守護(hù)威尼斯的靜謐

從威尼斯機(jī)場到古樸的城市中心，游客的旅途將變得更加環(huán)保，而這一切都應(yīng)歸功于配備有西門子電機(jī)的船只。

這些航行在威尼斯河道上的載客船名為“Scossa”，意即“電擊”。它們的推進(jìn)系統(tǒng)所使用的技術(shù)已經(jīng)過汽車行業(yè)的檢驗(yàn)，并針對船舶環(huán)境進(jìn)行了改良。這一技術(shù)在小型船只航運(yùn)領(lǐng)域樹立了新的標(biāo)桿。Scossa的行駛動(dòng)力來自一臺(tái)由一系列電池供電的主電機(jī)。這些電池為船只提供充足的電力，讓它在歷史悠久的威尼斯市中心沿著大運(yùn)河，順著當(dāng)?shù)毓步煌肪€航行。在從市中心返航的途中，發(fā)電機(jī)將為電池補(bǔ)充電力。

返程期間，Scossa將從全電動(dòng)推進(jìn)切換為柴電推進(jìn)。在開闊的瀉湖上，它以30公里的時(shí)速航行，由柴油引擎為其提供動(dòng)力，并同時(shí)為電池充電。

Alilaguna公司總裁Fabio Sacco表示：“坐在Scossa上就像是乘坐帆船航行。但更重要的是，引入Scossa這類環(huán)保型船只體現(xiàn)了我們對威尼斯這座城市的熱愛。其實(shí)，我們早已參與到零排放環(huán)保型船只的制造過程中了。”

西門子意大利數(shù)字化工廠集團(tuán)及過程工業(yè)與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)國家集團(tuán)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人Giuliano Busetto表示：“這一切都?xì)w功于我們多年來積累的專業(yè)知識和技術(shù)，它們使我們的研發(fā)應(yīng)用不僅技術(shù)先進(jìn)而且安全可靠?！?/P>

氫氣與新燃料

傳統(tǒng)燃料在燃燒時(shí)會(huì)排放二氧化碳。為此，西門子研究人員正在研發(fā)一項(xiàng)技術(shù)，將氫氣轉(zhuǎn)化為甲醇等碳中和燃料。這項(xiàng)技術(shù)不僅能有益環(huán)境，還將為西門子開辟極具吸引力的全新業(yè)務(wù)模式。

德國的道路交通絕對稱不上世界典范，在可再生能源的使用方面尤為如此。據(jù)德國環(huán)境署發(fā)布的數(shù)據(jù)，2015年德國道路和軌道交通總能耗中，僅有5.3%的能源由風(fēng)電、光伏發(fā)電或生物質(zhì)發(fā)電提供，其余能源均來自化石燃料。在過去十年間，可再生能源占全國能源總產(chǎn)量的比例一直停滯不前。這也意味著德國的道路交通領(lǐng)域依然沒有表現(xiàn)出能源轉(zhuǎn)型的跡象。

但是，在交通領(lǐng)域，為了順應(yīng)提升可再生能源比重的全球性目標(biāo)，這種情況即將發(fā)生改變。例如，西門子研究人員已研發(fā)出了一種反應(yīng)器，能夠?qū)錃飧咝У剞D(zhuǎn)化為諸如甲醇等燃料。甲醇的化學(xué)成分與乙醇類似，在交通運(yùn)輸行業(yè)適合作為柴油與汽油的替代品

儲(chǔ)存過剩電能

使用氫氣作為原料是非常聰明的做法，因?yàn)闅錃獾漠a(chǎn)量將隨逐漸增多的可再生能源使用而增加。例如，風(fēng)電產(chǎn)生的過剩電能可用于電解，而電解過程會(huì)產(chǎn)生氫氣，這實(shí)際上是儲(chǔ)存了過剩的電能。在一項(xiàng)名為“Green Liq”的研究項(xiàng)目中，西門子研究人員攜手埃爾蘭根—紐倫堡大學(xué)的化學(xué)反應(yīng)工程研究所，共同探索如何利用氫氣制成替代性碳中和燃料。

這一理念源自西門子的一項(xiàng)校園戰(zhàn)略計(jì)劃。該計(jì)劃旨在加強(qiáng)西門子與科研院所在電力工程領(lǐng)域的合作。

研究初期，西門子及其合作伙伴對各類氫氣產(chǎn)物進(jìn)行了評估。評估的關(guān)鍵參數(shù)包括化學(xué)產(chǎn)物的復(fù)雜度、效率、相關(guān)生產(chǎn)成本以及公眾接受程度等。Green Liq的項(xiàng)目經(jīng)理Alexander Tremel表示：“評估后，我們認(rèn)定甲醇和甲烷是重要的目標(biāo)產(chǎn)物。二者均可用作燃料使用。”

增強(qiáng)型甲醇生產(chǎn)工藝

評估完成后，專家構(gòu)想出了一套反應(yīng)器的概念，并在埃爾蘭根—紐倫堡大學(xué)的一間實(shí)驗(yàn)室里搭建了一套演示裝置。演示裝置經(jīng)西門子調(diào)試后，輸出功率最高可達(dá)五千瓦。裝置運(yùn)用的原理十分簡單：利用風(fēng)電電能電解水來制氫。由于西門子已在Mainz Energy Park內(nèi)的大型演示設(shè)施上進(jìn)行電解水制氫了，Green Liq項(xiàng)目側(cè)重于借助二氧化碳將氫氣轉(zhuǎn)化為液體燃料。

生物甲烷裝置等生物設(shè)施以及水泥生產(chǎn)廠等工業(yè)設(shè)施均會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳。在能量轉(zhuǎn)化鏈上，它是由可再生能源電力制成的氫氣的理想載體。這一概念的獨(dú)特之處在于反應(yīng)器中混合了一種吸收性液體，令甲醇產(chǎn)量得以提升。通常情況下，甲醇產(chǎn)量較低，這是因?yàn)橹挥袑堄鄽錃夂投趸細(xì)怏w反復(fù)送入反應(yīng)器，才能生產(chǎn)出更多甲醇。Tremel指出：“借助這種吸收性液體，我們再也不用重新將氣體送回反應(yīng)器。這提高了甲醇生產(chǎn)工藝的效率?！?/P>

有很多因素都讓生物燃料的生產(chǎn)頗具吸引力。在未來，它們將在交通領(lǐng)域的能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中扮演重要角色。

動(dòng)態(tài)反應(yīng)器

西門子的技術(shù)與傳統(tǒng)甲醇生產(chǎn)工藝仍有其它不同之處。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，甲醛是在一個(gè)連續(xù)的過程中由合成氣體產(chǎn)生。這種生產(chǎn)方式的問題在于，它并非專門針對可再生能源的快速負(fù)載的周期性波動(dòng)而設(shè)計(jì)。而電解槽則可以高度靈活運(yùn)行且能根據(jù)風(fēng)能與太陽能的快速波動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。

西門子提供的動(dòng)態(tài)反應(yīng)器是攻克這一難題的完美方案。它能隨波動(dòng)調(diào)節(jié)，并能對快速啟動(dòng)或部分負(fù)載做出即時(shí)響應(yīng)。由于氣體無需再次循環(huán)，系統(tǒng)得到簡化，負(fù)載靈活性也有所提升。此外，系統(tǒng)中的吸收性液體可以充當(dāng)熱緩沖器以抑制溫度波動(dòng)。Tremel說：“要想提高重型和長途運(yùn)輸領(lǐng)域中太陽能和風(fēng)能這類替代性燃料的使用比例，一定要使用像西門子的反應(yīng)器這樣的技術(shù)?！?/P>

百萬瓦級電解裝置？

對西門子而言，這是一個(gè)很好的消息。近年來，隨著效率大幅提升，市場上出現(xiàn)了大量價(jià)格合理的可再生能源電力，這使西門子受益頗豐。與此同時(shí)，可再生燃料產(chǎn)生的附加值已明顯超過傳統(tǒng)化石燃料。不僅如此，現(xiàn)已有64個(gè)國家就低碳或碳中和生物燃料設(shè)定了明確目標(biāo)。

西門子的目標(biāo)遠(yuǎn)不止研發(fā)演示裝置。西門子工業(yè)過程與化學(xué)轉(zhuǎn)化研究小組負(fù)責(zé)人Manfred Baldauf表示：“我們的目標(biāo)是在2017年秋季前設(shè)計(jì)出輸出功率約為100千瓦的試點(diǎn)設(shè)施。”他和他的團(tuán)隊(duì)也在構(gòu)想基于Green Liq技術(shù)的百萬瓦級商用設(shè)施。長遠(yuǎn)來看，Green Liq技術(shù)將有助于減少交通運(yùn)輸相關(guān)的二氧化碳排放，并進(jìn)一步推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)程。

氣候變化已是不爭的事實(shí)。問題是我們能否遏止氣候變化？西門子開展的一項(xiàng)研究勾勒出通往《巴黎協(xié)定》目標(biāo)的道路藍(lán)圖。

本世紀(jì)，人們的生活將發(fā)生怎樣的轉(zhuǎn)變？自動(dòng)駕駛汽車能否駛上街頭？癌癥會(huì)不會(huì)被攻克？能不能在火星上建立殖民地？沒有人知道答案。然而，就地球未來的氣溫而言，我們有一個(gè)明確的目標(biāo)：2015年簽訂的《巴黎氣候協(xié)定》要求國際社會(huì)（美國除外）必須將全球升溫幅度限制在2攝氏度以內(nèi)（以本世紀(jì)工業(yè)革命前的氣溫水平為基礎(chǔ)）。我們還知道怎樣才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)：將溫室氣體，特別是二氧化碳（CO2）的排放量降至“零”。

但要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要采取一整套脫碳措施。由于《巴黎協(xié)定》并未規(guī)定相應(yīng)的舉措，因此，各國政府及國際科研機(jī)構(gòu)一直在研究和討論，需要采取哪些措施才能實(shí)現(xiàn)這個(gè)氣候目標(biāo)。依托其環(huán)保業(yè)務(wù)組合，西門子一直在幫助電能供應(yīng)及需求兩方面的客戶降低碳足跡。2017年底，西門子發(fā)布一份意見書，在廣泛深入的計(jì)算機(jī)模擬的基礎(chǔ)上，以德國《2050年氣候行動(dòng)計(jì)劃》為例，介紹了一系列有助于邁向碳中和的全球經(jīng)濟(jì)措施。

在供應(yīng)方面，全球發(fā)電主力仍然是礦物燃料，如煤炭、天然氣和石油，后果就是將大量溫室氣體排放到大氣中。據(jù)世界銀行稱，2014年礦物燃料發(fā)電占比為67%，其余則為核電和可再生能源發(fā)電。德國的情況比全球平均水平好一些。2017年，礦物燃料發(fā)電占比不到50%。德國政府的氣候計(jì)劃提出：到2050年，德國可再生能源發(fā)電占比將提高至80%，其中風(fēng)電的貢獻(xiàn)最大。但要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須有明確的計(jì)劃。

當(dāng)然，可再生能源發(fā)電并網(wǎng)殊非易事，因?yàn)轱L(fēng)電和太陽能發(fā)電都具有顯著的波動(dòng)性。因此，同其他國家一樣，德國也需要一個(gè)高度靈活而又穩(wěn)定的電網(wǎng)。它必須借助智能電能管理系統(tǒng)來滿足高峰需求，并在電力供大于求時(shí)，按需利用其他解決方案，如熱泵、蓄電技術(shù)或制氫系統(tǒng)等，幫助穩(wěn)定電網(wǎng)。然而，這并不意味著可以直接關(guān)停常規(guī)電廠。在可再生能源發(fā)電不能保證基本發(fā)電量的情況下，必須依靠其他電廠來保證電網(wǎng)穩(wěn)定。不過，配備如西門子提供的聯(lián)合循環(huán)和單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)等設(shè)施的燃?xì)怆姀S，可以取代燃煤電廠供應(yīng)基本發(fā)電量，并可在日后隨可再生能源發(fā)電占比不斷提高，用作備用系統(tǒng)。得益于此，德國將在2050年之前或更早時(shí)候，退出煤電生產(chǎn)。簡而言之，必須像擴(kuò)大可再生能源發(fā)電那樣，以同樣堅(jiān)定的決心來推進(jìn)常規(guī)發(fā)電轉(zhuǎn)型。

在需求方面，所有經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域必須更加緊密地結(jié)合在一起。其中的關(guān)鍵概念是，通過電氣化和利用電能轉(zhuǎn)化合成燃料雙管齊下，實(shí)現(xiàn)供熱、交通和工業(yè)等部門的“部門聯(lián)合”。

譬如，如今供熱的主要途徑仍然是燃燒礦物燃料。這種情況將會(huì)發(fā)生改變。雖然集中供熱主要利用熱泵結(jié)合太陽能集熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電氣化，但已出現(xiàn)朝著借助生物質(zhì)、“電阻加熱器”和熱泵等混合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)和區(qū)域集中供熱的電氣化轉(zhuǎn)型趨勢。如果這一趨勢延續(xù)下去，這些技術(shù)可以取代天然氣，致力于實(shí)現(xiàn)最終的二氧化碳減排目標(biāo)。顯而易見，在采取這些措施的同時(shí)，還應(yīng)改善樓宇保溫隔熱措施，以及部署樓宇自控系統(tǒng)。

交通領(lǐng)域在很大程度上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)電氣化，這主要是在公共交通領(lǐng)域：鐵路、地鐵、火車，甚至越來越多的公共汽車。但汽車，特別是私家車，也需要轉(zhuǎn)型——考慮到2017年僅德國的汽車保有量就高達(dá)4500萬輛，而在全球范圍內(nèi)，截至2015年的數(shù)據(jù)為近9.5億輛，這可不是個(gè)輕松的任務(wù)。西門子意見書指出，2030年之后，采用電能轉(zhuǎn)化合成燃料的電動(dòng)汽車將開始占到較大比例。

如果碳排放在所難免……

另一方面，理想情況下，貨運(yùn)應(yīng)當(dāng)從公路轉(zhuǎn)移到鐵路，如德國“Agora交通轉(zhuǎn)型”（Agora Verkehrswende）倡議的專家所呼吁的，但迄今為止這一趨勢尚未成型。不過，卡車也可以采用混合動(dòng)力解決方案，如電池和采用氫燃料和電能轉(zhuǎn)化合成燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)。不僅如此，西門子的電氣化高速路電車高架線系統(tǒng)，也很可能帶來極大的靈活性。除公路運(yùn)輸之外，空運(yùn)和海運(yùn)脫碳亦至關(guān)重要。譬如，飛機(jī)應(yīng)當(dāng)越來越多地使用混合動(dòng)力電動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)和合成燃料；西門子的研究預(yù)計(jì)，到2030年，首架100座混合動(dòng)力電動(dòng)飛機(jī)將投入運(yùn)營。

在工業(yè)部門，脫碳不僅涉及供熱，還牽涉到生產(chǎn)新產(chǎn)品，如化工行業(yè)生產(chǎn)化肥、塑料或清潔劑，這些生產(chǎn)活動(dòng)仍主要采用礦物燃料。如果不能完全杜絕排放二氧化碳，比如水泥生產(chǎn)就是這種情況，那么，應(yīng)當(dāng)借助碳捕集和封存（CCS）技術(shù)，將二氧化碳分離出來并加以封存。CCS可以幫助實(shí)現(xiàn)90%以上的二氧化碳減排率。

這樣看來，在全球經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域推進(jìn)電氣化轉(zhuǎn)型應(yīng)是大幅降低溫室氣體排放量的最佳途徑。但是，如果不在減排的同時(shí)提高能效，《巴黎協(xié)定》的宏偉目標(biāo)將無法實(shí)現(xiàn)。高能效電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、熱泵、樓宇自控系統(tǒng)、火車等等，以及發(fā)電本身，都是如此。譬如，在適用情況下，工業(yè)部門都應(yīng)當(dāng)使用熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）方式。正如2017年5月《科學(xué)》雜志刊登的一篇文章所突出強(qiáng)調(diào)的，到2030年，僅提高能效就可將溫室氣體排放量減少高達(dá)50%。

現(xiàn)在，這些創(chuàng)新技術(shù)能否創(chuàng)造一個(gè)氣候變化得到控制的美麗新世界？到2100年，全球升溫幅度能否真的控制在2攝氏度以內(nèi)？盡管這些措施在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上是切實(shí)可行的，但誰都不能打包票。正如西門子建議書及其他研究所強(qiáng)調(diào)的，這些舉措的實(shí)施離不開國家及國際社會(huì)的政治意愿。譬如，德國政府必須構(gòu)建適當(dāng)?shù)恼慰蚣埽员愦_保實(shí)現(xiàn)加速淘汰燃煤發(fā)電。為促進(jìn)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，德國也需要扶持新的電力市場，為可再生能源發(fā)電和低排放技術(shù)投資給予優(yōu)惠，或者引入二氧化碳排放最低限價(jià)。

     公司主要從事工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域設(shè)備的研發(fā)、銷售、維修和承接自動(dòng)化工程及技術(shù)服務(wù)等，集產(chǎn)品銷售、自動(dòng)化控制工程、設(shè)備維修為一體，銷售西門子PLC、觸摸屏、變頻器、SITOP電源、數(shù)控系統(tǒng)(840D、802S/C、802SL、828D 801D)、伺服數(shù)控V20/V90/V80V60、軟啟動(dòng)、備件等各系列產(chǎn)品。企業(yè)主要業(yè)務(wù)經(jīng)營范圍： 為工業(yè)企業(yè)提供智能制造整體解決方案頂層設(shè)計(jì)咨詢和規(guī)劃服務(wù)； 為工業(yè)企業(yè)數(shù)字化工廠產(chǎn)線設(shè)計(jì)、建設(shè)、互聯(lián)互通等提供專業(yè)的產(chǎn)品、技術(shù)和 服務(wù)。 為工業(yè)企業(yè)提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、調(diào)試運(yùn)維及工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)解決方案和 服務(wù)。 為工業(yè)企業(yè)和政府提供電氣自動(dòng)化控制、傳動(dòng)整體解決方案及項(xiàng)目集成、實(shí)施應(yīng)用。 為工業(yè)企業(yè)提供西門子工業(yè)軟件及數(shù)字化工廠解決方案和實(shí)施服務(wù)。 為工業(yè)企業(yè)提供西門子自動(dòng)化控制、網(wǎng)絡(luò)通訊、變頻電機(jī)、低壓元器件、智能儀表等電氣控制、傳動(dòng)產(chǎn)品及高、中、低壓、西門子8PT配電產(chǎn)品、能源集團(tuán)自動(dòng)化等產(chǎn)品、技術(shù)和 服務(wù)。 為工業(yè)企業(yè)智能裝備層面提供自主知識產(chǎn)權(quán)的自動(dòng)導(dǎo)引車、RFID、傳感器、數(shù)據(jù)采集智能網(wǎng)關(guān)、低壓配電柜、智能配電柜及電抗器、濾波器及快速布線端子板等產(chǎn)品。