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工业制造迈向绿色和智能 电动汽车轨道交通成热

2019-06-11 09:59 出处:未知 人气: 评论(

  作为世界工业行业趋势的晴雨表,今年的汉诺威工博会突出了绿色和智能两大主题。

打造智能大都市

  在交通系统、能源系统、水系统、公共服务系统和建筑系统间进行快速高效沟通

  21世纪被称为城市世纪,预计到2050年,地球70%的人口将居住在城市内。快速城市化和经济全球化、气候变暖彼此层叠,对城市生态系统造成压力。据测算,当前城市面积只占地球的1%,每年消耗的能源却占全球的75%。欧盟区域政策专员哈恩指出,中国在这方面遇到的挑战最为严峻,为此城市必须变得更加智能。

  汉诺威工博会去年首次推出了大都市解决方案展,广受各界欢迎。本届工博会在26号展馆集中展示了工业企业在都市交通、建筑、能源、水务等问题上的构想和产品。

  西门子公司基础设施和城市部的威尔姆斯对记者表示,世界上很多城市的规划同可持续发展目标之间存在巨大落差,为此西门子去年成立了基础设施和城市部,并推出了绿色城市指数,综合分析城市水、能源、政府治理、空气质量、交通设施等各方面指标。他强调,城市绿色指数没有单纯的好坏之分,而是协助城市决策者制订出更可持续的解决方案。

  威尔姆斯演示了北京的绿色指数得分:水的质量高于世界平均水平,二氧化碳排放以及空气质量低于平均水平,总体评分处于中等。北京努力在经济增长的同时保护环境,投入巨大,但仍然面临环境挑战。他认为,城市必须在环境质量、民众生活水平和保持经济竞争力之间找到平衡,三者缺一不可。

  

  汉诺威工博会26号展馆外景

  

  

  纯电动概念车EO

  西门子正在为很多城市提供咨询,为其寻找最佳平衡点,或者确定城市优先发展策略。比如西班牙巴塞罗那就接受建议,引入了混合动力公交汽车。

  为什么企业家要做市长的事情?对于这个问题,施耐德电气公司的拉吉乐表示,大都市解决方案需要各个利益相关方的长期协作,这其中也孕育着无穷的商机。城市内存在五个系统:交通系统、能源系统、水系统、公共服务系统和建筑系统。城市的智能就是这五个系统的智能化,并且相互进行快速有效沟通。他表示,现代化的基础设施是应对城市挑战的关键,其中首先要关注的领域就是能源、水和垃圾处理、城市交通和环境保护。

  法国奥巴尔滨海发展局则介绍了它们的可持续区域发展规划。2005年,四座法国临海城市敦刻尔克、加来、布洛涅和圣奥梅尔联合组建了奥巴尔滨海发展局,将物流和环保相关产业作为优先发展方向。目前,这一区域内拥有154家产业园区,涵盖海上风电、生物能源、水和垃圾处理、生态材料等领域。

  以瑞士ABB公司为首的一些企业和研究所合作演示了智能房屋系统。智能房屋内所有电器都由一个终端控制,并同智能电网沟通,随时获取用电负荷和电价变化。用电紧张时,终端能够自动暂停洗衣机等家电的运转;当可再生能源进入电网,或者电价下降时,终端又自动启动家用电器。使用智能房屋系统,不仅能减少二氧化碳排放,而且可为家庭节省电费。据悉,瑞典斯德哥尔摩的皇家港口区改造项目已引入了该系统。

提高效率即环保

  今天技术在全球市场的成功依赖于经济上的效率、质量和安全,明天技术的本质将是资源利用效率

  在很多展馆可以见到提高资源效率就是绿色环保的横幅。德国汉诺威展览公司董事局主席冯睿实博士指出,有关可持续发展和能源过渡的热烈讨论正在加速推进全球工业创新进程,而全球工业界也决心将面临的挑战转化为发展机遇。只有将高效率的工艺、环境可承受的材料与可持续发展的产品巧妙结合,工业企业才能在充满活力的国际市场中保持竞争力。

  德国电气和电子制造商协会的报告显示,从能源的产出到消费,其中的80%都在使用、输送和转换过程中损耗掉了。要减少这种损耗,需要将节能方法同成本节省措施相结合。其中仅仅采用过程自动化,就可以平均节能15%。

  以水泥生产为例,水泥行业的高耗能主要来源于回转窑,磨细的生料要在其中以1450摄氏度的高温煅烧。使用现代的气体分析仪通过连续测量氧气、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮和二氧化硫的含量,就可以测算回转窑最佳节能值。目前全球有200多台回转窑采用这种方法优化了燃烧过程,减少二氧化碳排放2000万吨。

  目前世界范围内约有3亿台电动机应用在工业生产中,并以每年10%的速度增长。使用智能化的能量自动控制、现代化的能量传输和电气元件,可将能量消耗降低30%。这相当于节电17亿千瓦时,即290座核电站的年发电量。东芝三菱电气最新推出了TMDrive―MVG2高压变频器,节能效率进一步提升。

  德国康迪泰克创新部门的保尔森对本报记者说:节能就是创收。该公司推出一种工业保温橡胶,工作温度在零下50摄氏度至250摄氏度之间,同普通隔热保温材料相比,它的最大特点是能自由变形,易于修补,适用于复杂环绕的管线。

  保尔森比划着一段二三十厘米长的管线说,一些机器输送的热量很高,假设它一年365天都保持200摄氏度的高温,在不加任何保温材料的情况下,一年造成的热量损失相当于500欧元。使用他们的保温材料,材料费加1个小时的工时费100多欧元,热量损失最高可减少70%,这么一算,一年能节约250欧元。

  高效率使用资源需要一整套技术标准的保证。德国莱茵TUV集团首席执行官曼弗雷德白莱恩博士接受本报记者采访时表示,过去技术的核心问题是技术安全,今天它在全球市场的成功依赖于经济上的效率、质量和安全,明天,技术的本质将是资源利用效率。工业界的重心将越来越转向提高资源利用效率的技术方案,既包括原材料、能源和工业原料的高效使用,也包括金融和人力资源,以及时间的高效利用。最终,在改善效率的同时,让人类社会和自然环境都受益。

  白莱恩表示,中国确定了建设资源节约型、环境友好型社会的战略,大力培育绿色制造业和可再生能源产业,在这方面莱茵TUV集团拥有相关领域的技术检测专家。目前全球60%的光伏产品接受他们的技术检测,在深圳的实验室已开始了电动汽车电池检测服务,在上海的公司也配备了电动汽车充电系统和汽车配件的检测专家。

电动交通正热门

  电动汽车发展面临的共同难题是电池容量不足,价格较高,充电站等基础设施建设也至关重要

  充电站通过风能、太阳能发电储存电力,为电动汽车充电,这是未来绿色出行零排放的理想模式。在汉诺威工业博览会的电动交通展区,从各式各样的电动汽车模型、概念车,到可再生能源充电站,再到配套的智能电网系统,各个环节的产品、概念可谓应有尽有,绿色、智能的理念得到了多种形式的表达。

  德国人工智能研究中心展出的代号EO 的小型两座纯电动概念车显得十分小巧、灵活、智能。配上信号通讯系统后,每辆这种电动汽车可以作为一个单体进行串联,组成前后相连的连体车。串联后,电力不足的单体车还可以从同组的其他车上获得电力。增加自动驾驶功能后,对车的控制也将实现智能化。乘客到达目的地后,可以给车辆发出指令,使其自行寻找车位停车。

  电动汽车可以成为未来能源生产、分配、消费结构深层次调整后的一环。在卡尔斯鲁厄理工学院演示的一套未来家庭能源智能分配控制系统中,电动汽车不仅是电力消费者,还发挥着电力存储和调节的功能。家庭能源控制中心分析电网提供的用电高峰和低谷数据,并决定电动汽车的电池是从电网充电还是向电网供电。这可以对风能、太阳能等可再生能源发电给电网造成的不稳定性进行反向调节。

  参与电动汽车研发的不仅有各大传统汽车厂商,还有一些相关行业的企业、高校以及科研机构。德国工业巨头西门子公司就展出了与德国保时捷车改装企业RUF合作开发的纯电动汽车样品,主要用于对未来电动汽车的充电站等配套设施进行测试研究。

  电动汽车的未来十分诱人,但要实现这一理想仍有很长的路要走。德国电气和电子制造商协会专家沃勒斯海姆对本报记者表示,虽然各大汽车厂商都在推出纯电动汽车,但电动汽车发展面临的共同难题是电池容量不足,价格较高。另一位专家费舍尔介绍,电动汽车是发展趋势,目前还不清楚的是会以何种方式实现。在机场、港口、社区,这种相对小范围的电动车应用已经得到了很好的推广。

  鉴于此,电动汽车的设计要考虑电池续航能力问题。大众汽车公司展出的纯电动邮政概念车,属于电动车中较大的车型,增加了电池数量,设计仅用于在市区行驶。同属大众公司的NILS单座概念车为在市区和城郊往返的上班族设计,车身小、轻,减少了电池负担,100公里的续航里程一般能满足在市区和城郊之间往返。

  城市充电站等基础设施建设对发展电动汽车至关重要。柏林―勃兰登堡地区是德国4个电动交通试点地区之一,已建成22座充电站,每站有100根充电桩,可同时供两辆电动汽车充电。据展台的项目负责人介绍,目前柏林―勃兰登堡地区推广电动交通方式主要是城市公交系统以及一部分政府用车,今后将通过汽车共用的方式逐步向私人消费领域推广。

  电动交通是中德两国技术合作的重点项目之一。4月26日,中国科技部与德国联邦教育部在汉诺威启动了共同研发电动汽车的科研合作,由德国9所理工大学和4所中国大学组建科研网,分5个项目对与电动汽车相关的能源转换与存储、驱动系统、通讯和基础设施建设展开合作研究。

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