氫，排在元素周期表第一位。
通常的單質(zhì)形態(tài)是氫氣，一種無色、無味的氣體。但在能源行業(yè)，氫又被賦予了不同的顏色，以此來區(qū)別產(chǎn)生方式。
綠氫便是使用可再生能源(太陽能、風(fēng)能等)制取的，而通過綠氫制備的氨和甲醇即綠氨、綠甲醇。因?yàn)榫哂芯G色、高效、無碳排和應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢(shì)，發(fā)展“綠色電氫氨醇”或成為實(shí)現(xiàn)深度脫碳的可行路徑。
什么是綠氫?
然而，就行業(yè)整體趨勢(shì)而言，綠色電氫氨醇的生產(chǎn)及應(yīng)用仍然面臨諸多挑戰(zhàn)：
挑戰(zhàn)一：生產(chǎn)成本高
由于綠氫制取技術(shù)受限電解效率較低、可再生能源發(fā)電成本較高、電解設(shè)備投資較大等原因，導(dǎo)致綠氫生產(chǎn)成本仍相對(duì)較高;且由于安全性低、對(duì)運(yùn)儲(chǔ)條件要求嚴(yán)苛等原因，綠氫的廣泛使用仍受到一定限制，導(dǎo)致收益較低。為降低綠氫的制取成本和提高綠氫的應(yīng)用范圍，則需要流程工業(yè)企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新及基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。
還需一提的是，綠甲醇的高成本主要源于電解水制氫所需的巨大電力消耗，解決了綠氫的制取效率問題，綠甲醇成本高的問題自然也就迎刃而解。
挑戰(zhàn)二：安全性較低
隨著工業(yè)4.0浪潮推動(dòng)數(shù)字化與智能化的發(fā)展，流程工業(yè)企業(yè)對(duì)生產(chǎn)制造提出了更深層次的需求。但由于可再生能源的波動(dòng)性、間歇性與合成氨化工生產(chǎn)安全連續(xù)性相沖突，使得兩者在技術(shù)上存在難以耦合的情況，如何實(shí)現(xiàn)“安全、平穩(wěn)、高效運(yùn)行”是困擾綠氨生產(chǎn)的一大問題。
另外，為更好地應(yīng)對(duì)可持續(xù)發(fā)展中的挑戰(zhàn)，企業(yè)需要合理優(yōu)化“能源、自動(dòng)化、軟件”工業(yè)可持續(xù)發(fā)展三要素之間的協(xié)同。
工業(yè)可持續(xù)發(fā)展三要素
施耐德電氣以“能源效率、過程電氣化、自動(dòng)化創(chuàng)新和數(shù)字融合技術(shù)”為催化劑，應(yīng)用“能源供給管理和脫碳技術(shù)+組件自動(dòng)化技術(shù)+預(yù)測(cè)性分析和優(yōu)化的數(shù)字軟件”幫助企業(yè)提升綠色電氫氨醇生產(chǎn)使用的經(jīng)濟(jì)性與安全性，加速能源轉(zhuǎn)型升級(jí)，助力行業(yè)邁向可持續(xù)發(fā)展未來。
降低能源管理成本
增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力
施耐德電氣利用數(shù)字化手段對(duì)可再生能源產(chǎn)電過程中的供配電和工藝生產(chǎn)過程中的波動(dòng)間歇性、安全連續(xù)性、可用性與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行預(yù)測(cè)模擬。幫助工廠管理能源供應(yīng)，優(yōu)化可再生能源的使用，同時(shí)降低成本并保障正常運(yùn)行時(shí)間，高效推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
1、可持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)鏈
通過部署施耐德電氣ETAP電力系統(tǒng)仿真軟件以及AVEVA過程動(dòng)態(tài)模擬仿真系統(tǒng)(APS/ADS)，提供覆蓋底層設(shè)備、裝置、工藝、控制、供應(yīng)鏈、價(jià)值鏈的全生命周期解決方案，不僅能有效降低嵌入式二氧化碳排放和生產(chǎn)能耗，提升企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力，還能改進(jìn)并簡(jiǎn)化設(shè)備調(diào)試、啟動(dòng)等流程，幫助企業(yè)加快達(dá)成產(chǎn)量目標(biāo)和收入目標(biāo)。
2、降成本強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng)力
通過一體化能源管理與過程自動(dòng)化解決方案(EcoStruxure™ Power & Process)，優(yōu)化能源資源的使用分配，提高系統(tǒng)效率和電解系統(tǒng)的滿負(fù)荷小時(shí)數(shù)，縮短生產(chǎn)周期，降低運(yùn)營成本;統(tǒng)一管理過程運(yùn)營與能源消耗，同時(shí)提供培訓(xùn)和模擬平臺(tái)，幫助工廠運(yùn)營商在安全的數(shù)字環(huán)境中探索更多場(chǎng)景。
數(shù)字化解決方案
安全穩(wěn)定高效發(fā)展
在盡可能降低工廠運(yùn)營成本和碳排放的同時(shí)，為確保工廠安全、穩(wěn)定運(yùn)作，則需要工廠工人持續(xù)監(jiān)測(cè)相關(guān)參數(shù)。然而隨著運(yùn)行參數(shù)日益繁雜，看似獨(dú)立的參數(shù)越來越相互關(guān)聯(lián)，企業(yè)需要通過數(shù)據(jù)平臺(tái)收集來自多個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)及歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，并整合至同一環(huán)境下以便瀏覽、協(xié)作和分析。
施耐德電氣提供“AVEVA™ PI System大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)和AVEVA™ UOC一體化運(yùn)營中心解決方案”，結(jié)合人工智能(AI)和數(shù)字孿生技術(shù)，幫助工廠保持最佳運(yùn)行狀態(tài)合成(綠)氨，保障生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。
因綠氫工藝的特殊性，在生產(chǎn)過程中需要大量的電力供應(yīng)及安全保障。因此制氫裝置適合采用一體化的安全儀表系統(tǒng)、配電系統(tǒng)和過程自動(dòng)化系統(tǒng)。
施耐德電氣提供由“分布式控制系統(tǒng)(DCS)、能源管理與控制系統(tǒng)(EMCS)以及安全儀表系統(tǒng)(SIS)”構(gòu)成的一體化系統(tǒng)。采用數(shù)字孿生技術(shù)提高裝置的控制能力和安全性;高效地利用設(shè)計(jì)階段所產(chǎn)生的數(shù)字孿生模型，減少硬件、縮短系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)間、加快測(cè)試、節(jié)約調(diào)試和投運(yùn)時(shí)間，以節(jié)省資本支出。
1、生產(chǎn)運(yùn)營環(huán)節(jié)
施耐德電氣提供融合了PLC與DCS領(lǐng)域技術(shù)的EcoStruxure™ Process Expert 過程控制專家(EPE)，助力綠色電氫氨醇生產(chǎn)工廠縮短工程交付時(shí)間、降低工程與運(yùn)維成本、提升其運(yùn)營盈利可見利潤(rùn)水平，從而實(shí)現(xiàn)智能操作、不用停機(jī)的高效生產(chǎn)方式。
2、設(shè)計(jì)、部署、運(yùn)營、監(jiān)控和維護(hù)等環(huán)節(jié)
施耐德電氣提供“從設(shè)計(jì)制造到安裝運(yùn)維相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)與執(zhí)行”全覆蓋的定制化的解決方案與咨詢服務(wù)，確保整個(gè)產(chǎn)消過程的電氣安全和工藝安全。
此外，由于電力獲取來源多元，綠色電氫氨醇相關(guān)工廠不僅需要維持供電平衡，還需提供詳細(xì)且可核查的報(bào)告。
針對(duì)此應(yīng)用場(chǎng)景，施耐德電氣數(shù)字化解決方案能夠提供可配置的可視化KPI專用儀表盤，幫助工廠實(shí)時(shí)獲取可持續(xù)發(fā)展績(jī)效報(bào)告。
綠色電氫氨醇的使用，已然成為企業(yè)實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)的關(guān)鍵因素，并在全球能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮著重要作用。
施耐德電氣借助在能源管理、自動(dòng)化領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)方面的經(jīng)驗(yàn)積累，提供賦能綠色電氫氨醇生產(chǎn)的全生命周期解決方案，使其產(chǎn)消更安全、更高效、更可靠、更具成本效益，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。
（來源：施耐德電氣）
