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《在工业垃圾中“掘氢” 探访江西首个固废现场制氢充电站》

  • 来源专题：大气污染防治与碳减排
  • 编译者： 李扬
  • 发布时间：2023-10-10

  •     氢能是清洁能源体系的重要组成部分，有着零排放、零污染、使用安全等特点。然而，这一清洁能源在当前面临着制氢成本较高、储运不便等问题。另一方面，随着新能源产业的发展，部分带有化学水解活性的工业固废难以回收，对环境造成不利影响。

     事实上，经科研人员发现，通过奇妙的化学反应，这些“麻烦”的工业垃圾也可转化成无污染的氢能源，变废为宝。近日，在江西共青城市，全球首个光氢储能互补充电站的投用，标志着这项技术在江西照进现实。将带有化学水解活性的工业固废制氢剂加入装有水的反应釜中，便可瞬间产生无污染的“绿氢”，通过供给氢燃料电池实现即时发电。这是记者近日在南昌大学共青城光氢储技术研究院看到的一幕。

     该院氢能技术研究所副所长兰宇告诉记者，这一光氢储能互补充电站由110kWp光伏发电、10kW氢能发电和120kW/150kWh储电系统互补供，可不依赖电网同时为4辆电动车和32辆电动摩托充电，系全球首个集光伏发电、现场制氢供氢发电和锂电储能于一体的离网/并网充电站。其中，使用工业固废现场制氢供氢发电，在江西省尚属首次。

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  • 《探访机器人产业的多元化、智能化、生态化》
    • 来源专题：人工智能
    • 编译者：袁晨
    • 发布时间：2023-10-08
    •    既能搬运、打磨、焊接，也会售货、拼图、浇花……近日在上海举行的第23届中国国际工业博览会上，超5万平方米的 机器人展区，成为全球范围内规模最大、 工业机器人企业参与数量最多的全产业链平台之一。令人目不暇接的“秀技艺”之外，众多 机器人展台上也刮起了多元化、智能化、生态化三股新风。   从制造业到服务业，下游 应用“多元化”   工博会是我国工业领域的国家级展会，机器人是整个工博会的高光展区。据介绍，本届工博会机器人展区汇聚了350多家国内外产业链上下游相关企业，首发300余项机器人新技术、新产品、新应用。   在人们的传统印象中，机器人往往被用来做搬运、喷涂等简单又辛苦的工种。随着机器人技术的不断进步，其下游应用场景越来越多元化。除了为汽车、日化、电子等传统产业增效，也为新能源汽车、光伏、生物医药等新兴领域赋能。   随着新能源汽车越来越多，快捷充电成为一种刚需。本土机器人品牌节卡在工博会上带来了一款新能源车充电机器人。在感应到汽车停好后，充电机器人就会自动过来取下充电枪，插入汽车充电接口。通过准确识别规划路径，机器人可以完成电动汽车插拔充电全过程，目前已在一些充电站“上岗”。   “是机器人，更是无限可能”——来自瑞士的工业巨头 abb，在近800平方米的机器人展台上发布了一系列创新机器人产品和解决方案，其中首发了一台工业教育机器人。这款机器人负载3.5公斤，相较于上一代产品，其占地面积减少了10%、重量减轻了20%。使用这款机器人的学生，将学习在不同领域和应用中部署机器人自动化。 近日在上海举行的第23届中国国际工业博览会上，一个机器人在展台上进行魔方游戏展示。新华社记者方喆摄   除了制造业，服务领域的机器人也大放异彩。冲咖啡、拼魔方、蛋雕……工博会上的机器人“技能值”满满。本土机器人品牌非夕在本届工博会上，带来了基于自适应机器人产品的智能理疗解决方案。这款产品结合人工智能、3D视觉、智能感应等先进技术，可模拟人手对人体软组织进行压揉式的物理放松与治疗。   根据工业和信息化部等十七部门今年年初印发的《“机器人+”应用行动实施方案》，到2025年我国制造业机器人密度较2020年实现翻番， 服务机器人、特种机器人行业应用深度和广度显著提升，机器人促进经济社会高质量发展的能力明显增强。   近年来，人工智能等技术的快速发展，为机器人产业带来新的可能。走在工博会机器人展区，可以感觉到现在的机器人越来越“智能化”，越来越“聪明”了。   协作机器人是机器人产业发展的一大趋势，本届工博会展出的协作机器人有上百款。相比传统工业机器人负载大、格式化，通常需要在“安全笼”中工作，协作机器人更为灵活和安全，可以配合人一起工作，满足小批量、多样化、柔性化的生产需求。   在ABB展台，展出了用于实验室领域的协作机器人，从事加药、混药和移液等任务，配合研究人员开展实验。“生物医药行业更多是小的工作站。这些地方要实现自动化，人机互动情境非常多，协作机器人就比较适合于这些场景。”ABB机器人业务部中国区市场和销售负责人王彤说。   在节卡展台，记者尝试着走近一台协作机器人，发现它的运动速度降低了，试图用手触摸机器人时，它自动停止了。“这是节卡的视觉防护相机在发挥作用，它可以灵活设置防护区域，支持多级防护，让人机协作更安全。”节卡机器人市场经理王蕾说。   据介绍，为了进一步提升机器人的感知和决策能力，节卡在工博会首发首展了自研的2.5D视觉定位技术，可以实现空间位姿动态估算，精准定位模式下精度可达到0.2毫米。   本土机器人品牌捷勃特董事长蒋耀说：“我们十分看好协作机器人市场的发展，未来将加大投资力度，继续研发创新，为中国高端智能制造助一臂之力。”   攻克关键零部件，推动机器人产业链“生态化”   近年来，我国机器人产业实现蓬勃发展。统计显示，2022年我国机器人产业营业收入超过1700亿元，工业、服务、特种机器人产量快速增长。同年，我国工业机器人装机量占全球比重超过50%，稳居全球第一大市场。   包括控制器、伺服电机和 减速机等关键零部件，曾是国产机器人发展的一大制约。过去，三大核心零部件大多是欧洲、日本企业生产。本届工博会现场，不少国内供应链企业“晒”出了最新成果，机器人产业“生态”日益完善。   比如，今年工博会的美的和 库卡联合展位上，展出了一款高精度谐波减速机产品。美的相关负责人陈世星介绍，从2019年开始，美的就开始着手谐波减速机的研发工作，2022年终于实现了量产。这款减速机，瞄准的是航空航天、半导体生产等对产品精度要求极高的领域。   来自上海张江科学城的思岚科技公司在工博会上展出了多款激光雷达。思岚科技工作人员陈德喜说：“激光雷达等传感器是智能制造的关键零部件，希望通过我们的努力能让国产机器人‘看’得更准、‘走’得更顺。”   “可以预见，未来机器人产业发展将深度融合，产业链将不断完善，深入推进智能制造的步伐。”上海机器人产业技术研究院院长黄慧洁说。
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  • 《新的废物转化为氢的过程可能会导致未来|效用下降的碳负》
    • 来源专题：可再生能源
    • 编译者：pengh
    • 发布时间：2020-07-22
    • 随着越来越多的美国州追求减排温室气体和废物的目标，这些问题应该被视为相互关联的系统。利用尚未扩大规模和充分利用其潜力的有前景的下一代技术，可以帮助解决气候变化、废物问题和空气质量问题。 在COVID-19危机中，不可回收塑料的增加以及口罩和其他个人防护装备的使用增加，要求采取新的、可持续的处置战略。随着医生和牙医的办公室重新开放，选择性医疗程序重新开始，医疗废物的可持续处置也应该是一个优先事项。 劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家们在最近的一份报告中总结道，将固体废物转化为氢气是一项可以大大减少排放的关键技术。根据该报告，如果加入碳捕获和存储，先进的废物制氢技术可以产生负排放。 政府间气候变化专门委员会(IPCC)说，对于各国政府实现减排目标、向零碳过渡以及将全球变暖控制在比工业化前高1.5摄氏度的水平上，像这样的碳负策略至关重要。 废物工业可以受益于先进的废物制氢技术，以扩大其废物处理选择的工具箱，扩大能力和提高可持续性，特别是对于可能面临后勤挑战的流。废物制氢技术目前在美国和其他多个国家已经商业化。 下一代热化学方法将固体废物——包括塑料、医疗废物、城市固体废物和废水污泥——转化为氢气，而不需要焚烧这些废物。在这个过程中产生的二氧化碳——相当于废物原料中的碳含量——可以很容易地捕获和储存，或者利用现有的商业技术生产新产品，而成本还在继续下降。 彭博新能源财经(Bloomberg New energy Finance)最近总结称，现有的太阳能、风能等可再生能源以及电动汽车不足以让世界经济脱碳。报告指出，氢是一种“清洁分子”，它具有多用途、反应性强、可储存、可运输、清洁燃烧等特点，生产过程中排放低或零排放，有助于世界从化石燃料过渡。 随着氢燃料电池汽车和发电机的生产和销售的增长，这项技术正在进入一个新的成熟阶段，可以同时包括移动和固定的存储选择。那些有废物问题和持续需要燃料的行业，如医院，也可以从废物转化燃料中获益，特别是如果他们有减排或其他可持续发展目标的话。这使得它成为废物处理、港口、工业设施、医院和其他园区的理想部署选择。 从固体废物中产生的清洁氢也可以提供清洁燃料的主要来源，以帮助企业实现其零排放目标，特别是在越来越多的企业寻求用零排放车辆取代柴油燃料卡车和其他设备的情况下。亚马逊(Amazon)、沃尔玛(Walmart)和其他零售巨头正在用氢燃料电池汽车取代柴油驱动的叉车和卡车。这种转变帮助这些公司实现了他们的企业可持续发展目标，同时利用了可能在某一天比传统石油燃料更便宜的先进技术。 利用太阳能或风能分解水分子，在电解过程中产生可再生氢，这一过程很有前景，但还不足以生产世界所需的大量清洁氢。通过电解生产氢是零碳的，但不像从废物和生物质中生产氢和加入碳捕获、储存或利用那样是负碳的。要想生产出所需规模的清洁燃料，就必须从固体废物中提炼出可再生的氢气和其他燃料。 就像过去太阳能和风能的早期全球市场一样，我们现在正处于下一波浪潮中，以氢气作为催化剂，日本、美国等国家也将参与其中,英国美国、法国和德国被称为早期创新中心或“氢谷”。日本目前有约100个氢燃料站，政府计划到2026年再建300个。欧洲大约有136个氢燃料站，预计到2025年将增加840个。 氢能源经济仍然面临挑战。缺乏加油基础设施，包括公共车辆加油站和为这些加油站提供压缩氢所需的设备，阻碍了氢燃料电池汽车的广泛应用。政府还需要提供更多的支持——以支持大规模使用清洁氢燃料的政策和激励措施的形式——让企业有信心开发、使用和扩大氢燃料汽车、发电机和其他设备。 增加政府的支持和认可的先进waste-to-hydrogen技术实现清洁能源目标的一个重要组成部分是发生在世界的一些地区,如日本、德国和加利福尼亚,但需要加快,发生在全国范围内对全球大型能源消费者,为了刺激大规模采用。 在我们从化石燃料转型的过程中，我们应该从整体上看待环境和经济。当我们考虑用清洁能源来解决气候危机时，我们不应该忽视垃圾市场，这个市场也面临着变化。美国尤其如此，它是世界上人均垃圾、塑料、食物和危险废物的最大生产国之一。 生活垃圾填埋场是美国与人类有关的甲烷排放的第三大来源根据美国环保署的数据，美国约占甲烷排放量的14%。根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的数据，在20年的时间里，甲烷造成全球变暖的可能性是二氧化碳的84倍。美国每年产生近2.68亿吨城市固体废物，其中超过13%是塑料。 美国有潜力每年产生10亿吨干重的固体废物,残林业和农业副产品——可以用来生产清洁能源,根据2016年的一项报告,美国能源部橡树岭国家实验室。这足够每年生产5,000万吨可再生氢，其能量足以替代美国每年消费的90%的汽油——约34亿桶，或每天927万桶。 通过部署废物转化为氢的生产工厂、氢燃料站和燃料电池车队，以及现场的氢发电机，废物发电机和处理器都可以在极大地提高可持续性的同时推进他们的产业。
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