最新研究發(fā)現(xiàn)，基于風(fēng)力發(fā)電的氫氣生產(chǎn)在今天已經(jīng)具有商業(yè)可行性。之前，人們普遍認(rèn)為這種環(huán)境友好的電力—?dú)錃饧夹g(shù)無法實(shí)現(xiàn)盈利。

慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)、曼海姆大學(xué)和斯坦福大學(xué)的經(jīng)濟(jì)學(xué)家現(xiàn)在根據(jù)德國和美國德克薩斯州的市場情況，描述了靈活的生產(chǎn)設(shè)施如何能使這種技術(shù)成為能源系統(tǒng)過渡的一個(gè)關(guān)鍵組成部分。從化肥的生產(chǎn)，到發(fā)電站的冷卻劑，再到汽車的燃料電池：氫是一種用途廣泛的氣體。

今天，大多數(shù)工業(yè)用氫是用化石燃料生產(chǎn)的，尤其是用天然氣和煤。然而，在一個(gè)環(huán)境友好的能源系統(tǒng)中，氫可以扮演不同的角色：作為一種重要的存儲(chǔ)介質(zhì)和一種平衡配電網(wǎng)的手段，多余的風(fēng)能和太陽能可以通過水電解生產(chǎn)氫。這個(gè)過程被稱為電能—?dú)怏w(power-to-gas)的過程。產(chǎn)生的氫氣可以在以后作為能源使用，例如在燃料電池中產(chǎn)生電量和熱量，將氫氣混合到天然氣管網(wǎng)中或轉(zhuǎn)化為合成氣。

我應(yīng)該直接賣掉能量還是轉(zhuǎn)換它？

然而，從電力—?dú)錃獾募夹g(shù)一直被認(rèn)為沒有競爭力。

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德國工業(yè)大學(xué)管理會(huì)計(jì)系主任岡瑟?格倫克(GuntherGlenk)和曼海姆大學(xué)(UniversityofMannheim)和斯坦福大學(xué)(StanfordUniversity)研究員斯特凡?賴希爾斯坦(StefanReichelstein)教授目前完成了一項(xiàng)分析，論證了零排放和盈利制氫的可行性。

他們發(fā)表在著名期刊《自然能源》(NatureEnergy)上的研究表明，在德國和美國德克薩斯州當(dāng)前的市場環(huán)境中，有一個(gè)因素至關(guān)重要：這個(gè)概念性設(shè)施需要既能向電網(wǎng)供電又同時(shí)可以生產(chǎn)氫氣。

這些尚未普遍使用的組合系統(tǒng)必須對(duì)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)能和電力市場價(jià)格的廣泛波動(dòng)作出最佳反應(yīng)。操作人員可以在任何時(shí)候決定：我應(yīng)該賣掉能源還是轉(zhuǎn)換它，賴希爾斯坦解釋說。

如今，一些行業(yè)的生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了盈利

在德國和美國德克薩斯州，在一定的產(chǎn)量水平上，這些設(shè)施已經(jīng)可以以與使用化石燃料的設(shè)施差不多的成本生產(chǎn)氫。然而，在德國，政府提供的價(jià)格將不得不用于發(fā)電，而不是將電力輸送到電網(wǎng)。

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對(duì)于中小型生產(chǎn)，這些設(shè)施現(xiàn)在已經(jīng)是有利可圖的了，賴希爾斯坦說。例如，這種規(guī)模的生產(chǎn)適合于金屬和電子行業(yè)，或者為工廠現(xiàn)場的叉車車隊(duì)提供動(dòng)力。

經(jīng)濟(jì)學(xué)家們預(yù)測，如果風(fēng)力發(fā)電和電解液成本保持近年來的下降趨勢(shì)，到2030年，這一過程在煉油廠、氨生產(chǎn)等大規(guī)模生產(chǎn)領(lǐng)域也將具有競爭力。格倫克說，在卡車和輪船上使用氫燃料電池也是可以想象的。

一種智能基礎(chǔ)能源設(shè)施

經(jīng)濟(jì)學(xué)家的模型為工業(yè)和能源政策提供了規(guī)劃藍(lán)圖。它可以考慮許多其他因素，如碳排放收費(fèi)，并計(jì)算兩個(gè)子系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)模。

這也適用于其他國家和地區(qū)。格倫克說，電力—?dú)錃獾霓D(zhuǎn)換為各行各業(yè)的公司提供了新的商業(yè)模式。電力公司可以成為工業(yè)氫的供應(yīng)商。與此同時(shí)，制造商可以通過自己的聯(lián)合設(shè)施參與到分散式發(fā)電業(yè)務(wù)中。通過這種方式，我們可以開發(fā)一種氣候友好和智能的基礎(chǔ)設(shè)施，將發(fā)電、生產(chǎn)和運(yùn)輸以最佳方式連接起來。