Het benutten van de beweging van water is een van de oudste manieren waarop mensen stroom hebben opgewekt. Tegenwoordig is waterkracht goed voor ongeveer 20 procent van de elektriciteit in de wereld, een cijfer dat sinds de jaren negentig hetzelfde is gebleven.
gerelateerde inhoud
- Vijf wilde manieren om een drankje te krijgen in de woestijn
- Kopenhagen zou een gigantische, energie-verzamelende eend in zijn haven kunnen installeren
- Onderwatervliegers kunnen oceaanstromen benutten om schone energie te creëren
Maar zelfs als er geen dam is, is water de sleutel tot de meeste elektriciteit ter wereld. In gas, kolen, kernenergie en vele andere soorten elektriciteitscentrales wordt de brandstof eigenlijk gebruikt om water in stoom te veranderen, en generatoren zetten de energie van de stoom om in elektriciteit. Ter ere van de World Water Week van dit jaar, hier zijn enkele van de onverwachte manieren waarop water een vitale rol speelt in de moderne energieproductie, en enkele van de verrassende toepassingen voor water in de mogelijke energiebronnen van de toekomst:
Regen kracht
Er is misschien niet veel energie in een vallende regendruppel - anders zouden ze zeker pijn doen. Maar Franse wetenschappers hebben een manier gevonden om te benutten wat beschikbaar is. Een team van de Franse Atomic Energy Commission bouwde een apparaat met behulp van een speciale kunststof die de trillingsenergie van een regendruppel omzet in elektriciteit. Een dergelijke uitvinding kon niet veel kracht produceren: een stortbui genereerde tot 12 milliwatt, of genoeg om een paar standaardlaserpointers van stroom te voorzien. Maar het systeem zou een voordeel hebben ten opzichte van zonne-energie, omdat het zou werken in het donker en, natuurlijk, in een regenbui.
Waterstof brandstof
Met een apparaat dat een brandstofcel wordt genoemd, kan waterstof worden omgezet in elektriciteit. Maar hoewel het element overvloedig is, is het alleen al een uitdaging geweest om alleen zuivere waterstof te krijgen. Tegenwoordig is bijna de hele wereldvoorraad afkomstig van fossiele brandstoffen, meestal aardgas. Onderzoekers hebben echter gewerkt aan manieren om waterstof uit water te splitsen zonder meer energie te gebruiken dan de brandstofcel kan produceren. Sommige projecten onderzoeken bijvoorbeeld bacteriën en thermische zonnetechnieken.
Uit zeewater afkomstige vliegtuigbrandstof
In een meer extreme draai aan waterstofkracht heeft de Amerikaanse marine eerder dit jaar aangekondigd dat ze een methode hebben ontwikkeld om van zeewater vliegtuigbrandstof te maken. Het proces begint met elektriciteit om water te splitsen in waterstof en zuurstof. Vervolgens wordt de waterstof gecombineerd met koolstofdioxide dat in het water was opgelost om een koolwaterstof, ook wel vliegtuigbrandstof te produceren, te produceren. Maar iedereen die naar de oceanen kijkt als een oplossing voor al onze energieproblemen, zal teleurgesteld zijn. Het proces is energie-intensief en eigenlijk alleen een optie als je een nucleair aangedreven schip bij de hand hebt en meer stralen in de lucht nodig hebt dan elektriciteit aan dek.
Zonne-wind hybride
Bouw een echt hoge toren met een bovenlip en blaas vervolgens een fijne waternevel over die lip. De mist absorbeert warmte uit de lucht en verdampt. Dat resulteert in koele, dichte lucht die naar de bodem van de structuur stroomt, waar het wordt omgeleid door enorme windturbines die elektriciteit produceren. Deze methode, die in 1975 werd gepatenteerd, werkt het beste op warme, droge plaatsen en vereist veel water. Het zal eindelijk zijn eerste test krijgen in 2018, met een toren groter dan het Empire State Building gepland voor bouw in Arizona.
Geothermisch
Geothermische energie is afhankelijk van warmte vanuit de aarde om stroom te produceren. Maar je kunt niet gewoon een broodrooster in de dichtstbijzijnde magma-zak steken. Op sommige plaatsen, zoals IJsland en Californië, breken seismische activiteit de rotsen af, waardoor water in de buurt van geologische hotspots kan circuleren. Stoom komt dan vanzelf naar de oppervlakte, waar het generatoren kan aandrijven. Op plaatsen waar hete rotsen dieper onder het oppervlak liggen, kan koud water door putten worden gepompt om te worden verwarmd en kan het hete water uit andere putten worden gewonnen. Sommige gebouwen gebruiken zelfs geothermische warmtepompen, maar deze zijn meestal afhankelijk van lucht of een antivriesmiddel, geen water, om energie te verplaatsen.
biobrandstoffen
Traditionele biobrandstoffen, zoals hout, hebben geen extra water nodig voordat ze worden geoogst. Maar veel van de nieuwere biobrandstofbronnen drinken nog meer water dan de natuur biedt. Gewassen zoals maïs en suikerriet worden nu specifiek verbouwd om ethanol te maken, en ze vereisen irrigatie. Volgens één schatting kan tot 20% van het Amerikaanse zoetwater tegen 2030 naar dergelijke productie van biobrandstoffen gaan.
fracking
Bij hydraulische breuk wordt water diep onder de grond gepompt om scheuren te creëren die toegang geven tot ingesloten olie of aardgas. Elke bron kan tot 7 miljoen liter water nodig hebben om al die fossiele brandstof vrij te geven. In sommige gebieden, zoals Californië en Texas, leidt omgeleid water voor fracking reeds gestresste voorraden uit. Dergelijke spanning kan toenemen, volgens een nieuw rapport van het World Resources Institute, waarin wordt opgemerkt dat 40 procent van de landen met gebieden die geschikt zijn voor fracking al beperkte watervoorraden hebben.
