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應對全球氣候危機，實現溫室氣體的淨零排放，“碳中和”目標正促使各國朝著綠色、零碳經濟轉型。氫能是清潔能源的表現形式之一，由於“綠氫”產自可再生能源，因其具有的從生產到使用的零碳排放優勢而備受青睞。
在智利最南端的麥哲倫省，立足於當地豐富的風能資源，西門子能源攜手多個合作伙伴共同打造了“Haru Oni”專案，創新了綠氫生產與應用的場景，即利用可再生能源生產氣候中立的合成燃料，這不僅能為高碳排放的交通運輸行業提供清潔燃料，也將為可再生能源豐富的地區提供清潔能源輸出提供巨大商機。
西門子能源執行長克里斯蒂安·布魯赫博士（Christian Bruch）表示，“可再生能源將不僅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產地。因此，新的供應鏈將在世界各地興起，支援可再生能源在地區間的運輸。”
西門子能源股份公司新能源業務全球首席戰略官兼新能源亞太區業務負責人趙作智博士在接受採訪時表示，重要行業如交通運輸、工業等的??深度脫碳離不開綠氫的使用。未來，氫能在儲能和運輸方面將扮演越來越重要的角色。
可再生能源的全球化分配
氫氣作為能源載體，將在全球能源轉型中與電力互為補充。電解水制氫被認為是未來制氫的發展方向，尤其是利用可再生能源電解水制氫。
目前傳統的制氫模式，不管是“灰氫”還是“藍氫”，它們的生產還是使用過程，都存在著高碳排的問題。當電解水制氫過程中使用的電力完全來自風能、太陽能、水能或地熱發電等可再生能源時，其產生的氫氣才能被稱為“綠氫”。
資料顯示，2020年，全球交通運輸行業二氧化碳排放量高達排放量達到88億噸，僅次於能源、工業成為第三大碳排放源頭，尤其是公路運輸佔比較高。因此，在二氧化碳減排面臨挑戰的領域，比如交通運輸、煉油和鋼鐵等行業，綠氫將助力其實現深度去碳化。
“Haru Oni”專案依託智利的風能優勢，透過電解槽利用風電將水分解為氫氣與氧氣，然後利用從空氣中捕獲二氧化碳與綠氫結合，製取合成燃料。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，由於其具有的快速啟停，在極短時間達到滿載執行的優勢，能夠很好的解決風能的不穩定性問題。
未來，由綠氫製成的合成燃料，將有著廣闊的新應用領域。與傳統化石燃料相比，合成燃料的碳足跡顯著降低，基於合成燃料的綠色產品，將成為運輸、交通或供暖部門深度脫碳的有力選擇。
據瞭解，“Haru Oni”試點專案是全球首個工業級綜合性合成清潔燃料商業工廠。預計最早在2022年，工廠將完成第一階段試點，年產約13萬升合成清潔燃料。根據專案規劃，，將在2024年和2026年分別實現5500萬升和5.5億升的年產量目標。
智利享有風力發電的優越氣候條件，且電力成本低，具備面向全球市場生產、出口以及在本地應用綠氫的巨大潛力。“Haru Oni”專案產生的經濟效益，不僅可以促進可再生能源豐富的地區經濟增長，也能透過清潔能源傳輸機制，令工業國家受益於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，西門子能源啟動了中東和北非地區首個工業級太陽能驅動的綠色氫能生產設施，利用太陽能園區的日光太陽能，該專案能夠在1.25MWe的峰值功率下，每小時生產大約20.5公斤的氫氣。
該試點專案展示了從太陽能制綠氫到氫氣的儲存和再電氣化。這套系統可以為可再生能源的生產提供緩衝，既可用於針對需求增加的快速響應，也支援長期儲存。在該地區太陽能光伏發電和風力發電成本低廉的背景下，氫氣有望成為未來能源組合中的關鍵燃料，並有可能為擁有豐富可再生能源資源的地區帶來能源出口的機會。
根據國際氫能委員會預計，到2050年，氫能將承擔全球18%的能源終端需求，創造超過2.5萬億美元的市場價值，燃料電池汽車將佔據全球車輛的20%~25%，每年為交通運輸行業貢獻至少三分之一的碳減排。
西門子能源正在透過構建電能多元化轉化系統（Power-to-X）的基礎設施幫助客戶實現其去碳化目標，併為全球範圍內的跨行業去碳化做出貢獻。西門子能源擁有面向可持續的、零碳排放的能源供應所有核心技術，從可再生能源、高效燃氣電廠，到輸配電和低碳的能源工業應用關鍵裝置和解決方案，再到高效的電解水制氫解決方案。
在中國實施首個兆瓦級綠色制氫專案
氫能產業在整個能源行業的地位已逐漸提高。截至2021年初，全球已有30多個國家釋出氫能產業發展路線圖。日本和歐盟均已公佈氫能戰略，對2030年和2050年的綠氫產量和氫能源汽車的普及率提出具體目標。
去年，國務院辦公廳及國家能源局等頒佈了《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035年）》《關於建立健全清潔能源消納長效機制的指導意見（徵求意見稿）》等支援政策，鼓勵推廣綠氫、分散式能源、燃料電池等重點技術的研發和商業應用，氫能產業將邁入商業化和規模化發展的新階段。
推廣綠氫使用的一大難點在於如何降低成本。對此，趙作智博士以光伏發電成本下降舉例對照，一是技術的創新突破，二是規模化應用的效應。“將需求端培養起來以後，能夠有效拉動供給端，規模化效應就起來了。”他認為，綠氫的成本在於電解槽裝置和用電成本，其中，可再生能源產生的綠電成本高低，以及裝置的利用小時數，是最大的影響因素。
今年4月，BloombergNEF釋出的氫能平價更新報告，建模預測了15~28個國家未來的綠氫降本路線，表示到2050年綠氫價格將低於天然氣、灰氫和藍氫，屆時，綠氫成本將較現在降低85%，低於1美元/千克。報告同時表示，到2030年，從成本上來講藍氫專案的必要性將大大降低了。受益於光伏成本的大幅降低，未來綠氫降本有望提速。
在碳達峰、碳中和目標的推動下，廣東、上海、浙江、江蘇、山東等30個省份將氫能寫入“十四五”發展規劃，總產值規模將達近萬億元。此外，北京、河北、四川等省份還紛紛出臺了氫能產業發展實施方案。
對於國內氫能市場的發展，趙作智博士表示，“中國是很好的一塊土壤，我們有政策、有資本，也有??各行各業，一些領軍企業也有意願去嘗試一些新技術，有資金、有人才、有市場，未來，隨著技術的進步，綠氫的發展潛力十分巨大。”
據瞭解，西門子能源專注於三大領域的技術創新，一個是低碳或零碳的發電；第二是低碳環保的輸電；第三是針對工業領域的去碳化，尤其是油氣、化工、造紙等能源密集型行業。
趙作智博士透露，目前，西門子能源在國內佈局，主要是透過和領軍企業合作，發揮各自優勢降低成本，推進技術應用。在實現雙碳目標的背景下，業內遵循著需求拉動供給的規律，以技術解決方案節能降本，推動應用規模化的形成。
2019年9月，西門子與國家電力投資集團（“國家電投”）簽署《綠色氫能發展和綜合利用合作諒解備忘錄》。雙方計劃進一步拓展綠色氫能專案的合作。
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”。這一專案所在的北京市延慶區是將於2022年舉行的大型體育賽事的三大賽區之一。西門子能源的綠色制氫解決方案將幫助確保賽事期間和賽後的公共交通運營所需的氫能供應。
據介紹，這是西門子能源在中國實施的首個兆瓦級別綠色制氫專案，裝置已經運達現場，在安裝除錯後將很快投入運營。作為該制氫-加氫一體化能源服務站的核心裝置，西門子能源提供的PEM純水電解制氫系統Silyzer 200能夠以高能量密度和執行效率實現工業規模的高品質氫氣生產。此外，該制氫系統具有快速響應能力，帶壓啟動至穩定執行時間不超過1分鐘，並可直接與可再生能源耦合。
展望未來發展，“綠氫方面，我認為中國會引領整個世界。現在領先的是中國和歐洲，這兩個市場有他們自身得天獨厚的地方，兩邊一起來、兩家火車頭一起拉動，這也符合一個整個中歐合作的一個大框架。”趙作智博士說。
