工業(yè)轉(zhuǎn)型是2022漢諾威工業(yè)博覽會(huì)的主旋律。鑒于當(dāng)前的全球政經(jīng)形勢(shì)，人們正面臨自工業(yè)化以來(lái)最大的轉(zhuǎn)型——朝著資源節(jié)約、氣候中和和可持續(xù)生產(chǎn)的方向發(fā)展。在這個(gè)過(guò)程中，數(shù)字化、自動(dòng)化、創(chuàng)新技術(shù)和可再生能源生產(chǎn)，都是確保供應(yīng)和增長(zhǎng)安全，同時(shí)實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)力。

加速綠氫經(jīng)濟(jì)發(fā)展

在歐洲的二氧化碳中性生產(chǎn)和能源安全方面，可再生能源發(fā)揮著關(guān)鍵作用，相關(guān)技術(shù)越來(lái)越受重視。在2022漢諾威工博會(huì)上，超過(guò)200家參展商致力于氫的主題，展示基于氫的可持續(xù)能源供應(yīng)解決方案。為氫經(jīng)濟(jì)的加速發(fā)展提供了歐洲最大的平臺(tái)。通過(guò)風(fēng)能和太陽(yáng)能大量生產(chǎn)可儲(chǔ)存的綠氫，是成功實(shí)現(xiàn)快速能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

弗勞恩霍夫研究所使用所謂的“參考工廠”展示了如何降低氫氣生產(chǎn)成本。該研究所利用數(shù)字孿生技術(shù)，繪制了氫氣生產(chǎn)系統(tǒng)的必要元素。通過(guò)系統(tǒng)和深入的優(yōu)化，包括全新的雙極板多道次軋制工藝；插入微結(jié)構(gòu)以延長(zhǎng)使用壽命并提高電解槽的效率；開(kāi)發(fā)用于分配電解槽內(nèi)流體的集成組件的生產(chǎn)工藝；將數(shù)字噴墨印刷技術(shù)高效地用于催化劑涂層膜生產(chǎn)等，可將電解槽的成本降低四分之一。

GP Joule公司展示了德國(guó)最大的氫移動(dòng)項(xiàng)目。該公司在德國(guó)北部石荷州的太陽(yáng)能和風(fēng)能公園附近建有5個(gè)生產(chǎn)綠氫的電解點(diǎn)和兩個(gè)加氫站，運(yùn)營(yíng)著2輛氫燃料巴士和30輛氫動(dòng)力汽車(chē)。該項(xiàng)目的重點(diǎn)在于建立模塊化可擴(kuò)展的氫氣生產(chǎn)和銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)，屬于德國(guó)聯(lián)邦交通部“氫能和燃料電池技術(shù)國(guó)家創(chuàng)新計(jì)劃”的一部分。

西班牙的Iberdrola公司展示了目前為止歐洲最大的工業(yè)用氫氣項(xiàng)目。這個(gè)投資1.5億歐元的綠氫工廠由一個(gè)100兆瓦的光伏電站、一個(gè)存儲(chǔ)容量為20兆瓦時(shí)的鋰離子電池系統(tǒng)和20兆瓦的氫電解系統(tǒng)組成，每年可生產(chǎn)20萬(wàn)噸的綠氫。該公司承認(rèn)目前仍處于開(kāi)發(fā)綠氫的早期階段，但預(yù)計(jì)未來(lái)生產(chǎn)成本能夠迅速下降。Iberdrola計(jì)劃到2030年獲得90億歐元的投資，目標(biāo)是能夠提供4吉瓦的電解能力。

工業(yè)生物化將成趨勢(shì)

2022漢諾威工博會(huì)上，工業(yè)和制造自動(dòng)化的領(lǐng)先企業(yè)Festo推出了帶量子傳感器的自動(dòng)化生物反應(yīng)器，展示了未來(lái)工業(yè)生物化的可能方法。藻類細(xì)胞利用葉綠體的光合作用將陽(yáng)光、二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為氧氣和化學(xué)能載體或有機(jī)材料。在具有適當(dāng)傳感器、控制技術(shù)和自動(dòng)化的生物反應(yīng)器中，藻類的效率可以提高到陸地植物的一百倍。因此，它們?cè)跉夂蛑行匝h(huán)經(jīng)濟(jì)方面具有相當(dāng)大的潛力。

Festo將生物經(jīng)濟(jì)視為未來(lái)的經(jīng)濟(jì)體系，希望通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)大規(guī)模培養(yǎng)生物質(zhì)。作為代謝過(guò)程的產(chǎn)物，藻類產(chǎn)生脂肪酸、色素和表面活性劑，可用作生產(chǎn)藥品、食品、塑料或化妝品的原材料。Festo的生物反應(yīng)器可用于自動(dòng)培養(yǎng)藻類并控制其生長(zhǎng)。其成熟的控制技術(shù)與最新的自動(dòng)化組件可為微生物創(chuàng)造最佳的生長(zhǎng)條件。整體充氣概念可確保從空氣中提取的二氧化碳均勻分布在循環(huán)生物流體中。

生物反應(yīng)器的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是精確確定生物質(zhì)的量。為此，F(xiàn)esto依靠初創(chuàng)公司Q.ANT的量子傳感器來(lái)提供有關(guān)生物體生長(zhǎng)的精確和實(shí)時(shí)信息。通過(guò)Festo的特殊微流體組件，量子傳感器能夠?qū)蝹€(gè)細(xì)胞進(jìn)行光學(xué)分析，從而可以精確確定生物質(zhì)的量。研究人員還在人工智能的幫助下檢查細(xì)胞的活力，優(yōu)化生物反應(yīng)器以繁殖藻類培養(yǎng)物，或以最少的能量輸入維持預(yù)定的生長(zhǎng)參數(shù)。

除了通過(guò)自動(dòng)化和數(shù)字化優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)施外，F(xiàn)esto還與合作伙伴一起開(kāi)發(fā)了一種自動(dòng)分配器來(lái)改善單個(gè)酶的光合作用。所謂的人工光合作用為更有效地培養(yǎng)生物質(zhì)提供了另一個(gè)有希望的前景。此外，F(xiàn)esto還在進(jìn)行相關(guān)的合成生物學(xué)研究，希望通過(guò)直徑約為90微米，包含所有必需的酶和生物催化劑的合成細(xì)胞，利用光來(lái)固定二氧化碳。

轉(zhuǎn)型緊扣氣候中和目標(biāo)

漢諾威工業(yè)博覽會(huì)為數(shù)字化和可持續(xù)發(fā)展提供了重要?jiǎng)恿?。在過(guò)去的十年中，工業(yè)4.0占據(jù)主導(dǎo)地位，即借助信息和通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器和過(guò)程的智能聯(lián)網(wǎng)。今天，一切都與二氧化碳中和生產(chǎn)有關(guān)，越來(lái)越多的公司為自己設(shè)定了雄心勃勃的目標(biāo)，并正在完全轉(zhuǎn)變他們的生產(chǎn)和服務(wù)。

會(huì)上，博世展示了智能能源管理和聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人如何使電池生產(chǎn)更加高效和可持續(xù)；SAP介紹了如何使用軟件優(yōu)化廢物預(yù)防和排放管理；西門(mén)子展現(xiàn)了電動(dòng)汽車(chē)制造商如何通過(guò)數(shù)字化和機(jī)器人技術(shù)實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

人工智能領(lǐng)域，德國(guó)人工智能研究中心展示了工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。醫(yī)學(xué)圖像處理方面，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)方法和深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)分析和識(shí)別醫(yī)學(xué)圖像和圖像序列中的各種疾病模式、病變等。例如自動(dòng)確定腦腫瘤的基本參數(shù)，為評(píng)估腫瘤的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。信號(hào)處理方面，以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式學(xué)習(xí)復(fù)雜的關(guān)系，能夠進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別、音頻事件檢測(cè)和睡眠分期評(píng)估等。海量數(shù)據(jù)有意識(shí)學(xué)習(xí)方面，可從記錄的大量數(shù)據(jù)中預(yù)測(cè)患者未來(lái)的健康狀況，幫助重癥監(jiān)護(hù)室的護(hù)士和醫(yī)生有的放矢照顧病人。

機(jī)器人和自動(dòng)化領(lǐng)域，住友重機(jī)械減速機(jī)公司用于機(jī)器人應(yīng)用的Tuaka驅(qū)動(dòng)器獲得了2022漢諾威工博會(huì)赫爾墨斯獎(jiǎng)。該產(chǎn)品的變速器、馬達(dá)以及帶安全功能的驅(qū)動(dòng)器都是新的。結(jié)合傳感器和熱管理，它適用于服務(wù)機(jī)器人的高精度敏感應(yīng)用以及與人的交互。