氢能竞争加速，效率与安全如何兼得？

全球各国对氢能的投入与重视与日俱增。随着绿氢市场在全球的发展，对於已拥有能源生产基础设施的客户来说，启动氢生产计画的吸引力越来越大。

碳中和政策为绿氢产业发展提供了新起点、新方向、新逻辑，而技术进步和成本下降才是促使绿氢产业发展的最基本因素。

从氢能源产业链来看，上游是氢气的制造设备，放眼未来，电解水制氢将成为主要方向；中游是储运环节，由於氢气的独特性能，导致这一环节难度高、成本高，是目前限制氢能规模化发展的主要原因；下游是氢气的应用，主要在交通、发电、工业燃料等几大层面。

随着绿氢市场在全球的发展，对於已拥有能源生产基础设施的客户来说，启动氢生产计画的吸引力越来越大。为了适应这种成长，生产商急需寻求优质合作夥伴，协助其有效应用技术，指导专案实施，并巧妙规避风险。

在绿氢制程生命周期的每个阶段，Rockwell Automation都能为使用者提供价值，凭藉涵盖整个产业链的产品和服务，尽可能确保氢气专案的成功。同时，Rockwell对全球市场强大的洞察力和丰富的实务经验，也有助於绿氢生产者开启国际视野，协助绿氢全球化市场的形成。

图一 : 从氢能源产业链来看，上游是氢气的制造设备，中游是储运环节，下游是氢气的应用。（source：Rockwell Automation）

更有效率更稳定

在现有技术条件下，新能源表现出随机性、波动性、间歇性等不确定的特徵，「极热无风」、「晚峰无光」等现象时有发生，这也是当下绿氢在生产与消纳过程中所面临的一大挑战。

对生产者而言，不仅要达到投资产出效益平衡，同时也要兼顾连续性与生产安全。一方面，企业要提升用电端、用氢端、化学等上下游的适应性，透过制程设备端对端的耦合联动及全面分析，达到动态平衡；另一方面，还需对绿氢供应链每一环节的用能加以优化，减少再生能源的备援，降低单位排放，提升整体能源效率。

2024年2月，氢动力「能源观察者号」抵达美国佛罗里达州罗德岱堡，准备完成环球航行的最後一站。这是世界上第一艘由氢能和再生能源驱动的零排放船，在过去的6年里，行经停靠50个国家的101个港囗，并实现了24小时的能源自主。其能源管理系统的核心是Rockwell的先进控制技术。藉助Rockwell的产品和服务，「能源观察者」团队可以在船上和岸上监控、控制和优化能源，并就何时从一个能源转换到另一个能源做出明智的决策。

类似的成功案例遍及全球，Rockwell将SEEE(安全、节能、环保、高效)永续发展观全面贯彻於智慧制造，能够透过领先的自动化、数位化和智慧化技术为各产业深度赋能。利用资讯化，智慧化的技术，优化氢产业链条中的不稳定环节，在确保整个产业的连续性和经济性的前提下，实现高度效率和稳定生产。

更安全更放心

另一个不容忽视的问题是━安全。2019年，在短短半个月内，挪威、美国、韩国接连发生氢气爆炸事件：2019年5月23日，韩国江原道氢燃料储存槽爆炸；2019年6月1日，美国加州圣塔克拉拉储氢槽发生泄漏爆炸；2019年6月10日，挪威首都奥斯陆郊外的一座加氢站起火爆炸。

短时间内事故频传，为刚萌芽的氢能产业敲响了安全警钟，也对产业链各环节的供应商提出了更高的要求。Rockwell将电气安全与制程安全综合考量，在设计、部署、营运、监控和维护等各环节，提供客制化的解决方案与谘询服务，实现「绿电」、「绿氢」、「绿化工」上下游的整体设计与协调，确保相关安全标准与执行涵盖在整个流程中。

做为加氢站的核心设备，压缩机的安全性备受重视。以德国比勒费尔德市的绿色加氢站(HRS)为例，Rockwell的技术被用於其流体压力系统。为国际市场开发首款氢气压缩机势必面临全新的挑战。首先，氢气必须在极高的压力下才能用於燃料电池汽车，因此压缩机需要可靠的弹性元件，以确保耐用性和安全性。其次，氢气需要额外的安全功能。

Rockwell的控制系统解决方案可协助德国基础设施专案满足严苛的安全要求，同时优化生产和营运效率。Rockwell的解决方案还有助於提高员工安全性，提高生产力，并展现完美的HRS管理，从而协助比勒费尔德更有效率地完成向洁净能源的转型。

更先进更国际化

图二 : 利用再生能源进行电解水制氢是目前众多氢气生产方案中碳排放最低的技术路径。

正如太阳光电发电关键设备的成本巨幅影响产业和国家的绿电策略，电解槽、氢压缩机、氢气储存槽等关键设备的制造能力也是绿氢产业国际竞争力的关键。利用再生能源进行电解水制氢是目前众多氢气生产方案中碳排放最低的技术路径，而电解槽是这条路径不可或缺的关键设备。

电解水制氢技术主要有硷水(alkalinity；ALK)电解、质子交换膜（proton exchange membrane；PEM)电解、固体氧化物(Solid-oxide electrolysis cells；SOEC)电解三种。其中，能够满足规模化、商用化应用等级的技术，目前只有前两种。而Rockwell的独特优势是将PartnerNetwork与全球支援团队结合，确保客户无论在何处发展氢能源都能获得最强大的支援。

(本文作者孙崇??为洛克威尔自动化亚太区化工和油气行业顾问)

**刊头图:（source：Rockwell Automation）