在香橙会研究院举办的2024年氢能年会上,艾默生中国东区业务副总裁王志慧女士分享了对绿氢行业发展趋势的深刻见解。她强调,规模化制备绿氢是氢能行业发展的关键,而艾默生正站在这一变革的前沿。
1.绿色燃料商业化的基石:自动化能力
在绿色燃料的商业化进程中,自动化技术扮演着核心角色。王志慧女士在演讲中强调,自动化能力的提升对于确保绿色燃料项目的稳定性、可靠性和质量至关重要。她指出,从小规模试验到大规模生产,自动化技术能够有效地应对规模化过程中的各种挑战,包括面对波动电源时如何保证生产的连续性、如何优化资源配置以及如何提高能源利用效率。
王志慧女士提到,自动化技术的发展不仅能够减少储能配置、扩大绿氢产能、减少储氢罐容量和人员配置,还能降低对电网的依赖,实现绿色认证,缩短设计时间,加快项目启动,并优化备件计划。这些能力对于绿色燃料行业的商业化至关重要,因为它们直接影响到项目的经济性和可复制性。
2.实现绿色燃料项目落地的三大自动化能力
2.1 贯穿全生命周期的仿真能力
在绿氢行业的自动化技术发展中,贯穿全生命周期的仿真能力被视为关键要素。这种能力使得项目从设计、优化到运行的每个阶段都能实现精细化管理。通过仿真技术,可以在工程设计阶段就考虑经济性和可行性。
艾默生还提供了基于蒙特卡洛模拟法的高效工程可靠性仿真工具Aspen Fidelis和全流程工艺动态仿真软件Aspen HYSYS, 它们能够支持从上游绿电制氢到下游绿色化工的全流程工艺动态仿真,帮助企业在工艺优化、操作员培训和工厂改进等方面取得显著成效。
这些工具不仅提高了工程设计的效率和准确性,还增强了操作员对工艺过程的理解和控制,从而在整个项目生命周期中实现更高效的资源管理和风险控制。通过这种广泛的仿真能力,企业能够确保绿氢项目的稳定性和可靠性,为绿色燃料的商业化提供坚实的技术支撑。
2.2 半离网/离网的响应能力
在氢能领域,项目的半离网和离网能力是衡量其技术成熟度和市场适应性的重要指标。王志慧女士提到艾默生在全球范围内参与了多个氢能项目,其中包括迪拜光热电厂和沙特红海项目,迪拜光热电厂作为一个半离网项目,艾默生参与其中,展示了其在新能源波动性管理上的专业能力。
而在沙特红海项目中,艾默生则面临了完全离网的挑战,这个项目要求艾默生提供一个一体化控制平台,以实现源荷互动和稳定性作为决策目标,并快速响应电源变化,智能切机卸载,以及黑启动策略。
这些项目展示了艾默生在半离网和完全离网项目中的控制能力。这些项目不仅需要考虑新能源波动性,还要考虑电网电价等市场因素参与控制决策,对艾默生的自动化技术提出了更高要求。
2.3 基于状态的控制能力
在氢能行业中,基于状态的控制(SBC)是实现精细化管理和操作的关键技术。SBC作为ISA 106标准定义的操作规程自动化,它允许我们将操作规程和最佳操作实践内嵌在DCS控制程序中,覆盖全生命周期的工业自动化控制程序。这种控制方式能够实现工艺过程中的全场景自动控制,包括自动开车、自动停车、自动切换产品、自动应急响应等,从而提高生产效率和安全性。
SBC的核心优势在于其能够根据实时的工艺状态调整控制策略,以适应上游新能源的波动性和下游需求的变化。这种灵活性对于氢能行业尤为重要,因为它需要在上游新能源供应不稳定和下游需求不断变化的情况下,保持生产的连续性和效率。
王志慧女士指出,艾默生在实施SBC方面拥有丰富的经验。例如,在某化工装置采用SBC后,操作干预减少了80%,切换时间降低了40%,并且极大地保护了工艺IP和最佳实践。这表明SBC不仅提高了操作的自动化水平,还减少了对操作员经验的依赖,降低了人为失误的风险。
SBC的实施也意味着在面对上游新能源供应波动时,生产装置能够快速响应,进行必要的负荷调整,而不会牺牲安全性或效率。这种基于状态的控制策略,使得生产过程更加灵活,能够适应不断变化的能源市场和客户需求。艾默生致力于将这种先进的控制技术应用于氢能行业,以实现更高效、更智能的生产。通过SBC,艾默生帮助客户实现了生产过程的自动化和最优化,为氢能行业的未来发展奠定了坚实的基础。
3.艾默生在自动化领域的经验
拥有130多年历史的艾默生公司,专注于为流程型、离散和混合型行业提供解决方案。王志慧女士提到,在氢能领域艾默生将其在其他行业的控制逻辑和方案移植过来,为氢能项目提供了丰富的经验和技术支持。
艾默生在全球执行的氢能工程项目包括比利时氯碱制氢、挪威大规模ALK项目、荷兰海上风电制氢等,充分展示了艾默生在氢能领域的全球布局和专业能力。艾默生凭借其在自动化领域的深厚经验和技术创新,为绿氢行业的商业化提供了关键的解决方案。通过降低材料成本、提升自动化能力,以及在全球范围内的成功项目实施,艾默生正助力绿色燃料项目的成功落地。
香橙会研究院以推动氢能商业化为使命,是中国最早从事氢燃料电池行业研究的专业机构。经过多年积累,发展出了香橙会氢能数据库。以数据库为依托,提供氢能数据、媒体、智库、投行、论坛、展会服务。
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