近年來，隨著中國“雙碳”目標的深入推進，尤其在國家相關政策的推動下，可再生能源水電解制氫、綠氫合成綠氨等產(chǎn)業(yè)迎來快速發(fā)展。

特別值得關注的是，國際氫能冶金化工產(chǎn)業(yè)示范區(qū)新能源制氫聯(lián)產(chǎn)無碳燃料配套風光發(fā)電一體化示范項目，自去年4月開工以來，便以其從綠電到綠氫再到綠氨的全流程優(yōu)化業(yè)務模式，成為業(yè)內(nèi)矚目的焦點。

作為項目一期的關鍵環(huán)節(jié)，打通電力流程和工藝流程至關重要?；诖?，作為該示范項目的技術服務投資方——水木明拓(達茂)氫能源科技有限公司(以下簡稱“水木明拓”)，經(jīng)過多方考量，選擇了在能源管理和自動化領域久負盛名的施耐德電氣作為合作伙伴。

3月6日，施耐德電氣與水木明拓在北京正式簽署合作協(xié)議。

雙方約定，施耐德電氣將借助其在能源管理、自動化領域數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面的豐富經(jīng)驗，通過ETAP 電氣系統(tǒng)數(shù)字孿生平臺和AVEVA工藝流程模擬軟件的聯(lián)合仿真工程研究、工程技術專家的工況場景分析服務等，實現(xiàn)電力流程和工藝流程的聯(lián)動，助力水木明拓規(guī)劃包括儲能(儲電+儲氫)在內(nèi)的合理系統(tǒng)配置以及控制策略，從而提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，最終實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。

此外，施耐德電氣還將基于自身遍布全球130多個國家的運營網(wǎng)絡資源、先進的能效管理技術、成熟的電力及自動化整體解決方案，與水木明拓的技術應用能力以及明拓氫能集團的氫能業(yè)務能力形成互補，共同在開拓項目及海外投資業(yè)務方面展開深度合作，推動中國乃至全球綠氫產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展。

近兩年來，作為可再生能源重要的消納方式之一，同時也是電網(wǎng)接納能力的重要補充，可再生能源制氫的熱度持續(xù)攀升。由于可再生能源的波動性，可再生能源制氫需要借助一定規(guī)模的儲能裝置來實現(xiàn)。

“大量儲能配置的制氫成本相對較高，很難形成規(guī)模效應，且最終的綠氨工業(yè)品不具備一定的經(jīng)濟性。”北京清華工業(yè)開發(fā)研究院副院長、水木明拓總經(jīng)理付小龍在接受媒體采訪時表示，“此次與施耐德電氣聯(lián)合，就是希冀將可再生能源發(fā)電系統(tǒng)與工業(yè)生產(chǎn)負荷實現(xiàn)真正意義的貫穿打通，在確保制氫與合成氨系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行的前提下，不斷降低綠氫與綠氨的制造成本。”

付小龍強調(diào)，目前，波動條件下的新能源電力與化工的聯(lián)合動態(tài)運行還是行業(yè)空白。因此，為保障工業(yè)系統(tǒng)動態(tài)地去適應風能的變化，需要進一步驗證電解水制氫和動態(tài)合成氨的生產(chǎn)波動范圍，并將風電毫秒級、制氫秒級、合成氨分級的3種動態(tài)速率進行優(yōu)化匹配，尋找到最佳平衡點。

“在這樣一個鏈條里，涉及了電、電化學和熱化學等3個行業(yè)，反應不一樣，且邏輯思路也不同，如何在一個尺度上把三者串在一起，無疑是一個巨大的挑戰(zhàn)。”在付小龍看來，這不僅僅是解決項目工程與工藝的問題，更是一次科學的探索過程。

付小龍認為，項目前期的仿真模擬是關鍵所在。因此，他表示：“之所以選擇與施耐德電氣合作打造電氫氨動態(tài)聯(lián)合仿真項目，源于我們相信施耐德電氣強大的電力和流程聯(lián)動的數(shù)字化解決方案能力。”

對此，據(jù)施耐德電氣高級副總裁、戰(zhàn)略與業(yè)務發(fā)展中國區(qū)負責人、商業(yè)價值研究院院長熊宜介紹，去年6月，施耐德電氣對全球超過2萬家企業(yè)用戶實踐經(jīng)驗的ETAP電氣系統(tǒng)數(shù)字孿生平臺進行了整合優(yōu)化升級，使其成為更為領先的覆蓋電氣設計、仿真、工程和運營的可持續(xù)企業(yè)級數(shù)字化平臺。

“早在2018年3月，我們并購的AVEVA工藝流程模擬軟件，一直以來在石油化工等行業(yè)頗有建樹。”他表示，通過ETAP 電氣系統(tǒng)數(shù)字孿生平臺和AVEVA工藝流程模擬軟件，仿真去驗證項目所設想的整個系統(tǒng)連接狀況，能夠得出如變化的邊界、控制的策略等各種貼近實際的參數(shù)值，從而指導電解水槽和合成氨工業(yè)化的驗證工作。

“通過這樣的邏輯，我們才能夠科學地去設計一個真正面向未來的系統(tǒng)，并以合理的成本，大規(guī)模生產(chǎn)工業(yè)應用的綠氫。”付小龍指出。

示范項目旨在構建一個完整的可再生能源+氫而驅(qū)動的工業(yè)體系。而基于可再生能源和氫直接耦合的分布式工業(yè)體系，未來將會迎來更大的發(fā)展機遇。

“面對這樣的轉(zhuǎn)型新機遇，我們要做可再生能源的服務商。”付小龍同時表示，目前全球還沒有真正形成對綠氨和綠氫的交易，經(jīng)濟價值還沒有確定。但隨著歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機制(CBAM)2026年開始實施，未來一兩年，綠氫的溢價將更加清晰。“我們希望與施耐德電氣及其他合作伙伴，不斷地去創(chuàng)造商業(yè)價值。”他表示，該示范項目僅僅是一個開始，一旦技術成熟、成本可控，加上政策支持，該項目的復制將在中國乃至全球不斷展開。

如今，以新能源為中心的新型工業(yè)體系時代即將到來，綠氫作為21世紀“終極清潔能源”，將成為這一時代的引領者。隨著新能源及其氫能載體在工業(yè)體系的深度應用，將更好地解決新能源高效利用和重工業(yè)體系脫碳的難題。而此次施耐德電氣與水木明拓的合作，無疑是開行業(yè)之先河。期待未來雙方的合作能夠結出更多的碩果，為新型工業(yè)體系的發(fā)展注入更多的活力和動力。(韓建新