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數字技術成為推動氫能經濟可持續發展的重要途徑

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 03:59:11 來源:艾斯本

隨sui著zhe人ren口kou增zeng長chang和he生sheng活huo水shui平ping的de提ti高gao,全quan球qiu社she會hui對dui資zi源yuan的de需xu求qiu日ri益yi增zeng加jia,邁mai向xiang更geng可ke持chi續xu的de未wei來lai勢shi在zai必bi行xing。在zai這zhe一yi過guo程cheng中zhong,中zhong國guo乃nai至zhi全quan世shi界jie都dou將jiang麵mian臨lin能neng源yuan需xu求qiu的de劇ju增zeng。可ke再zai生sheng能neng源yuan是shi推tui動dong實shi現xian淨jing零ling排pai放fang的de一yi個ge重zhong要yao途tu徑jing,但dan並bing非fei唯wei一yi解jie決jue方fang案an。氫能經濟將發揮關鍵作用,預計到2050年,氫能將滿足全球能源需求的約20%。氫能領域的機遇包括綠色和低碳氫能生產、氫能的儲送、載體液體(如氨和甲醇),以及麵向最終用戶的燃料電池、氫氣/tianranqihunhewuheyongyufeiliaodelvan。suoyouzhexiedouzaituidongzheduiyanfadedalitouziyijizaiyazhounaizhiquanqiudezibenxingtouzixiangmu,zhishiqingnengjingjifazhanbuduanjiasu。raner,yecunzaiyixiexukefudezuaiyinsu。

比爾·蓋茨在他最近出版的有關氣候解決方案和突破的書中談到了“綠色溢價 (Green Premium)”,他ta認ren為wei,為wei綠lv色se能neng源yuan支zhi付fu更geng高gao價jia格ge將jiang成cheng為wei未wei來lai趨qu勢shi,但dan我wo們men必bi須xu且qie消xiao除chu這zhe一yi額e外wai成cheng本ben。蓋gai茨ci認ren為wei,通tong過guo投tou資zi數shu萬wan億yi美mei元yuan加jia快kuai創chuang新xin和he突tu破po,我wo們men就jiu有you望wang降jiang低di和he消xiao除chu綠lv色se溢yi價jia。

麥肯錫最近的一份報告顯示,預計到2050年,氫對全球碳減排的貢獻將超過20%。根據H2 Tech雜誌 (Gulf Publishing Co.) 的全球能源基礎設施數據庫分析,截至2023年6月,全球共有1886個氫能項目,其中47個是氫能委員會所謂的巨大規模 (Giga-Scale)項目。根據HSBC Global Research, 中國的綠色氫能項目(以產能計算)自2022年10月至2023年3月翻了一番:在建或處於規劃階段的綠色製氫項目的產能從70萬公噸增加到147萬公噸。 當前全球氫能產量約為每年1億公噸,其中大部分用於煉油和化學工藝,屬於自產自用。世界銀行預測,未來7年,這一數字將以每年9% 以上的速度增長,到2050年,世界氫能產量將達到每年5-6.8億公噸。

進展速度

2003年,美國和歐洲就加速發展氫能經濟達成合作共識。如今,美國在多個地區大力投資,僅今年就將投入10億美元用於推動電解水商業化,並在四個地區投入80億美元建設氫能中心,這一目標也最終得以實現。然而,正如世界銀行、國際氫能委員會、國際能源署、麥肯錫等機構所指出的那樣,要使全球氫能價值鏈規模化並實施相關項目,仍存在一些需要攻克的難題。

其中最大的阻礙因素是氫能生產、輸送和利用的經濟性。根據國際可再生能源機構(IRENA)的數據,目前氫能的價格是化石能源的兩到三倍,還不包括碳排放成本。氫能管道輸送的成本比天然氣和石油管道高出10% 到50%。然ran而er,數shu字zi技ji術shu將jiang迅xun速su扭niu轉zhuan這zhe一yi局ju麵mian。艾ai斯si本ben開kai辟pi了le一yi條tiao可ke持chi續xu性xing路lu徑jing,為wei氫qing能neng經jing濟ji提ti供gong支zhi持chi,使shi關guan鍵jian的de領ling先xian數shu字zi技ji術shu更geng易yi於yu部bu署shu,從cong而er推tui動dong從cong可ke再zai生sheng能neng源yuan到dao氫qing能neng生sheng產chan、再到儲送以及最終使用整個價值鏈上的創新、執行和氫能項目的規模化。

數字技術的采用

要(yao)在(zai)氫(qing)能(neng)經(jing)濟(ji)中(zhong)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)數(shu)字(zi)技(ji)術(shu),需(xu)要(yao)六(liu)個(ge)步(bu)驟(zhou)。第(di)一(yi)步(bu)是(shi)對(dui)氫(qing)能(neng)項(xiang)目(mu)進(jin)行(xing)係(xi)統(tong)級(ji)分(fen)析(xi)。在(zai)氫(qing)能(neng)項(xiang)目(mu)的(de)投(tou)資(zi)階(jie)段(duan),由(you)於(yu)存(cun)在(zai)多(duo)種(zhong)替(ti)代(dai)途(tu)徑(jing)、技術選擇、新(xin)技(ji)術(shu)風(feng)險(xian)和(he)天(tian)氣(qi)變(bian)數(shu),確(que)定(ding)最(zui)佳(jia)方(fang)案(an)是(shi)一(yi)項(xiang)十(shi)分(fen)複(fu)雜(za)的(de)工(gong)作(zuo),而(er)這(zhe)正(zheng)是(shi)數(shu)字(zi)技(ji)術(shu)發(fa)揮(hui)作(zuo)用(yong)的(de)地(di)方(fang)。企(qi)業(ye)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu),針(zhen)對(dui)每(mei)一(yi)個(ge)項(xiang)目(mu),在(zai)每(mei)個(ge)地(di)點(dian)做(zuo)出(chu)正(zheng)確(que)的(de)決(jue)策(ce),平(ping)衡(heng)規(gui)模(mo)、風險和創新。

第二,對氫能生產過程進行數字孿生建模將降低75% 的資本成本。在氫能經濟中,數字孿生是一種重要的工程、評(ping)估(gu)和(he)項(xiang)目(mu)工(gong)具(ju),能(neng)夠(gou)評(ping)估(gu)成(cheng)千(qian)上(shang)萬(wan)種(zhong)替(ti)代(dai)設(she)計(ji),快(kuai)速(su)評(ping)估(gu)成(cheng)本(ben)和(he)經(jing)濟(ji)性(xing),對(dui)新(xin)技(ji)術(shu)進(jin)行(xing)虛(xu)擬(ni)鏡(jing)像(xiang)和(he)持(chi)續(xu)的(de)性(xing)能(neng)評(ping)估(gu),持(chi)續(xu)反(fan)饋(kui)早(zao)期(qi)運(yun)行(xing)模(mo)塊(kuai)狀(zhuang)況(kuang)並(bing)改(gai)進(jin)後(hou)續(xu)模(mo)塊(kuai)。

在氫能領域,數字孿生反饋對采用預期漸進式實施策略至關重要。全球領先的氫能供應商空氣產品公司與沙特阿美(ARAMCO)合作啟動了NEOM項目,並發布了一項案例研究,其中介紹了艾斯本的數字孿生模型在其美國墨西哥灣沿岸的20個氫能工廠和連接管道網絡中的使用情況。一項案例研究顯示,在這些模型的輔助管理下,其中一個工廠的運營每年可節約成本超過100萬美元。

第三,通過優化可再生能源、儲能和電解過程,可以提高氫能產量的負載利用率,降低10%的運營成本。人們通常會更關注電解製氫技術的資本成本,然而,降低氫能生產的運營成本同樣重要。

第四,通過對氫能儲運進行監控、測量和建模,可以在確保安全性的同時實現100%的可用性。羅伯特·索科洛博士是《氫能經濟藍圖》(2003年)的合著者,他一直強調安全是快速推廣氫能經濟的重要因素,不論是在氫能輸送還是最終使用方麵。

第(di)五(wu),需(xu)要(yao)優(you)化(hua)氫(qing)能(neng)價(jia)值(zhi)鏈(lian)。氫(qing)能(neng)的(de)整(zheng)體(ti)經(jing)濟(ji)性(xing)往(wang)往(wang)取(qu)決(jue)於(yu)通(tong)常(chang)涉(she)及(ji)多(duo)個(ge)企(qi)業(ye)和(he)行(xing)業(ye)的(de)價(jia)值(zhi)鏈(lian)。通(tong)過(guo)係(xi)統(tong)級(ji)建(jian)模(mo),無(wu)論(lun)是(shi)在(zai)選(xuan)擇(ze)工(gong)藝(yi)技(ji)術(shu)方(fang)麵(mian)還(hai)是(shi)在(zai)價(jia)值(zhi)鏈(lian)路(lu)徑(jing)上(shang),氫(qing)能(neng)經(jing)濟(ji)的(de)參(can)與(yu)者(zhe)都(dou)能(neng)做(zuo)出(chu)正(zheng)確(que)的(de)投(tou)資(zi)決(jue)策(ce)。

第六,改進和優化氫能的最終應用,使其經濟且安全,進而被市場接受。這些嚴格、準確的模型不僅用於電解製氫的技術創新,在擴大氫燃料電池市場的創新和工程階段也具有很高的價值。韓國鬥山燃料電池(Doosan Fuel Cell) 采用了艾斯本的過程建模技術。目前采用此項技術的燃料電池和汽車公司超過15家。隨著使用量的增加,數字孿生對燃料電池的版本改進越來越重要。

數字技術是降低氫能價值鏈成本的一個戰略要素,它們能夠加快推廣和實施速度,確保氫能解決方案的安全性和可靠性。

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