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氫能具有零碳、高效、可儲(chǔ)存、安全可控等顯著優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)較為理想的解決方案。在全球能源體系中，氫能正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。全球氫能已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展階段，我國(guó)也出臺(tái)了關(guān)于氫能發(fā)展的相關(guān)法規(guī)和政策，可以說(shuō)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來(lái)窗口期。

或許你對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)一直抱持著濃厚的興趣，在行外觀望卻久久不得要領(lǐng)？或許你正是行內(nèi)中人，卻一直苦于“不識(shí)廬山真面目，只緣身在此山中”？或許你想寫(xiě)份論文，卻苦于數(shù)據(jù)沒(méi)處找？

近日，機(jī)械工業(yè)信息研究院《流程工業(yè)》聯(lián)合AVEVA劍維軟件出品了《中國(guó)氫能行業(yè)洞察與數(shù)字化發(fā)展報(bào)告》（以下簡(jiǎn)稱“報(bào)告”），用3大章節(jié)、21張圖表，為讀者詳盡地梳理并分析了氫能產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)與發(fā)展，并從數(shù)字化轉(zhuǎn)型角度，探討如何利用數(shù)字技術(shù)賦能創(chuàng)新、敏捷性及協(xié)作，推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)邁向可持續(xù)、以人為本的未來(lái)。

(資料圖)

01

氫能行業(yè)發(fā)展概況

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根據(jù)國(guó)際能源署預(yù)計(jì)，到2050年，氫能將滿足全球18%終端能源需求，歐洲、美國(guó)、日本等國(guó)家紛紛將氫能作為能源技術(shù)革命的重要方向和未來(lái)能源戰(zhàn)略儲(chǔ)備的重要組成部分。 到2050年，全球生產(chǎn)能源用氫的支出將達(dá)到6.8萬(wàn)億美元，另外 1800 億美元用于氫管道，5300億美元用于建設(shè)和運(yùn)營(yíng)氨解制氫終端。 ——節(jié)選于《中國(guó)氫能行業(yè)洞察與數(shù)字化發(fā)展報(bào)告》

上游制氫

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目前，全國(guó)已有 22 個(gè)省市公開(kāi)發(fā)布到2025年的氫能規(guī)劃，風(fēng)光大基地就地消納，配套制氫項(xiàng)目密集開(kāi)建，在地方相繼出臺(tái)氫能產(chǎn)業(yè)支持政策后，國(guó)內(nèi)能源公司紛紛布局風(fēng)光一體化綠氫耦合項(xiàng)目，例如新疆光伏制氫、內(nèi)蒙風(fēng)電制氫等，為規(guī)?；a(chǎn)清潔低碳?xì)淠艿於肆己卯a(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。 ——節(jié)選于《中國(guó)氫能行業(yè)洞察與數(shù)字化發(fā)展報(bào)告》

中游儲(chǔ)運(yùn)

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如今，高密度、輕量化、低成本、多元化的氫儲(chǔ)運(yùn)體系逐步建立。液態(tài)儲(chǔ)氫（液氫、液氨、甲醇）和管道運(yùn)輸成本對(duì)距離不敏感，均適用于長(zhǎng)距離儲(chǔ)運(yùn)，氣氫拖車對(duì)距離較為敏感，更適用于短距離。 高壓氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)相對(duì)成熟，在成本方面具備優(yōu)勢(shì)，是中國(guó)市場(chǎng)中短期內(nèi)儲(chǔ)氫的主流方案，液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)和固體材料儲(chǔ)運(yùn)有望逐步商業(yè)化。 ——節(jié)選于《中國(guó)氫能行業(yè)洞察與數(shù)字化發(fā)展報(bào)告》

下游應(yīng)用

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作為一項(xiàng)深度脫碳技術(shù)，氫能化是電氣化的最佳替代方案。盡管摻氫燃?xì)獍l(fā)電在全球尚屬前沿領(lǐng)域，但其代表著未來(lái)清潔低碳發(fā)電的新趨勢(shì)。此外，在發(fā)電領(lǐng)域，氫能可用于替代天然氣作為補(bǔ)償電源。氫儲(chǔ)能系統(tǒng)可以作為能源樞紐之一，在源側(cè)、荷側(cè)實(shí)現(xiàn)多能源互補(bǔ)。燃料電池車能量密度高，加注燃料便捷、續(xù)航里程較高，未來(lái)市場(chǎng)前景廣闊，有望與純電動(dòng)汽車形成互補(bǔ)并存的格局。 ——節(jié)選于《中國(guó)氫能行業(yè)洞察與數(shù)字化發(fā)展報(bào)告》

02

氫能工廠全生命周期數(shù)字化發(fā)展洞察

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氫能產(chǎn)業(yè)鏈條長(zhǎng)、業(yè)務(wù)場(chǎng)景多、協(xié)同難度大，數(shù)據(jù)孤島多，未來(lái)必然需要通過(guò)先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)上下游協(xié)同效率、降本增效，產(chǎn)生新的業(yè)務(wù)組合，提升全產(chǎn)業(yè)鏈核心競(jìng)爭(zhēng)力。這其中，數(shù)字孿生技術(shù)、人工智能和大數(shù)據(jù)分析、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化控制等將起到核心作用。 數(shù)字化解決方案可以為氫能項(xiàng)目投資決策提供可見(jiàn)性，以端到端、一體化工程減少成本損耗并最小化碳足跡，釋放綠氫的運(yùn)營(yíng)與環(huán)境效益。為了克服氫轉(zhuǎn)型所帶來(lái)的挑戰(zhàn)，無(wú)論是新能源發(fā)電、電解制氫還是工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景，工程和運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)都必須全面擁抱數(shù)字化轉(zhuǎn)型，從而賦能產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新和協(xié)作。 ——節(jié)選于《中國(guó)氫能行業(yè)洞察與數(shù)字化發(fā)展報(bào)告》

具體將從以下階段來(lái)闡述數(shù)字化解決方案如何幫助氫能企業(yè)促進(jìn)創(chuàng)新、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、降低成本、提高運(yùn)營(yíng)韌性。

設(shè)計(jì)階段 ：低碳能源場(chǎng)景的流程模擬

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AVEVA工藝數(shù)字孿生平臺(tái)AVEVA Process Simulation（以下簡(jiǎn)稱 “APS”），能夠高效完成包括灰氫、藍(lán)氫、 綠氫工藝在內(nèi)的全氫價(jià)值鏈的仿真和模擬計(jì)算，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)工藝側(cè)的數(shù)字孿生。 ——節(jié)選于《中國(guó)氫能行業(yè)洞察與數(shù)字化發(fā)展報(bào)告》

工程階段 ：新一代工程設(shè)計(jì)與項(xiàng)目管理思路

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為克服氫能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的重重挑戰(zhàn)，除了在工藝模擬層面借助新興的數(shù)字化技術(shù)外，工程團(tuán)隊(duì)還必須在 概念設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、項(xiàng)目執(zhí)行、開(kāi)車和運(yùn)營(yíng)的方方面面，貫徹和全面推行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的理念。在這一領(lǐng)域，AVEVA提供一攬子一體化氫能工程設(shè)計(jì)與交付解決方案，可以廣泛集成 1D&2D&3D 工程設(shè)計(jì)工具，為氫能 企業(yè)提供橫跨項(xiàng)目全生命周期的洞察。 ——節(jié)選于《中國(guó)氫能行業(yè)洞察與數(shù)字化發(fā)展報(bào)告》

運(yùn)營(yíng)階段 ：數(shù)字化工廠的智能運(yùn)營(yíng)

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在這一領(lǐng)域，AVEVA 提供一體化氫能工廠運(yùn)營(yíng)解決方案，涵蓋了數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)優(yōu)化、運(yùn)營(yíng)一體化和設(shè)備智 能運(yùn)維等方面，為降低氫能工廠運(yùn)營(yíng)成本，提高靈活性、可靠性和利潤(rùn)率。 在智能運(yùn)維方面，AVEVA Predictive Analytics 預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案使用戶能夠在問(wèn)題嚴(yán)重影響氫能工廠運(yùn)營(yíng)之前將其予以解決，減少如電解槽、風(fēng)機(jī)等關(guān)鍵資產(chǎn)的意外停機(jī)，預(yù)防設(shè)備故障，降低維護(hù)成本，提高資產(chǎn)利用率，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，從而更輕松地實(shí)現(xiàn)可靠性、性能和效率目標(biāo)。 ——節(jié)選于《中國(guó)氫能行業(yè)洞察與數(shù)字化發(fā)展報(bào)告》

03

總結(jié)與展望

當(dāng)前，我們正處在數(shù)字化與綠色化交匯的路口，伴隨人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代數(shù)字化技術(shù)的日漸成熟，氫能產(chǎn)業(yè)在這場(chǎng)沒(méi)有硝煙的“智能革命”中行。從價(jià)值鏈重塑到賦能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，從設(shè)計(jì)規(guī)劃到實(shí)施運(yùn)營(yíng)層面的全生命周期，在數(shù)字化技術(shù)的加持下，期待氫能產(chǎn)業(yè)在高質(zhì)量發(fā)展的浪潮中，實(shí)現(xiàn)越來(lái)越多的突破，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)激發(fā)磅礴動(dòng)力。

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