我们如何设计可再生能源的间歇性？

现在有很多关于氢经济的讨论，关于从可再生电力中制造“绿色”氢，或者从天然气中制造“蓝色”氢，同时捕获和储存通过蒸汽重整过程释放的二氧化碳。Treehugger有些怀疑，他指出电动汽车的运输效率高得多，而现代电动热泵的加热和冷却效率更高。但最近兴起的另一种氢用途是解决可再生能源的间歇性问题。

间歇性是指没有风，没有太阳，需要另一种可靠的电力来源来弥补电力需求和可再生供应之间的差距。这可能是昂贵的和碳密集型，有点像有一辆车停在你的车道上，只有几次因为下雨而不能骑自行车。氢已经被提出作为这个问题的解决方案布卢姆伯格涅夫的迈克尔·利布雷奇解释道：

“零排放氢的额外价值——无论是绿色、蓝色、绿松石色还是其他颜色——超过了上面列出的所有其他灵活的电力选项，是这样的它可以无限地储存. 因此，氢是唯一的解决办法这可以为未来高度电气化的净零经济提供深度弹性。要做到这一点，它需要无处不在的可用性:储存在盐穴中，压力容器中，作为绝缘罐中的液体，或者作为氨。石油可以通过管道运输，成本很低，也可以通过轮船、火车或卡车运输，成本更高。它还需要在战略上做好应对供应冲击风险的准备，无论供应冲击是由正常天气模式、极端天气事件和自然灾害、冲突、恐怖主义或任何其他原因造成的。”

Michael Liebreich是我对氢化的智能讨论之一，所以这让我花了我的假期更多地思考间歇性。显然，莱伯里奇在这里描述的氢基础设施将花费数十亿美元，需要多年，所以我们可以在这里看出许多选择。但首先，让我们备份一点。

在工业革命和化石燃料的引入之前，间歇是一种生活方式。Kris De Decker在低技术杂志中描述人们如何适应一个以风和水为动力的世界。

“由于他们的技术选择有限，可以处理可再生能源的可变性，我们的祖先主要借助我们在很大程度上忘记的战略：它们对可变能源供应调整了能源需求。换句话说，他们接受了可再生能量并不总是可用并相应地采取行动。例如，当没有风时，风车和帆船根本没有操作。“

因此，他们将建造水坝，将水储存在磨坊池塘中，“一种类似于当今水电站水库的储能形式。”他们了解信风的模式，以便能够非常可靠地穿越大西洋。他们相应地调整了商业惯例，即使在休息日，也会在刮风时工作。一位磨坊主在抱怨周日工作后回应说：“如果上帝足够好，在周日给我送风，我就要用它。”德德克尔指出，这可能有现代的等价物：

“作为应对可变能源的战略，将能源需求调整为可再生能源供应在今天和前工业化时代一样是一个有价值的解决方案。然而，这并不意味着我们需要回到前工业化时代。我们拥有更好的技术，这使得经济需求更容易同步随着变化无常的天气而变化。”

我们应该为间歇设计

在我们设计间歇性之前，了解电力的实际流向是很有帮助的。据美国能源信息管理局（Energy Information Administration）称，供暖和制冷是住宅部门最大的年用电量。

在商业部门，它的细分程度更高，但最大的部门是计算机和办公设备（组合）、制冷、制冷、通风和照明。随着LED的接管，照明设备的数量迅速下降，办公设备和电脑的数量也可能下降。

商业活动主要是运行机械和流程，但工业往往会根据间歇进行调整，在能源成本高的时候削减产量。当你看整个画面时，大约一半的电力消耗是用于供暖，制冷和通风，我们已经知道如何处理这个部门的间歇性。

正如我们正在为一个低碳世界重新设计我们的建筑一样，我们也可以像我们的祖先那样，接受我们的可再生能源供应并非总是可用的，并相应地采取行动(和设计)。Treehugger之前曾指出，Liebreich对极端天气事件和自然灾害的许多担忧可以从更好的建筑开始改善，这些建筑可以在停电时保持温暖或凉爽。例如，在臭名昭著的极地涡旋期间，这是布鲁克林的被动房在他们决定打开热量之前一周保持温暖。热水箱也可以绝缘，使它们储存热量。这是现在在许多电力系统中完成的，在没有足够的电源时，该实用程序可以关闭罐。适当设计的建筑物可以相同的方式工作，使用控制恒温器的实用程序存储热量或冷却。

在英国，很多人都有Sunamp热电池–装满相变材料的盒子，用于储存热量，并在电费昂贵时释放热量。在美国，有冰载蓄热装置在晚上或者电力更便宜的时候制造冰。

在众议院会议上发言几年前，ES Tressider博士描述了被动房屋设计如何将风力存储为热量。他得出结论，如果人们愿意以几度温差居住，“加热需求的高达97％即可转移到过量供应的过度供应，以较小的加热需求。”

几年前，我提出了“房子就像热电池”的观点以回应所有关于智能住宅和Nest恒温器的讨论．这句话仍然适用:

“是时候严肃起来，要求彻底提高建筑效率了。把我们的房屋和建筑物变成热电池;你不需要在高峰时间打开暖气或空调，因为它们的温度变化不是那么快。所以一个真正高效的建筑可以像任何其他类型的电池一样有效地减少我们能源生产的高峰和低谷。一个设计合理的房子只需要很少的冷却或加热，这样就可以随时维护，而不会对能源使用产生很大影响，也不会出现所有这些复杂情况。”

与其把数十亿美元花在氢的生产、储存和运输上，为什么不把它花在修缮我们的建筑和减少需求上，把它们都变成热电池呢?车库中的电动汽车或墙上的电池都可以运行LED照明和感应炉。正如史蒂芬·福克斯博士所指出的能效12定律中的第9条，

“某处的实验室中的令人兴奋的能量或能效发现与可行技术不同，与商业产品不同，这与世界上具有有意义的巨大影响的产品不同。”

我们实际上可以从今天开始设计所有新结构的间歇性，只需实施被动房屋标准。考虑到在间歇性发电成为一个问题之前必须增加多少可再生能源，我们可能需要做一个节能改造用比用绿色氢气填充洞穴少得多的钱，我们现在已经拥有了所有我们需要做的事情。