西門子的新設(shè)計的制氫電解槽非常靈活，可采用風(fēng)力渦輪機(jī)的間歇性電源運(yùn)行。
如果德國要實現(xiàn)它雄心勃勃的目標(biāo)，就是2020年，三分之一的電力來自可再生能源，2050年達(dá)到80％，那就必須找到一種方法來存儲大量的電力，以彌補(bǔ)可再生能源的間歇性。
德國每年損失20％的風(fēng)力發(fā)電，因為不具備足夠的傳輸容量。來源：麻省理工科技創(chuàng)業(yè)
西門子公司（Siemens）說，它正好有這樣的技術(shù)：就是電解器設(shè)備，每個設(shè)備尺寸就像一所大倉庫，可以分解水，制備氫氣。在沒有風(fēng)發(fā)電的時候，這些氫可用于燃?xì)怆姀S，也可用于驅(qū)動汽車。 生產(chǎn)氫氣是一種低效的儲能方式，在制氫和用氫發(fā)電的過程中，大約會損失三分之二的電力。但是，西門子公司說，在德國，它是唯一的儲能選擇，可以達(dá)到未來所需的規(guī)模。 不像傳統(tǒng)的工業(yè)電解槽那樣需要相當(dāng)穩(wěn)定的電源，以有效地分解水，西門子的新設(shè)計非常靈活，運(yùn)行時可以采用風(fēng)力渦輪機(jī)的間歇性電源。它依靠的是質(zhì)子交換膜技術(shù)，類似于汽車燃料電池使用的技術(shù)，它可以運(yùn)行在差別很大的功率水平。這些電解槽也可以暫時運(yùn)行在兩到三倍的額定功率水平，這很有用，可適應(yīng)大風(fēng)天的電涌。
德國有領(lǐng)先世界的太陽能安裝容量，它不只是關(guān)注氣候變化。他們領(lǐng)導(dǎo)人認(rèn)為，從長遠(yuǎn)來看，可再生能源會比化石燃料便宜，因此，會給國家?guī)斫?jīng)濟(jì)優(yōu)勢，柏林自由大學(xué)（Freie Universität Berlin）環(huán)境政策研究中心主任米蘭達(dá)•西羅斯（Miranda Schreurs）說。德國會作為一個測試案例，以說明工業(yè)化國家的競爭是否可依賴可再生能源。
德國轉(zhuǎn)向可再生能源的另一個原因，是為了實現(xiàn)它的減排目標(biāo)，溫室氣體到2020年減少40％，這是相對于1990年的水平而言，到2050年減少80％。其他一些國家也有同樣雄心勃勃的二氧化碳減排目標(biāo)，但是，德國脫穎而出，因為德國是一個龐大的經(jīng)濟(jì)體，依賴廉價的電力，生產(chǎn)工業(yè)品。它已決定，不再使用核電作為穩(wěn)定的無碳電力來源。它也不會在很大程度上依賴天然氣，天然氣排放的二氧化碳約是煤炭的一半。天然氣在歐洲比在美國更昂貴，而且是來自俄羅斯這樣的國家，并不能提供可靠的供應(yīng)。
保持低成本電力，同時又要轉(zhuǎn)向可再生能源，這是很難的。太陽能發(fā)電昂貴的多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過化石燃料發(fā)電，特別是在德國，在那里，天空常常是陰天。風(fēng)力發(fā)電與化石燃料發(fā)電幾乎一樣便宜，這就是為什么德國開始轉(zhuǎn)變政策，有利于風(fēng)電，但是，就像太陽能一樣，風(fēng)電也是間歇性的：即使是位置最好的風(fēng)力渦輪機(jī)，也只有三分之一的時間可發(fā)電。
因此，要確?？煽康碾娏?yīng)，就需要安裝高壓電線，獲取日照多風(fēng)大的地方的可再生能源，傳輸?shù)叫枰茉吹牡胤?。德國一直在努力奮戰(zhàn)，因為它只有有限的能力，傳輸現(xiàn)有的可再生能源，這約占它電力的20％：它會損失20％的風(fēng)力發(fā)電，因為不具備足夠的傳輸容量。
可再生能源需要規(guī)模非常大的儲能。最經(jīng)濟(jì)實惠的電力存儲方式，就是用電把水抽到山上，然后，在需要用電時，讓水再流下來，驅(qū)動渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。但是，這適用的地方必須有山和水壩，而德國大部分地區(qū)是平坦的。
現(xiàn)在，德國的抽水蓄水總量約40千兆瓦小時，還不到晴天或大風(fēng)天一個小時產(chǎn)生的可再生能源，邁克爾•維侯爾德（Michael Weinhold）說，他是西門子能源公司的首席技術(shù)官。“它們也不是為了緩沖數(shù)小時或幾天甚至幾周的波動。” 眼下，電池過于昂貴，而且生產(chǎn)得不夠多，不能適應(yīng)所需的規(guī)模。需要百萬計的電動車電池容量，才能相當(dāng)于現(xiàn)有的抽水蓄水容量。
但是，德國確實可以存儲大量的氫，因為有可能把少量的氫混入現(xiàn)有的天然氣管道和貯存容器。這就提供了足夠的容量，可存儲約兩個星期生產(chǎn)的可再生能源，這就是目前德國的情況。鹽穴可以提供更多的存儲，其中有一些現(xiàn)在就用來存儲德國的戰(zhàn)略石油儲備。
西門子估計，使用可再生能源產(chǎn)生85%的德國電力，就需要30000千兆瓦小時的存儲。要適應(yīng)這么多的電力，所需的氫可儲存在現(xiàn)有地下洞室中，占用四分之一的空間。氫的傳輸最初可使用現(xiàn)有的天然氣管道，最終采用專用管道。
西門子表示，其電解槽效率是60%左右；風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量會損失40%，因為要制備氫氣。然后，氫至少會失去40%的能量，用于發(fā)電，這要采用燃?xì)怆姀S或燃料電池。因此，只能保留約三分之一的原始能量。但是，維侯爾德說，這一系統(tǒng)是用電制氫，否則，這些電也不能用于電網(wǎng)，因此，沒有這樣的存儲系統(tǒng)，這些電就會被浪費(fèi)。
除了低效之外，這種系統(tǒng)也會比較昂貴。燃料電池成本高是一個關(guān)鍵因素，使它們沒有廣泛用于汽車。但是，維侯爾德說，西門子公司正在努力降低成本。今年，西門子在進(jìn)行技術(shù)試點(diǎn)示范，計劃到2015年銷售兩兆瓦的系統(tǒng)，而且在2018年之前，要建立250兆瓦的大型系統(tǒng)。最大的工廠可以利用大約100個風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生的電力。
