MIT研发新照明技术,发光植物供应照明,降低碳排放
从古自今,人类使用各种方式点亮黑夜,从猿人时期的火堆,中古世纪的灯油,进化到爱迪生的电灯泡,以及现代的日光灯、LED 灯。但现在,麻省理工学院(MIT)成功研发一项植物照明技术,让植物可以自动发光,照亮黑夜,并维持十几天,而且完全不需要插电。 发光植物利用萤火虫的原理发光,可维持数天 2017 年,MIT 教授在西洋菜里置入萤光素酶(luciferase),成功打造出可以发光的植物。萤光素酶也是让萤火虫的发光的物质,它会和萤光素(luciferin)反应而发光。 研究人员将二氧化硅、聚乳酸 – 羟基乙酸(PLGA)与壳聚糖制成奈米粒子容器,注入植物中,PLGA 会缓慢释放萤光素,与萤光素酶产生发光反应。 在实验中,西洋菜虽然可以连续发光 3.5 小时,然而亮度却无法维持,初期尖峰一过就会迅速变暗。因此,研究人员加入光电容粒子,储存尖峰时期的光能,接着平稳地释放能量,因此植物的发光时间,从原先的 3.5 小时扩增到了数天,甚至数周的时间。 发光植物可降低碳排放,但在建筑物里种植是关键技术 MIT 表示,人类的照明占全球能源消耗的 20%,每年产生 2 亿吨二氧化碳。因此,若发光植物得以量产,将可以取代多数灯具,降低全球碳排放。 MIT 建筑系教授 Sheila Kennedy 表示,由于发光植物需要搜集光源才能发光,因此建筑物必须提供阳光,以及维持植物生长的土和堆肥,因此如何让植物在建筑物里生长,会是未来应用植物照明技术的关键因素。 未来,发光植物研究团队会研究向植物注射奈米粒子的新方式,让植物在整个生命周期都可发光;此外,团队也会拿树木等大型植物做实验。或许在未来,马路就没有路灯,而是一个个发光的行道树,在深夜中指引归人回家的道路。
2019-10-31 10:05:24
15天全清洁能源供电,青海刷新世界纪录
人类可以多大限度减少对化石能源的依赖?15天以来,中国以实际行动向全世界给出答案。 2019年6月9日0:00至23日24:00,连续15天、360小时全部使用清洁能源供电的“绿电15日”行动在高原青海启动实施。 作为三江之源、中华水塔,青海省再次刷新了全清洁能源供电的世界纪录。 从“绿电7日”到“绿电9日”再到“绿电15日”,可以想见,不久后的将来,“绿电”将点亮全世界,彻底改变能源生产方式和消费革命。 “绿电”是什么? 城市用电,最常见的是火力发电,就是将煤等燃料燃烧后加热循环水,利用形成的水蒸气来推动发电机运转,从而产生电能;还有水力发电,利用河流中水的落差来推动发电机发电,以及核能发电,利用原子能来进行发电等。但目前最普遍使用的火力发电却存在不少环境隐患。火力发电主要是煤炭发电,煤炭燃烧给空气带来污染,会加大温室效应,对生态发展造成不可挽回的损失。 党的十九大报告指出,要推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系。 全清洁能源供电,则意味着所有用电均来自水、太阳能以及风力发电产生的清洁能源,实现用电零排放。这种无排放绿色发电模式,被赋予了一个形象的名词:绿电。 自2017年起,青海已连续3年开展全清洁能源供电实践,不断刷新供电时长新纪录。从“绿电7日”到“绿电9日”再到“绿电15日”,不仅是数字的增加,更彰显出在推动全清洁能源供电的路上,政企携手矢志不渝的创新、探索。 与去年相比,今年电网规模进一步扩大。全省电源装机达到2926万千瓦。其中新能源装机达1341万千瓦,增长了9%,占比达到46%,成为青海省内第一大电源类型。 为什么是青海? 青海是长江、黄河和澜沧江的发源地,水电资源丰富且太阳能资源得天独厚,是国家重要的区域能源接续基地。秉持“生态保护第一”发展理念,青海省大力推进能源绿色转型,新能源产业迅速崛起。 2009年以来,以国家新能源战略的实施为契机,青海大力培育和发展新能源产业,太阳能、风能等清洁能源持续保持高速发展。截至2019年4月底,青海电网电源总装机2926万千瓦,其中水电1192万千瓦、火电393万千瓦、太阳能1004万千瓦(光热6万千瓦)、风电337万千瓦,占比分别为41%、13%、34%、12%。 目前,青海清洁能源装机占全省电网装机总容量的87%,太阳能发电、风电、水电已经具备了多能互补优化运行的能力。 青海日照充足,光热资源富集,同时有大面积戈壁荒滩,发展光伏发电产业具有得天独厚的条件。近年来,青海省致力于把光伏发电打造成具有规模优势、效率优势、市场优势的特色支柱产业,使青海成为国家重要的新型能源产业基地。 2018年2月,国家能源局批复支持青海创建清洁能源示范省,并纳入国家能源发展战略。2018年11月,全国乃至全世界第一条主要为清洁能源外送而建设的特高压通道——青海—河南800千伏特高压直流工程开工建设,计划2020年建成投运。届时,青藏高原的清洁能源将输送到中原大地,有效推动华中地区节能减排和生态环境保护。 “绿电”一小步 能源转型一大步 “绿电15日”这一能源发展的绿色样本,向世人展示了清洁能源使用的广阔前景。 国网青海省电力公司总经理、党委副书记祁太元向科技日报记者介绍,与2018年“绿电9日”相比,今年,青海省内电网规模进一步扩大,配置能力进一步增强,青海新能源主要断面送出能力由160万千瓦提升至240万千瓦。目前,青海省电源装机达2975万千瓦,其中新能源装机达到1391万千瓦,占比达46.7%,成为省内第一大电源。“绿电15日”期间,预计全网日最大负荷850万千瓦,日最大用电量1.94亿千瓦时。火电最小出力较“绿电9日”再降22%,仅占全网发电出力的2%,为新能源消纳腾出更多空间。依托全国大电网和统一电力交易市场,预计将达成30亿千瓦时交易电量,通过市场化交易方式送往外省的电量达11亿千瓦时。 此外,在三江源采暖季末期,先行先试为期1个月的清洁取暖“绿色套餐”,减少光伏弃电158万千瓦时,为取暖客户降低用暖成本17万元。
2019-10-31 10:05:09
智慧矿山 “一键”开采
6月22日,内蒙古自治区巴彦高勒煤矿,智能化控制的采煤机进行无人开采。通过应用新装备、新技术、新管理,提高生产机械化、自动化、信息化和智能化水平,巴彦高勒煤矿年人均效率达到一万吨以上。
2019-10-31 10:04:57
照明迈进智能时代 还面临智力挑战
人工智能热潮已经席卷全球多年,这只“头雁”也早已拉着众多国内产业一道“起飞”。家居作为与大众生活关系密切的领域,早已成为人工智能落地的热点领域,备受关注,不少商家将智能家居口号写进了企业Slogan,人们正风风火火迈向智能时代。在智能领域中,智能照明因提高生活品质,提高工作效率,提升管理水平有着重要作用,近年来备受青睐。 庞大的市场规模 智能照明受益于数字化可控的特点,能够通过有线和无线通信技术,将照明产品与传感器组成物联网的一部分,使得用户能远程操控照明设备,也可以通过大数据分析用户习惯,动态感知建筑内状况,监控照明设备能耗,符合目前智慧绿色建筑、智慧城市等发展需求。因此智能照明除了应用在家庭社区、楼宇,还拓展到其他场景领域。 据中商产业研究院数据统计,中国智能照明市场规模从2005年的19亿元增长至2017年的近150亿元,年增长率约25%。据预测,2020年中国智能照明行业市场规模有望超过260亿元。面对如此庞大的智能照明市场,各方入局者争相出手。除了为数众多的照明类企业,还有物联网平台、房地产商、运营商以及新零售服务商纷纷入局。 成智慧城市主要驱动力之一 微软亚洲区物联网系统主管陈颖琛认为:“智能照明当然不止是智能开关,智能照明可谓是智慧城市的基本。具体来说,把街灯变成智能街灯,再把街灯连上网络组成物联网。”目前我国智慧城市发展模式正在探索过程中,试点城市不断增多,路灯则充当起智慧城市物联网的切入口。 智能照明系统不仅可以提升城市照明的管控水平,实现节能减耗目标,还可以集成视频监控、环境监测、灾害预警等多项功能,为城市信息化和智慧化管理提供技术支撑。 智能照明面临挑战 不过,智能照明行业迎来新发展机遇的同时也面临着技术升级带来的挑战。其所谓智能,是智力+能力的总称,但目前智能照明产品能力有余,智力却不足。 当前“智能”照明还仅仅只是满足了最基本的照明功能,跟其他系统之间基本处于割裂状态——它的每一个动作都依赖于用户发出指令,而非通过与其他系统间互联互通、接收信息,自主进行合理动作。后者才恰恰是应有的智能照明。 目前来看,智能照明行业未来发展至少要先跨过技术门槛、系统门槛,并构建起统一的行业标准和控制系统,方能迎来崭新未来。 当下,我们无法真正告别传统照明灯具,或许在近600亿美元智能照明市场到来之时,我们将发现智能照明的新可能,而这些新机遇将由巨头、平台型公司和创新型企业共同创造。
2019-10-31 10:04:38
大数据和AI将如何改变能源行业
石油行业似乎已经全面投入数字技术。数字技术领域的一些人预计石油和天然气行业的人工智能(AI)今年将从理论变成现实。但是,另一个数字技术领域已经引起轰动,而今年这种影响泛起的涟漪将继续成倍增长:预测分析。 了解人们对于石油基本面和价格的预期,及其对营运环境的影响,对石油和天然气公司来说已经变得至关重要——数据分析服务供应商也非常乐意提供帮助。 “石油和天然气行业可能已经摆脱持续低迷,但公司寻找新资本和运营效率的压力依旧没变。”Lloyd’s Register的首席技术官表示。“与其他行业一样,监管机构和其他利益相关方对于改善环境绩效、提高安全的需求越来越强烈。预测分析等先进的数据技术为石油和天然气公司提供了应对这种日趋复杂的环境的手段。” 专注于人工智能研究的公司Emerj认为,数据分析还可以通过预测供应和需求来优化生产,同时也能通过预测设备维护需求来帮助简化操作并进一步降低成本。 目前,石油和天然气公司使用两种类型的预测分析解决方案:预测性维护解决方案和商业智能解决方案,Emerj的Ayn de Jesus写道。前者包括从设备维护预测到能耗优化、以及解决诸如泵故障等具体问题的事情。后者则包括帮助石油和天然气公司设定的解决方案,例如,生产标准,并检查是否可以达到这些标准以及如何达到。商业智能软件还可通过分析大量结构化和非结构化数据,提供有关行业未来和新兴趋势的洞见。 三年前,Bain and Company的研究表明,利用数据分析技术,石油和天然气生产商可以将油田和炼油厂的绩效提高6%到8%。不过,当时研究人员警告说,很少有公司会利用分析所能提供的所有数据。此举的好处不言而喻,因此现在的数据使用量必须增加。随着越来越多的设备连接到跨行业的业务网络,物联网的发展正在推动这种转变。 现在看来,预测分析正在石油和天然气领域取得进展,生产商和炼油厂正在接近下一个重大步骤:规范分析。预测一台设备何时需要停机维护是有益的。能知道为什么在这个精确的时刻需要维护则更好。 规范分析“告知运营商根本问题所在”。AspenTech的能源行业营销总监Ron Beck接着解释说,它不仅可以告诉他们压缩机要坏了,而且即将发生的这种故障与液体在一定浓度下泄漏到气体管线中有着直接的关系,或者只是与记录的压力缓慢变化有关。 然而,在实现所有这些潜在的好处之前,石油和天然气行业还有很长的路要走。正如Forbes的Venables所指出的那样,尽管100家最大的石油行业企业中有超过一半的企业已经证明他们在运营中使用了预测分析,但仍有43%的企业尚未采用这种方法。
2019-10-31 10:04:26

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MIT研发新照明技术,发光植物供应照明,降低碳排放
从古自今,人类使用各种方式点亮黑夜,从猿人时期的火堆,中古世纪的灯油,进化到爱迪生的电灯泡,以及现代的日光灯、LED 灯。但现在,麻省理工学院(MIT)成功研发一项植物照明技术,让植物可以自动发光,照亮黑夜,并维持十几天,而且完全不需要插电。 发光植物利用萤火虫的原理发光,可维持数天 2017 年,MIT 教授在西洋菜里置入萤光素酶(luciferase),成功打造出可以发光的植物。萤光素酶也是让萤火虫的发光的物质,它会和萤光素(luciferin)反应而发光。 研究人员将二氧化硅、聚乳酸 – 羟基乙酸(PLGA)与壳聚糖制成奈米粒子容器,注入植物中,PLGA 会缓慢释放萤光素,与萤光素酶产生发光反应。 在实验中,西洋菜虽然可以连续发光 3.5 小时,然而亮度却无法维持,初期尖峰一过就会迅速变暗。因此,研究人员加入光电容粒子,储存尖峰时期的光能,接着平稳地释放能量,因此植物的发光时间,从原先的 3.5 小时扩增到了数天,甚至数周的时间。 发光植物可降低碳排放,但在建筑物里种植是关键技术 MIT 表示,人类的照明占全球能源消耗的 20%,每年产生 2 亿吨二氧化碳。因此,若发光植物得以量产,将可以取代多数灯具,降低全球碳排放。 MIT 建筑系教授 Sheila Kennedy 表示,由于发光植物需要搜集光源才能发光,因此建筑物必须提供阳光,以及维持植物生长的土和堆肥,因此如何让植物在建筑物里生长,会是未来应用植物照明技术的关键因素。 未来,发光植物研究团队会研究向植物注射奈米粒子的新方式,让植物在整个生命周期都可发光;此外,团队也会拿树木等大型植物做实验。或许在未来,马路就没有路灯,而是一个个发光的行道树,在深夜中指引归人回家的道路。
2019-10-31 10:05:24
15天全清洁能源供电,青海刷新世界纪录
人类可以多大限度减少对化石能源的依赖?15天以来,中国以实际行动向全世界给出答案。 2019年6月9日0:00至23日24:00,连续15天、360小时全部使用清洁能源供电的“绿电15日”行动在高原青海启动实施。 作为三江之源、中华水塔,青海省再次刷新了全清洁能源供电的世界纪录。 从“绿电7日”到“绿电9日”再到“绿电15日”,可以想见,不久后的将来,“绿电”将点亮全世界,彻底改变能源生产方式和消费革命。 “绿电”是什么? 城市用电,最常见的是火力发电,就是将煤等燃料燃烧后加热循环水,利用形成的水蒸气来推动发电机运转,从而产生电能;还有水力发电,利用河流中水的落差来推动发电机发电,以及核能发电,利用原子能来进行发电等。但目前最普遍使用的火力发电却存在不少环境隐患。火力发电主要是煤炭发电,煤炭燃烧给空气带来污染,会加大温室效应,对生态发展造成不可挽回的损失。 党的十九大报告指出,要推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系。 全清洁能源供电,则意味着所有用电均来自水、太阳能以及风力发电产生的清洁能源,实现用电零排放。这种无排放绿色发电模式,被赋予了一个形象的名词:绿电。 自2017年起,青海已连续3年开展全清洁能源供电实践,不断刷新供电时长新纪录。从“绿电7日”到“绿电9日”再到“绿电15日”,不仅是数字的增加,更彰显出在推动全清洁能源供电的路上,政企携手矢志不渝的创新、探索。 与去年相比,今年电网规模进一步扩大。全省电源装机达到2926万千瓦。其中新能源装机达1341万千瓦,增长了9%,占比达到46%,成为青海省内第一大电源类型。 为什么是青海? 青海是长江、黄河和澜沧江的发源地,水电资源丰富且太阳能资源得天独厚,是国家重要的区域能源接续基地。秉持“生态保护第一”发展理念,青海省大力推进能源绿色转型,新能源产业迅速崛起。 2009年以来,以国家新能源战略的实施为契机,青海大力培育和发展新能源产业,太阳能、风能等清洁能源持续保持高速发展。截至2019年4月底,青海电网电源总装机2926万千瓦,其中水电1192万千瓦、火电393万千瓦、太阳能1004万千瓦(光热6万千瓦)、风电337万千瓦,占比分别为41%、13%、34%、12%。 目前,青海清洁能源装机占全省电网装机总容量的87%,太阳能发电、风电、水电已经具备了多能互补优化运行的能力。 青海日照充足,光热资源富集,同时有大面积戈壁荒滩,发展光伏发电产业具有得天独厚的条件。近年来,青海省致力于把光伏发电打造成具有规模优势、效率优势、市场优势的特色支柱产业,使青海成为国家重要的新型能源产业基地。 2018年2月,国家能源局批复支持青海创建清洁能源示范省,并纳入国家能源发展战略。2018年11月,全国乃至全世界第一条主要为清洁能源外送而建设的特高压通道——青海—河南800千伏特高压直流工程开工建设,计划2020年建成投运。届时,青藏高原的清洁能源将输送到中原大地,有效推动华中地区节能减排和生态环境保护。 “绿电”一小步 能源转型一大步 “绿电15日”这一能源发展的绿色样本,向世人展示了清洁能源使用的广阔前景。 国网青海省电力公司总经理、党委副书记祁太元向科技日报记者介绍,与2018年“绿电9日”相比,今年,青海省内电网规模进一步扩大,配置能力进一步增强,青海新能源主要断面送出能力由160万千瓦提升至240万千瓦。目前,青海省电源装机达2975万千瓦,其中新能源装机达到1391万千瓦,占比达46.7%,成为省内第一大电源。“绿电15日”期间,预计全网日最大负荷850万千瓦,日最大用电量1.94亿千瓦时。火电最小出力较“绿电9日”再降22%,仅占全网发电出力的2%,为新能源消纳腾出更多空间。依托全国大电网和统一电力交易市场,预计将达成30亿千瓦时交易电量,通过市场化交易方式送往外省的电量达11亿千瓦时。 此外,在三江源采暖季末期,先行先试为期1个月的清洁取暖“绿色套餐”,减少光伏弃电158万千瓦时,为取暖客户降低用暖成本17万元。
2019-10-31 10:05:09
智慧矿山 “一键”开采
6月22日,内蒙古自治区巴彦高勒煤矿,智能化控制的采煤机进行无人开采。通过应用新装备、新技术、新管理,提高生产机械化、自动化、信息化和智能化水平,巴彦高勒煤矿年人均效率达到一万吨以上。
2019-10-31 10:04:57
照明迈进智能时代 还面临智力挑战
人工智能热潮已经席卷全球多年,这只“头雁”也早已拉着众多国内产业一道“起飞”。家居作为与大众生活关系密切的领域,早已成为人工智能落地的热点领域,备受关注,不少商家将智能家居口号写进了企业Slogan,人们正风风火火迈向智能时代。在智能领域中,智能照明因提高生活品质,提高工作效率,提升管理水平有着重要作用,近年来备受青睐。 庞大的市场规模 智能照明受益于数字化可控的特点,能够通过有线和无线通信技术,将照明产品与传感器组成物联网的一部分,使得用户能远程操控照明设备,也可以通过大数据分析用户习惯,动态感知建筑内状况,监控照明设备能耗,符合目前智慧绿色建筑、智慧城市等发展需求。因此智能照明除了应用在家庭社区、楼宇,还拓展到其他场景领域。 据中商产业研究院数据统计,中国智能照明市场规模从2005年的19亿元增长至2017年的近150亿元,年增长率约25%。据预测,2020年中国智能照明行业市场规模有望超过260亿元。面对如此庞大的智能照明市场,各方入局者争相出手。除了为数众多的照明类企业,还有物联网平台、房地产商、运营商以及新零售服务商纷纷入局。 成智慧城市主要驱动力之一 微软亚洲区物联网系统主管陈颖琛认为:“智能照明当然不止是智能开关,智能照明可谓是智慧城市的基本。具体来说,把街灯变成智能街灯,再把街灯连上网络组成物联网。”目前我国智慧城市发展模式正在探索过程中,试点城市不断增多,路灯则充当起智慧城市物联网的切入口。 智能照明系统不仅可以提升城市照明的管控水平,实现节能减耗目标,还可以集成视频监控、环境监测、灾害预警等多项功能,为城市信息化和智慧化管理提供技术支撑。 智能照明面临挑战 不过,智能照明行业迎来新发展机遇的同时也面临着技术升级带来的挑战。其所谓智能,是智力+能力的总称,但目前智能照明产品能力有余,智力却不足。 当前“智能”照明还仅仅只是满足了最基本的照明功能,跟其他系统之间基本处于割裂状态——它的每一个动作都依赖于用户发出指令,而非通过与其他系统间互联互通、接收信息,自主进行合理动作。后者才恰恰是应有的智能照明。 目前来看,智能照明行业未来发展至少要先跨过技术门槛、系统门槛,并构建起统一的行业标准和控制系统,方能迎来崭新未来。 当下,我们无法真正告别传统照明灯具,或许在近600亿美元智能照明市场到来之时,我们将发现智能照明的新可能,而这些新机遇将由巨头、平台型公司和创新型企业共同创造。
2019-10-31 10:04:38
大数据和AI将如何改变能源行业
石油行业似乎已经全面投入数字技术。数字技术领域的一些人预计石油和天然气行业的人工智能(AI)今年将从理论变成现实。但是,另一个数字技术领域已经引起轰动,而今年这种影响泛起的涟漪将继续成倍增长:预测分析。 了解人们对于石油基本面和价格的预期,及其对营运环境的影响,对石油和天然气公司来说已经变得至关重要——数据分析服务供应商也非常乐意提供帮助。 “石油和天然气行业可能已经摆脱持续低迷,但公司寻找新资本和运营效率的压力依旧没变。”Lloyd’s Register的首席技术官表示。“与其他行业一样,监管机构和其他利益相关方对于改善环境绩效、提高安全的需求越来越强烈。预测分析等先进的数据技术为石油和天然气公司提供了应对这种日趋复杂的环境的手段。” 专注于人工智能研究的公司Emerj认为,数据分析还可以通过预测供应和需求来优化生产,同时也能通过预测设备维护需求来帮助简化操作并进一步降低成本。 目前,石油和天然气公司使用两种类型的预测分析解决方案:预测性维护解决方案和商业智能解决方案,Emerj的Ayn de Jesus写道。前者包括从设备维护预测到能耗优化、以及解决诸如泵故障等具体问题的事情。后者则包括帮助石油和天然气公司设定的解决方案,例如,生产标准,并检查是否可以达到这些标准以及如何达到。商业智能软件还可通过分析大量结构化和非结构化数据,提供有关行业未来和新兴趋势的洞见。 三年前,Bain and Company的研究表明,利用数据分析技术,石油和天然气生产商可以将油田和炼油厂的绩效提高6%到8%。不过,当时研究人员警告说,很少有公司会利用分析所能提供的所有数据。此举的好处不言而喻,因此现在的数据使用量必须增加。随着越来越多的设备连接到跨行业的业务网络,物联网的发展正在推动这种转变。 现在看来,预测分析正在石油和天然气领域取得进展,生产商和炼油厂正在接近下一个重大步骤:规范分析。预测一台设备何时需要停机维护是有益的。能知道为什么在这个精确的时刻需要维护则更好。 规范分析“告知运营商根本问题所在”。AspenTech的能源行业营销总监Ron Beck接着解释说,它不仅可以告诉他们压缩机要坏了,而且即将发生的这种故障与液体在一定浓度下泄漏到气体管线中有着直接的关系,或者只是与记录的压力缓慢变化有关。 然而,在实现所有这些潜在的好处之前,石油和天然气行业还有很长的路要走。正如Forbes的Venables所指出的那样,尽管100家最大的石油行业企业中有超过一半的企业已经证明他们在运营中使用了预测分析,但仍有43%的企业尚未采用这种方法。
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