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隨著人口增長和生活水平的提高，全球社會對資源的需求日益增加，邁向更可持續(xù)的未來勢在必行。在這一過程中，中國乃至全世界都將面臨能源需求的劇增。可再生能源是推動實現(xiàn)凈零排放的一個重要途徑，但并非唯一解決方案。氫能經(jīng)濟將發(fā)揮關鍵作用，預計到2050年，氫能將滿足全球能源需求的約20%。氫能領域的機遇包括綠色和低碳氫能生產(chǎn)、氫能的儲送、載體液體（如氨和甲醇），以及面向最終用戶的燃料電池、氫氣/天然氣混合物和用于肥料的綠氨。所有這些都在推動著對研發(fā)的大力投資以及在亞洲乃至全球的資本性投資項目，致使氫能經(jīng)濟發(fā)展不斷加速。然而，也存在一些需克服的阻礙因素。

比爾·蓋茨在他最近出版的有關氣候解決方案和突破的書中談到了“綠色溢價 (Green Premium)”，他認為，為綠色能源支付更高價格將成為未來趨勢，但我們必須且消除這一額外成本。蓋茨認為，通過投資數(shù)萬億美元加快創(chuàng)新和突破，我們就有望降低和消除綠色溢價。

麥肯錫最近的一份報告顯示，預計到2050年，氫對全球碳減排的貢獻將超過20%。根據(jù)H2 Tech雜志 (Gulf Publishing Co.) 的全球能源基礎設施數(shù)據(jù)庫分析，截至2023年6月，全球共有1886個氫能項目，其中47個是氫能委員會所謂的巨大規(guī)模 (Giga-Scale)項目。根據(jù)HSBC Global Research, 中國的綠色氫能項目（以產(chǎn)能計算）自2022年10月至2023年3月翻了一番：在建或處于規(guī)劃階段的綠色制氫項目的產(chǎn)能從70萬公噸增加到147萬公噸。 當前全球氫能產(chǎn)量約為每年1億公噸，其中大部分用于煉油和化學工藝，屬于自產(chǎn)自用。世界銀行預測，未來7年，這一數(shù)字將以每年9% 以上的速度增長，到2050年，世界氫能產(chǎn)量將達到每年5-6.8億公噸。

進展速度

2003年，美國和歐洲就加速發(fā)展氫能經(jīng)濟達成合作共識。如今，美國在多個地區(qū)大力投資，僅今年就將投入10億美元用于推動電解水商業(yè)化，并在四個地區(qū)投入80億美元建設氫能中心，這一目標也最終得以實現(xiàn)。然而，正如世界銀行、國際氫能委員會、國際能源署、麥肯錫等機構(gòu)所指出的那樣，要使全球氫能價值鏈規(guī)模化并實施相關項目，仍存在一些需要攻克的難題。

其中最大的阻礙因素是氫能生產(chǎn)、輸送和利用的經(jīng)濟性。根據(jù)國際可再生能源機構(gòu)（IRENA）的數(shù)據(jù)，目前氫能的價格是化石能源的兩到三倍，還不包括碳排放成本。氫能管道輸送的成本比天然氣和石油管道高出10% 到50%。然而，數(shù)字技術將迅速扭轉(zhuǎn)這一局面。艾斯本開辟了一條可持續(xù)性路徑，為氫能經(jīng)濟提供支持，使關鍵的領先數(shù)字技術更易于部署，從而推動從可再生能源到氫能生產(chǎn)、再到儲送以及最終使用整個價值鏈上的創(chuàng)新、執(zhí)行和氫能項目的規(guī)模化。

數(shù)字技術的采用

要在氫能經(jīng)濟中充分利用數(shù)字技術，需要六個步驟。第一步是對氫能項目進行系統(tǒng)級分析。在氫能項目的投資階段，由于存在多種替代途徑、技術選擇、新技術風險和天氣變數(shù)，確定最佳方案是一項十分復雜的工作，而這正是數(shù)字技術發(fā)揮作用的地方。企業(yè)可以利用這些技術，針對每一個項目，在每個地點做出正確的決策，平衡規(guī)模、風險和創(chuàng)新。

第二，對氫能生產(chǎn)過程進行數(shù)字孿生建模將降低75% 的資本成本。在氫能經(jīng)濟中，數(shù)字孿生是一種重要的工程、評估和項目工具，能夠評估成千上萬種替代設計，快速評估成本和經(jīng)濟性，對新技術進行虛擬鏡像和持續(xù)的性能評估，持續(xù)反饋早期運行模塊狀況并改進后續(xù)模塊。

在氫能領域，數(shù)字孿生反饋對采用預期漸進式實施策略至關重要。全球領先的氫能供應商空氣產(chǎn)品公司與沙特阿美（ARAMCO）合作啟動了NEOM項目，并發(fā)布了一項案例研究，其中介紹了艾斯本的數(shù)字孿生模型在其美國墨西哥灣沿岸的20個氫能工廠和連接管道網(wǎng)絡中的使用情況。一項案例研究顯示，在這些模型的輔助管理下，其中一個工廠的運營每年可節(jié)約成本超過100萬美元。

第三，通過優(yōu)化可再生能源、儲能和電解過程，可以提高氫能產(chǎn)量的負載利用率，降低10%的運營成本。人們通常會更關注電解制氫技術的資本成本，然而，降低氫能生產(chǎn)的運營成本同樣重要。

第四，通過對氫能儲運進行監(jiān)控、測量和建模，可以在確保安全性的同時實現(xiàn)100%的可用性。羅伯特·索科洛博士是《氫能經(jīng)濟藍圖》（2003年）的合著者，他一直強調(diào)安全是快速推廣氫能經(jīng)濟的重要因素，不論是在氫能輸送還是最終使用方面。

第五，需要優(yōu)化氫能價值鏈。氫能的整體經(jīng)濟性往往取決于通常涉及多個企業(yè)和行業(yè)的價值鏈。通過系統(tǒng)級建模，無論是在選擇工藝技術方面還是在價值鏈路徑上，氫能經(jīng)濟的參與者都能做出正確的投資決策。

第六，改進和優(yōu)化氫能的最終應用，使其經(jīng)濟且安全，進而被市場接受。這些嚴格、準確的模型不僅用于電解制氫的技術創(chuàng)新，在擴大氫燃料電池市場的創(chuàng)新和工程階段也具有很高的價值。韓國斗山燃料電池(Doosan Fuel Cell) 采用了艾斯本的過程建模技術。目前采用此項技術的燃料電池和汽車公司超過15家。隨著使用量的增加，數(shù)字孿生對燃料電池的版本改進越來越重要。

數(shù)字技術是降低氫能價值鏈成本的一個戰(zhàn)略要素，它們能夠加快推廣和實施速度，確保氫能解決方案的安全性和可靠性。