當前,世界主要經濟體均已經發布了國家氫能發展戰略,同時各大能源公司也紛紛在謀劃氫能發展業務。西門子能源有限公司(以下簡稱:西門子能源)對于如何發展氫能的戰略是非常明確的,他們將提高效率、燃料轉化與多能互補、零碳技術及綠氫作為發展重點,清晰地展現了要面向未來創造價值的決心。西門子能源新能源銷售總監胡大麟這樣告訴《元科技.生態》記者。
胡大麟 西門子能源新能源 銷售總監
2020年,正是全球能源產業發生劇烈震動的一年。西門子能源也是在這關鍵時間點上獨立運營和上市的。全新的西門子能源明確了把推進能源體系低碳轉型作為戰略核心。事實上,西門子能源在可持續發展方面成效卓著,可謂低碳先鋒企業,早在數年前就開始了相關的技術研發與布局。
第一,西門子率先提出節能降耗。早在2014年,也是《巴黎協定》簽署前一年,西門子就宣布將于2030年實現碳中和,成為全球首家承諾碳中和的工業企業。目前,西門子已超額完成其到2020年將公司全球二氧化碳(CO2)排放量減少50%的目標,并超出4個百分點。
第二,西門子能源極其重視能效提升。西門子能源的技術廣泛應用于能源開采、加工和運輸,集中式與分布式發電和供熱,輸電領域以及包括儲能與行業耦合解決方案在內的清潔能源轉型技術。“比如把可再生能源轉化的電能,通過電解水過程制成氫氣,再與二氧化碳反應生成甲醇,是氫能的有效載能方式,也是優良的燃料和化工原料,這就是氫能與電能的深度耦合,我們正在全力投入。”
第三,西門子能源已作儲備或正在推進的技術和產品。包括100%燃氫燃機、多模零碳能源系統、大規模儲熱發電、下一代地熱、碳捕集與利用等等,這些都與當下提倡的綠色能源概念特別匹配。
氫能是能源解決方案的瑞士軍刀
從制氫的技術路線來看,市場上一直存在灰氫、藍氫與綠氫之爭。從環境價值的角度思考,西門子能源認為只有綠氫是符合可持續發展要求的,這也是綠氫最終獲得西門子能源看重的主要原因。藍氫的制取過程和天然氣原料運送過程中會有甲烷逃逸,所以生產過程并非零碳排放,而綠氫的制取過程可以做到真正的零碳排放。
從減碳角度看,綠氫的優勢顯而易見。在西門子內部乃至整個歐洲,氫能被稱為“能源解決方案的瑞士軍刀”,在向低碳經濟過渡中發揮著關鍵作用。“目前綠氫的價格雖然是阻礙其應用的重要因素,但如果引入碳排成本,綠氫或將在不久的將來實現與灰氫同價,碳排成本是加速綠氫與灰氫同價的重要因素之一?!焙篦胝J為。
西門子能源的目標是計劃在2025年實現大規模、化工級100MW的電解水制氫系統,基于每千瓦12~16美分的可再生電力成本,將可再生氫的成本降低到1.50~2.0美元/公斤。
在應用場景上,西門子能源認為氫能是一種稀有資源,它并不能成為所有產業的能源解決方案,氫能需要得到價值最大化的利用,應用于那些無法通過其他技術實現碳中和的產業或生產過程,比如在船運、航空航天、重型長途貨物運輸、鋼鐵冶金行業、電子工業制造等領域的應用。
西門子能源對氫能戰略的制定及其應用的思考,對業界具有一定的參考意義。
引領全球綠氫市場
在氫能行業,西門子能源是全球綠氫技術領域重要的引領者,他們將目光投向全球綠氫市場,堅信只有建立起全球綠氫市場,才能實現《巴黎協定》的目標。
綠氫的技術創新過程中,大規模電解是一個充滿潛力的新興研究領域,也是西門子能源綠氫戰略達成過程中的一個重點。西門子能源為奧鋼聯林茨廠氫冶金項目提供了質子交換膜電解槽技術,這個電解能力達到8.8兆瓦的電解槽是迄今為止世界上最大的電解槽,為工業規模的電解槽系統開發奠定了基礎。
西門子能源參與的法國200 兆瓦的 H2V 諾曼底項目,這個項目結合法國液化空氣集團與西門子雙方在PEM(質子交換膜)水電解技術方面的專業知識,為大規模制造電解裝置奠定基礎,并共同研發下一代水電解裝置技術。
此外,西門子能源也在積極參與到10GW海上風電制氫計劃,該計劃利用德國北海Heligoland島附近高達10GW的海上風能通過電解生產綠色氫,目標是最終每年生產100萬噸綠色氫。這一前瞻性項目將為廣袤的海上制氫低成本之路提供經驗。
可以說,西門子能源在創新零排放技術上獲得了潛在的市場領導力。
氫的大規模儲運是眾所周知的技術性難題。兼顧能效性與安全性的要求,未來液氫和管道運輸將成為氫儲運主流方式。歐盟正在積極協調各國,達成統一的標準,目前德國、英國均有天然氣管道中摻入氫氣比例的20%的商業案例,西門子能源認為這才是大規模綠氫發展的前提。。
西門子能源在中國
未來幾年是中國碳達峰的關鍵期和窗口期,氫能應用正在呈現倍速增長態勢。在這一背景下,西門子能源所提供的創新技術和低碳產品,已經在多個場景得到應用。
西門子能源為中國電力氫能創新產業園提供一套橇裝式質子交換膜(PEM)純水電解制氫系統“Silyzer 200”。該項目所在的北京市延慶區是北京2022年冬奧會和冬殘奧會的三大賽區之一,西門子能源的制氫解決方案將幫助確保賽事期間和賽后的公共交通運營所需的氫能供應,這也是目前在中國落地的首個兆瓦級的PEM制氫項目。
氫能的安全問題也是行業面臨的難題。西門子能源提供的電廠級安全控制系統T3000系統能實現了應急處理與運行軟件的相對獨立,采用先進、成熟的標準產品,系統的可用率和穩定性、可靠性大大提供,是目前上世界上最先進的控制系統之一。這套先進的管理系統會覆蓋:電系統,水系統,制作氫工藝、儲氫監控、充裝及加氫管理,等全部環節。
早在2019年,西門子就與國家電投建立了戰略伙伴關系,雙方已經圍繞重型燃氣輪機、綠色氫能開發與應用、國際、國內市場合作構建了全方位的合作格局,是中歐綠色伙伴關系的良好范例。
“粵港澳大灣區產業發展勢頭強勁,清潔能源需求持續增長,這也為我們提供了良好的機遇。大灣區的現代能源供應系統是朝著中國2060年實現碳中和目標邁出的重要一步。西門子能源已與廣東省能源集團達成協議,為肇慶鼎湖熱電聯產項目提供F級燃氣輪機島設備。該項目是世界上第一個為西門子F級燃氣-蒸汽聯合循環裝置提供最新的設計,該設計具有大型高架操作平臺布局和鏡像側進氣系統。”
“我們能夠感受得到,中國政府對能源轉型、氫能源發展是有決心的,我們預估未來中國的氫能市場不會比歐盟小。為適應中國市場的發展,西門子能源新能源事業部最遲將在2022年在中國設立工廠?!?/span>
隨著各國對減少污染、優化能源結構的日益重視,氫能正迎來前所未有的政治和商業發展機遇。“各國在技術上雖然是競爭關系,但對于全球氣候來講,又是很好的合作關系。大家都為達到同一個終點努力奔跑著?!焙篦胝f,西門子能源愿與中國市場一起成長,共同尋找解決方案。
面對人類共同的氣候挑戰,全球能源轉型是大勢所趨。創新與合作,面向未來創造價值才是驅動歷史發展的關鍵力量。