根据卡内基大学的泰勒-鲁格和肯-卡尔迪拉在《应用能源进展》上发表的新工作，设计未来的低碳能源系统，利用超出电网需求的电力来生产氢气燃料，可以大大降低电力成本。
像太阳和风这样的可再生能源会因天气模式而产生自然变化--有些日子是晴朗的，有些日子是阴霾的；有些日子是狂风大作，有些日子是静止的。这意味着，可再生能源发电基础设施的设计需要考虑到这种变化。
为了确保在大自然不配合的时候有足够的电力来满足社会的峰值需求，必须建造更多的涡轮机和太阳能电池板，而不是在风和日丽的日子里。但反过来说，当天气好的时候，没有办法使用或储存风能或太阳能发电机能够生产的所有电力。
Caldeira解释说："那些已经对风能和太阳能发电做出大量承诺的地方，包括加利福尼亚州、德克萨斯州、德国和英国，越来越需要缩减生产，这引起了人们对善用未使用的能力的兴趣。"
灵活地将未使用的能源能力转用于制造燃料可以填补恒定能源需求和可变能源资源之间的差距。这方面的一个例子是通过将水分裂成氢气和氧气来制造氢气燃料，这个过程称为电解。
Ruggles和Caldeira与加州理工学院的同事Jacqueline Dowling和Nathan Lewis一起，着手探索在我们的能源系统中增加这种灵活性的可能性。为了准确地表示风能和太阳能变化的机会和限制，他们创建了一个模型，其中包括历史天气数据。
Ruggles说："我们发现，在建模的低碳系统中，在将必要的电力送入电网用于其他用途之后，几乎总是有足够的多余电力产生来驱动氢气电解。"
根据他们的模型，一个利用过剩电力生产氢燃料的系统可以利用为供应电网而建造的能源基础设施来实现。他们发现，在用于驱动氢燃料电池的电力超过总能源需求的20%左右之前，不需要建造新的容量。然而，在这种安排下，任何最终扩张的价格标签可以被较低的平均电力成本所抵消。
Caldeira总结道："建立低碳或无碳电力部门的最大挑战之一是有效整合风能和太阳能等可变资源，我们的工作表明，生产氢气等电燃料可以成为更好地利用风能和太阳能资源的一个重要步骤，特别是如果电燃料可以以低资本成本生产的话。”



来源：贤集网