近年来,氢能作为一种清洁能源备受瞩目。因其燃烧过程中只产生水,几乎不产生任何污染物,被广泛认为是能源转型的不二之选。同时氢能产业也正逐渐崭露头角,成为未来能源转型的热门话题。截至2022年底,中国各地方政府发布氢能政策超300项,政策类型多方面,支持方向以氢能交通应用向跨行业耦合应用场景拓展。与此同时,企业也积极行动起来。当前,已有超过三分之一的中央企业在氢能产业链上布局发展,覆盖了煤炭、电力、石油天然气、核能等各个重要的能源领域。
首先,氢能产业的主要环节包括上游制氢、中游储运和下游应用,与其他行业一样,考虑到操作风险、生产成本、生产效率和生产质量等因素,氢能产业一些环节需要依靠自动化来进行生产作业。
据MIR DATABANK数据统计发现,近年在氢能产业使用的的自动化产品中,PLC产品市场规模持续呈上涨趋势,并保持较高的速度增长,表现较为亮眼。未来随着氢能产业的高速增长,PLC在其领域的发展具有无限可能。
上游制氢
在制氢环节中,想要将氢能转变为可靠、高效的能源形式,需要有一种可靠的控制系统来驱动其各个环节。在这个关键角色中,PLC(可编程逻辑控制器)正发挥着越来越重要的作用。
在制氢厂房中目前控制系统主要使用PLC。其中,一套制氢系统配一套PLC,一套制氢系统中,可能会有1个或多个电解槽;一个厂房中一般是一套制氢系统,也可能会有多套制氢系统。
在氢能产业中,自动化核心产品PLC的需求主要以小型PLC为主,控制点位在200个I/O点位以下,主要是工艺流程较少,需要控制的点位较少;但是制氢涉及到化学反应,需要大量的仪器仪表进行监测,所以对各种气体监测仪表需求较多;目前制氢环节不需要使用伺服电机。
下游加氢站
加氢站是氢燃料电池产业化、商业化的重要基础设施,主要通过将不同来源的氢气通过压缩机增压储存在站内的高压罐中,再通过加气机为氢燃料电池汽车加注氢气的燃气站。加氢站是将氢气供给到下游使用的核心途径,从技术路线来看主要分为站内制氢和站外供氢。
为了提升加氢站的整体运营效率、改进设备选型、预警安全等问题,加氢站控制系统应运而生。上位机电脑及可编程序控制器(PLC)能够检测和控制整个运行过程、紧急故障和设备启动、自动动态检测、自动停止到压缩机工作状态,并能显示液压系统压力和温度、气体压缩系统进气及中高排气压力数据。
自动化厂商与氢能厂商“双向奔赴”
氢能产业的蓬勃发展令自动化厂商发现了新下游商机,开始推进与氢能产业链厂家的深度合作,同时氢能厂商无论是在上游制氢、中游储运和下游应用等环节,都离不开自动化厂商提供的设备,为保证生产效率和成本稳定,自然而然也增加了与自动化厂商的合作以及一定的人才引进。
自动化厂商在氢能领域的布局
氢能设备自动化的应用范围非常广泛,包括氢能发电设备、氢能储能设备、氢能燃料电池车等。随着氢能技术的不断发展,氢能设备自动化将会越来越普及,成为氢能产业发展的重要支撑。
氢能产业自动化才能合作共赢
除了人才招揽和技术研发外,许多氢能公司与自动化公司进行商业上的以及技术上的合作,主要是为了促进技术创新和研发合作,以便氢能公司提高生产规模和产能,满足不断增长的市场需求,增加产品竞争力,从而扩大市场份额。
氢能厂商会与专门从事自动化控制和PLC系统集成的公司建立合作伙伴关系。通过与这样的合作伙伴合作,氢能厂商可以利用其专业知识和经验,从而实现PLC系统的高效和可靠运行。
另外,氢能厂商也会通过投入资金和资源,参与相关研发项目,与PLC供应商合作推动新技术的研发和应用,从而进行PLC技术创新和改进。这也有利于不断提升PLC系统在氢能产业中的性能和效果。
总结
总的来说,PLC作为自动化控制的核心技术,对氢能产业的发展具有重要的推动作用。通过PLC技术的应用,氢能公司可以实现生产过程的自动化和智能化,提高生产效率,降低生产成本,同时也保证产品质量和安全性。PLC系统可以与氢燃料电池模块、氢气压缩机等设备进行集成,实现远程监控、故障诊断和自动控制,有效提升生产的稳定性和可靠性。
此外,氢能产业的快速发展有望成为PLC下游市场的新增长点,通过政策支持、技术突破和日益增长的应用领域,全球氢能市场的规模有望继续扩大。
文章内容来源MIR DATABANK,责任编辑:胡静,审核人:李峥
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储运,对于氢能产业的规模化发展有着直接影响作用。理想的状态下,通过成熟的管道输氢系统,能够实现大规模的绿氢运输。目前,我国管道输氢系统建设还尚处于起步阶段,在现有的天然气管网系统中混入氢气是初期管道输氢的主要探索方向。
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作者:吴梦晗 胡静