随着公司、社区和国家的碳中和目标持续增长，电力行业正在为电 中可再生能源的激增做准备。为了满足这些迫在眉睫的目标，将需要增加新的太阳能和风力发电基础设施。不幸的是，建模显示，如果没有有效的存储，电 中可再生能源集成的增加会导致电 不稳定。
尽管电池提供了存储过剩可再生能源的机会，但它们不太可能满足未来提高容量的所有需求。为了填补现有的空白并进一步优化可再生能源，正在对技术进行测试，以将产生的电能转换为甲烷和氢气。
电转气解决方案
尽管天然气发电厂如今是连接间歇性可再生能源发电与消费者可靠性需求的桥梁，但转化为甲烷或氢气可能是未来的桥梁。与天然气不同，利用可再生燃料开发的甲烷和氢是净零或碳中性燃料。
将可再生能源转化为甲烷气体的过程需要三个步骤:
二氧化碳从大气中被捕获。
氢通过电解水而制成。
二氧化碳和氢气通过甲烷化反应合成甲烷。
与此相反，氢的产生只需要一个电解步骤。
一旦甲烷或氢气被制造出来，它们都可以储存起来作为长期的备用电源。如果风力发电场因飓风风力而被迫关闭，或者某一地区出现了长达一周的多云天气，转换后的可再生天然气可以在更长时间的停机期间维持电力供应，这比目前的电池系统能维持的时间长得多。
灵活、可再生的甲烷或氢的可用性也为公用事业提供了基础设施的可能性。通过最大限度地利用太阳能和风能（通过立即使用，短期电池存储和长期可再生气体存储），公用事业公司可以最大限度地减少所需的发电场所。太阳能和风能发电厂占据了大量的地产，这些地产的购置和维护成本都很高。然而，提高使用和存储发电的系统的效率可以降低资本成本，并有助于比最初预期更快地实现净零碳目标。
低碳未来的考虑
将可再生能源转化为甲烷或氢气仍然是一种相当新的方法，能源公司需要考虑几个方面。例如，发电制甲烷是一种更昂贵的方法，因为它需要更多的加工设备和技术来制造天然气。但是，使用现有的存储和传输设施和基础设施可以收回成本。甲烷也可以用与天然气储存相同的方式进行液化，从而为目前正在进行的液化天然气（LNG）设施升级开辟了更多用途。
另一方面，可再生能源转化为氢气，需要较少的前期资本投资，因为它的过程相对简单，可以与现有系统相结合。然而，现有的系统不能满足100%纯氢燃料的需求，因此，随着技术的进步，现有的存储和传输基础设施最终将需要升级，以燃烧更高比例的氢。从长远来看，这可能会导致更大的投资，用于发电制氢。
除了成本差异，能源公司还必须考虑每一种燃料的二氧化碳方面。氢被认定为100%的碳中性燃料，因为它在使用时不排放二氧化碳。甲烷是一种净零碳燃料，因为它从大气中去除二氧化碳，制造出甲烷，然后燃烧这种气体，然后向大气中排放同样数量的二氧化碳。虽然甲烷仍然是一种可再生燃料，但并不是所有的国家都承认这是一个无碳的过程，所以甲烷目前可能还不能完全实现碳中和的目标。
尽管技术和立法方面的进步仍然遥遥无期，但可再生能源发电设施的发展正在向前迈进。《电力》杂志的一篇 章称，世界上第一个完全集成电力-氢-电力的项目于2020年6月启动。这个工业项目将把法国一座12兆瓦的热电联产电厂转换成氢气。该项目预计将于2024年4月完成，其目标是实现至少80%至100%的高氢燃料混合物的全面运行和生产。
尽管这仍是一个新的创新过程，但将能源转化为甲烷或氢气似乎是能源公司需要的解决方案，以支持日益增长的脱碳目标，同时解决可再生能源的间歇性问题。、
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