風能作為一種儲量豐富的發電資源，其周期間歇性的特點決定了需結合月度無特殊天氣的風速數據，對風能力進行動態分析。而風能轉化的電力，可直接應用于水電解制氫工藝，所產氫氣用途廣泛 —— 既可為混合動力與電動汽車提供燃料，也能用于燃燒、制熱，還可儲存起來，在低風速時段通過燃料電池供電。

風力發電是實現風能利用的核心環節：它利用自然風產生機械功，再將其轉化為電能，是當前全球發展最快的發電形式之一。作為一種遍布全球的潛力能源，風能天然適配清潔氫氣的生產：將風能轉化的電能輸入電解槽，便能實現水的氫氧分解，產出環保的氫氣。

圖1：風能制氫的具體步驟

風能制氫無疑是兼具效益與前景的技術工藝。其生產的清潔氫氣可有效減少溫室氣體排放，在綜合考量地理、氣象與技術限制后，不難預見，這一技術在降低化石燃料依賴方面具備可觀潛力。

具體來看，風能制氫的流程清晰可控：風首先作用于風力渦輪機，渦輪機將空氣動能轉化為旋轉的機械能；機艙內配備變速箱的發電機，再將機械能轉換為交流電；隨后通過 AC/DC 變換器，交流電被轉為直流電，最終輸入水電解工藝，生成清潔氫氣。

從能耗與成本維度看，當前高效電解工藝下，生產 1kg 氫氣需消耗 41.4kW?h 電力與 8L 水，對應氫氣能量為 141.8MJ/kg。若電解工藝轉換效率達 100%，1kg 氫氣僅需 39kW?h 電力，但受電解過程的不可逆性與能量損耗影響，現有設備實際生產 1kg 氫氣需 48kW?h 電力。按 0.05 美元 /kW?h 的電力成本計算，電解工藝的總成本為 2.4 美元 /kg。

風能制氫所得的氫氣可儲存備用，且應用場景廣泛。氫燃料電池能通過氫原子與氧原子的結合反應生產電力，在電化學電池中，類似反應還可同步產生熱與水。

而圖2展示的風能驅動制氫系統，進一步優化了這一流程：風力發電產生的電能先流經控制器，借助控制器可在高、低風速時段調節發電功率；后續經 AC/DC 轉換器將交流電轉為直流電，用于水電解制氫；水完成電解后，氫氣會通過壓縮機以合適壓力壓縮儲存。除了助力滿足電力需求，風能制氫對應的風力發電環節，也在減少溫室氣體排放中發揮著關鍵作用。

圖2：風能驅動制氫系統