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為應對全球氣候危機，實現溫室氣體凈零排放，“碳中和”目標正在敦促各國向綠色、零碳經濟轉型。氫能是清潔能源的表現形式之一，因為“綠色氫”是由可再生能源生產的，從生產到使用都具有零碳排放的優勢而備受青睞。
在智利最南端麥哲倫省，基于當地豐富的風能資源，西門子能源與多家合作伙伴共同打造“Haru Oni”項目，創新綠色氫的生產和應用場景，即利用可再生能源生產氣候中和合成燃料，不僅可以為高碳排放的交通運輸行業提供清潔燃料，還可以為可再生能源豐富地區的清潔能源輸出提供巨大商機。
西門子能源首席執行官 Christian Bruch 博士表示：“可再生能源不僅會在有市場需求的地方生產。風能、太陽能等自然資源豐富的地區也將成為可再生能源的來源。因此，世界各地將出現新的供應鏈，以支持區域之間的可再生能源運輸。”
西門子能源新能源業務全球首席戰略官、新能源亞太業務負責人趙作智博士在接受采訪時表示，綠色氫的使用對于交通、工業等重要行業的深度脫碳必不可少。未來，氫能將在能源儲存和運輸中發揮越來越重要的作用。
全球可再生能源分布
氫作為能源載體，將在全球能源轉型中與電力相輔相成，電解水制氫被認為是未來制氫的發展方向，特別是利用可再生能源電解水制氫。
目前，傳統的制氫模式，無論是“灰氫”還是“藍氫”，在其生產或使用過程中都存在碳排放量高的問題，當電解水制氫過程中所用的電力來自風能、太陽能、水電或地熱能等可再生能源時，產生的氫可稱為“綠色氫”。
數據顯示，2020年全球交通運輸業將排放88億噸二氧化碳，成為僅次于能源和工業的第三大碳排放源，尤其是道路交通運輸業。因此，在交通、煉油、鋼鐵等二氧化碳減排面臨挑戰的領域，綠氫將幫助他們實現深度脫碳。
“Haru Oni”項目依托智利在風能方面的優勢，它利用風力通過電解槽將水分解成氫氣和氧氣，然后利用從空氣中捕獲的二氧化碳與綠色氫氣結合生產合成燃料，在這個過程中，西門子能源靈活高效的質子交換膜（PEM）電解技術，由于其快速啟停，在極短的時間內實現滿負荷運行，可以很好地解決風能不穩定的問題。
未來，以綠色氫為原料的合成燃料將有廣闊的新應用領域。與傳統化石燃料相比，合成燃料的碳足跡顯著減少，基于合成燃料的綠色產品將成為交通、運輸或供暖領域深度脫碳的有力選擇。
據了解，“Haru Oni”試點項目是全球首座工業級綜合合成清潔燃料商業化工廠。預計最早在2022年，該廠將完成一期試點，年產合成清潔燃料約13萬升，根據項目計劃，2024年和2026年將分別實現5500萬升和5.5億升的年產量目標。
智利氣候條件優越，適合風力發電，電力成本低。它在綠色氫的生產、出口和本地應用到全球市場方面具有巨大的潛力。“Haru Oni”項目產生的經濟效益不僅可以促進可再生能源豐富地區的經濟增長，還可以通過清潔能源傳輸機制使工業國家受益于更加多元化的綠色能源供應和穩定的能源成本，實現雙贏的局面。
2021 年 5 月，西門子能源在中東和北非啟動了首個工業級太陽能綠色制氫設施，在太陽能園區使用日光太陽能，該項目每小時可生產約20.5公斤峰值功率為1.25MWe的氫氣。
該試點項目展示了從太陽能到氫的儲存和再電氣化生產綠色氫，該系統可為可再生能源的生產提供緩沖，它可用于快速響應增加的需求和長期存儲，在該地區太陽能光伏發電和風力發電成本較低的背景下，氫有望成為未來能源結構中的關鍵燃料，并可能為可再生能源資源豐富的地區帶來能源出口機會。
根據國際氫能委員會的測算，到2050年，氫能將承擔全球能源終端需求的18%，創造的市場價值將超過2.5萬億美元，燃料電池汽車將占到全球能源終端需求的20%至25%。每年為交通運輸業至少貢獻了三分之一的碳減排。
西門子能源通過構建Power-to-X系統的基礎設施，幫助客戶實現脫碳目標，并在全球范圍內為跨行業脫碳做出貢獻，西門子能源擁有可持續、零碳能源供應的所有核心技術，從可再生能源、高效燃氣發電廠，到輸配電和低碳能源工業應用的關鍵設備和解決方案，再到高高效電解水制氫解決方案。
實施中國首個兆瓦級綠色制氫項目
氫能產業在整個能源產業中的地位逐漸提升，截至2021年初，全球已有30多個國家發布了氫能產業發展路線圖，日本和歐盟都公布了氫能戰略，為綠色制氫和2030年和2050年氫能汽車的普及率設定了具體目標。
去年，國務院辦公廳、國家能源局印發《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035年）》《關于建立健全清潔能源消納長效機制的指導意見（征求意見稿）》 等支持政策。鼓勵推動綠色氫、分布式能源、燃料電池等關鍵技術研發和商業化應用，氫能產業進入商業化、規模化發展新階段。
推廣使用綠色氫的難點之一在于如何降低成本。對此，趙作智博士舉了光伏發電成本降低的例子。一是技術創新突破，二是規模化應用效果。“深耕需求側后，可以有效拉動供給側，規模效應將上升。”他認為，綠色氫的成本在于電解槽設備和電力的成本。其中，可再生能源產生的綠色電力成本有高有低，而設備的利用小時數是最大的影響因素。
今年4月，彭博新能源財經發布氫能平價更新報告，對15-28個國家未來綠氫成本降低路線進行建模和預測，表明綠氫價格將比天然氣、灰氫和藍氫低2050到那時，綠色氫的成本將比目前降低85%，不到1美元/公斤。報告還表示，到2030年，藍氫項目在成本方面的必要性將大大降低，受益于光伏成本的大幅下降，未來綠氫的成本下降有望加速。
在碳達峰和碳中和目標的推動下，廣東、上海、浙江、江蘇、山東等30個省份將氫能列入“十四五”發展規劃，總產值將達到近萬億元。此外，北京、河北、四川等省也出臺了氫能產業發展實施方案。
對于國內氫能市場的發展，趙作智博士說：“中國是一塊很好的土壤，我們有政策，有資金，有各種產業，一些龍頭企業也愿意嘗試一些新技術，有資金和人才，有市場。未來，隨著科技的進步，綠氫的發展潛力非常巨大。 ??”
據了解，西門子能源專注于三大領域的技術創新。一是低碳或零碳發電；二是低碳環保的輸電；三是工業領域脫碳，特別是石油天然氣、化工、造紙等能源密集型產業。
趙作智博士透露，目前西門子能源在國內布局主要是通過與龍頭企業合作，發揮各自優勢，降低成本，促進技術應用。在實現雙碳目標的背景下，行業遵循需求驅動供給規律，利用技術方案節能降本，推動形成規模化應用。
2019年9月，西門子與國家電投公司（“國家電投”）簽署了《綠色氫能發展和綜合利用合作諒解備忘錄 》。雙方計劃進一步擴大綠色氫能項目合作。
2020年8月，西門子能源與中國電力國際發展有限公司（下稱“中國電力”）旗下的北京綠氫科技發展有限公司簽署協議 ，為其提供撬裝式中國動力氫能創新產業園膜（PEM）純水電解制氫系統“Silyzer 200”質子交換。為中國電力氫能創新產業園提供一套
據介紹，這是西門子能源在中國實施的首個兆瓦級綠色制氫項目，設備已運抵現場，安裝調試后即將投入運行，作為制氫-加氫一體化能源服務站的核心設備，西門子能源提供的PEM純水電解制氫系統Silyzer 200可實現工業規模的高品質制氫，能量密度高，運行效率高。此外，制氫系統響應速度快，從啟動到帶壓穩定運行時間不超過1分鐘，可直接與可再生能源耦合。
展望未來的發展，“在綠色氫能方面，我認為中國將領先全世界，中國和歐洲現在領先市場，這兩個市場都有自己獨特的優勢，雙方走到一起，兩個機車將齊心協力，這也符合整個中歐合作的一個大框架。”趙作智博士說。
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