近年來(lái)，隨著(zhù)中國“雙碳”目標的深入推進(jìn)，尤其在國家相關(guān)政策的推動(dòng)下，可再生能源水電解制氫、綠氫合成綠氨等產(chǎn)業(yè)迎來(lái)快速發(fā)展。
特別值得關(guān)注的是，國際氫能冶金化工產(chǎn)業(yè)示范區新能源制氫聯(lián)產(chǎn)無(wú)碳燃料配套風(fēng)光發(fā)電一體化示范項目，自去年4月開(kāi)工以來(lái)，便以其從綠電到綠氫再到綠氨的全流程優(yōu)化業(yè)務(wù)模式，成為業(yè)內矚目的焦點(diǎn)。
作為項目一期的關(guān)鍵環(huán)節，打通電力流程和工藝流程至關(guān)重要?；诖?，作為該示范項目的技術(shù)服務(wù)投資方——水木明拓(達茂)氫能源科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“水木明拓”)，經(jīng)過(guò)多方考量，選擇了在能源管理和自動(dòng)化領(lǐng)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(dòng)化領(lǐng)域數字化轉型方面的豐富經(jīng)驗，通過(guò)ETAP 電氣系統數字孿生平臺和AVEVA工藝流程模擬軟件的聯(lián)合仿真工程研究、工程技術(shù)專(zhuān)家的工況場(chǎng)景分析服務(wù)等，實(shí)現電力流程和工藝流程的聯(lián)動(dòng)，助力水木明拓規劃包括儲能(儲電+儲氫)在內的合理系統配置以及控制策略，從而提高系統的安全穩定性和經(jīng)濟性，最終實(shí)現綠色可持續發(fā)展。
此外，施耐德電氣還將基于自身遍布全球130多個(gè)國家的運營(yíng)網(wǎng)絡(luò )資源、先進(jìn)的能效管理技術(shù)、成熟的電力及自動(dòng)化整體解決方案，與水木明拓的技術(shù)應用能力以及明拓氫能集團的氫能業(yè)務(wù)能力形成互補，共同在開(kāi)拓項目及海外投資業(yè)務(wù)方面展開(kāi)深度合作，推動(dòng)中國乃至全球綠氫產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展。
近兩年來(lái)，作為可再生能源重要的消納方式之一，同時(shí)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攀升。由于可再生能源的波動(dòng)性，可再生能源制氫需要借助一定規模的儲能裝置來(lái)實(shí)現。
“大量?jì)δ芘渲玫闹茪涑杀鞠鄬^高，很難形成規模效應，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(kāi)發(fā)研究院副院長(cháng)、水木明拓總經(jīng)理付小龍在接受媒體采訪(fǎng)時(shí)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)電系統與工業(yè)生產(chǎn)負荷實(shí)現真正意義的貫穿打通，在確保制氫與合成氨系統穩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，目前，波動(dòng)條件下的新能源電力與化工的聯(lián)合動(dòng)態(tài)運行還是行業(yè)空白。因此，為保障工業(yè)系統動(dòng)態(tài)地去適應風(fēng)能的變化，需要進(jìn)一步驗證電解水制氫和動(dòng)態(tài)合成氨的生產(chǎn)波動(dòng)范圍，并將風(fēng)電毫秒級、制氫秒級、合成氨分級的3種動(dòng)態(tài)速率進(jìn)行優(yōu)化匹配，尋找到最佳平衡點(diǎn)。
“在這樣一個(gè)鏈條里，涉及了電、電化學(xué)和熱化學(xué)等3個(gè)行業(yè)，反應不一樣，且邏輯思路也不同，如何在一個(gè)尺度上把三者串在一起，無(wú)疑是一個(gè)巨大的挑戰。”在付小龍看來(lái)，這不僅僅是解決項目工程與工藝的問(wèn)題，更是一次科學(xué)的探索過(guò)程。
付小龍認為，項目前期的仿真模擬是關(guān)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(dòng)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(dòng)的數字化解決方案能力。”
對此，據施耐德電氣高級副總裁、戰略與業(yè)務(wù)發(fā)展中國區負責人、商業(yè)價(jià)值研究院院長(cháng)熊宜介紹，去年6月，施耐德電氣對全球超過(guò)2萬(wàn)家企業(yè)用戶(hù)實(shí)踐經(jīng)驗的ETAP電氣系統數字孿生平臺進(jìn)行了整合優(yōu)化升級，使其成為更為領(lǐng)先的覆蓋電氣設計、仿真、工程和運營(yíng)的可持續企業(yè)級數字化平臺。
“早在2018年3月，我們并購的AVEVA工藝流程模擬軟件，一直以來(lái)在石油化工等行業(yè)頗有建樹(shù)。”他表示，通過(guò)ETAP 電氣系統數字孿生平臺和AVEVA工藝流程模擬軟件，仿真去驗證項目所設想的整個(gè)系統連接狀況，能夠得出如變化的邊界、控制的策略等各種貼近實(shí)際的參數值，從而指導電解水槽和合成氨工業(yè)化的驗證工作。
“通過(guò)這樣的邏輯，我們才能夠科學(xué)地去設計一個(gè)真正面向未來(lái)的系統，并以合理的成本，大規模生產(chǎn)工業(yè)應用的綠氫。”付小龍指出。
示范項目旨在構建一個(gè)完整的可再生能源+氫而驅動(dòng)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(lái)將會(huì )迎來(lái)更大的發(fā)展機遇。
“面對這樣的轉型新機遇，我們要做可再生能源的服務(wù)商。”付小龍同時(shí)表示，目前全球還沒(méi)有真正形成對綠氨和綠氫的交易，經(jīng)濟價(jià)值還沒(méi)有確定。但隨著(zhù)歐盟碳邊境調節機制(CBAM)2026年開(kāi)始實(shí)施，未來(lái)一兩年，綠氫的溢價(jià)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(jià)值。”他表示，該示范項目?jì)H僅是一個(gè)開(kāi)始，一旦技術(shù)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(kāi)。
如今，以新能源為中心的新型工業(yè)體系時(shí)代即將到來(lái)，綠氫作為21世紀“終極清潔能源”，將成為這一時(shí)代的引領(lǐng)者。隨著(zhù)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(wú)疑是開(kāi)行業(yè)之先河。期待未來(lái)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(dòng)力。(韓建新
