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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，氫能的規模化發展仍面臨諸多挑戰，以下是ABB利用自身技術推動氫能發展的簡單介紹：

用數字孿生創造真實的工廠過程環境

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為氫氣生產廠創建數字孿生，涵蓋項目的整個生命周期，包括規劃、執行和運營階段，從而幫助優化性能、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集成，創建一個真實的工廠過程的動態行為，這有助于生產商在規劃階段優化各種配置。重要的是，它創造了一個真實環境，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，并且系統還將生成潛在結果的額外預測。尤其在新興行業中，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，通過優化生產廠的規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開發了HPP（氫氣生產工廠）規模化分析工具，這是一種基于Web的軟件，通過在規劃階段考慮最佳運營模式來全面優化氫氣生產工廠的規模。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模并將能源管理系統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。通過在規劃階段優化工廠，生產商將能夠為低碳氫氣生產調整工廠規模，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知識。

項目初期的設計和計算規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，開始于規劃階段的規模計算。作為一家集成解決方案提供商，ABB提供自動化和控制系統、電氣架構、整流器、電機和驅動器、智能開關設備、電力管理系統等。在自動化領域，涉及安全系統、電氣控制系統、智能現場儀表和分析儀器、通信系統等。

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。