“雙碳”目標(biāo)下，冶金行業(yè)作為高能耗、高排放的行業(yè)之一，面臨著前所未有的碳減排壓力，業(yè)內(nèi)亟需從高碳工藝向低碳工藝轉(zhuǎn)變，加大清潔低碳能源替代煤炭的應(yīng)用。其中，尤以鋼鐵行業(yè)為最，為實(shí)現(xiàn)近零排放，鋼鐵企業(yè)除了要積極采用低碳零碳燃料方案，還需加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提升整體能效和運(yùn)營效率；同時(shí)，企業(yè)也必須結(jié)合利用諸如氫基煉鋼、鐵礦石電解，以及碳捕集、利用與封存（CCUS）等變革性技術(shù)，以達(dá)到高效脫碳。

氫能作為一種可制備、可運(yùn)輸?shù)那鍧嵞茉矗ㄟ^可再生能源生產(chǎn)的綠氫（GH2），有助于構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系。當(dāng)前，我國正積極探索氫能在冶金、化工等工業(yè)

領(lǐng)域替代化石能源的應(yīng)用空間。國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》提出，探索氫能冶金示范應(yīng)用，將作為“十四五”時(shí)期氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用示范工程之一。

向綠氫燃料轉(zhuǎn)型，無疑是推動煉鋼等“碳減排困難型”行業(yè)邁向碳中和的有效手段之一。然而，當(dāng)前我國氫能制備的原料以化石燃料為主，綠氫制備面臨生產(chǎn)成本高、專用基礎(chǔ)設(shè)施不全、能量損失較大等難題，在大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用方面仍有一定距離。施耐德電氣認(rèn)為，制氫企業(yè)需要全方位加強(qiáng)可再生能源的整合能力，以更低成本、更高效益且更大生產(chǎn)規(guī)模的綠氫制備，助力更多高能耗行業(yè)企業(yè)實(shí)施碳減排。在此過程中，綠氫工廠的數(shù)字化運(yùn)營能力成為高質(zhì)量制氫的關(guān)鍵。

數(shù)字賦能，高效整合綠氫制備全流程

立足行業(yè)真實(shí)需求，施耐德電氣提供綠氫一體化設(shè)計(jì)與運(yùn)營解決方案，以數(shù)字化手段幫助企業(yè)減少碳足跡、降低總資本和運(yùn)營支出，并最大化提升綠氫整合效率。具體而言，主要從以下四個(gè)維度賦能綠氫工廠“設(shè)計(jì)工程施工到生產(chǎn)運(yùn)營維護(hù)”全生命周期：

1. 集成設(shè)計(jì)與仿真模擬：綠氫制備是電力密集型的生產(chǎn)流程，其能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)需具備對電力和過程的仿真建模能力。

依托施耐德電氣AVEVA Pro/II & Process Simulation工藝模擬仿真軟件和AVEVA E3D Design三維設(shè)計(jì)軟件，綠氫工廠可構(gòu)建以生產(chǎn)過程機(jī)理為基礎(chǔ)的工藝生產(chǎn)流程數(shù)字孿生，對多種設(shè)計(jì)和場景進(jìn)行集成建模，包括天氣、設(shè)備、流程、承購商需求波動和本地基礎(chǔ)設(shè)施（當(dāng)前和未來）等變量，通過模擬設(shè)備屬性和在線工藝行為，對設(shè)計(jì)、建設(shè)到生產(chǎn)的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行尋優(yōu)，實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)最大化和風(fēng)險(xiǎn)最小化。其中，基于模擬仿真與工廠3D設(shè)計(jì)工具集成的數(shù)字孿生解決方案有助于：

?實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)無縫過渡，縮減工程施工時(shí)長；

?減少人為失誤，以及因其導(dǎo)致的返工風(fēng)險(xiǎn)；

?集成過程和電力設(shè)計(jì)，構(gòu)建一個(gè)工程數(shù)字孿生底座；

?集成能源管理和過程模擬，實(shí)現(xiàn)過程設(shè)備端到端的耦合聯(lián)動及全面分析；

?提升整體性能，并確保過程設(shè)備和配電設(shè)備之間的設(shè)計(jì)完整性。