深度訪談 | 雙碳經濟與綠色制造,帶給激光產業的機遇與挑戰

發布時間:2022-08-26 14:00    來源:維科網激光

關鍵詞:機遇與挑戰 激光產業

摘要:今年入夏以來,北半球持續出現極端高溫天氣,不僅是中低緯度國家面臨酷熱困擾,連一些高緯度國家/地區如英國倫敦、俄羅斯北部等地也被熱浪侵襲,干旱、森林火災、熱射病等也一度成為熱門詞條,而持續的高溫天氣也進一步強化了人們對“節能、減碳”的關注。

  今年入夏以來,北半球持續出現極端高溫天氣,不僅是中低緯度國家面臨酷熱困擾,連一些高緯度國家/地區如英國倫敦、俄羅斯北部等地也被熱浪侵襲,干旱、森林火災、熱射病等也一度成為熱門詞條,而持續的高溫天氣也進一步強化了人們對“節能、減碳”的關注。

  早在2020年9月,我國就明確提出2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”的目標。在雙碳戰略目標的引領下,我國持續推進新一輪科技革命和產業變革,節能環保、綠色制造也逐漸成為產業升級的重點方向之一。作為近年來推動產業升級的關鍵利器,激光產業也緊扣雙碳戰略目標進行技術革新,一些激光設備制造商也積極響應國家號召開始綠色轉型。激光設備企業如何落實綠色制造?激光設備又能通過哪些技術手段降低碳排放?為了解這些問題,維科網·激光走進了布局綠色制造多年、如今已卓有成效的企業——百超迪能,與百超迪能副總裁顏春英就激光綠色制造進行了深入探討。

  維科網·激光:

  今年入夏以來氣溫異常高,甚至連高緯度地區都出現了極端高溫天氣。在此背景下,控制碳排放愈發成為社會各界關注的話題。我國近年來也在提倡綠色制造,您認為對激光產業而言應該如何落實綠色制造?

  顏春英:

  推進綠色制造是我國應對氣候變化、實現碳達峰、碳中和目標的關鍵。按照工信部《“十四五”工業綠色發展規劃》中所提,推動綠色發展有六個方向:產業結構高端化、能源消費低碳化、資源利用循環化、生產過程清潔化、產品供給綠色化、生產方式數字化等。激光行業是我國產業升級的重要推手之一,從大環境上講是推動整個制造業產業結構高端化、生產方式數字化的關鍵,對激光行業自身而言,要實現綠色制造也有一些路要走。

  最關鍵的是能源消費低碳化。目前國內發電結構中火電比重仍接近70%,是絕對的主力。換句話說,工業設備運轉產生的電消耗某種層面上也是在“燒煤”。那么對激光設備而言,如何能夠通過更低的能耗去發揮更大的價值,這是實現能源消費低碳化的關鍵。目前來看,已經有光源制造商在提高電光轉換效率方面下功夫,將過去30%的電光效率提升到40%,甚至50%,以此來降低碳排放。

  而對于設備集成商而言,由于涉及到的耗電部件較多,相同工作時間內整體能耗基本固定,無法像激光器一樣直接省電。但激光設備與用戶產量直接掛鉤,如果能在同等功率、同等能耗的配置下,通過功能部件性能的提升、應用工藝的革新,提升加工的效率和產量,也是實現能源消費低碳化的重要方向。換句話說,生產同樣的產量、創造同樣的價值,消耗的能源更少。

  此外,對激光加工而言,輔助氣體是主要耗材之一,不論是氧氣還是氮氣,用完了就要再買、再補充,這一過程涉及到氣體提純、加壓液化、儲存、運輸等各個層面。從資源利用循環化的角度而言,氮氣、氧氣的消耗也在一定程度上增加了碳排放。如果將輔助氣體換成空氣,通過空壓機的運轉可以直接從大氣環境中源源不斷獲取輔助氣體,就實現了資源利用循環化。

  維科網·激光:

  激光切割技術的普及,在一定程度上彌補了過去傳統工藝(等離子切割、火焰切割等)高污染、高耗材的缺點,具備綠色環保的特性。近年來激光技術也在不斷進步,工藝不斷革新,百超迪能作為當下高功率激光的主要參與者之一,能否介紹一下最新的激光技術對降低碳排放有什么幫助?

  顏春英:

  激光加工近幾年備受追捧,快速替代了傳統工藝,其中清潔環保是非常關鍵的因素,對比激光切割和等離子切割加工現場的圖就可以有非常明顯的感受。而工信部規劃中一個重要的方向就是生產過程清潔化,激光加工恰恰符合。同時,隨著高功率、高亮度激光技術的突破,以及切割工藝的不斷進步,激光切割產生的粉塵也會進一步減少。

  就像剛才提到的空氣,從氣體耗材的角度看那是資源利用循環化,而從加工工藝和加工現場的環境來看,采用空氣切割工藝也能夠符合生產過程清潔化。過去我們加工碳鋼時只能用氧氣切割,其中氧氣的作用是助燃,其原理與火焰切割類似,因此氧氣切割碳鋼時也會看到大量煙塵出現(盡管比火焰切割要少得多)。而空氣切割時盡管有部分氧氣助燃,但更多的是類似氮氣切割的原理,靠的是高功率激光自身的能量熔化材料再利用高氣壓吹走熔融物。因此,空氣切割產生的煙霧比氧氣切割大大減少,這也將大大降低除塵設備的工作量和耗電量。

  此外,空氣切割的速度也比氧氣切割大幅提升,而這又與前面提到的能源消費低碳化相契合??梢哉f,空氣切割是激光企業在綠色環保理念上的重要改變,僅僅這一個改變,就能夠在能源低碳化、資源循環化、生產清潔化三個方面發揮巨大作用。

  當然,這一理念的實現需要高功率激光技術做基礎。過去兩三千瓦的時代,也有人嘗試過空氣切割工藝,但由于激光能量太低,效果不明顯。從六千瓦開始,空氣切割在碳鋼薄板切割上的優勢開始顯現。如今兩萬瓦、三萬瓦的普及,則讓空氣切割工藝能夠覆蓋市面上絕大多數的碳鋼加工需求。值得一提的是,百超迪能根據空氣切割的特點,對最新一代的By-Power切割頭再度進行了升級優化,使之與空氣切割的場景匹配度更高。綜合而言,高功率激光技術的成熟,高匹配度切割頭性能提升,讓激光技術在降低碳排放方面有了更好的表現。

  維科網·激光:

  我國正處于制造業轉型升級的關鍵時期。碳達峰、碳中和的目標對我國的產業結構會帶來哪些影響?作為制造業轉型升級有力推手的激光產業,在雙碳引導下又會發生哪些變化?

  顏春英:

  我國一直在推動產業升級,雙碳的目標無疑為產業結構高端化提出了更具體、更明確的方向。一方面是淘汰高污染、低附加值的產業,另一方面加大對低碳、高附加值產業的扶持力度。而對于高能耗但高附加值,或者事關國家命脈的傳統產業而言,推動其實現數字化轉型則是重中之重。

  百超集團一直在追求智能化、數據化、系統集成化的產品結構,這種產品結構讓我們和市場上其他激光集成商有了明顯區分。目前,百超中國在游松博士的戰略布局下已經建立了一個自動化工廠,目的就是給客戶提供更好的智能制造解決方案,讓客戶也實現碳中和、環保節能方面的相關布局。這種產業高端化路線,既能降低客戶在能源方面的消耗,也能提高生產的效率,為客戶帶來更高收益。

  例如前不久我們就給一個客戶進行了智能配套服務,除了基礎的激光加工設備外,還結合客戶現場環境進行整體布局,加裝了自動上下料系統、AGV運輸車等,能夠大大提升客戶的綜合效率。包括切割后的折彎工序,過去都是由人工操作折彎機來完成的,現在我們推出了配套的折彎機械手,能夠大幅提高效率,降低人工成本。我們的目標是幫助客戶建設世界級的工廠,實現一個人,操作百萬級的設備群,創造上千萬、上億的價值。

  當然,要實現這種高自動化的工廠離不開數字化的建設。而要實現生產方式數字化,則要以工業互聯網的技術為基礎。百超迪能今年拿到了國家智能制造二級認證,是目前整個激光行業里唯一一家拿到認證的企業。這給激光行業起到一個很好的帶頭作用,同時我們也會把這些理念傳遞給我們的客戶,推動下游市場往智能化方向發展。我相信,在碳達峰、碳中和的目標指引下,未來不論是激光行業本身,還是激光的下游應用行業,都將加速快跑地進入數字化、智能化時代。

  維科網·激光:

  經過十幾年的錘煉,百超迪能的產品品質已得到市場的充分認可。在綠色制造理念逐步擴散之時,百超迪能在環保、碳中和等方面有哪些具體的行動和布局?綠色制造理念會對激光行業未來的發展格局帶來哪些影響?

  顏春英:

  其實大家都知道,百超迪能跟瑞士百超的緣分始于2016年。那一年瑞士百超控股百超迪能,同時也將瑞士文化中綠色環保的理念注入百超迪能。在那之后,百超迪能也開始調整思路,開始進行綠色制造的相關布局。

  實際上,歐洲企業在很早之前就在強調節能環保,瑞士百超總公司會要求各個子公司、工廠統計所有的能耗數據并進行分析,并提出控制和改善的方案。在這些措施的指引下,百超迪能對綠色制造的細節把控也做得非常細致。

  我們曾經有幾款賣得非常好的產品,但因為能耗比較高,在我們吸收了綠色制造的理念后,對這些高能耗的產品進行了升級優化,改善了能耗情況。甚至有些產品我們直接淘汰,用環保的理念重新設計成新的產品。同時,我們也對生產環節進行優化,一些高污染的工序我們也在不斷減少甚至淘汰,讓我們的產品從生產環節開始就符合綠色制造的理念。

  我們希望將這種綠色制造的理念傳遞出去,不論是生產型企業還是應用型企業,都能夠積極響應國家號召,實現低碳減排,綠色生產。百超迪能不僅追求自身的經濟回報,更希望通過自身和業內同仁的共同努力,以綠色環保為核心,打造一個綠色激光生態圈,讓整個產業鏈都更綠色、更環保!

  (來源:維科網激光)

(責編:lxh)
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