近年來，隨著中國“雙碳”目標(biāo)的深入推進(jìn)，尤其在國家相關(guān)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(guān)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(fēng)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(wù)模式，成為業(yè)內(nèi)矚目的焦點(diǎn)。
作為項目一期的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，打通電力流程和工藝流程至關(guān)重要?；诖耍鳛樵撌痉俄椖康募夹g(shù)服務(wù)投資方——水木明拓(達(dá)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(lǐng)域久負(fù)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(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面的豐富經(jīng)驗(yàn)，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(shù)專家的工況場景分析服務(wù)等，實(shí)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(jì)性，最終實(shí)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(yùn)營網(wǎng)絡(luò)資源、先進(jìn)的能效管理技術(shù)、成熟的電力及自動化整體解決方案，與水木明拓的技術(shù)應(yīng)用能力以及明拓氫能集團(tuán)的氫能業(yè)務(wù)能力形成互補(bǔ)，共同在開拓項目及海外投資業(yè)務(wù)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(bǔ)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(shí)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(yīng)，且最終的綠氨工業(yè)品不具備一定的經(jīng)濟(jì)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(fù)荷實(shí)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(yùn)行的前提下，不斷降低綠氫與綠氨的制造成本。”
付小龍強(qiáng)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(yùn)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(yīng)風(fēng)能的變化，需要進(jìn)一步驗(yàn)證電解水制氫和動態(tài)合成氨的生產(chǎn)波動范圍，并將風(fēng)電毫秒級、制氫秒級、合成氨分級的3種動態(tài)速率進(jìn)行優(yōu)化匹配，尋找到最佳平衡點(diǎn)。
“在這樣一個鏈條里，涉及了電、電化學(xué)和熱化學(xué)等3個行業(yè)，反應(yīng)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(xué)的探索過程。
付小龍認(rèn)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態(tài)聯(lián)合仿真項目，源于我們相信施耐德電氣強(qiáng)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(wù)發(fā)展中國區(qū)負(fù)責(zé)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的ETAP電氣系統(tǒng)數(shù)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(shè)計、仿真、工程和運(yùn)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(yàn)證項目所設(shè)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(shí)際的參數(shù)值，從而指導(dǎo)電解水槽和合成氨工業(yè)化的驗(yàn)證工作。
“通過這樣的邏輯，我們才能夠科學(xué)地去設(shè)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(yīng)用的綠氫。”付小龍指出。
示范項目旨在構(gòu)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(jī)遇。
“面對這樣的轉(zhuǎn)型新機(jī)遇，我們要做可再生能源的服務(wù)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(jì)價值還沒有確定。但隨著歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制(CBAM)2026年開始實(shí)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(shù)成熟、成本可控，加上政策支持，該項目的復(fù)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(jì)“終極清潔能源”，將成為這一時代的引領(lǐng)者。隨著新能源及其氫能載體在工業(yè)體系的深度應(yīng)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(jié)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
