.4.) of continu recyclen.

Een andere heel goede optie is gebruik te maken van een genetisch verwekt plantje dat zeer snel groeit, bijv 40 zodanig dat een jaarproductie van C02 meerdere malen per jaar een volledige plant opbrengst oplevert.

1016048 16 #We zien in ieder geval hieruit hoe zuinig we moeten zijn op C02 en niets is zo voordelig als nit COj plus H20 een brandstof te maken en nb. de opnieuw gevormde C02 herhaaldelijk te recyclen volgens een volkomen schoon proces.

Men zou alvast zo spoedig mogelijk C02 in de zee moeten opslaan en de daaiuit verzamelde zeewier verwerken 5 tot blokken brandstof zo lang er nog geen centrales aan de kust staan.

#We zien uit tabel 8.dat in het jaar 1984 het wereld jaarverbruik van primaire energie 8,372 * 10u kWh bedraagt; we willen hieruit herleiden wat in het jaar 2000 het wereld jaarverbruik van primaire energie zou bedragen. Onder Opm staat corrigeren met 5% per jaar dwz een factor 2,08 * 8,372 * 1013 = 1,741 * 1014 kWh. Dit is ruwweg tweemaal zoveel als de 8,509*1013 kWh, we moeten dus nogmaals recyclen om 1,741*1014 kWh 10 te halen. In werkelijkheid kan men C02 in een continu proces recyclen.

De meest alternatieven zijn slechts beperkt tot een FRACTIE van het wereld jaarverbruik van primaire energie en kunnen nauwelijks worden opgevoerd; dit C02 recycling proces voorziet in een FACTOR van de wereld jaarverbruik van primaire energie omdat het zeer eenvoudig is op te voeren door bijv vaker per jaar te recyclen of de hoeveelheid C02 te vergroten 15 Voor de toekomst betekent dit ENERGIE ZAT en een volledig alternatief voor de steenkool, .olie en aardgas industrie op korte termijn en voor ¾ van de wereld bevolking die niet deelnamen in de ongelijke energie verdeling is dan voldoende energie « VB.4, Hoe snel kan de hoeveelheid van 3,68*10° kg CO2 uit VB.3. worden omgezet in C«Hi«Os.

20 In VB.3. wordt gesteld dat na verbranding van het volledige wereld jaarverbruik van primaire energie de ontstane C02 in één keer in zee zou worden geleid. We nemen aan dat die C02 over het gehele zeeoppervlak gelijkmatig verdeeld is en daarna omgezet wordt tot CeHioOs. De vraag is hoe lang duurt dat.

3,68 * 1013 kg C02 = 3,68 * 1016 / (44 * 6) = 1,39 * 1014 mol C6H10O5

Over het zee oppervlak van 3,61 * 1014 m2 wordt dat 1,39 * 1014 /3,61 * 1014= 3,86 * 10-1 mol CeHioOj / m2 = 25 62,55 gQHjoOs/m2.

De reactie snelheid zie VB.2. voor t=l voor CéHioOs is 3,094 * 10-3 mol QHioCV (m2 sec) • De benodigde reactie tijd wordt dan 3,86 * 10—1 / 3,094 * 10—3 =124,8 sec.

Dwz. dat in ruim 2 minuten alles verwerkt is tot zeewier, dat is erg snel; planten ademen het als het ware in.

De overlast van C02 is dus klein omdat het zo snel wordt omgezet in zeewier.

30 Wanneer dit zeewier binnen 1 maand wordt ingezameld en weer verbrand en C02 de zee ingeblazen wordt kan men 12 maal per jaar recyclen.

VB.5. Als we aardolie verbranden ontstaat er een zeker aantal Joule en er ontstaat een zekere hoeveelheid C02; vervolgens wordt die C02 omgezet in C«Hi0Os en dan wordt dat verbrand en er ontstaat weer een zeker aantal Joule en dezelfde hoeveelheid C02 die nogmaals gerecycled kan worden etc.

35 We gaan uit van 1 kg stookolie waarvan de samen stelling bekend is volgens Tabel 4.

Na verbranding ontstaan er 41MJ volgens Tabel 3 en 44*0,86 / 12=3,153 kg C02 en 18*0,12 / 2=1,080 kg H20 We nemen aan dat C02 volledig wordt omgezet in CeHjoOs

Uit 1 kg stookolie ontstaat 3.153 kg CO) en daaruit 3153 / /44 * 61 = 11.94 mol CJImO* of 1.934 kg CcHmCk De verbrandingswarmte van 11,94 mol CeHjoOs is 11,94 * 525 = 6270 Kcal. In Joule 6270 * 4186 = 26,25 MJ 40 Stookolie geeft dus meer energie af bij verbranding (41 MJ) dan later C02 na recycling tot CeHjoOj kan terug 1016048 17 geven (26,3MJ) het percentage is 26,25 * 100/ 41 = 64,02% echter men kan C02 van nu af aan vele malen recyclen, bijv. 1 maal per maand of continu recyclen; terwijl je olie maar eenmaal kunt verbranden.

Hier is geen rekening gehouden met de fotosynthese, maar er is rechtstreeks uitgegaan van CfiHjoOj vorming uit C02 5 We zouden deze recycling moeten opvatten als een alternatieve methode en dan valt 64,02% op als een hoog percentage.

Door recyclen krijgen we meer energie dan er oorspronkelijk regulier aangeboden werd immers reeds na de 2e recycling is 52,50 MJ verkregen tov. de 41MJ uit stookolie.

#£en vergelijking voor de opslag ruimte van olie tov. zeewier: 10 Zowel olie als zeewier drijven in zeewater we nemen aan dat hun soortelijke massa’s ongeveer gelijk zijn bijv. 0,9 g/cm3 ; dwz. dat gelijke gewichten gelijke volumina innemen. Nu hebben gelijke gewichten niet dezelfde verbrandingswaarden voor 1 kg stookolie is die 41 MJ/kg en voor 1 kg zeewier CeH^Os is die 13,6 MJ/kg.

Er is ruwweg driemaal zoveel ruimte nodig om zeewier op te slaan als we naar gelijke energie levering kiiken: maar door continu te recyclen kan men veel ruimte besparen 15 ' VB.6. De vergelijking van een diesel of kerosine motor met een waterstof motor, (brandstofcel).

Het toepassen en interpreteren van het begrip “recyclen”.

#We gaan ervan uit dat in de vergelijking tussen een kerosine motor en een waterstof motor deze beide motoren · evenveel Joules zullen gaan gebruiken om dezelfde prestaties te leveren we zullen gebruik maken van een 20 energie balans voor deze beide brandstoffen.

#Wanneer een brandstof na gebruik niet meer is te recyclen, moeten we in ieder geval de grondstof prijs van die brandstof betalen, dus voor kerosine moeten we betalen, we berekenen de energie bij verbranding die betaald moet worden * #Wanneer een brandstof C02 produceert en deze C02 in de lucht wordt uitgestoten zijn we deze stof kwijt, we 25 berekenen de energie die we bij recyclen hadden kunnen terug winnen, nu als zijnde verloren gegaan.

#Wanneer een brandstof na gebruik wel gerecycled wordt hoeven we in ieder geval de grondstof prijs nooit te betalen, in plaats daarvan betalen we de recycle kosten om die brandstof te kunnen maken en we berekenen dat in energie waarde; zowel waterstof als ΟΗ1005 worden gerecycled.

#Wanneer we stoffen herhaaldelijk kunnen recyclen is dé energie herhaaldelijk te gebruiken maar we zijn evenzo 30 ook herhaaldelijk de recycle kosten kwijt. Wanneer een bepaalde hoeveelheid stof n maal gerecycled wordt zijn we ook n maal de recycle kosten kwijt; we hadden dus ook n maal die hoeveelheid stof éénmaal kunnen recyclen voor de dezelfde kosten #We gaan nu uit van de verbranding van 1 kg kerosine dat levert een aantal Joules op en we bezien hoeveel waterstof nodig is om hetzelfde aantal Joules op te leveren.

35 Het is ook mogelijk de waterstof in een brandstof cel in te voeren en met zuurstof uit de lucht elektronisch om te zetten in water onder levering van een elektrisch vermogen.

Kerosine vatten we op als CioH22 met mol. massa van 142; na verbranding ontstaan 10 mol C02 met mol. massa van 44.

Het aantal grammol. C02 is dus 10*1000 /142 = 70,423 grammol C02.

40 Bij recycling van 70,423 grammol C02 ontstaat 70,423 / 6= 11,74 grammol. CeHioOj.

'101 00 48 18

Dat had bij verbranding opgeleverd 11,74*525*4186 = 2,579*107 Joule = 25,79 MJ dit is verloren gegaan door niet recyclen.

Uit tabel 3 zien we dat 1 kg kerosine 41 MJ oplevert. We raken zo totaal kwijt 41,0 + 25,79 = <6.79 MJ De prijs voor energie bijv. per MJ of kWh is niet altijd even hoog, die prijs hangt af van hoe de energie 5 verkregen is bijv. energie uit grondstoffen of energie uit recycling.

#Nu moeten we uit de verbranding van waterstof met een verbrandingswaarde van 119,9 MJ per kg zie tabel 3 die 41 MJ halen er is dus nodig 41 /119,9 = 0,342 kg H2.

Deze 0,342 kg 1¼ moeten we halen uit de electrolyse van water volgens 2H20 -»2H2 + 02 bijv. door water aan te zuren met H2S04 en grafiet electroden te gebruiken. De vraag is hoeveel energie gaat dat kosten.

10 Voor de electrolyse van water is ruwweg een gelijkspanning nodig van 2,4 Volt.

De lading van 1 gramion H = N*q = 6,023*1023 * 1,602*10—19 = 96.488 Coulomb Er is dus voor de ontwikkeling van 1 gram H2 nodig 2,4*96.488 = 231.571 Joule Om 342 gram H2 dmv. waterelectrolyse te maken is nodig 342*231.571 = 79.197.282 Joule of79.197 MJ #Nu moeten we uit de verbranding van C6Hi0O5 met een verbrandingswaarde van 13,6 MJ per 1¾ zie tabel 3 die 15 79,197 MJ halen er is dus nodig 79,197/13,6 = 5,823 kg CeHioO,.

#Omdat zowel H2 als CeHioOs recyclebaar zijn gaan er geen grondstoffen verloren en hoeven we alleen de recycle kosten te kennen voor de 342 gram H2, wat equivalent is aan de verbrandingskosten van 5,823 kg C6HioO$; deze kosten zijn natuurlijk erg laag; dat betekent dat de waterstof motor ook erg goedkoop kan zijn We moeten dus van de 41 MJ oa. de grondstof prijs betalen en voor de 25,8 MJ alleen de recycle kosten; ook 20 voor die 79,197 MJ betalen we alleen de recycle kosten.

Voor de kostprijs berekening zie hierna bij punt 7.

#Ook hier is sprake van een omkeerbare reactie vergelijking 2H2 + 02 o 2H20 die in tweeën gesplitst wordt nl. de verbrandingsreactie van waterstof tot water H2 + 1/2 02 -> H20 + w en de ontledingsreactie van water tot waterstof waarbij we gekozen hebben voor electrolyse van water aangezuurd met H2S04 en grafiet electrode 25 H20 - qV->HT + OH~

Voor de electrolyse van 1 grammol H2 is nodig: 2NqV = 2*6,023 * 1023 * 1,602 * 10—19 * 2,4 = 4,63 * 105 J Voor lgrammol H2 is de verbrandingswaarde: zie tabel 3 W = Nw = 57,3*4186 = 2,40 * 105 J

Ook hier is omkeerbaarheid omgezet in 100%ige recyclebaarheid #Verder zien we dat W < 2NqV is, het verbranden van waterstof tov. de electrolyse van water is dus niet zo 30 voordelig m’ = W / 2NqV < 1 dit is dus een energie verzwakking. In de automobiel industrie heeft men een electronisch waterstof - zuurstof omzettingsproces, de brandstofcel die vermoedelijk rendabeler is dan de simpele verbranding.

VB.7. Een vergelijking voor de eventuele stroom energie productie in Nederland dmv. windmolens, 35 zonnecellen of fotosynthese van zeeplanten.

#WindmoIens: Door een oppervlak van 40 km * 40 km = 1600 km2 van ca 160.000 windmolens te voorzien zou in Nederland aan een stroombehoefte van 3,84 * 10n kWh/jaar voldaan kunnen worden; zie VB.1.

#ZonnecelIen: Bij een lichtinval van 740 W/m2 en een rendement van 0,15 komt er 0,74 * 0,15 * 12 * 365 = 4,862 * 102 kWh/(m2 * jaar) uit een zonnecel. Voor een vermogen van 3,84 * 1011 kWh/jaar is dus een oppervlak 40 nodig van 3,84 * 10u / 4,862 * 102 = 7,898 * 108 m2 nodig; of afgerond 8,0 * 108 m2 = 800 km2 = 40 km* 20 km 1016048 19

Het aantal zonnecellen van 1 m2 wordt dan ook 8 * 10® alleen voor Nederland is dit al onrealistisch veel; wanneer men 1 miljoen zonnecellen per jaar kan maken dan duurt het dus 800 jaar voordat alles klaar is.

#Fotosynthese; De verbrandings warmte van zeewier CeHioOs is 13,6 MJ/kg = 13,6 * 103 kWs/kg = 13,6 * 103 / 60 * 60 = 3,778 kWh/kg. Voor een vermogen van 3,84 * 1011 kWh/jaar is nodig 3,84 * 1011 kWh/3,778 = 5 1,016 * 1011 kg C«HI0Os / jaar; of met 162 als mol massa 6,272 * 1011 grmol QH10O5 / jaar; of 3,763 * 1012 grmol CO2 / jaar, of 8,43 * ΙΟ13 I COj / jaar.

#Wanneer de lichtinval AM2 = 740 W/m2 voor 100% benut zou worden (zonder rekening te houden met evt.

quatumopbrengst);danisde. situatie. voorljaarO,74*.365-*..12.= 3241kWh/(in2 * jaar).................. ...............

#Het zeeoppervlak om 3,84 * 10n kWh/jaar te maken is dan 3,84 * 10u / 3241 = 1,185 * 10® m2 of 118,5 km2 ; 10 bijv een zeeoppervlak van 40 km * 3 km tov. 40 km * 40 km, dat is ruim 13x kleineren die 160.000 windmolens zijn niet nodig dus veel goedkoper.dit zou zonder veel problemen in de Waddenzee kunnen en op korte termijn.

#Het aantal kg zeewier /(m2 *jaar) wordt 1,016 * 10u /1,185 * 10® = 857 kg/(m2 *jaar) of 2,35 kg/(m2 *dag).

7. Diverse mii bekende prijzen voor het iaar 2000: 15 #Voor grondstoffen: *De aardgas prijs is ca 53,68 Hctn / m3

De aardolie prijs per vat van 159 L is ca. 29 USD.; 1 USD = 2,30 Hfl.; De soortelijke massa is ca 0,9 kg / L *De aardolie prijs wordt dan 29*2,30 /159 = 42,0 Hctn / L of 46,67 Hctn / kg De prijzen aan de pomp in Jul 2000 in Hctn / L 20 Diesel = 184,8 & Pura ongelood 95 = 274,0 & Super plus = 280,0 &· Euro = 265,0

Het is niet de bedoeling van dit verhaal om te begrijpen hoe de aardolie prijs en de dollar koers verwerkt zitten in de prijs aan de pomp *De steenkool prijs is ca. 33,05 Hctn / kg 25 #Prijs voor het opwekken van stroom x Verbrandingswaarde = Energieprijs

Aardgascentrale 6,1 ct/kWh x (31,68MJ/m3 # 8,800 kWh/m3 ) = 53,68 ct/m3 Stookoliecentrale 4,1 ct/kWh x (41,00 MJ/m3 #11,39 kWh/kg ) = 46,67 ct/kg Kolencentrale 3,5 ct/kWh x (34,00 MJ/kg # 9,444 kWh/kg ) = 33,05 ct/kg 30 //Kernenergie in Nederland EPZ (kleine centrale) 3,6*10® kWh/jaar (of 411 MW/jaar) ca 3,6% van de stroom productie in Nederland Er zijn 455 kernenergie centrales op de wereld

Totale kernenergie wereldwijd is dan ca. 455*3,6* 109 = l,638*10u kWh/jaar.

Dit is nog geen 1% van het wereld jaargebruik van primaire energie van 1,741*1014 kWh/jaar in 2000.

35 Dat jaarverbruik neemt echter wel met 5% per jaar toe dwz. dat kernenergie dit niet bijhoudt.

Prijs voor het opwekken van stroom voor een kerncentrale is 1,8 ct/kWh.

In Nederland wordt dat 3,6*10® * 1,8 = Hfl.6,480*107 /jaar of 64,8 miljoen gulden per jaar.

Voor de wereld wordt dat 1,638*1012 *1,8 = Hfl. 2,948 * 1010 /jaar of29,48 miljard gulden per jaar.

40 #De Grondstof prijzen voor het wereld jaarverbruik voor het jaar 2000: ·; n 1 Hf) 48 v*.’ a \ijf f 'ey 20

Aardgas 3,970 * 1012 m3 a 53,68 Hctn/m3 = Hfl 2,131 * 1012

Stookolie 5,918* 1012kg a 46,67 Hctn/kg = Hfl 2,762 * 10i2

Steenkool 5,591 * 1012 kg a 33,05 Hctn/kg = Hfl 1,848 * IQ12 +

Totaal Hfl 6,741 * IQ12 of 6741 miljard gulden per iaar: dit bedrag 5 komt vrii wanneer men op alternatieve energie overstapt die geen gebruik maakt van grondstoffen.

#Als er vanaf 2000 jaarlijks 3,68*1013 kg C02 de lucht ingeblazen wordt; zoals aangegeven in VB.3.; hetgeen overeenkwam met l,394*10w mol CeHioOs of met 2,26*1013 kg CêHioOs of met 8,509*1013 kWh en de prijs voor het opwekken van stroom bij deze recycling 1 ct/kWh bedraagt; dan zijn we voor een bedrag van 10 Hfl. 8,509*10n of 850 miljard-gulden -oer· iaar-kwittaan-het“broeikas-effect”: db bedrag is iaarliiks simnel weg terug te halen door CQ> de zee in te blazen en te recyclen.

#De recycle prijs wordt dan: 2,3125 ct/kg C02 of 0,6105 ct/mol C6Hi0Oï of 3,7655 ct/kg CgHioOg of 1 ct/kWh of 0,2778 ct/MJ.

#In VB.6. zagen we de vergelijking tussen een diesel of kerosine motor tov. een waterstof motor.

15 We kunnen nu iets meer over de kosten aangeven: #De diesel of kerosine motor ging uit van een gebruik van lkg diesel of 1,11L diesel De grondstof prijs is ongeveer hetzelfde als de aardolie prijs 46,67 ct/kg; terwijl de prijs aan de pomp is 184,4*1,11 = 204,9 ct/kg. Daar komt nog bij voor niet gerecycled C02 25,8 MJ dat kost 25,8*0,2778 = 7ct #De waterstof motor, die geen grondstof verbruik heeft, vraagt wel om een vermogen van 79,2 MJ uit recycling 20 en dat bedraagt 79,2*0,2778 = 22,00 ct en dit is aanzienlijk voordeliger 8. Een mogeliike uitvoerings vorm voor het laten aangroeien en verspreiden van zeewier en voor het verliesvrii oplossen van CO·» in zeewater #Het zal duidelijk zijn dat wij een compleet werkende praktische uitvoerings vorm niet kunnen aanbieden.

25 Een puntsgewijze opsomming van belangrijke aspecten is wel te geven: 1. Het gaat vooral om “een open systeem” dwz. een groot stuk zeeoppervlak tot later het complete zeeoppervlak en de volledige lichtinval dp dat grote zeeoppervlak. “Gesloten systemen of proefopstellingen” zullen hierin altijd te kort schieten, het zeewier zal dan meer op voedingszouten moeten groeien dan op de lichtinval dit zeewier zou wel eens een andere samenstelling kunnen verkrijgen, zodat er bij verbranding meer afval stoffen 30 ontstaan. Zeewier dat zoveel mogelijk uit liefst alleen cellulose bestaat levert bij verbranding zo min mogelijk afval stoffen op.

2. Voedingszouten worden niet apart toegevoegd, ze komen uit de zee zelf of uit de asresten van de zeewierverbranding; de zee is zelf een zeer grote hydrocultuur bak met doorstroming en verversing.

3. Als er wier wordt opgevist dan kan een gedeelte daarvan bijv. 0,1% worden “versnipperd in stukjes van 35 bijv. 1 cm” deze snippers worden in de zee uitgezaaid om weer als “stekjes aan te kunnen groeien” en om uitputting te voorkomen. Eb en vloed en wind en zeestromingen zorgen voor de verdere gratis verspreiding, waardoor zeewier overal zal kunnen ontstaan.

Bij verschillende soorten zeeplanten kan men, die soort op kwaliteit selecteren, die het meest gewenst is en versnipperen ter vermeerdering.

i01ïü4ë 21 4. Als het C02 afgas van de zeewier verbranding niet schoon genoeg is, zal men het moeten reinigen bijv. op dezelfde wijze als bij de energie centrales voor de verbranding van kolen, olie of biomassa; terwijl asresten direct in zee afgevoerd worden 5. De C02 in blaas in de zee moet zo veel mogelijk verlies vrij verlopen er moet zo min mogelijk C02 uit de zee 5 weg borrelen, omdat te bereiken valt aan een uitvoeringsvorm te denken waarbij één of meer malen C02 uit de verbrandingsgassen van de zeewierverbranding wordt uitgewassen in zeewater; zie FIGUUR lt A = de atmosfeer Z = de zee.

1 = een zuig· perscompressor voor zeewater 10 2 en 3 = zuig- perscompressoren voor de verbrandingsgassen 4 = zuigleiding voor zeewater via een filter 11 5 = persleiding voor zeewater, met de éénrichtings hoge druk terugslagkleppen 16 en 17 6 = zuigleiding voor de C02_ rijke oven verbrandingsgassen 7 en 9 = persleiding voor oven verbrandingsgassen; met de éénrichtings hoge druk terugslagkleppen 12 en 13 15 18,19,20 en 21 = ruimten waarin C02 onder druk gebracht is om C02 in zeewater op te lossen bijv. 2 tot 4 ato 14 en 15 = éénrichtings hoge druk terugslagkleppen 22 én 24 = poreus filter labyrint van kunststof gaas of vezel materiaal bijv steenwol of glaswol e.d.

23 en -25 = persruimte van C02 en zeewater 30 en 31 = stolp om de respectievelijke C02 gereduceerde en C02 verarmde verbrandingsgassen op te vangen 20 32 en 8 ~ C02 gereduceerd verbrandingsgas 34 en 35 = C02 houdend zeewater 33 en 10 = C02 verarmd verbrandingsgas; bij voldoende lage C02 concentratie in de atmosfeer afblazen 36 en 37 = C02 houdend zeewater 26,27,28 en 29 = open/dicht kleppen om van tijd tot tijd, indien nodig grof materiaal te spuien 25 1016048 22

Tabel 4. Samenstelling van diverse Brandstoffen.

Aard (stook) olie |86%C [Ï2%H |-%H20 -% Ö2 2% Rest

Steenkool 76 5 4 7 8 CöHioÖj 4M 6^2 ~ 4^4 _

Dieselolie 85 14 -- —

Benzine 85 15

Het Wereld jaarverbruik van aardolie in 2000: 76 * 106 vaten olie / dag; dat is per jaar 76 * 106 * 159 * 365 = 4,41 * 10121 olie / jaar 5 Met een soortelijke massa van 0,9 kg /1, wordt dit 3,97 * 1012 kg olie / jaar

Tabel 5. Het wereld jaarverbruik van aard(stook)olie

Jaar Hoeveelheid Aant. mol C02 Aant_L C02 Aant kg.0¾........KWh.......................

(bevat 86%C) Na'verbranding Na verbranding Na verbranding Na verbranding 1968 2,001 * 10“ kg 1,434 * 1014 3,212 * 1015 6,310* 1012 2,279 * 10“ 1970 2,334 * 1012 kg 1,673 * 1014 3,747 * 1015 7,360 * 1012 2,658 * 1013 1972 2,598 * 1012 kg 1,862 * 1014 4,171 * 10ï} 8,192 * 1012 2,959 * 1013 1973 2,798 * ÏO12 kg 2,005 * 1014 4,492 * 1015 8,822 * 10li 3,187 * 10b 1975 2,725 * 1012 kg 1,953 * 10U 4,375 * 1015 8,593 * 1012 3,103 * 10u 1979 ‘ 3,125* 10‘2 kg 2,240 * 1014 5,017 * ÏO15 9,856 * 1012 3,559 * 1013 1984 2,845 * 1012 kg 2,039 * 1014 4,567 * 101S 8,972 * 1012 3,240* 1013 2000 taxatie 2,08x 5,918 * 10*2 kg 4,241 * 1014 9,499 * 10b 1,866 * 10'3 6,739 * 1013 2030 taxatie 8,99x 2,558 * 101J kg 1,833 "* 1015 4,106* 1016 ~ 8,066 * 1013 2,913 * 10l4

Tabel 6. Het wereld jaarverbruik van aardgas in mln ton olie-equivalent = 107 Kcal 1968 8221) 9,558 * 1012 kWh 1973 1108,4 1,289 * 10° kWh 1978 1252,5 1,456 * 10u kWh 1981 1374,4 1,598 * 1013 kWh 1984 1444,4 1,680 * 1013 kWh “ 2000 taxatie 2,08x 3004,4 3,494 * 1013 kWh 2030 taxatie 8,99x 12985,2 1,510 * 1014 kWh 10

Tabel 7. Het wereld jaargebruik van steenkool in mln ton olie-equivalent = 107 Kcal 1984 steenkool 2167,5 2,489 * 1013 kWh

Bitumineuze steenkool + anthraciet 3034,4 3,529 * 1013 kWh

Sub bitumineuze steenkool + lignite 1103,21 1.282 * 1013 kWh 1016048 23

Tabel S, Wereld jaarverbruik van primaire energie in ton olie-equivalent = l07Kcal Jaar Ton olie-equivalent = 107 Kcal Kcal KWs KWh 1965 3,50 * 10* 3,50* 1016 1,465 * 10l7 4,070 * 1013 1968 4,58 * 1041 4,58 * 1016 1,917 * 10n 5,325 * 1013 1972 5,60 * 10* : 5,60 * 1016 2,344 * 10*' 6,511 * 10l3 1973 5,91 * 1Ó9 5,91 * 1016 2,474 * 101' 6,872 * 10li 1975 5,95 * 109 5,95 * 1016 2,491 * 1017 6,919 * 10“

1979 6,94 * 10* 6,94 * 1016 “ 2,905 * 1017 8,069 * 10lS

1984 7,20 * 109 ~ 7,20 *1016 3,014 * 1017 8^72 * 10y ----- 2000 taxatie 2,08x 1,45 * 10‘° 1,45 * 1017 6,269 * 10n 1,741 * 1014 2030 taxatie 8,99x 6,47 * 10w 6,47 * 1017 2,710 * 10^ 7,526 * 10w

Tabel 9, Wereld jaarverbruik van primaire energie naar brandstof in ton olie equivalent = 107 Kcal in 1984 Brandstof Olie Aardgas Steenkool Waterkracht Nucleair laar 2,844 * 10y 1,41 * 10* 2,18 * 10^ 0,46 * 10* 0,28 * 10" 1984 kWh kWh kWh kWh kWh 3,31 * 10U 1,64 * 1013 2,54 * 10K 535 * 10“ 3,26 * 10lz 2000 taxatie 2,08x 6,89 * 10u 3,41 * 1013 5,28 * 10“ 1,11 * 10kj 6,78 * 10° 2030 taxatie 8,99x 2,98 * 10H 1,47 * 1014 2,28 * 1014 4,81 * 10ώ ? 2,93 * 10° ? 5 Tabel 10, Schatting wereldverbruik aan energie.

Voor de periode 1960-2000 van 40 jaar 4,88 * 1015 kWh

Voor de periode 2000-2030 van 30 jaar ' 1,39 * 1016 kWh

Opm: #lKcal = 4186 J = 4,186*10~3 MJ = 4186 Wsec = 1,1628 Wh = 1,1628 * 10-3 kWh # Stellen we de toename van het wereld jaarverbruik van primaire energie per jaar op 5%vanaf 1984; dan is de 10 toename: in 1990 (1,05)6 = 1,34 ; in 2000 (1,05)15 = 2,08 ; in 2005 (1,05)20 = 2,65 ; in .2010 (1.05)25 = 3,39 ; in 2020 (1,05)35 = 5,52; in 2030 (1,05)45 = 8,99.

# Als maar V* van de wereld bevolking deelneemt aan het wereld jaarverbruik van primaire energie; dan komt er later nog de resterende V* bij dan wordt vanaf dat moment het wereld jaarverbruik van primaire energie een factor 4 groter.

15 #De wereldbevolking was - in 1971-3,706*109; in 1985-4,948* 109 - groei 2,1% per jaar - in 2000- 6,0*109 -groei 1,3% per jaar.

101 SO 43

Claims (2)

1. 25 In plaats van een bepaalde hoeveelheid materie n maal te recyclen kan men voor de zelfde kosten ook n maal die hoeveelheid materie éénmaal recyclen. Voor dit energie proces zijn geen grondstoffen nodig. De besparing op de grondstoffen olie, gas en steenkool is jaarlijks 6741 miljard gulden!! 2.7. Er is sprake van een grote en onuitputtelijke energie bron zonder grondstoffen verbruik tgv 100% recycling en een eenvoudige energie winning, dus lage energie prijzen. 30 2.8.Er is geen moeilijke apparatuur nodig, zodat we ook hierdoor geen grondstoffentekort problemen zullen hebben. 2.9. Met diverse voorbeelden en tabellen is aangegeven wat er allemaal redelijk goed voorspelbaar te berekenen is; ze geven antwoord op diverse mogelijke vragen 2.10. Bij een lage energie prijs kan men denken aan zoveel mogelijk omzetting in elektra; daarvan is het transport 35 eenvoudig en veilig en zijn de kosten laag; dwz dat de verwarming van gebouwen en het koken in huishoudens kan op elektra. 2.11. Verder zal men de waterstof motor, de brandstofcel, moeten overwegen voor auto’s, schepen en vliegtuigen; het blijkt dat de diesel of kerosine motor duurder uitvalt dan de waterstof motor, dat is ooit wel eens geheel anders geweest!!. Auto’s met een benzine of diesel motor vervuilen de atmosfeer in de steden en 40 veroorzaken smog; vliegtuigen vervuilen de atmosfeer en veroorzaken vermoedelijk het gat in de ozonlaag. 2.12. De huidige milieu problemen te land, ter zee en in de atmosfeer zullen sterk verbeteren respectievelijk 1016048 Te land: lekkende oliepijpleidingen, bodemverzakkingen door boringen naar olie en gas, kwalijke transporten van benzine, olie, gas en LPG en opslag, oa kernafval. Ter zee: lozingen van kernafval en olie, gevaarlijke transporten van kernafval en olie, boringen naar olie en gas in zee
2. 5 In de atmosfeer: het CO2 broeikaseffect, smog problemen in de steden, het gat in de ozonlaag. Deze milieu problemen komen te vervallen; terwijl C02 recyclen ca 850 miljard gulden per jaar gaat opleveren.!! CO2 is geen afval gas meer, maar een nuttig productie gas geworden, zonder CO2 geen fotosynthese 2.13 Voor wat betreft de uitvoering zijn de volgende opmerkingen te maken: *Het is mogelijk dat bij de verbranding van zeewier het vrij komende C02 gas toch nog gereinigd moet worden, 1Ό 'de methodés daarvoor zijn bekend en worden 'door de energie centrales vöör steenkool, olie eri biomassa gebruikt, men zou die methodes kunnen ovememen. *Een gedeelte van het gewonnen zeewier zou men kunnen versnipperen in stukjes van 1 cm, om ze vervolgens in de zee te verspreiden dmv. eb, vloed, wind en zeestromingen zodat ze overal terecht komen om verdere aangroei te garanderen. Grof zeewier oogsten; fijn zeewier laten doorgroeien. 15 *Fig. 1 is een schets van een mogelijke uitvoerings vorm voor het verliesvrij oplossen van CO2 in zeewater. 2.14 Deze manier vaif energie winning is dermate eenvoudig en de investeringen zijn zeer laag, hierdoor zijn ook de arme landen in staat hun eigen energie winning ter hand te nemen; zij hoeven niet te wachten op eventueel arrogant beleid van de rijke landen. 20 3.0 Niet alleen de conclusies onder de punten 1.0 en 2.0 in dit octrooi maar nog talloze andere kenmerken van de huidige problematische energie winning en energie processing zijn zeer de moeite waard te vermelden en te vergelijken met de energie winning en processing voorgesteld in dit octrooi: 3.1 Bij de gas- en olie winning (Groningen, Limburg en N.Holland) worden aardschokken waargenomen. 3.2 De waterkracht centrales, die vaak in combinatie werken met sluizen, leken zo milieu vriendelijk. De 25 werkelijkheid blijkt anders; vissen die zowel in zoet als in zout water leven (zalm, paling) komen niet door de sluizen en bij openen van de sluizen komen ze niet langs de waterkracht centrales zonder met ca 5 tot 15% vermalen te worden, overigens gebeurt dat ook zonder sluizen. 3.3 Bij de biomassa verbranding is men nogal erg ruimdenkend en gooit men alles over één hoop bijv. wordt er geen verschil gemaakt tussen planten, diermeel, mest of alcohol verbranding; alles is hierbij blijkbaar groene 30 energie, maar de C02 gaat wel de atmosfeer in net zoals bij de verbranding van fossiele brandstof. Men denkt dat de landplanten wel als C02 -sink zullen fungeren maar helaas daar zijn er te weinig van en wat er is wordt in een lange reeks van jaren alleen maar minder; resp. men blaast te veel C02 de atmosfeer in, waar het accumuleert, en naar herkomst is men niet geïnteresseerd Bij de biomassa verbranding volgens dit octrooi wordt CO2 in zee opgelost en niet de atmosfeer in geblazen hier zijn zeeplanten de C02 -sink en die zijn er in voldoende mate, er is 35 sprake van echte recycling, daar moet onderscheid in gemaakt worden. 3.4 Bij de huidige methode van energie winning is men zeer afhankelijk van de landen uit het Midden-Oosten; het zal zeer wenselijk zijn daar in de toekomst minder van afhankelijk te zijn. We moeten er zelfs naar streven politiek volledig onafhankelijk te zijn van de landen van het Midden-Oosten mbt olie; gas of indien van toepassing ook kenisplijtstof. 40 3.5 De huidige energie processing en winning is ook zeer terreur gevoelig te denken valt dan aan: "Olie, gas en kernenergie processing en winning. 1016048 *01ie, gas en kernenergie transporten te land of ter zee en vervolgens de opslag bijv. in Rotterdam, Groningen Frankrijk of Engeland. ’“Booreilanden, pijpleidingen. *Hoge windmolens kunnen gemakkelijk door vliegtuigen geramd worden, bovendien staan ze in de weg bij de 5 aanleg van vliegvelden bijv wat wil men op de Noord Zee maken windmolen parken of vliegvelden. De terroristische acties van 11-09-2001 zijn mede afhankelijk van de door de Amerikanen geplande oliepijpleidingen van Kazachstan, Toerkmenistan, Oesbekistan en Tadzjikistan over Afganistan en over Pakistan naar een haven aan de Arabische Zee. Wat komt hier nu nog van te recht en hoe zal men in de toekomst alle mogelijke vormen van corrupties moeten goed praten. 10 3.6 Tenslotte is er nog een groot probleem voor de Verzekerings Maatschappijen tegen terreur aanslagen, wie zijn er verantwoordelijk: de overheid, die heeft al bij voorbaat te hoge belastingen geheven en moet dan ook maar over de brag komen; de energie maatschappijen die getroffen zijn of allen met elkaar die dezelfde energie processing en winning hebben; immers juist zij hebben dan niets gedaan om rampen te voorkomen. Wat worden de premies voor de verzekering en wat worden de energieprijzen voor energie die op terreur gevoelige wijze 15 gewonnen wordt. Op dit moment ziet het ernaar uit dat men al meer besteed heeft aan terreur bestrijding dan aan milieu verbeteringen, we zien dat ook aan de tijd die besteed is aan terreur bestrijding binnen enkele weken kwam men ’ tot actie; terwijl voor de milieu verbeteringen men na vele jaren vergaderen nog totaal niets bereikt heeft. 20 1 0 1 8048