Penyimpanan energi
Efisiensi penyiimpanan hidrogen umumnya berkisar 50 hingga 60% secara keseluruhan, yang berarti lebih rendah dibandingkan baterai. Dibutuhkan sekitar 50 kWh untuk memproduksi satu kilogram hidrogen dengan elektrolisis, sehingga biaya listrik untuk memproduksinya adalah hal yang penting untuk dibahas. Jika menggunakan harga standar Rp. 294.00 per kWh, maka akan dibutuhkan biaya
sebesar Rp. 14700.00 per kg hidrogen, namun itu belum termasuk biaya lainnya seperti alat elektrolisis, kompresor atau pengembunan, penyimpanan, dan transportasi yang besarnya tidak dapat diabaikan.
Penyimpanan hidrogen bawah tanah adalah kegiatan penyimpanan hidrogen dalam gua, kubah garam, atau ladang gas alam dan minyak yang telah habis. Sejumlah besar gas hidrogen telah disimpah oleh Imperial Chemical Industries di gua bawah tanah sejak beberapa tahun yang lalu tanpa kesulitan berarti. Penyimpanan sejumlah besar hidrogen di bawah tanah dapat difungsikan sebagai penyimpanan energi massal yang penting untuk aspek keekonomian hidrogen pada masa depan.
Berbagai varian biofuel seperti biodiesel, minyak tumbuh-tumbuhan, bahan bakar alkohol, atau biomassa dapat digunakan untuk menggantikan bahan bakar hidrokarbon. Berbagai proses kimia dapat mengubah karbon dan hidrogen di batu bara, gas alam, biomassa dari tumbuhan dan hewan, serta limbah organik menjadi rantai pendek hidrokarbon yang sesuai sebagai pengganti bahan bakar hidrokarbon yang ada saat ini. Contohnya
adalah diesel Fischer-Tropsch, metanol, dimetil eter, dan syngas. Dengan harga minyak di atas 35 USD sudah cukup menjanjikan secara ekonomi bagi biofuel untuk diproduksi secara massal (ECN, 1994).
Karbon dioksida di atmosfer, secara eksperimen, telah diubah menjadi bahan bakar hidrokarbon dengan bantuan energi dari sumber lain. Agar berguna secara industri, energi yang digunakan mungkin akan datang dari matahari, dan pada masa depan akan muncul teknologi fotosintesis buatan. Alternatif lainnya untuk energi adalah listrik atau panas dari energi surya atau nuklir. Dibandingkan dengan hidrogen, hampir
semua bahan bakar hidrokarbon memiliki keuntungan berupa penggunaan yang instan dengan mesin dan infrastruktur yang tersedia saat ini. Menghasilkan hidrokarbon sintetik mengurangi jumlah karbon dioksida di atmosfer hingga bahan bakar tersebut dibakar lagi, sehingga sejumlah karbon dioksida yang sama kembali ke atmosfer.
Metana adalah hidrokarbon paling sederhana dengan rumus molekul CH. Metana lebih mudah disimpan daripada hidrogen dan infrastruktur serta fasilitas transportasinya tersedia saat ini. Metana dapat dihasilkan dengan listrik melalui proses Sabatier dengan didahului oleh elektrolisis air. Prosesnya adalah sebagai berikut: Metana yang dihasilkan disimpan dan akan dipergunakan untuk menghasilkan listrik
ketika diperlukan. Air yang dihasilkan dari proses produksi tersebut dapat dipergunakan kembali untuk elektrolisis, sehingga mengurangi kebutuhan akan air bersih. Oksigen yang dihasilkan dalam proses tersebut akan digunakan untuk pembakaran metana ketika kebutuhan akan energi diperlukan sehingga pembakaran yang terjadi akan lebih sempurna dan energi yang dihasilkan lebih efisien.
Karbon dioksida yang dihasilkan akan kembali masuk ke dalam proses Sabatier dan uap air akan dikondensasikan untuk masuk ke dalam elektrolisis. Melihat prosesnya, hal ini hanyalah suatu siklus yang tidak memproduksi gas rumah kaca sama sekali dalam prosesnya.
Saat ini telah dikembangkan bahan bakar yang terbuat dari Boron, dikatakan tidak memiliki emisi dan lebih baik dari bahan bakar hidrogen karena lebih sulit menyala oleh sedikit api. Boron tidak menghasilkan emisi karena hasil pembakarannya hanya berupa boron oksida, namun menghasilkan energi yang cukup signifikan.
Silikon juga dikatakan memiliki potensi untuk dijadikan bahan bakar. Silikon murni dapat dengan mudah terbakar di udara secara spontan, sedangkan di kerak bumi, sekitar 75% dari keseluruhan massa kerak bumi berupa silikon oksida. Selain itu, silikon juga dapat dengan mudah bereaksi dengan senyawa lain dan menghasilkan energi. Reaksi silikon dengan beberapa jenis bahan kimia lain menghasilkan hidrogen.
Seng juga telah diajukan untuk menjadi sumber energi kimia. Reaksi seng oksida dan karbon bebas (misal: biomassa) dengan bantuan cahaya matahari akan menghasilkan ZnO dan karbon monoksida dan energi sebesar 84 kkal per mol. Sedangkan karbon monoksida yang dihasilkan dapat dibakar menjadi karbon dioksida untuk menghasilkan energi sebesar 68 kkal per mol.
Energi dapat disimpan dengan cara memompa air hingga ketinggian tertentu dan dilepaskan menjadi energi listrik ketika dibutuhkan.
Udara bertekanan merupakan metode penyimpanan energi murah dengan menggunakan energi listrik yang murah ketika sedang tidak terjadi beban puncak. Udara bertekanan dapat disimpan di dalam reservoir bawah tanah. Udara bertekanan tersebut lalu dilepaskan ketika beban puncak untuk mensuplai energi listrik dan dapat dipanaskan dengan menggunakan panas yang dibuang oleh mesin-mesin atau pembangkit listrik untuk meningkatkan tekanannya.
Banyak energi terbarukan berupa sumber energi yang tidak dapat selalu dimanfaatkan karena suatu keterbatasan (energi matahari, angin, dan sebagainya), namun dapat dimanfaatkan untuk mengisi suplai energi sementara sumber energi lain disimpan untuk digunakan pada jaringan transmisi listrik, atau sumber energi tersebut dipakai untuk mengisi jaringan sistem listrik tersebut ketika
diperlukan. Jika kehilangan energi ketika distribusi dan biaya dapat diatur, maka jenis energi ini dapat menjadi andalan.
Energi matahari, meski saat ini tidak dapat digunakan sepanjang hari, namun saat ini telah dirancang satelit energi matahari yang berguna untuk menangkap energi matahari melalui satelit yang melayang luar angkasa dan didstribusikan ke bumi dengan berbagai cara sehingga pemanfaatan energi matahari dapat menjadi lebih panjang dengan jumlah energi yang diambil lebih
besar (karena energi matahari di luar angkasa lebih besar daripada energi matahari yang telah menyentuh permukaan bumi)
Penyimpanan energi termal adalah penyimpanan energi sementara atau pemindahan panas untuk penggunaan di kemudian hari. Penyimpanan energi termal yang umum saat ini adalah penyimpanan es yang berguna untuk memindahkan panas ketika dibutuhkan. Es dibuat di malam hari ketika beban puncak telah lewat. Metode ini direkomendasikan dan dikembangkan oleh US Green Building Council dalam program Leadership in Energy
Eficiency and Environmental Design untuk menggugah pengembangan desain bangunan berkemampuan tinggi yang aman bagi lingkungan.
Keuntungan pembuatan es di malam hari diantaranya: listrik setelah melewati beban puncak memiliki biaya lebih rendah sehingga lebih murah, dan energi untuk mendinginkan es di malam yang dingin lebih cepat dan membutuhkan energi yang lebih sedikit, sehingga dapat dihasilkan es dalam jumlah yang lebih banyak. Dapat dikatakan juga bahwa dengan cara ini, banyak
energi dari pembangkit listrik dihemat sementara lebih banyak energi dikeluarkan dari penyimpanan untuk beberapa lamanya.