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2018年6月27日 星期三
‧ 2018\06\27\3S Market Daily 智慧產業新聞
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．丹麥 當「能源童話」照進現實
Denmark's Wind Farms Produce 140 Percent of Country's Electricity Need
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來源：周末画报 撰文— La Gar
童話裡不總是騙人的，至少作為「童話王國」的丹麥，並沒有讓人失望。它不僅擁有聞名於世的安徒生童話，還創造了一個在絕大多數國家看來，如童話般遙不可及的「能源童話」。
在這個「童話」裡，沒有凍得令人站不住腳的低溫，也沒有醺得讓人睜不開眼的霧霾，目之所及，花木蔥蘢，空氣清新；不僅如此，從1980年到2016年，丹麥的實際國內生產總值成長了85%，但能源消耗總量成長幾乎為零，而與此同時二氧化碳氣體排放量降低了37%，水耗也降低了約40%，實現了經濟發展和能耗水耗以及碳排放的完美脫鈎，充分證明提高GDP和人們生活水平並不意味著消耗更多能源。
據官方最新數據顯示，2017年丹麥風力發電量佔該國全部電力消耗量的43.4%，該比例超過2015年的42%，再次創下歷史新高。如丹麥能源大臣拉Lars Christian Lilleholt所言，這一新紀錄再次證明，丹麥在提供大量風電，及其他綠色能源的同時，也能保證能源供給的安全性。
難怪論歷史，「風車王國」是荷蘭，而在現代，「風能王國」非丹麥莫屬。尤其當你親身站在丹麥的跨海大橋上，聞著海風的濕鹹，看著海中佇立的巨大白色風力發電機群，就不難感受到丹麥在全球風力發電上的領跑地位。
目前，丹麥已擁有數百個陸上風電場，和多個大型海上風電場。截至2017年底，丹麥風電裝機容量達5.3吉瓦，與2001年相比成長了一倍。
風力之外，太陽能也是丹麥綠色轉型中的重要一環。丹麥已建成首個與生物質能ORC系統，聯合運行的光熱項目，該系統的獨特性在於混合生物質和太陽能兩種能源，最終實現混合能源的互補運行，這也意味著，在太陽高度角達到最大值時，系統能達到滿負荷運行狀態。
據悉，位於丹麥小城Brønderslev的一個裝機16.6MWth的光熱項目，目前已併入區域熱網，為當地輸送持續穩定的熱能。
正因如此，丹麥敢於制定更為激進的目標——到2030年，煤炭將退出丹麥電廠的燃料系統，到2035年，採暖系統全部由可再生能源驅動，最終在2050之前，全面建成一個完全擺脫對化石燃料依賴、並且不含核能的能源系統的「零碳社會」。
此外，丹麥還計劃在不使用碳排放配額的情況下，將2020年國內溫室氣體排放，比1990年水平降低40%，這比歐盟設定的目標提前了十年。
恐怕連童話大師安徒生也不曾料想到，數百年後，小美人魚也許仍在海邊苦苦守候著她的王子，但丹麥卻不甘於等待，而是鉚足勁奔著2050年完全擺脫化石能源目標，步步靠近。
從當前丹麥可再生能源的發展勢頭來看，這個被稱為「世界最具雄心的能源計劃」，將不再是童話。
「僅僅活著是不夠的，還需要有陽光、自由和一點花的芬芳」，安徒生對於生活的描述，在這個國家的點滴中，體現得淋灕盡致，這裡擁有燦爛的城堡、詩意的田園風情及格陵蘭壯美的冰川，還有成片的白色風車，在農莊、在海上，它們不僅是美妙的風景，更是丹麥能源與出口經濟的命脈。
沿著丹麥首都哥本哈根（Copenhagen）的Kalvebod Brygge大道漫步，大約兩個小時，就可以從這座城市的最南端走到最北端。哥本哈根面積不大，被兩條河流夾在中間，地形像極了紡線的紗錘，而這條大道就位於城市的最右側。
一路走過，途經著名的新港，再穿過住著丹麥女王的阿美琳堡王宮，最後便到達小美人魚雕像所在的地方。
沿途的馬路上大多是各色的小排量汽車和公車，而那些成群結隊騎著自行車的丹麥人，讓你感覺親切如回到了上世紀80年代，「低碳」得讓你不禁心生感慨。
「我很自豪也很感恩，因為我們生活在童話王國裡。」當地居民Nielsen如是道。
在丹麥，沿途的馬路上大多是各色的小排量汽車，共享電動自行車隨處可見。
窮則思變
目前，丹麥已經成為石油和天然氣的淨出口國，而且在可再生能源開發利用方面，特別是風力發電和生物質能熱電聯產應用領域，在歐盟成員國及北歐國家中獨領風騷。
但在1970年代以前，卻是另一番截然不同的窘況——作為天生「資源較為貧乏」，且受氣候變化影響很大的小國，丹麥當時93%的能源消費依賴進口，但1973年爆發第一次世界石油危機後，油價漲幅達到3至4倍。到了1979年，第二次石油危機爆發，石油提價嚴重更加大了丹麥國際收支赤字。
窮則思變，能源安全由此成為「丹麥綠色發展」的初衷和動因。具有強烈憂患意識的丹麥政府和國民，下定決心要把發展節能，和可再生能源技術創新，作為發展的根本動力。
丹麥有一座離岸小島，名為薩姆蘇（Samso），居民約4000餘人。島上居民長期主要依靠，島外輸入的化石能源產電和取暖，而取暖形式也都是分散的，大約每人每年產生11噸的二氧化碳。
1970年代開始出現能源危機後，島上居民決定改變這一現狀，革命性的突破，發生在1997年之後的十年時間裡——島上建立了11個風機、3個秸稈燃燒供熱廠和遍布各處的太陽能電池板。
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| 丹麥離岸小島薩姆蘇是世界上第一個在現代生活與生產中「零碳」地區。 |
2006後，該島透過風力發電機、太陽能電池板、秸稈燃料，與從牛奶提取熱量的熱交換器的運用，產生的能量比消耗的能量還要多，成功實現100%的電力自給自足，成為世界上第一個在現代生活與生產中「零碳」地區，島上的用電、取暖完全來自於可再生能源的供應。在2009年哥本哈根氣候變化大會後，更成為舉世矚目的「綠色聖地」。
薩姆蘇島的實驗證明，夢想距離現實不過一步之遙，只要切實努力，就可以夢想成真。而在小小的薩姆蘇島之外，丹麥新能源行業的發展，也始終保持著令人望而生畏的速度。
其中一個不可忽視的事實是，在丹麥「由黑變綠」的過程中，政府的遠見和投入功不可沒。據丹麥外交部高級顧問Thomas Jorgensen介紹，正是當年的石油危機，激發了丹麥政府發展可再生能源以及節能的願望，並制定了一系列的鼓勵政策。風電、生物能源、建築節能等，都是在那一時期起步的。
在丹麥的可持續發展進程中，政府始終扮演著一個非常重要的角色。1971年，丹麥成為首個成立環境保護部的國家，並於1976年成立能源署，來牽頭主管能源。
迅速釐清制定了節能優先，以風能和生物質能等，為主的符合丹麥國情的新能源政策。
自1993年透過環境稅收改革的決議以來，丹麥更逐漸形成了以能源稅為核心，包括水、垃圾、廢水、塑料袋等16種稅收的環境稅體制，而能源稅的具體舉措，則包括從2008年開始提高現有的二氧化碳稅，和從2010年開始實施新的氮氧化物稅標準。例如，為了鼓勵對風電的投資，丹麥政府在20世紀80年代初期，到90年代中期，對風機發電所得的收入一直沒有徵稅。
在政府強而有力的推動下，丹麥書寫「能源童話」的速度十分驚人。雖然幾乎沒有任何水電資源，丹麥卻成功地，成為了可再生能源發電的全球領導者。
1980年以來，可再生能源在丹麥終端能源消費中的比例，一直在穩步成長，在2014年，丹麥的最終能源消費中，已有25%以上來自可再生能源。
丹麥的非水電可再生能源比例，在全球電力系統中最高，在2013年已達到46%。最重要的是，此前丹麥電網營運商認為，可再生能源電力供應60%的電網，已經不可思議，而今卻成為了現實。在整合多樣化、分布式且常常不穩定的可再生能源發電資源方面，丹麥無疑成為世界上技術最強的國家之一。
2017年丹麥風力發電量佔該國全部電力消耗量的43.4%，再次創下歷史新高。上圖為位於丹麥國內的、全球最大的風力渦輪機。
全民信仰
如果說在數十年前，丹麥的新能源計劃是以政府為主導，那麼如今其參與者，已經形成了一個立體網路：從政府到行業協會再到社區，幾乎每個丹麥人都將節能、使用可再生能源，視為理所應當的生活方式。
薩姆蘇能源學院院長索倫·赫爾曼森（Søren Hermansen）回憶，他在薩姆蘇島上最初創立環境保護協會之時，第一次會議僅有50位島民前來參加。
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| 薩姆蘇的改造，離不開薩姆蘇能源學院院長索倫· 赫爾曼森及其團隊的推動。 |
赫爾曼森向他們大談「生態能源島」構想的美妙，但這些世代從事奶業、農耕和養殖業的島民們絲毫沒有動心。「我們不可能讓人們每天一早醒來，就思考如何拯救北極熊。人類先想到的總是自己的利益。所以讓人們心甘情願加入環保事業的最好辦法，就是讓他們覺得從中有利可圖。」赫爾曼森說。
經過多方努力，薩姆蘇的島民們，終於被赫爾曼森的苦口婆心打動了。保羅· 韋德蓋是島上典型的漁民，他賣掉了鮭魚農場，並向銀行貸款，投資了350萬歐元，獲得了一台渦輪風力發電機的所有權。
隨後，更多的島民透過購買島上風力發電機股票，來參與「生態能源島」建設。有大約450人為渦輪風力發電機掏了腰包。而一旦在風機中擁有了股份，那就成了他們自家的東西，因此島上居民對風機的接納程度大大提高，甚至還出主意讓其運行得更有效率。
「每天只要花幾分鐘時間‘照料’風機。」一位居民笑著說，自己從投資風機中，獲得的收益已經超過了養牛的收入。
除了讓居民擁有風機所有權外，私人投資和風機合作社，也變得非常受歡迎。目前，丹麥有十幾萬個家庭，是風機合作社的成員，私人投資者安裝了丹麥86%的風機。
同時丹麥政府還按照地區就近的原則，進行風能推廣，風機合作社的股份，大都被當地投資者持有，這既增加了裝機容量，也提高了風能等可再生能源，在大眾中的認可度。
放開風機所有權，大大提高全民參與的積極性，使得風力發電在丹麥廣為流行。如今，幾乎所有丹麥人，都支持風力發電在國內持續擴張，甚至很多人開始將更為節能環保，視為一種信仰。
生活在薩姆蘇島的Jesper Kjerms ，便是典型的「可再生能源信徒」，在五年前和未婚妻來此度假時，這位笑起來極具感染力的年輕人，一下子就被島上的項目吸引住而留了下來。而在離開政府後，前任能源官員斯文·奧肯，便一直致力於推動可再生能源，在民間的推廣應用。
當低碳環保、可持續發展真正成為一種全民意識的時候，還有什麼障礙不可逾越呢？難怪，丹麥大可以放心地，計劃取消全部可再生能源補貼。
丹麥能源部長Lars Christian Lilleholt 不久前提出，「幾年之內」，可再生能源供應商將不再需要國家扶持。他表示，這樣的發展速度直至去年都讓人難以想像。
．工業 4.0 關鍵技術之虛擬調試
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| 瀚錸科技代理「ForceShield」，採用革命性的「動態應用安全架構」 |
來源：
資訊技術正給傳統製造業帶來前所未有的變革，以工業4.0為代表新一輪產業升級正在展開。融合物聯網、大數據、雲計算、人工智慧、虛擬現實、機器人、3D列印等多項技術，工廠的生產效率得到大幅提升。
企業可以展開全新商業模式，為客戶提供客製化服務等，同時工業4.0模式為製造業開創了新的機會。
如今，激烈的競爭和快速變化的市場需求，給製造業提出了更多苛刻的要求，而新一代資訊技術，正是有助於提高製造的靈活性，使得製造商能夠以更快的速度，和更低成本，製造出市場所需的產品。
工業4.0是多項技術共同融合的結果，其中一項關鍵的技術——叫做虛擬調試。
什麼是虛擬調試？
虛擬調試其實就是虛擬現實技術，在工業領域的應用，透過虛擬技術，創建出實體製造環境的數位複製品，以用於測試和驗證產品設計的合理性。
例如，在電腦上模擬整個生產過程，包括機器人和自動化設備、PLC、變頻器、電機等單元。像機器人單元模型創建完成，就可以在虛擬世界中進行測試和驗證。
如果在過程自動化或機器人運動中，需要進行優化，則可以在同一台電腦上進行更改，虛擬調試允許重新編程機器人，或更改變頻驅動器、PLC編程等操作。一旦重新編程，系統會再次進行測試，如果通過，則可以進行下了階段的實體部署。
使用虛擬調試來提前編程和測試產品，可以減少過程停機時間，並且製造商可以降低，將設計轉換為產品的過程風險。因為自動化編程和軟體錯誤，可能要付出高昂的代價，特別是在生產過程中發現這些錯誤，需要花費大量的時間和金錢去糾正。
不過，虛擬調試並非是件輕鬆的事，必須在整個工廠過程中，進行整合，才能充分發揮虛擬調試的潛力。模擬調試將貫穿整個工廠過程，從規劃到工程階段，在工程階段也被稱為基於仿真的工程，透過虛擬調試測試安裝，系統的可靠性是不可或缺的。
虛擬調試的好處
產品設計過程很難預測到生產和使用過程，會不會出現問題，而虛擬調試帶來許多好處之一，就是驗證產品的可行性。虛擬調試允許設計者，在產品生產之前，進行任何修改和優化，而不會造成硬體資源的浪費。
而且這樣可以節省時間，因為用戶在測試過程中，可以修復錯誤，即時對自動化系統進行編程改進。
數位模型的使用，可以降低工廠更改流程的風險，使企業在生產方面，取得了顯著的改進。例如汽車製造工廠在製造與裝配產品時，可以使用虛擬調試重新編程數百台機器人，而不需要花費大時間，在現場停機進行調試。
不管是工廠的搭建或者是技術的變更，在虛擬環境中建構和測試設備，是非常節省成本和時間的，在測試過程可以及早發現錯誤，甚至可以預見未來的挑戰。
最終以最可靠的方案進行生產，並能舒解傳統製造停機，或生產損失的風險。這比在生產過程中，發現產品缺陷好得多，因為製造中的問題修改起來難度大，而且浪費時間和人力資源。
．他山之石—— 日本第四次產業革命 瞄準物聯網、大數據
成長率2％でも‧‧‧2020年度12兆円超の赤字 政府試算
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來源：中国大数据
車間大門口的一個大螢幕，顯示著這個車間裡，每一台機器的運作狀態即時數據。在日本京都郊外的歐姆龍綾部工廠，借助物聯網技術，所有生產環節產生的數據，都被收集記錄下來，發現問題可以即時在生產管理上進行調整，產生的不合格產品，也都可以追溯到哪一步出了錯。
這就是日本第四次產業革命的一個縮影。
除了企業層面自發進行技術革新之外，日本政府層面也提出了面向未來的新策略。
去年，日本首相安倍晉三提出新的經濟成長目標，2020年日本國內生產總值要達到600萬億日元。為支撐該目標，日本經濟產業省提出第四次產業革命策略，這一策略的核心技術方向有三個，即物聯網、大數據和人工智慧。
日本第四次產業革命為何遲到?
「第四次產業革命初始概念，來自於德國工業4.0策略，和美國的先進製造業國家策略，同時還有中國的中國製造2025、互聯網+等策略，日本是在研究這些政策之後，提出的第四次產業革命。」日本經濟產業省產業技術政策課國際室長田中英治，對21世紀經濟報導記者表示。
自從上世紀九十年代日本經濟泡沫破滅後，這個國家的經濟就陷入了持久的停滯狀態，而過去的二十年也被形容為日本「失去的二十年」。
經濟泡沫破滅對日本社會的創新活力，造成很大影響。為了提升經濟社會活力，日本1995年就制定了科學技術基本法，和科學技術基本計劃。
其中，科學技術基本計劃從1996年正式實施以來，已經經歷了四期。與中國的「十三五」從今年開局一樣，日本第五期科學技術基本計劃也從2016年開始，持續到2020年。與前四期不同的是，第五期政策重點，聚焦於未來的產業製造與社會變革。
相對於德國、美國以及中國等國，日本的第四次產業革命來有點晚。而且，日本的政策也是在參考了上述這些國家的策略之後才提出的。
對此，田中英治承認，日本在新概念的創造方面落後於別人，現在要做的就是緊跟國際新的動態，發揮日本在產業和服務方面的優勢，來實現差別化發展。（這也是台灣該學習的！）
在接受採訪時，對於日本製造業和服務業的水準，不論是日本經濟產業省的官員，還是普通企業人士都充滿自信心。他們認為，只要日本找準未來技術社會變革的方向，雖然起步晚，但還是能夠憑借製造與服務的優勢超越別人。
當然，日本第四次產業革命仍面臨諸多難題。
日本經濟產業省產業技術政策課長渡邊政嘉表示，日本製造雖然質好價廉，但在經濟全球化之下，日本已經不能單靠這一優勢，而是需要全新的創新體系，但很多企業的觀念還沒有轉變過來。
在日本，大企業是一支重要的經濟力量。但這些年來，日本經濟停滯，也與大企業活力不足有關。日本的大企業習慣於自己從基礎研發做起，但在瞬息萬變的新市場環境下，單個企業，即使是大企業也難以應對。
由於日本市場競爭激烈，企業投資都重視短期見效，如果一個技術產品無法在三到五年內商業化，企業就不會投資，這使得企業的創新有較大的局限性。
此外，研發資金向大學和研究機構投入較低，企業與大學和研究機構合作較少，也使得日本在基礎研究領域面臨較大問題。
更為關鍵的是，日本的很多研發主要面對國內市場，與國際上形成隔離，缺乏正常溝通，使得日本的研發環境成為閉鎖的孤島。經濟產業省的一項研究顯示，在手機開發領域，無論是 蘋果 還是安卓手機，直板已經成為最主流的趨勢，而日本還在研發折疊手機，這就類似於進化論上的隔離區，是日本單獨研發的典型失敗案例。
因此，在提出第四次產業革命之後，日本急需解決創新方面面臨的諸多問題。
