實(shí)現凈零排放目標需要擴大可再生能源比例，并應用一系列技術(shù)和解決方案。氫具有清潔、高效的特點(diǎn)，有潛力成為廣泛使用的燃料。此外，它還是一種能量載體，可以進(jìn)行中長(cháng)期儲存、運輸、并轉化為其他化合物或合成燃料。氫是不同衍生物的載體。然而，氫能的規?；l(fā)展仍面臨諸多挑戰，以下是ABB利用自身技術(shù)推動(dòng)氫能發(fā)展的簡(jiǎn)單介紹：

用數字孿生創(chuàng )造真實(shí)的工廠(chǎng)過(guò)程環(huán)境

氫氣即使在低濃度下也具有高度易燃性，且由于氫氣的特性，在空氣中燃燒呈現出淡藍色火焰，在自然環(huán)境下幾乎無(wú)法用肉眼看到。在氫被作為燃料或能量載體使用前，需要確保其生產(chǎn)和運輸的安全性。

ABB為氫氣生產(chǎn)廠(chǎng)創(chuàng )建數字孿生，涵蓋項目的整個(gè)生命周期，包括規劃、執行和運營(yíng)階段，從而幫助優(yōu)化性能、降低風(fēng)險并提高安全性。ABB Process Power Simulator（PPSim）與過(guò)程模型和模擬控制系統集成，創(chuàng )建一個(gè)真實(shí)的工廠(chǎng)過(guò)程的動(dòng)態(tài)行為，這有助于生產(chǎn)商在規劃階段優(yōu)化各種配置。重要的是，它創(chuàng )造了一個(gè)真實(shí)環(huán)境，使操作人員可以在真實(shí)的工藝和電力條件和場(chǎng)景下觀(guān)察設備的行為。這讓工廠(chǎng)操作人員獲得寶貴的“親身體驗”，類(lèi)似于飛行員在飛行模擬器上接受培訓。他們可以看到系統在正常運行中對不同電力輸入情景的響應，并在模擬器上學(xué)習如何應對緊急情況，如泄漏或火災，并且系統還將生成潛在結果的額外預測。尤其在新興行業(yè)中，這是操作人員安全獲得信心和經(jīng)驗的理想方式。

準確計算氫氣工廠(chǎng)規模以降低成本

生產(chǎn)綠色氫氣的成本可能比生產(chǎn)灰色氫氣高出四到五倍。雖然它是一種零碳排放燃料，但如果綠色氫氣的成本如此之高，它在價(jià)值鏈中的競爭力就大大降低。利用技術(shù)，通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)廠(chǎng)的規模來(lái)降低氫氣的生命周期成本，同時(shí)最大限度地利用可再生能源。

如果將氫氣的生命周期成本分解來(lái)看，大約14%的成本來(lái)自于建設項目的資本支出成本，約69%來(lái)自于電力成本。ABB開(kāi)發(fā)了HPP（氫氣生產(chǎn)工廠(chǎng)）規?；治龉ぞ?，這是一種基于Web的軟件，通過(guò)在規劃階段考慮最佳運營(yíng)模式來(lái)全面優(yōu)化氫氣生產(chǎn)工廠(chǎng)的規模。為了降低氫氣的生命周期成本，準確計算氫氣生產(chǎn)工廠(chǎng)的規模并將能源管理系統作為流程設計的一部分至關(guān)重要。我們的工具可以運行不同的場(chǎng)景，包括儲存、電解槽類(lèi)型和電源輸入類(lèi)型。它用戶(hù)友好，并提供圖形概覽，讓客戶(hù)在所提議的工廠(chǎng)的數字孿生中構建、操作和比較不同的場(chǎng)景。

雖然綠色氫氣是最終目標，但我們知道，在能源轉型的過(guò)程中，氫氣生產(chǎn)將增加可再生能源的比例，并減少來(lái)自電網(wǎng)的能源。通過(guò)在規劃階段優(yōu)化工廠(chǎng)，生產(chǎn)商將能夠為低碳氫氣生產(chǎn)調整工廠(chǎng)規模，并提高在氫氣價(jià)值鏈中的競爭力。

平衡供需以提高效率

電解槽的效率正在迅速提高，但對于大多數生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)，仍然存在多種能源輸入的混合。為了能夠轉向綠色氫氣，生產(chǎn)商必須具備管理和優(yōu)化來(lái)自多個(gè)可再生能源的能力。ABB AbilityTM Energy Management OPTIMAX是一種專(zhuān)門(mén)為支持綠色氫氣生產(chǎn)而設計的能源管理軟件，于2022年推出。該軟件提高了高能耗電解槽的效率，并確保來(lái)自多種電源（如風(fēng)能、太陽(yáng)能和電網(wǎng)）的輸入的順暢集成。它通過(guò)實(shí)時(shí)監控氫氣生產(chǎn)商整個(gè)操作過(guò)程中的能源消耗，幫助降低成本。降低綠色氫氣的成本至關(guān)重要。全球行業(yè)倡導組織Green Hydrogen Catapult估計，到2050年，我們需要將燃料產(chǎn)量提高50倍，并且成本必須降低50%。

ABB的OPTIMAX不僅處理生產(chǎn)方面，還分析原料和需求方面。除了實(shí)時(shí)需求外，它還可以進(jìn)行日內預測，使操作人員能夠根據ABB OPTIMAX計劃他們的生產(chǎn)和消耗。根據ABB的估算， OPTIMAX能源管理系統可以幫助將工廠(chǎng)的運營(yíng)支出全生命周期成本降低多達20%，并實(shí)現更多的可再生能源輸入。

對電解槽的支持

ABB并不制造電解槽，但我們在確保氫氣生產(chǎn)安全、可靠和高效運行所必需的其他設備方面，即在“電廠(chǎng)輔助設施（Balance of plant）”領(lǐng)域具備深厚的專(zhuān)業(yè)知識。

項目初期的設計和計算規模是低碳或綠色氫氣項目的關(guān)鍵。集成解決方案貫穿應用于資本投資（CAPEX）到運營(yíng)投資（OPEX）的整個(gè)價(jià)值鏈，開(kāi)始于規劃階段的規模計算。作為一家集成解決方案提供商，ABB提供自動(dòng)化和控制系統、電氣架構、整流器、電機和驅動(dòng)器、智能開(kāi)關(guān)設備、電力管理系統等。在自動(dòng)化領(lǐng)域，涉及安全系統、電氣控制系統、智能現場(chǎng)儀表和分析儀器、通信系統等。

任何氫氣工廠(chǎng)的成功運營(yíng)都離不開(kāi)高效的能源和過(guò)程管理，而這正是ABB OPTIMAX和其他ABB Ability解決方案的價(jià)值所在。ABB Ability解決方案支持遠程操作和數字化、生產(chǎn)和能源優(yōu)化以及服務(wù)和資產(chǎn)管理，能夠幫助氫氣生產(chǎn)提升運營(yíng)安全性、效率并降低成本。