近年來(lái)，氫能作為一種清潔能源備受矚目。因其燃燒 過(guò)程中只產(chǎn)生水，幾乎不產(chǎn)生任何污染物，被廣泛認(rèn)為是 能源轉(zhuǎn)型的不二之選。同時(shí)氫能產(chǎn)業(yè)也正逐漸嶄露頭角， 成為未來(lái)能源轉(zhuǎn)型的熱門(mén)話題。截至2022年底，中國(guó)各地 方政府發(fā)布?xì)淠苷叱?00項(xiàng)，政策類(lèi)型多方面，支持方向 以氫能交通應(yīng)用向跨行業(yè)耦合應(yīng)用場(chǎng)景拓展。與此同時(shí)， 企業(yè)也積極行動(dòng)起來(lái)。當(dāng)前，已有超過(guò)三分之一的中央企 業(yè)在氫能產(chǎn)業(yè)鏈上布局發(fā)展，覆蓋了煤炭、電力、石油天 然氣、核能等各個(gè)重要的能源領(lǐng)域。

　　1 氫能自動(dòng)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)

　　首先，氫能產(chǎn)業(yè)的主要環(huán)節(jié)包括上游制氫、中游儲(chǔ)運(yùn) 和下游應(yīng)用(見(jiàn)圖1)，與其他行業(yè)一樣，考慮到操作風(fēng) 險(xiǎn)、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量等因素，氫能產(chǎn)業(yè)一 些環(huán)節(jié)需要依靠自動(dòng)化來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。

　　據(jù)MIR DATABANK數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，近年在氫能產(chǎn)業(yè)使 用的的自動(dòng)化產(chǎn)品中，PLC產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)呈上漲趨勢(shì)， 并保持較高的速度增長(zhǎng)，表現(xiàn)較為亮眼(見(jiàn)圖2、圖3)。 未來(lái)隨著氫能產(chǎn)業(yè)的高速增長(zhǎng)，PLC在其領(lǐng)域的發(fā)展具有無(wú) 限可能。

　　(1)上游制氫

　　在制氫環(huán)節(jié)中，想要將氫能轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽?、高效的能?形式，需要有一種可靠的控制系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)其各個(gè)環(huán)節(jié)。在 這個(gè)關(guān)鍵角色中，PLC(可編程邏輯控制器)正發(fā)揮著越來(lái) 越重要的作用(圖4)。

　　在制氫廠房中目前控制系統(tǒng)主要使用PLC。其中， 一套 制氫系統(tǒng)配一套PLC， 一套制氫系統(tǒng)中，可能會(huì)有1個(gè)或多 個(gè)電解槽; 一個(gè)廠房中一般是一套制氫系統(tǒng)，也可能會(huì)有 多套制氫系統(tǒng)。

　　在氫能產(chǎn)業(yè)中，自動(dòng)化核心產(chǎn)品PLC的需求主要以小型 PLC為主，控制點(diǎn)位在200個(gè)I/O點(diǎn)位以下，主要是工藝流程較少，需要控制的點(diǎn)位較少;

　　但是制氫涉及到化學(xué)反應(yīng)，需 要大量的儀器儀表進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 所以對(duì)各種氣體監(jiān)測(cè)儀表需求 較多;目前制氫環(huán)節(jié)不需要使 用伺服電機(jī)。

　　(2)下游加氫站

　　加氫站是氫燃料電池產(chǎn)業(yè) 化、商業(yè)化的重要基礎(chǔ)設(shè)施， 主要通過(guò)將不同來(lái)源的氫氣通過(guò) 壓縮機(jī)增壓儲(chǔ)存在站內(nèi)的高壓罐 中，再通過(guò)加氣機(jī)為氫燃料電池 汽車(chē)加注氫氣的燃?xì)庹?。加氫?是將氫氣供給到下游使用的核心 途徑，從技術(shù)路線來(lái)看主要分為 站內(nèi)制氫和站外供氫(見(jiàn)圖5)。

　　為了提升加氫站的整體運(yùn)營(yíng)效率、改進(jìn)設(shè)備選型、預(yù)警安全等問(wèn)題，加氫站控制系統(tǒng) 應(yīng)運(yùn)而生。上位機(jī)電腦及可編程序控制器(PLC) 能夠檢測(cè) 和控制整個(gè)運(yùn)行過(guò)程、緊急故障和設(shè)備啟動(dòng)、自動(dòng)動(dòng)態(tài)檢 測(cè)、自動(dòng)停止到壓縮機(jī)工作狀態(tài)，并能顯示液壓系統(tǒng)壓力 和溫度、氣體壓縮系統(tǒng)進(jìn)氣及中高排氣壓力數(shù)據(jù)。

　　2 自動(dòng)化廠商與氫能廠商“雙向奔赴”

　　氫能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展令自動(dòng)化廠商發(fā)現(xiàn)了新下游商 機(jī)，開(kāi)始推進(jìn)與氫能產(chǎn)業(yè)鏈廠家的深度合作，同時(shí)氫能廠 商無(wú)論是在上游制氫、中游儲(chǔ)運(yùn)和下游應(yīng)用等環(huán)節(jié)，都離 不開(kāi)自動(dòng)化廠商提供的設(shè)備，為保證生產(chǎn)效率和成本穩(wěn) 定，自然而然也增加了與自動(dòng)化廠商的合作以及一定的人 才引進(jìn)。

　　(1)自動(dòng)化廠商在氫能領(lǐng)域的布局

　　氫能設(shè)備自動(dòng)化的應(yīng)用范圍非常廣泛，包括氫能發(fā)電 設(shè)備、氫能儲(chǔ)能設(shè)備、氫能燃料電池車(chē)等。隨著氫能技術(shù) 的不斷發(fā)展，氫能設(shè)備自動(dòng)化將會(huì)越來(lái)越普及，成為氫能 產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支撐。

　　氫能設(shè)備自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　? 提高生產(chǎn)效率：自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)氫能設(shè)備的 自動(dòng)化生產(chǎn)，減少人工干預(yù)，提高生產(chǎn)效率;

　　? 提高生產(chǎn)質(zhì)量：自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)氫能設(shè)備的 自動(dòng)化檢測(cè)和調(diào)整，保證產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性;

　　? 降低生產(chǎn)成本：自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以減少人工干預(yù)，降低生產(chǎn)成本;

　　? 提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力：氫能設(shè)備自動(dòng)化可以提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　(2)氫能企業(yè)自動(dòng)化設(shè)備使用上的人才招攬

　　氫能廠商在PLC布局上，會(huì)注重提供先進(jìn)的技術(shù)能力和 專(zhuān)業(yè)知識(shí)。氫能廠商會(huì)雇傭PLC專(zhuān)家或團(tuán)隊(duì)，以確保能夠設(shè) 計(jì)、部署和維護(hù)高效可靠的PLC控制系統(tǒng)。這包括熟悉不同 PLC品牌和型號(hào)、掌握PLC編程和調(diào)試技術(shù)等方面的能力。

　　一些氫能公司紛紛招聘PLC人才，用于設(shè)計(jì)、部署和 維護(hù)PLC控制系統(tǒng)，以確保氫能生產(chǎn)的高效運(yùn)行。這不僅為 PLC專(zhuān)業(yè)人才提供了就業(yè)機(jī)會(huì)，也為PLC技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新 提供了新的需求和動(dòng)力。

　　(3)氫能產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化才能合作共贏

　　除了人才招攬和技術(shù)研發(fā)外，許多氫能公司與自動(dòng)化 公司進(jìn)行商業(yè)上的以及技術(shù)上的合作(見(jiàn)圖6) ，主要是為 了促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)合作，以便氫能公司提高生產(chǎn)規(guī)模和 產(chǎn)能，滿足不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，增加產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，從而擴(kuò) 大市場(chǎng)份額。

　　氫能廠商會(huì)與專(zhuān)門(mén)從事自動(dòng)化控制和PLC系統(tǒng)集成的公 司建立合作伙伴關(guān)系。通過(guò)與這樣的合作伙伴合作，氫能廠商可以利用其專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)PLC系統(tǒng)的高效和 可靠運(yùn)行。

　　另外，氫能廠商也會(huì)通過(guò)投入資金和資源，參與相關(guān) 研發(fā)項(xiàng)目，與PLC供應(yīng)商合作推動(dòng)新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用， 從 而進(jìn)行PLC技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn)。這也有利于不斷提升PLC系統(tǒng) 在氫能產(chǎn)業(yè)中的性能和效果。

　　3 小結(jié)

　　總的來(lái)說(shuō)，PLC作為自動(dòng)化控制的核心技術(shù)，對(duì)氫能 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用。通過(guò)PLC技術(shù)的應(yīng)用， 氫 能公司可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化和智能化，提高生產(chǎn)效 率， 降低生產(chǎn)成本， 同時(shí)也保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全性。PLC系 統(tǒng)可以與氫燃料電池模塊、氫氣壓縮機(jī)等設(shè)備進(jìn)行集成， 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷和自動(dòng)控制，有效提升生產(chǎn)的穩(wěn) 定性和可靠性。

　　此外，氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展有望成為PLC下游市場(chǎng)的 新增長(zhǎng)點(diǎn)，通過(guò)政策支持、技術(shù)突破和日益增長(zhǎng)的應(yīng)用領(lǐng) 域，全球氫能市場(chǎng)的規(guī)模有望繼續(xù)擴(kuò)大。

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