李想谈到，目前，碱性电解槽是国内主流技术，国内制氢工厂对于大功率装备的需求日益增长。碱性电解槽容量越大，越有助于降低生产成本。然而，大型电解槽也存在诸多问题，例如工作效率低、对于外部波动电源的宽幅波动的适应性相对较差。当碱性电解槽在很大的波动下工作，会导致中间那层隔膜的渗透率越来越高，易造成氢气和氧气之间混合发生爆炸。所以，未来碱性电解槽技术的革新离不开材料的不断迭代。应对电源波动问题，未来的发展方向可能是碱性和PEM电解槽混合的模式。针对小范围波动，可以利用PEM电解槽的快速响应特性来适应。而由于成本较高，目前还暂未看到碱性和PEM混合的新模式，但未来这种混合模式可能会成为主流。

徐一滨提到，电解槽在一定时间之内越做越大是一个趋势，因为只有规模化才能够平衡单位成本，且中国是制造大国，一旦中国开始制造的时候，它的成本会很快得到优化。

对于很多新能源项目，投资主体不管是化工企业还是风电、光伏等电力公司，更多是跨行业联合或者跨行业合作。虽然他们有着较为成熟的技术，但是也有新的应用开发需求。从项目运作来看，会出现由于跨行业特点所带来的复杂性。传统石化化工技术与现代新能源技术之间存在一种互补关系，尽管它们各自拥有相对成熟的技术基础，但在实际应用中却需要创新性地融合。

比如对于项目投资方，目前许多绿电制绿氢项目的投资主体并非典型的化工集团，由于前端是可再生能源，因此许多投资主体来自电力企业，其对下游大规模化工应用并不熟悉。同时，化工集团投资的很多项目，都需要电力企业的支持配合。而这种联合实际上又是新的技术、新的工程方式和新的投资模式的组合。

徐一滨说到，“我认为在实际应用中的一些技术，比如新能源的波动性在制氢过程中实现平衡的技术，为了达到这种平衡，需要在前端和后端进行储能。但是相应地，储能和储氢越多，整个项目的经济性和挑战就越大。所以，企业需要进行新的研发和应用，将电力系统、电网平衡，甚至微电网平衡的技术与动态制氢技术以及下游用氢环节更好地进行协调，这势必会产生新的模型算法。”

图2 绿氢工厂应用场景

（一）新的技术组合：自动化加数字化，打造数字孪生的制氢工厂

孟广田提到，新的技术组合是氢能业务发展的一个重要趋势。随着项目复杂性的增加，新的技术组合成为了一种必然选择。不同领域的技术需要进行整合，形成新的解决方案。

在新能源的波动性管理方面，如何在制氢过程中平衡这种不稳定性，成为了一项技术挑战。为此，前端和后端的储能技术成为了重要的解决方案。然而，随着储能和储氢需求的增加，项目的经济性和技术挑战也随之加大。

为了应对这些挑战，新的技术应用和开发变得至关重要。将电力系统、电网平衡以及微电网平衡技术与动态制氢技术和下游用氢环节相结合，形成了一种全新的技术组合。这种组合不仅要求技术之间的协调，还催生了新的模型算法的开发。

在氢能领域，这种创新尤为明显。通过将不确定性转化为确定性，不可预测性转化为可预测性，新技术组合为行业带来了前所未有的可能性。而在这种情况下就催生出了对数字孪生的强大的需求，它可以考虑到天气状况的波动、绿色能源输入的不稳定性等跨界因素，从而提供了高可靠性和高保真度的数字孪生模型。

图3 绿氢工厂全生命周期数字孪生

从数字孪生的角度分为两个阶段。首先是研发阶段，通过数字孪生技术，可以在数字化的环境中进行实验，大幅度降低新工艺或新设备的研发周期和成本。其次是数字化交付与运营阶段，这一阶段将模型从工程设计角度移交给运营商，确保高保真模型在长达二三十年的运营期中能够高效运行，并对外界的不可预测变化做出最优的自动化控制选择。

西门子在这一领域具有显著优势，其过程工业软件提供了从研发到运营的全生命周期解决方案，从gPROMS流程模拟与优化， COMOS一体化设计到交付，SIMIT OTS，AR智慧运维Mobile Worker到预测性维护SiePA。这些软件结合西门子SIMATIC PCS 7系统（Process Control System），能够通过数据模型和实际运行参数的反馈，实现运营的最优解。西门子解决方案的自动化加数字化的特点，加快了运营的进展，缩短了周期，降低了成本，打造出了数字孪生的制氢工厂。

图4 西门子过程工业软件在氢能领域的应用

（二）新的工程方式：设计与仿真优化并行，数字化交付等解决方案助力

制氢项目的实施往往需要一种全新的工程方式，从仿真、建模、优化开始，直到建设完成。在很多国际的案例中，首先都要做设计和仿真，因为最后要对经济性进行模拟。传统的石化化工项目往往更侧重于生产流程和设备的优化，而制氢项目则更加注重整体系统的协同和效率。西门子提出的数字化交付和全生命周期解决方案，正是这种新工程方式的体现。从研发阶段的数字化模拟仿真，到运营阶段的自动化控制，这种工程方式使得新能源项目能够在更短的时间内实现高效运行，同时也降低了项目的风险和成本。

图5 绿氢工厂从一体化设计、工程到运维

（三）新的投资模式：绿色金融与跨界投资，共促氢能业务可持续发展

此外，新的投资方式和商业模式也是氢能业务发展的一个趋势。由于新能源项目具有高风险、高回报的特点，因此需要一种更加灵活和创新的投资方式。绿色金融、跨界投资和可持续发展的理念成为了一种新的投资方式。 

创新和跨界合作在氢能领域中发挥着越来越重要的作用。通过整合不同行业的技术、投资模式和工程方式，我们可以推动氢能技术的创新和应用，实现可持续发展和绿色能源转型的目标。在未来，随着技术的不断进步和应用场景的拓展，跨界合作将成为一种必然选择，引领着氢能产业的未来发展。

西门子能源作为独立运行的公司，已经在氢能领域取得了显著的成绩，并成为了活跃的供应商。西门子各业务集团在全球布局中紧密联动，并成立了氢能能力中心这一跨集团机构，协调各相关事业部、国家重大项目和解决方案的制定与市场推广。

这种组织架构确保了不同业务部门在氢能项目中能够发挥各自的技术优势，实现资源共享。无论是数字化工业集团（DI）还是智能基础设施集团（SI），都能在绿氢项目中发挥关键作用，提供从设备供应、电能平衡到自动化控制等一系列解决方案。

中国氢能行业的未来展望：数字化与自动化融合引领变革