最新研究發現，基于風力發電的氫氣生產在今天已經具有商業可行性。之前，人們普遍認為這種環境友好的電力—氫氣技術無法實現盈利。

慕尼黑工業大學(TUM)、曼海姆大學和斯坦福大學的經濟學家現在根據德國和美國德克薩斯州的市場情況，描述了靈活的生產設施如何能使這種技術成為能源系統過渡的一個關鍵組成部分。從化肥的生產，到發電站的冷卻劑，再到汽車的燃料電池：氫是一種用途廣泛的氣體。

今天，大多數工業用氫是用化石燃料生產的，尤其是用天然氣和煤。然而，在一個環境友好的能源系統中，氫可以扮演不同的角色：作為一種重要的存儲介質和一種平衡配電網的手段，多余的風能和太陽能可以通過水電解生產氫。這個過程被稱為電能—氣體(power-to-gas)的過程。產生的氫氣可以在以后作為能源使用，例如在燃料電池中產生電量和熱量，將氫氣混合到天然氣管網中或轉化為合成氣。

我應該直接賣掉能量還是轉換它？

然而，從電力—氫氣的技術一直被認為沒有競爭力。

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

他們發表在著名期刊《自然能源》(NatureEnergy)上的研究表明，在德國和美國德克薩斯州當前的市場環境中，有一個因素至關重要：這個概念性設施需要既能向電網供電又同時可以生產氫氣。

這些尚未普遍使用的組合系統必須對風力發電產能和電力市場價格的廣泛波動作出最佳反應。操作人員可以在任何時候決定：我應該賣掉能源還是轉換它，賴希爾斯坦解釋說。

如今，一些行業的生產已經實現了盈利

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

對于中小型生產，這些設施現在已經是有利可圖的了，賴希爾斯坦說。例如，這種規模的生產適合于金屬和電子行業，或者為工廠現場的叉車車隊提供動力。

經濟學家們預測，如果風力發電和電解液成本保持近年來的下降趨勢，到2030年，這一過程在煉油廠、氨生產等大規模生產領域也將具有競爭力。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。

一種智能基礎能源設施

經濟學家的模型為工業和能源政策提供了規劃藍圖。它可以考慮許多其他因素，如碳排放收費，并計算兩個子系統的最優規模。

這也適用于其他國家和地區。格倫克說，電力—氫氣的轉換為各行各業的公司提供了新的商業模式。電力公司可以成為工業氫的供應商。與此同時，制造商可以通過自己的聯合設施參與到分散式發電業務中。通過這種方式，我們可以開發一種氣候友好和智能的基礎設施，將發電、生產和運輸以最佳方式連接起來。