“能”见未来：西门子能源以创新技术驱动低碳与绿色发展

在《寂静的春天》一书中，蕾切尔·卡逊说道：“在地球的整个生命中，生物对于环境的影响微乎其微。只有在以本世纪为代表的这段时间内，才有一个物种——人类——有改变周围环境的异常能力。过去的二三十年中，这种能力不仅发展到了令人不安的地步，在质上也起了变化。”

化石燃料燃烧所产生的二氧化碳等温室气体加剧了全球气候变暖。为了应对全球性的环境问题，我们必须迈开大步，向更低碳与绿色的能源生产与使用迈进。

西门子能源公司创始人维尔纳·冯·西门子曾说：“我决不会为了短期利益而牺牲未来！”超过 170 年来，西门子能源始终面向长远未来，为社会创造价值。凭借创新的综合能源解决方案，西门子能源正在为实现低碳与绿色发展贡献力量。

反常的热浪、频现的暴雪……全球范围内的极端天气让人们警醒。现在，人们正积极应对气候变化，希望通过使用清洁、低碳的可再生能源来降低碳排放。然而，近十年来，虽然风能和太阳能等可再生能源的装机量大幅增加，但全球碳排放量却并未随之减少。来自国际能源署的一份统计数据显示，从 2007 年到 2015 年间，全球碳排放量增长了 6.1%。其中，电力领域对全球碳排放量的贡献率为 40%，而工业、交通和楼宇等领域对碳排放量的贡献却超过 55%。因此，仅关注电力领域的能源转型无异于“一条腿走路”，人类需要一种可以协同应对各领域减排挑战的绿色能源。氢能就这样走上了时代的舞台。

为什么是氢能呢？首先，氢气的生产过程十分清洁。虽然有以化石能源为原料的“煤制氢”，但也可以通过电解水制氢，这个过程中不会产生任何污染物。此外，由于可再生能源发电的波动较大，电解水制氢还可以利用多余的可再生能源电力。此外，氢气的燃烧产物是水，所以在使用时也不会产生任何污染。

除了本身的生产和使用都十分清洁以外，氢气还能以多种形式应用于众多领域的能源系统中。例如，氢气既可以直接作为燃料，单独或与天然气混合用于发电领域，又可以充入公交车等车辆的燃料电池中。此外，在工业领域，氢气还可以与二氧化碳结合形成甲烷和甲醇，在吸收二氧化碳的同时，为工厂提供清洁且便于运输的液体燃料和化工原料。

因此，氢能就像是人类能源利用的“万能钥匙”，通过联动各个领域实现整体绿色发展。

其实，全球许多国家都已经发现了氢能的神奇作用，并正积极开展氢能产业链布局，中国更是将氢能列入能源技术革命创新行动计划。现在，在河北省张家口市等地方已经可以看到氢燃料电池公交车在路上行驶了！

早在十年前，西门子能源就已经开始了对氢能的研究与应用。西门子能源 Power-to-X 解决方案可以覆盖整条氢能产业链的核心业务。在上游，西门子能源可以提供适合光伏和风能等可再生能源的发电和输配电设备及解决方案。在中游，西门子能源掌握高效电解水制氢的核心技术。在下游，西门子能源则可以提供适用于工业等领域的氢能应用设备，如可以使用氢气或氢气—天然气混合燃料的燃气轮机等。目前，西门子能源对氢能的综合应用已在世界各地拥有许多成功案例。

在整条氢能产业链中，最核心的环节当属对氢气的制取。目前，电解水制氢的主要方式有碱液制氢法、高温固态氧化物制氢法及质子交换膜（PEM）电解水制氢法。碱液制氢法的应用较为普遍。这种方法虽然操作简单，但转化效率不高。西门子能源则采用更先进的 PEM 电解水制氢技术，即在质子交换膜两侧连接电极，通电时，电极两侧会分别产生氢气与氧气。与碱液法相比，PEM 法具有能量密度高、电解效率高、产出气体纯度高、安全性高和占地面积小等优势。此外，在光伏和风能等可再生能源的发电量波动时，PEM 法也具有更快的响应速度。基于 PEM 电解水制氢技术，西门子能源推出了先进的质子交换膜电解器产品系列，并已成功商用。

除了提供先进可靠的产品外，西门子能源还可以携手全球合作伙伴，根据客户的具体需求提供定制化的完整解决方案。2015 年，西门子能源与合作伙伴一起助力 Energiepark Mainz 公司在德国建成世界上最大的PEM电解工厂。工厂内安装了三台西门子能源质子交换膜电解器，最大功率达 6 兆瓦。这是世界上第一个兆瓦级别的电解水制氢工厂。在项目中，园区内风机产生的电一部分被直接送入电网，另一部分则用于电解水制氢。得到的清洁的氢气一部分注入当地输气管网，和管道内的天然气混合供用户使用，一部分会被运送至周边化工企业，还有一部分则会供给当地加氢站供氢燃料电池公交车等车辆使用。项目完美实现了氢能在工业、能源和交通三个领域内的协调利用。2018 年，Energiepark Mainz 项目已成功实现盈利。

氢能不轻。随着我国能源转型的持续深化，氢能正逐渐得到重视。在未来，西门子能源将携手中国合作伙伴，共同探索这个潜力巨大的领域。

西门子能源对创新、清洁和高效能源生产和使用的探索也体现在工业热泵和大型储能设施领域。

工业热泵可以有效提高工业生产中对热能的利用效率。工厂产生的余热和废热多为低品位热源。传统热泵仅能将它们的温度提高到 60 到 70 摄氏度，并不能满足工业用热的需求。因此，工厂一方面将低温热排放出去，另一方面又需要购买大量的热蒸汽和热水，大大增加了生产成本。西门子能源的工业热泵产品可以将工厂废热转换为150摄氏度的高温热蒸汽，不仅提高废热利用率，也大幅降低了生产成本。

目前，西门子能源已与 Vattenfall 公司签署谅解备忘录，计划为德国柏林的 Potsdamer Platz 项目安装功率为 7 兆瓦的工业热泵，以为周边区域供热。

随着可再生能源的持续发展，储能的重要性日益凸显。波动的可再生能源给电网带来了较大压力。储能设施可以在发电量大于需求时储存电能，在发电量小于需求时输出电能，具有削峰填谷等作用。

西门子能源与爱依斯电力公司的合资公司 Fluence 正在积极研发和完善应用于大型电厂等发电设施中的大型电池储能技术。在未来三到五年间，西门子能源将在大多数已建和新建的发电项目中加入储能电池。在将来，西门子能源还将为传统电厂、混合发电和电网提供定制化的储能解决方案。

西门子股份公司管理委员会成员兼油气与电力集团首席执行官戴俪思在其在 2018 年世界经济论坛期间发表的署名文章《电气化将如何让世界更包容》中指出：“未来更为清洁的电力供应将有利于改善全球气候，进而推进世界范围内电气化的发展。这也给全球化带来了包容性的希望，来持续改善所有人的，而不仅仅是一部分人的生活质量。”西门子能源将持续以创新技术驱动可持续发展，拥抱一个低碳与绿色的明天。