近日，“2024年水電解制氫創(chuàng)新發(fā)展論壇”在無錫舉行，施耐德電氣受邀參會，向行業(yè)專家、企業(yè)伙伴等一眾與會嘉賓展示了覆蓋綠氫耦合化工全流程的數字化解決方案，并從五大維度分享了如何以“工藝+電力”的數字孿生賦能綠氫生產，為業(yè)內綠電氫氨醇項目建設提供了先進范本。

被譽為“21世紀終極能源”的氫能，具備清潔低碳、可再生等特性，在實現全球“碳中和”目標進程中發(fā)揮著重要作用。我國高度重視綠色生產力的發(fā)展，近年來不斷加快氫能產業(yè)布局。今年政府工作報告提出“大力推進現代化產業(yè)體系建設，加快發(fā)展新質生產力”，其中要“加快前沿新興氫能等產業(yè)發(fā)展”?？梢姎淠?，尤其是通過可再生能源制備的綠氫，已然成為推動傳統(tǒng)產業(yè)綠色低碳轉型的關鍵一環(huán)。

然而，除了受水電解制氫等制氫技術限制，綠氫制取項目還普遍面臨著安全性不可控、經濟性不佳等痛點。究其原因，正是綠電制氫及合成氨等工藝流程不可控所致。為此，企業(yè)亟需利用可覆蓋設計與運營考量的數字化解決方案，集成各個工藝流程的不同系統(tǒng)，打造安全可控、經濟高效的產業(yè)鏈條。

以數字化解決方案貫穿綠氫耦合化工全流程

會上，在“綠電氫氨醇一體化項目中的數字化技術應用”的主題演講中，施耐德電氣數字化解決方案經理宮達人指出：“可再生能源的波動性和間歇性、高能量損耗，是當下風光綠電氫化工項目在生產與消納過程中的兩大挑戰(zhàn)。要想實現投資產出效益平衡的同時，兼顧生產安全與連續(xù)性，企業(yè)一方面需要提升用（綠）電端、用（綠）氫端、化工等流程的上下游適應性，通過實現端到端流程設備之間的耦合聯(lián)動，達到動態(tài)平衡；另一方面，還需對綠氫供應鏈每一環(huán)節(jié)的用能加以優(yōu)化，通過減少可再生能源的冗余，降低總體單位排放，提升整體能效。”

作為業(yè)內首家實現電力和工藝聯(lián)動的數字化解決方案提供商，施耐德電氣基于貫穿能源“源網荷儲”、“風光發(fā)電綠氫綠化工”全場景的一體化設計與運營數字化總體解決方案，集成發(fā)電、儲能、電網、制氫、合成氨等獨立的數字化系統(tǒng)，從橫、縱、時、動、合五大維度實現了綠電綠氫綠化工上下游的整體設計和協(xié)同運維。

• 橫：施耐德電氣AVEVA Process Simulation（APS）工藝數字孿生平臺能夠對綠電氫氨醇全流程進行建模仿真，包括發(fā)/輸電、制氫工藝和化工合成等，橫向覆蓋從電氫耦合到氫化（工）耦合全生產流程。
• 縱：針對電解槽的生產、用能和集群控制等方面的需求，施耐德電氣提供涵蓋硬件設備、微網和（工藝端）全廠DCS在內的數字化解決方案，能夠滿足客戶從互聯(lián)互通的產品到邊緣控制，再到應用、分析與服務，三個應用層級的綠色智能化升級。
• 時：憑借以生產過程機理為基礎的工藝生產流程數字孿生，施耐德電氣通過融合模擬仿真、一體化工程、數字化交付、施工和材料管理等，幫助企業(yè)打破數據孤島和工作流程單線性，實現從設計、建造、運營到維護的一致性與優(yōu)化性。
• 動：利用數字孿生仿真技術，企業(yè)能夠對多動態(tài)場景進行建模，包括天氣、設備、流程等，通過判定當前狀態(tài)并預測未來走勢，從而優(yōu)化決策，實現設計端與運營端的一體化、前瞻性、自治性、全面性。
• 合：施耐德電氣協(xié)同跨專業(yè)領域，通過聯(lián)合AVEVA Process Simulation工藝數字孿生平臺與ETAP電氣系統(tǒng)數字孿生平臺，將“工藝+電力”的整合從設計端擴展到運營端，幫助客戶實現從工藝控制到電力能源管理的全局安全協(xié)同與效率提升。

打造電氫氨一體化項目全球樣本，引領綠氫產業(yè)發(fā)展

目前，在中國乃至全球范圍內，施耐德電氣AVEVA Process Simulation工藝數字孿生平臺已成功應用于多個可再生能源制綠氫綠化工項目中，包括風光發(fā)電制氫制氨一體化項目、水電解制氫以及合成氨項目等，為眾多頭部企業(yè)提供工藝初始設計、工藝設計模擬仿真、在線關鍵設備性能檢測、數據采集和預測性維護，以及基于動態(tài)工藝模擬仿真基礎上的操作員仿真模擬培訓等，實現了貫穿項目全生命周期的數智化躍升。

其中，施耐德電氣正攜手水木明拓（達茂）氫能源科技有限公司圍繞電氫氨動態(tài)聯(lián)合仿真項目，打造從綠電到綠氫再到綠氨的全流程優(yōu)化業(yè)務。施耐德電氣通過AVEVA工藝數字孿生平臺和ETAP 電氣系統(tǒng)數字孿生平臺的聯(lián)合仿真工程研究、工程技術專家的工況場景分析服務等，實現了工藝流程和電力流程的連動，繼而助力水木明拓規(guī)劃包括制氫工藝流程、儲能在內的合理系統(tǒng)配置以及控制策略，從而提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性和經濟性，實現綠色可持續(xù)發(fā)展。

《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》提出，到2035年，形成氫能產業(yè)體系，構建涵蓋交通、儲能、工業(yè)等領域的多元氫能應用生態(tài)。不難預見在未來的終端能源消費中，可再生能源制氫的比重將顯著提升，支撐我國能源綠色轉型發(fā)展。立足氫能企業(yè)的真實需求，施耐德電氣將依托自身豐富的實踐經驗和業(yè)內領先的數字技術，賦能更多可再生能源制氫項目的建設，為我國綠氫產業(yè)高質量發(fā)展不斷注入綠色動能。