氢能产业链方案 | SAP助力氢能企业构建面向未来的智慧供应链
背景解读
2022年3月23日，国家发改委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，描绘了氢能未来发展的蓝图，将氢能的发展上升到国家高度。氢能是新兴绿色能源，氢能发展是实现碳中和的重要举措。同时，氢能凭借其获取、储运等方面的优势将优化我国能源供给与消费结构，也将为能源安全奠定基础。如何构建符合氢能特点及发展目标的氢能供应链体系，对上游制氢及下游用氢进行有效的平衡与调节，需要氢能企业提前布局、未雨绸缪，以在氢能的未来发展中抢得先机，构建企业核心竞争力。本文从氢能供应链不同视角出发介绍 SAP 智慧供应链的解决方案及价值。
氢能发展与挑战
氢能中长期规划提出，氢能是未来国家能源体系的组成部分，将推动交通、工业等用能终端和高耗能、高排放行业绿色低碳转型。同时，氢能也是战略性新兴产业的重点方向，是构建绿色低碳产业体系、打造产业转型升级的新增长点。国家将统筹推进氢能“制储输用”全链条发展，不断推进可再生能源制氢，加强氢能生产、储存、应用关键技术研发、示范和规模化应用。因此，对于未来氢能的应用场景将不再局限在化工、制造等行业，在交通出行、电力生产、分布式储能及城市燃气与供热等领域也会逐渐将氢能作为替代性能源，深化氢能应用领域，推进能源结构优化。当然，这些行业的氢能应用不是一蹴而就的，需要技术积累、设备改造及基础设施的建设等措施同步推进，特别是氢能储运网络、终端加氢网络等供应链体系的构建，将直接影响氢能应用的推广。
氢能供应链发展
氢能储运从目前国内国际发展来看，主要存在气态、液态及固态三种形态划分。气态有集装格、集装管束（拖车）及管道等，液态主要有槽罐车及有机载体，固态主要是储氢金属为主。从三种形态的优缺点分析，通过高压气态储氢技术成熟，但储氢密度和安全性仍存在瓶颈。低温液态储氢，储氢密度大，运输距离远，但成本很高，而有机液态储氢尚处于研发示范阶段。对于固体储氢，仍处于研发阶段，技术还不成熟，但对于未来实现分布式储氢有比较好的应用前景。
目前我国普遍采用的是20MPa 气态高压储氢与集束管车运输的方式，单车运氢约300-400 KG 左右，技术相对成熟，成本较低，但仅适用于短距离运输。管道气态储运成本低，但一次性投资大，我国目前氢气管道里程约400公里，在用管道仅有百公里左右，输送压力为4MPa ，相关技术标准和规范有待完善。但随着储氢设备的技术研发及国家对输氢管道的持续建设，从长远发展来看，液态槽车/铁路运输及气态管道运输必将成为大规模、长距离氢能储运的最佳选择。
氢能供应链的理解
氢能供应链衔接上游制氢与下游终端使用，承担着平衡产能与需求波动的功能。但目前，国内还没有形成相对独立与完整的氢能运输与存储主体，还是以制氢企业就近销售或自建加氢站的形式为主，还没有形成长距离运输及大规模存储的业务形态。但氢能供应链的地位将随着氢能应用领域的拓展、氢能产业链的发展而日益突出。因此，氢能企业需要提前布局氢能供应链体系的建设，打造差异化的氢能产业链能力，以在日益激烈的市场竞争中占据主动地位。
上游制氢与下游使用还没有形成起充分的市场竞争环境，需求与供应仍处于不稳定、不平衡的状态，氢能供应链需要能高度协同上下游业务，对上下游进行适当的干预，以实现氢能不在同发展阶段的相对平衡。氢能供应企业还需要兼顾安全与合规等风险管控，具有一定的风险管控能力。对于市场的不确定性，能够预测未来一段时间的需求走势，优化布局、合理建储。最后，氢能作为新兴能源，未来的发展前景巨大，氢能供应链管理需要能够支持业务创新和拓展。因此，构建智慧的氢能供应链，以满足低碳管理的需要、成本管控的需要、业务协同的需要、风险可控与业务合规的需要、主动预测及业务智能与创新的需要。
SAP 智慧氢能供应链管理架构
基于以上理解，SAP 提出了构建智慧氢能供应链管理架构，包含三大要素：创新技术、业务能力与商业网络，这三部分共同打造面向未来、持续创新的智慧氢能供应链。首先，可以为企业构建创新的技术平台，嵌入云、大、物、移、智等技术，为业务模式创新提供一个强有力的底座。其次，助力企业构建互联互通的商业网络，在错综复杂的业务处理中始终保持业务的高度集成与协同，快速应对各种市场变化。第三，SAP 智慧氢能供应链管理解决方案还为企业打造核心的氢能供应链业务能力，包括商业合同及氢能定价管理、资源配置及调运管理、物流运输过程管理、氢能储能管理、精细化的供应链成本管控及智能的供应链决策支持与预警分析等六个方面。助力企业构建面向未来的氢能供应链数字化能力，打造互联、智能及自适应的智慧氢能供应链。下面就从智慧氢能供应链的组成内容展开说明。
氢能商业合同及定价管理
氢能供应链衔接制氢与终端销售，在供应过程中会与运输、质检、存储等第三方企业进行合作。需要能整合上中下游的合作伙伴，集中管理多方合同，制定统一的商业规则，以保证氢能供应链的稳定、可持续运行。SAP 商业合同解决方案，以商业合同为核心，集成购销、物流及财务等多个业务。同时，将供应链过程中的各项费用进行提前计划，并监控其实际结果与差异。基于费用及成本的计算，实现氢能交易的利润估算，提升盈利能力。
氢能定价管理，基于氢能产品不同的质量指标进行差异化的产品定价，在商业合同中预设定价规则，并结合质量检验结果计算氢能实际交易价格，提高氢能产品价格合理性，促进氢能生产质量控制及终端使用调节。同时，支持与氢能现货及期货平台集成，将市场价格波动、货币汇率、业务规则及附加费用等多种因素融入到定价规则中，制定多方接受的交易价格，提高氢能多元定价能力，促进价格对市场的有效调节。
资源配置与调运管理
如何确保氢能资源在区域内、区域间甚至更大范围的自由流通与配置，以达到氢能供给与需求的平衡。这需要综合考虑多方因素，包括指定日期合同级的供需双方的数量匹配，调运数量及运力的匹配，以及运输成本等多个因素，制定可行的调运计划，指导铁路、公路、海运等多种运输方式的氢能运输与多式联运。对氢能调运中的意外事件、计划外调整、气候原因造成的延误等因素实现提前发现，提前预测未来库存的盈余，并及时进行资源布局与调整。同时，与地图软件集成，实现对整体运输过程的可视化管理，包括调运线路、储罐细节、库存水平、产品价格、未清合同、运输成本及延期预警等，构建可视化、易操作的氢能供应与需求网络，推进氢能供需平衡。
物流运输过程管理
氢能运输过程涉及到多个地点、多个阶段以及多种运输方式，需要实时、动态的掌握氢能运输的实际情况。SAP 基于运输过程构建了结构化的运输路线，将不同的运输方式、运输地点整合到一个运输场景中，定义不同的运输事件，如车辆到场、车辆装载、车辆离场、短驳、温度测量、压力测量、入库、车辆到达等，将运输全过程的不同事件进行标准化管理，一方面将过程事件实时推送给承运人进行及时的事件状态提报，同时也支持运输承运人在手机端通过承运商协同平台将异常事件及时上报。从而完成对运输全过程的状态、常规事件、异常风险等及时掌控和及时处理。
储能管理
氢能发展还处于市场培育期，各个地域的氢能发展不均衡，氢能的市场需求存在较大的波动性与不确定性。如何有效调节市场波动对生产侧的影响，有效保证持续的市场供应，需要构建一个能平衡生产与市场的缓冲地带与稳定器，而储能体系的构建则可以有效调节上下游的波动性以保持持续稳定的氢能供需关系。
氢能作为绿色清洁能源，单位热值高，燃烧性能好，具有气、液、固多种存储形态，运行维护成本低，适用于大规模能量储备，是少有的能够储存上百 GWh 以上的储能载体。通过构建跨区域、跨组织的氢能供应网络与储能网络，优化网络内氢能库存调配，利用差异化的储能策略、内部寻库等措施弱化市场波动对上游生产的影响，实现对上游稳定生产、对下游保证供应。为实现这个目标，需要以下三项措施：对于终端市场需求的合理预测、供应网络的库存规划与储能策略、中短期的供应响应与承诺。最终构建全局性的氢能储能体系，以较低的整体库存实现持续与稳定的氢能供应。
供应链成本管控
成本是制约氢能发展最主要的因素，如何有效管理制储运用各个环节的成本，需要对供应链各个业务环节进行细化管理，推进成本控制与优化。SAP 供应链成本管控基于氢能价值链，构建氢能全过程的成本管理体系，主要包括氢能生产、氢能储运、氢能终端加注三大部分。生产端与生产工序、生产过程及业务流无缝集成，实现成本费用的实时发生、实时记账与实时计算，提升氢能生产成本的结构化与精细化管理水平。供应端与供应链过程无缝衔接，基于商业合同进行费用的提前计划、基于出入库等操作进行过程费用的实时记账及差异分析，从而提升对于供应链费用的控制与分析。消费端则基于市场与组织实现费用的归集与成本主体分摊，实现氢能在不同渠道的成本差异分析及对氢能定价的指导。通过对氢能生产端、供应端及消费端的成本费用核算与归集，构建完整的氢能成本体系，为氢能不同层面的交易定价及管理决策提供数据指导，提升氢能多维度的利润分析与预测水平，推进氢能供应链整体成本控制与利润提升。
决策支持与预警分析
通过对氢能端到端业务链的集成与打通，将不同部门、不同组织、不同地域的氢能业务进行整合与统一，构建数据一致、业务协同与管理集约的氢能供应链决策支持与预警分析平台。实现对氢能供应链当前业务的实时可视、过去业务的指标化分析及基于预测模型的未来业务预测分析。同时利用机器学习技术并集成第三方的风险源，实现跨系统、跨业务、跨组织的风险根源分析，对可能造成的关联风险与损失进行评估与预警，对于识别风险自动建议解决方案或替代建议，化解风险影响，提高氢能供应链管控能力。
氢能商业网络
SAP 为氢能供应链企业提供一个连接上下游、外部环境的商业网络，从而提升多方业务的连接与协同，在不同地域、组织及系统环境架构业务的桥梁。为氢能供应链构建物流协同网络、氢能采购网络、商品溯源网络、业务追溯网络、碳足迹跟踪网络及风险控制网络等。实现氢能制、储、输、加、用等全产业链的整合与联通，打造一个多维度、多功能的商业网络。
创新应用之能源互联网
最后，氢能作为二次能源凭借其获取、储运等方面的优势，被认为是极具潜力的新型大规模储能载体，是打造能源互联网的核心能源。SAP 氢能供应链助力构建耦合风电、光电、水电及氢能等多种能源的能源互联网。首先，通过 SAP 氢能供应链打通能源生产侧、能源消费侧及储能侧，实现多方业务整合与集成，构建一个物理世界的能源互联互通网络；其次，利用 SAP 数字孪生技术构建线上的能源互联网，实现跨能源的调节与平衡，将需求、产能、运力及储能等多方资源进行统一和平衡，从而实现资源的合理配置与跨能源的调和；最后，通过 SAP BTP 业务技术平台构建云端的能源创新应用平台，一方面利用云端分布式算力为跨能源平衡与调节提供算力支撑，另一方面将能源生产、消费及储能等数据进行深入挖掘，为能源综合定价、能源市场交易、能源金融及碳交易等提供数据资产支撑，为能源的创新应用提供创新平台，从更大层面和领域推进我国能源市场稳定与能源安全，推进能源的供应侧改革及消费侧结构优化。
- 总结 -
SAP 智慧氢能供应链管理解决方案为氢能企业提供一个完整的、统一且集成的氢能供应链业务架构体系，从供应链不同业务层面优化流程、提高效率、加强管理、降低风险。为氢能快速且稳定的交付提供支撑，为氢能供应链整体成本控制提供管理基础。为氢能企业构建面向未来的智慧氢能供应链，推进绿色能源应用，助力打造跨能源的能源互联网，助力碳中和目标达成，为能源结构优化赋能。
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