塑造绿色未来:氢能经济的崛起与数字技术赋能

   2025-09-02 工业品商城99
核心提示:随着全球人口持续增长和生活水平的不断提升,对各类资源的需求也水涨船高,这使得构建更具可持续性的未来成为刻不容缓的议题。中国及全球各国正面临能源需求的空前增长,可再生能源作为实现“净零排放”目标的关键途径,正展现出其不可替代的重要性。然而,放眼未来,氢能经济的崛起扮演着无可忽视的关键角色,预计到2050年

 随着全球人口持续增长和生活水平的不断提升,对各类资源的需求也水涨船高,这使得构建更具可持续性的未来成为刻不容缓的议题。中国及全球各国正面临能源需求的空前增长,可再生能源作为实现“净零排放”目标的关键途径,正展现出其不可替代的重要性。然而,放眼未来,氢能经济的崛起扮演着无可忽视的关键角色,预计到2050年,氢能将满足全球能源需求的大约20%。

氢能机遇:点燃绿色经济新引擎

 氢能领域的机遇广阔,涵盖了从绿色和低碳氢能的生产,到高效的储运体系,再到以氨和甲醇为代表的载体液体开发。面向终端用户,燃料电池、氢气/天然气混合燃料以及用于化肥生产的绿氨等应用,都在强力驱动对研发的巨额投资以及大规模的资本性项目,尤其是在亚洲及全球范围内,此举正加速氢能经济的全面发展。然而,通往氢能经济的道路并非坦途,仍需克服多重挑战。

“绿色溢价”:创新驱动成本优化

 正如知名技术领袖在近作中所探讨的“绿色溢价”(Green Premium)概念,为清洁能源支付更高的价格在短期内似乎不可避免,但消除这部分额外成本才是最终目标。通过数万亿美元的战略性投资,加速创新和技术突破,我们有望逐步降低甚至消除这一“绿色溢价”。

数据洞察:把握氢能时代脉搏

 一份权威报告指出,到2050年,氢能在全球碳减排中的贡献有望超过20%。分析数据表明,截至2023年6月,全球已涌现出1886个氢能项目,其中包括47个被誉为“巨型规模”(Giga-Scale)的重大项目。尤为引人注目的是,中国在绿色氢能项目(以产能计)的发展速度令业界侧目,自2022年10月至2023年3月,在建或规划中的绿色制氢项目产能翻了一番。目前,全球氢能产量约为每年1亿公吨,主要用于炼油和化学工艺。预计未来七年,这一数字将以每年9%以上的速度增长,到2050年,全球氢能产量预计将达到每年5-6.8亿公吨。

发展提速:突破经济性瓶颈

 值得注意的是,早在2003年,主要经济体就已就加速发展氢能经济达成合作共识。如今,在全球多个地区,对氢能的投资正以前所未有的力度展开,包括推动电解水商业化的大规模专项投入以及建设多个氢能研究中心。尽管如此,如多方机构所指出,要实现全球氢能价值链的规模化并成功落地相关项目,仍需克服经济性的多重障碍。

 当前,氢能生产、输送和利用的成本仍然是比肩化石能源的两到三倍,且未将碳排放成本计入。氢能管道的输送成本也高于天然气和石油管道。然而,数字技术的飞速发展正为这一局面带来颠覆性的改变。领先的数字技术正在为氢能经济的健康发展铺设一条可持续的路径,简化部署流程,从而在从可再生能源驱动的氢能生产,到高效的储运,再到最终应用的全生命周期中,催生创新,加速项目执行,并推动规模化发展。

数字技术:赋能氢能价值链的六大关键步骤

要充分释放数字技术在氢能经济中的潜力,需要循序渐进地实施以下六大关键步骤:

1. 系统级分析,明晰最优路径: 在氢能项目的投资决策阶段,面对多样的技术路径、替代方案、新技术风险及不可控的天气因素,确定最优解决方案是一项极其复杂的挑战。数字技术在此扮演着至关重要的角色,能够为每个项目、每个地点提供精准的决策支持,平衡规模、风险与创新。

2. 数字孪生建模,大幅降低资本成本: 在氢能生产过程中,构建数字孪生模型能够有望降低高达75%的资本成本。数字孪生不仅是工程评估和项目管理的关键工具,还能评估数千种替代设计,快速测算成本与经济性,实现新技术的虚拟镜像与持续性能评估,并为后续模块的改进提供宝贵的早期运行数据反馈。

3. 优化生产过程,提升运营效率: 通过优化可再生能源、储能以及电解制氢过程,能够显著提高氢能产量的负载利用率,并实现10%的运营成本节省。尤其是在降低氢能生产的运营成本方面,数字技术的价值同样不可小觑。

4. 全程监控与建模,确保安全可用性: 对氢能的储运过程进行精密的监控、测量和建模,有助于在确保100%安全性的前提下,实现100%的可用性。安全一直是氢能经济推广的核心要素,无论是在输送环节还是终端应用。

5. 全链协同优化,统一经济性目标: 氢能的整体经济性往往依赖于涉及多个企业和行业的复杂价值链。通过系统级建模,无论是工艺技术的选择,还是价值链路径的规划,氢能经济的参与者都能做出最符合经济效益的投资决策。

6. 提升终端应用,加速市场接纳: 改进和优化氢能的终端应用,使其在经济性和安全性方面均满足市场需求,从而推广至更广泛的消费者群体。精确的模型不仅推动了电解制氢技术的创新,也在燃料电池市场等关键领域发挥着重要价值,助力企业加速产品迭代与工程优化。

展望未来:数字驱动的氢能新纪元

 数字技术已成为降低整个氢能价值链成本的战略基石。它们不仅能够加速氢能解决方案的推广与实施速度,更能确保其安全性与可靠性。随着技术的不断进步和应用场景的拓展,数字技术必将为构建一个更清洁、更可持续的能源未来,点燃强劲的氢能引擎。


 
 
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