近日，量子軟件公司 Multiverse Computing 與工程公司和AMETIC（西班牙數(shù)字行業(yè)協(xié)會(huì)）合作，通過(guò)量子數(shù)字孿生項(xiàng)目，將綠氫的產(chǎn)量和總收入提高了 5%。
需要強(qiáng)調(diào)的是，此處是“綠氫”。
該項(xiàng)目可能會(huì)大幅降低氫氣生產(chǎn)的成本，并成為減少溫室氣體的重要組成部分。
01. 第四次能源革命的載體綠氫
對(duì)于氫氣來(lái)說(shuō)，根據(jù)制取方式和碳排放量的不同，將氫能按顏色主要分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫三種。
其中，灰氫通過(guò)化石燃料（天然氣、煤等不可再生能源）轉(zhuǎn)化反應(yīng)制取氫氣。由于生產(chǎn)成本低、技術(shù)成熟， 也是目前最常見的制氫方式。但是，會(huì)在制氫過(guò)程中釋放一定二氧化碳，不能完全實(shí)現(xiàn)無(wú)碳綠色生產(chǎn)，故而被稱為灰氫。
藍(lán)氫，則是在灰氫的基礎(chǔ)上應(yīng)用碳捕捉、碳封存等技術(shù)將碳保留下來(lái)，而非排入大氣。藍(lán)氫作為過(guò)渡性技術(shù)手段，可以加快綠氫社會(huì)的發(fā)展。
而綠氫，則是通過(guò)光電、風(fēng)電等可再生能源電解水制氫，在制氫過(guò)程中基本不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體，因此被稱 為“零碳?xì)錃?rdquo;。綠氫 是氫能利用最理想的形態(tài)，但目前受制于技 門檻和較高的成本，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用還有待時(shí)日。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年將需要生產(chǎn)約 7000 萬(wàn)噸氫氣用于精煉石油和制造氨基肥料。
然而，灰氫生產(chǎn)過(guò)程每生產(chǎn)一噸氫氣就會(huì)產(chǎn)生 9 ～ 12 噸二氧化碳。也就是說(shuō)，通過(guò)灰氫的方式僅生產(chǎn)用于精煉石油和制造氨基肥料的氫氣，每年將會(huì)產(chǎn)生63000萬(wàn)噸～84000萬(wàn)噸二氧化碳。
與灰氫、藍(lán)氫相比，由可再生資源產(chǎn)生的綠氫是一種清潔燃燒燃料，可以減少供暖和鋼鐵、水泥和化肥生產(chǎn)等工業(yè)過(guò)程的排放。
除此之外，綠氫還可以實(shí)現(xiàn)更有效的能量存儲(chǔ)，因?yàn)閴嚎s氫罐可以長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)能量，并且重量比鋰離子電池輕。
此外，它還可以通過(guò)航運(yùn)、航空和卡車運(yùn)輸脫碳來(lái)使運(yùn)輸業(yè)變得更加“綠色”。
因此，綠氫在碳排放、儲(chǔ)能、制氫純度和生態(tài)循環(huán)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，也被稱為第四次能源革命的載體。
圖｜主要國(guó)際能源機(jī)構(gòu)對(duì)2050年全球制氫量的預(yù)測(cè)（單位：億噸）
02. 綠氫產(chǎn)量、收入提高5%
MultiverseComputing是基于價(jià)值的量子計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)解決方案的全球領(lǐng)導(dǎo)者，它使用數(shù)字孿生和量子優(yōu)化來(lái)提高綠氫生產(chǎn)的效率。
Multiverse 在這項(xiàng)工作中的合作伙伴是 IDEA Ingeniería（一家專門從事可再生能源項(xiàng)目和數(shù)字孿生的工程公司）和AMETIC（西班牙數(shù)字行業(yè)協(xié)會(huì)）。IDEA開發(fā)了數(shù)字孿生生態(tài)系統(tǒng)來(lái)優(yōu)化綠氫的產(chǎn)生，而AMETIC 則負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)整個(gè)項(xiàng)目。
量子數(shù)字孿生項(xiàng)目通過(guò)使用工廠的運(yùn)行參數(shù)作為輸入，對(duì)綠氫生產(chǎn)工廠進(jìn)行數(shù)值模擬。
通過(guò)使用量子算法來(lái)優(yōu)化用于綠色制氫的電解過(guò)程，與傳統(tǒng)求解器相比，所開發(fā)的解決方案使綠氫的產(chǎn)量和相關(guān)收入增加了 5%。
具體而言，通過(guò)使用經(jīng)典求解器優(yōu)化H 2生產(chǎn)，虛擬工廠交付了 62,579 公斤綠氫，收入為 154,204 歐元。
通過(guò)使用受量子啟發(fā)的張量網(wǎng)絡(luò)和 Multiverse 的量子軟件平臺(tái)Singularity，實(shí)現(xiàn)了 65,421 公斤的重量和 160,616 歐元的收入。
圖｜Multiverse 的量子軟件平臺(tái)Singularity
03. 未來(lái)實(shí)現(xiàn)低成本，高環(huán)保
MultiverseComputing 首席執(zhí)行官Enrique Lizaso Olmos表示：“目前電解槽的部署規(guī)模較小，導(dǎo)致氫氣生產(chǎn)成本高昂，因此需要以經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方式大幅擴(kuò)大規(guī)模。這個(gè)項(xiàng)目展示了量子算法如何提高綠氫的生產(chǎn)，使可再生能源在今天和未來(lái)更具成本效益。”
IDEA Ingeniería 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Emilio Sanchez 表示：“綠氫將在向更加可持續(xù)和生態(tài)的能源格局轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用。該聯(lián)盟在開發(fā)量子解決方案以及其他綠色技術(shù)方面不斷取得進(jìn)展，有助于減輕全球變暖的影響。”
未來(lái)，Multiverse 計(jì)劃包括增加輸入?yún)?shù)以創(chuàng)建更真實(shí)的量子數(shù)字孿生，與能源公司合作驗(yàn)證數(shù)字模型，并繼續(xù)致力于改進(jìn)所開發(fā)的量子解決方案，實(shí)現(xiàn)更低成本，更高環(huán)保的綠氫生產(chǎn)。
關(guān)于Multiverse Computing
Multiverse Computing成立于2019年，是一家西班牙量子計(jì)算軟件公司，總部位于西班牙圣塞巴斯蒂安，在巴黎、慕尼黑、倫敦、多倫多和加拿大舍布魯克設(shè)有辦事處。公司應(yīng)用量子和量子啟發(fā)的解決方案來(lái)解決金融、能源、制造和其他領(lǐng)域的復(fù)雜問(wèn)題，以在當(dāng)今創(chuàng)造價(jià)值并實(shí)現(xiàn)更具彈性和繁榮的經(jīng)濟(jì)。
引用：
[1]https://multiversecomputing.com/product
[2]https://assets.kpmg.com/content/dam/kpmg/cn/pdf/zh/2022/09/understand-the-hydrogen-energy-industry-in-one-article.pdf
[3]https://pdf.dfcfw.com/pdf/H3_AP202303071584103849_1.pdf
[4]https://www.automotiveworld.com/news-releases/multiverse-computing-pioneers-quantum-digital-twin-project-to-boost-green-hydrogen-production/
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