實現凈零排放目標需要擴大可再生能源比例，并應用一系列技術和解決方案。氫具有清潔、高效的特點，有潛力成為廣泛使用的燃料。此外，它還是一種能量載體，可以進行中長期儲存、運輸、并轉化為其他化合物或合成燃料。氫是不同衍生物的載體。然而，氫能的規(guī)模化發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)，以下是ABB利用自身技術推動氫能發(fā)展的簡單介紹：

用數字孿生創(chuàng)造真實的工廠過程環(huán)境

氫氣即使在低濃度下也具有高度易燃性，且由于氫氣的特性，在空氣中燃燒呈現出淡藍色火焰，在自然環(huán)境下幾乎無法用肉眼看到。在氫被作為燃料或能量載體使用前，需要確保其生產和運輸的安全性。

ABB為氫氣生產廠創(chuàng)建數字孿生，涵蓋項目的整個生命周期，包括規(guī)劃、執(zhí)行和運營階段，從而幫助優(yōu)化性能、降低風險并提高安全性。ABB Process Power Simulator(PPSim)與過程模型和模擬控制系統(tǒng)集成，創(chuàng)建一個真實的工廠過程的動態(tài)行為，這有助于生產商在規(guī)劃階段優(yōu)化各種配置。重要的是，它創(chuàng)造了一個真實環(huán)境，使操作人員可以在真實的工藝和電力條件和場景下觀察設備的行為。這讓工廠操作人員獲得寶貴的“親身體驗”，類似于飛行員在飛行模擬器上接受培訓。他們可以看到系統(tǒng)在正常運行中對不同電力輸入情景的響應，并在模擬器上學習如何應對緊急情況，如泄漏或火災，并且系統(tǒng)還將生成潛在結果的額外預測。尤其在新興行業(yè)中，這是操作人員安全獲得信心和經驗的理想方式。

準確計算氫氣工廠規(guī)模以降低成本

生產綠色氫氣的成本可能比生產灰色氫氣高出四到五倍。雖然它是一種零碳排放燃料，但如果綠色氫氣的成本如此之高，它在價值鏈中的競爭力就大大降低。利用技術，通過優(yōu)化生產廠的規(guī)模來降低氫氣的生命周期成本，同時最大限度地利用可再生能源。

如果將氫氣的生命周期成本分解來看，大約14%的成本來自于建設項目的資本支出成本，約69%來自于電力成本。ABB開發(fā)了HPP(氫氣生產工廠)規(guī)模化分析工具，這是一種基于Web的軟件，通過在規(guī)劃階段考慮最佳運營模式來全面優(yōu)化氫氣生產工廠的規(guī)模。為了降低氫氣的生命周期成本，準確計算氫氣生產工廠的規(guī)模并將能源管理系統(tǒng)作為流程設計的一部分至關重要。我們的工具可以運行不同的場景，包括儲存、電解槽類型和電源輸入類型。它用戶友好，并提供圖形概覽，讓客戶在所提議的工廠的數字孿生中構建、操作和比較不同的場景。

雖然綠色氫氣是最終目標，但我們知道，在能源轉型的過程中，氫氣生產將增加可再生能源的比例，并減少來自電網的能源。通過在規(guī)劃階段優(yōu)化工廠，生產商將能夠為低碳氫氣生產調整工廠規(guī)模，并提高在氫氣價值鏈中的競爭力。

平衡供需以提高效率

電解槽的效率正在迅速提高，但對于大多數生產商來說，仍然存在多種能源輸入的混合。為了能夠轉向綠色氫氣，生產商必須具備管理和優(yōu)化來自多個可再生能源的能力。ABB AbilityTM Energy Management OPTIMAX是一種專門為支持綠色氫氣生產而設計的能源管理軟件，于2022年推出。該軟件提高了高能耗電解槽的效率，并確保來自多種電源(如風能、太陽能和電網)的輸入的順暢集成。它通過實時監(jiān)控氫氣生產商整個操作過程中的能源消耗，幫助降低成本。降低綠色氫氣的成本至關重要。全球行業(yè)倡導組織Green Hydrogen Catapult估計，到2050年，我們需要將燃料產量提高50倍，并且成本必須降低50%。

ABB的OPTIMAX不僅處理生產方面，還分析原料和需求方面。除了實時需求外，它還可以進行日內預測，使操作人員能夠根據ABB OPTIMAX計劃他們的生產和消耗。根據ABB的估算， OPTIMAX能源管理系統(tǒng)可以幫助將工廠的運營支出全生命周期成本降低多達20%，并實現更多的可再生能源輸入。

對電解槽的支持

ABB并不制造電解槽，但我們在確保氫氣生產安全、可靠和高效運行所必需的其他設備方面，即在“電廠輔助設施(Balance of plant)”領域具備深厚的專業(yè)知識。

項目初期的設計和計算規(guī)模是低碳或綠色氫氣項目的關鍵。集成解決方案貫穿應用于資本投資(CAPEX)到運營投資(OPEX)的整個價值鏈，開始于規(guī)劃階段的規(guī)模計算。作為一家集成解決方案提供商，ABB提供自動化和控制系統(tǒng)、電氣架構、整流器、電機和驅動器、智能開關設備、電力管理系統(tǒng)等。在自動化領域，涉及安全系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、智能現場儀表和分析儀器、通信系統(tǒng)等。

任何氫氣工廠的成功運營都離不開高效的能源和過程管理，而這正是ABB OPTIMAX和其他ABB Ability解決方案的價值所在。ABB Ability解決方案支持遠程操作和數字化、生產和能源優(yōu)化以及服務和資產管理，能夠幫助氫氣生產提升運營安全性、效率并降低成本。