風(fēng)力發(fā)電所產(chǎn)生的電能除了可以輸送給電網(wǎng)或者直接應(yīng)用外，還可以儲(chǔ)存起來(lái)。氫氣可以用作儲(chǔ)存風(fēng)能的媒介，這種儲(chǔ)能方式具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
首先，電解水制氫過(guò)程中，隨著電流流過(guò)，會(huì)在電極兩側(cè)生成氧氣和氫氣。假設(shè)電解裝置的效率為100%，則生成1千克氫氣需要消耗39千瓦時(shí)的電。而在現(xiàn)實(shí)中，最好的電解裝置的效率大約為80%。使用效率為80%的電解裝置，生成1千克氫氣需要消耗50度電。生成的氫氣用管道輸送到儲(chǔ)氫裝置中。為了避免氫氣壓縮或冷卻液化的高成本，一個(gè)很好的選擇是將氫儲(chǔ)存于金屬氫化物懸浮液中。即采用很小的金屬微粒與合適的分散劑，可使鎂金屬微粒永久性保持懸浮狀態(tài)。在適當(dāng)壓力和溫度下，使用氫化反應(yīng)器，鎂的懸浮液將快速吸收氫氣，在反應(yīng)器中生成的氫化鎂懸浮液，從而在環(huán)境條件下大量?jī)?chǔ)氫。氫化反應(yīng)器在生成氫化鎂懸浮液的同時(shí)產(chǎn)生熱。這些熱能大約是氫氣熱值的30%，其中的大約10%或其三分之一可用來(lái)做有效功，例如用來(lái)發(fā)電。其余的熱能可以用來(lái)供暖或熱水。這樣，氫化反應(yīng)過(guò)程的效率將達(dá)到110%-130%。
這些儲(chǔ)存氫的懸浮液具有多重選擇。
其一，氫氣可以在原地重新釋放，用于驅(qū)動(dòng)燃?xì)鉁u輪機(jī)發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電廠主可以選擇實(shí)時(shí)或先于電力市場(chǎng)銷售，時(shí)間和價(jià)格都由電廠主自己決定。因?yàn)橥ǔＲ雇砉物L(fēng)的次數(shù)比白天多，而白天的用電量比晚上多，晚上電的批發(fā)價(jià)格一般是0.02美元每千瓦時(shí)或者更少。據(jù)《商業(yè)周刊》報(bào)道，2009年年初至今德克薩斯州的輸電網(wǎng)電的批發(fā)價(jià)格接近于零或低于當(dāng)時(shí)價(jià)格的11%。所以在那個(gè)時(shí)侯，連接在電網(wǎng)上的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備實(shí)際上是在賠著錢向電網(wǎng)供電。為什么這么說(shuō)呢？因?yàn)榇笮偷拿弘姀S和核電廠不希望改變他們的發(fā)電量，這種發(fā)電量變化的循環(huán)會(huì)導(dǎo)致過(guò)發(fā)電設(shè)備早磨損和高成本。風(fēng)力發(fā)電廠享受著美國(guó)聯(lián)邦稅務(wù)所0.022美元的稅收補(bǔ)貼。因此，只要電的價(jià)格沒有降到-0.022美元，風(fēng)力發(fā)電廠仍可以盈利。
其二是使用氫懸浮液將風(fēng)能儲(chǔ)存起來(lái)。風(fēng)不可能一年四季不間斷的吹，而電網(wǎng)又不能僅僅依靠風(fēng)力發(fā)電供應(yīng)所有的電能。一般說(shuō)來(lái)，風(fēng)力發(fā)電廠輸出的電能只有15%可作為可靠能量。這意味著對(duì)于一個(gè)500兆瓦的風(fēng)力發(fā)電廠，僅僅有75兆瓦被ISO視為可發(fā)電的能量。通常為保證風(fēng)力發(fā)電輸出電能的穩(wěn)定性，需要附加一個(gè)天然氣電廠，這就在一定程度上影響了風(fēng)力發(fā)電的零碳排放。以下是一個(gè)500兆瓦風(fēng)力發(fā)電廠提供的150兆瓦發(fā)電量100%用氫儲(chǔ)存并驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的例子。在這個(gè)例子中，ISO認(rèn)為風(fēng)力發(fā)電占電網(wǎng)30%的電能。
圖中，灰褐色部分代表被氫儲(chǔ)存的電能，藍(lán)色部分被風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳送到輸電網(wǎng)，紅色部分來(lái)源于氫驅(qū)動(dòng)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)。橫坐標(biāo)代表輸送到輸電網(wǎng)的電能中來(lái)源于風(fēng)力發(fā)電機(jī)和燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的電能所占比率。一年里大約45%的時(shí)間，這150兆瓦的電能來(lái)源于實(shí)時(shí)風(fēng)能，并將多余風(fēng)能儲(chǔ)存起來(lái)。大約40%的時(shí)間里，電能來(lái)源于風(fēng)能和燃?xì)獍l(fā)電機(jī)協(xié)同供電。大約15%的時(shí)間，電能僅來(lái)源于燃?xì)獍l(fā)電機(jī)。綜上所述，采用氫存儲(chǔ)風(fēng)能的優(yōu)勢(shì)主要有：
1.分送電力時(shí)可要求更高的價(jià)格。
2.網(wǎng)并聯(lián)可以采用較小的容量——而不用將其設(shè)計(jì)為適于風(fēng)力發(fā)電廠最大供電量。
3.不需燃天然氣發(fā)電廠。
4.燃?xì)錃獾陌l(fā)電機(jī)可以替代天然氣發(fā)電機(jī)。
5.風(fēng)力發(fā)電機(jī)只要在有風(fēng)的情況下就能全天發(fā)電。
