驻德国使馆科技处 2020年第8期

本期主要内容

　　科技创新战略、计划和举措

　　1.德法签署联合意向声明进一步加强人工智能领域合作

　　2.德经济部发布新的中小企业数字化资助计划

　　3.德国大学校长联席会议（HRK）主席团通过与中国高校开展合作主导问题

　　4.欧洲超级计算机能力网络EuroCC正式启动

　　研发前沿

　　5.金属氢化物助力储氢技术升级

　　6.德国建筑通风专家提出建筑物内气溶胶的检测与通风新系统

　　7.电解取“氢”的新思路

　　8.“石头”助力能源转型

　　9.德国粒子加速器研究取得新进展

　　10.德国弗劳恩霍夫5G技术测试台网络

　　11.“无电池”的智能技术

　　12.远距离光能可对DNA造成损伤

　　行业动态

　　13.德国猪肉制品受戊型肝炎病毒（HEV）感染的情况

　　14.德国在边境地区野猪尸体中发现非洲猪瘟病毒

　　15.德国联邦政府以国家担保的方式支持电池工厂的融资

　　

德法签署联合意向声明进一步加强人工智能领域合作

　　为落实德国联邦政府的人工智能战略，近几个月来德法开展务实工作，将德国人工智能能力中心和法国人工智能机构紧密联合，开展更加密切的合作。

　　德国和法国希望在合作中进一步加强在人工智能领域的关系。为此，8月31日联邦教研部部长卡里切克（Karliczek）和法国研究部长维达尔（Vidal）签署了联合声明，该声明确定了欧洲对人工智能的发展方向。共同努力推动人工智能在欧洲的开发和应用。该声明是欧盟在发展人工智能领域的一份重要方案。

　　德法两国之前已经通过各自的国家战略开始加强人工智能的研发和应用，通过深化合作，两国在该领域力量将紧密结合。合作的基础是2019年10月德法共同搭建的人工智能研究创网络。2019年10月，德国和法国签署《意向书》，已为AI联合研究与建立创新网络奠定了基础。两国同意双方加强在人工智能研究方面的联合。

　　《意向声明》的签署则向前迈出一大步：同意德国在各高校和研究机构的 AI 能力中心（柏林、多特蒙德/波恩、德累斯顿/莱比锡、慕尼黑、图宾根和德国人工智能研究中心DFKI）与法国人工智能研究所加强合作。内容主要为 联合资助， 如共同的资助措施、科研人员交流计划和共同举办活动（研讨会或暑期学校等）。其第一项具体措施是，德法两国在2020年10月发布联合资助声明，资助双边高水平的AI研究合作，成果共享。

　　作为第一个具体措施，德国和法国将在2020年10月发布一项双边共同资助项目征集公告，在此框架内，德国和法国之间的高质量、高水平人工智能合作研究项目将得到支持和资助，两国政府将把其合作研究的成果用到欧洲和国际人工智能领域的工作中去。

　　德国和法国已经合作了很多年，并希望共同面对21世纪的挑战。 联邦总理默克尔和马克龙总统于2019年1月22日签署了《亚琛条约》，两国重申了这一合作的重要性，并明确表示未来两国之间的合作应进一步加强。

　　背景：发展人工智能是法国总统和德国总理的首要目标。法国于2018年发布了人工智能发展报告，并于2018年3月29日提出了国家人工智能战略。2018年5月18日，德国发布了人工智能战略要点。在此基础上，联邦政府于11月15日发布了人工智能战略。到2025年，德国政府将为人工智能提供总计30亿欧元的资金。德国人工智能战略重点为：（1）加强能力中心建设，并将与应用中心的合作网络作为国家研究联盟的核心；（2）人才，设立新的AI教授席位和促进年轻科学家的发展；（3）扩大、加强AI基础研究和应用的资助，如自动驾驶、生命科学以及国内外合作。（孙国旺、周顺杰）

　　参考资料：

　　BMBF ABSICHTSERKLAERUNG 31.08.2020

　　https://www.bmbf.de/de/deutschland-und-frankreich-buendeln-ihre-ki-kompetenzen-12393.html

　　https://www.bmbf.de/de/deutschland-und-frankreich-buendeln-ihre-ki-kompetenzen-12393.html

　　

德经济部发布新的中小企业数字化资助计划

　　德国联邦经济与能源部（BMWi）消息，9月7日，该部发布新的中小企业数字化投资补助计划“Digital Jetzt”，旨在帮助企业改善数字化业务流程，开发新的商业模式，提高竞争力和创新力，同时加深员工对数字机遇的认识水平，推动企业向未来投资。

　　该计划将持续至2023年底，资金总额为2.03亿欧元，2020年底前可拨付4000万欧元，面向含手工业和自由职业在内所有行业的中小企业（员工数3至499人）。资助范围包括企业对数字化软硬件设备、员工数字化能力培训等方面的投资。企业需按要求提交整体数字化计划，说明培训措施的类型和数量，描述当前数字化水平以及投资所要达到的目标等。资助比例与企业规模相关：员工上限为50人、250人和499人的企业分别可获最高50%、45%和40%的投资补助，2021年7月1日后资助比例均下调10%。此外，根据投资内容给予申请企业最多不超过20%的“奖励比例”，如向信息安全进行投资或企业位于欠发达地区等。每个企业的补助最高可达5万欧元，如果一条供应链中的多个企业共同提交申请，则其中每家补助限额为10万欧元。

　　德经济部长彼得·阿尔特迈尔（Peter Altmaier）称“Digital Jetzt”是在数字化方面加强中小企业的又一重要步骤。他表示，新冠危机给许多领域带来了数字化发展的推力，同时也更加明显地暴露出差距。希借此助力中小企业向数字化投资，避免其成为竞争劣势，确保企业长期健康并适应数字化带来的挑战。（李卓亚）

　　参考资料：

　　https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Pressemitteilungen/2020/09/20200907-altmaier-das-neue-investitionszuschussprogramm-digital-jetzt-staerkt-mittelstand-bei-digitalisierung.html 10.09.2020

　　

德国大学校长联席会议（HRK）主席团通过与中国高校开展合作主导问题

　　9月9日，德国大学校长联席会议（HRK）主席团通过了与中国高校开展合作的主导问题（Leitfragen），这是对HRK在4月份做出的国际高校合作一般准则和标准的补充。该文件适用于德国高校、研究机构及高校附属机构，为这些机构在于中国高校、科研机构建立和维系可持续合作方面，提供建议、协助和指导。

　　目前中国是德国高校合作领域的重要伙伴，有近1400个与中国合作机构的合作协议。 HRK主席Peter-André Alt 9月10日表态,"与中国的科学合作在许多领域都非常有吸引力，在某些科学领域是必不可少的"，“但在过去几年，我们看到合作中出现的中方对科学自由的限制，法律条件的增加，机制上的障碍”，“在这种情况下，“主导问题”有助于对单个合作以及合作前景进行评估。”作为文件工作组负责人，HRK副主席Bernd Scholz-Reiter教授认为，“对单个合作的具体条件、目标和内容有不同视角（的看法）是有必要的，一旦有必要可以同中方进行澄清，揭示有价值的发展路径，“主导问题”起到的就是这个作用。”在内容上，“主导问题”针对的德国高校和研究机构，以提高认识出发从德国视角看待（与中国合作的）机遇和风险。“主导问题”中的内容将定期检查（更新）。（周顺杰）

　　参考资料：

　　https://www.hrk.de/presse/pressemitteilungen/pressemitteilung/meldung/hrk-leitfragen-zur-hochschulzusammenarbeit-mit-der-volksrepublik-china-deutsch-chinesische-koopera/ Leitfragen https://www.hrk.de/positionen/beschluss/detail/leitfragen-zur-hochschulkooperation-mit-der-volksrepublik-china/

　　

欧洲超级计算机能力网络EuroCC正式启动

　　9月1日，欧洲超级计算机能力网络启动。该网络是将欧洲内部现有的超级计算中心连接起来，为整个欧洲提供计算能力。该网络将在德国协调下工作，德联邦教研部长卡利切克对此表态：“通过这些超级计算中心，我们正加强德国和欧洲的技术主权。超级计算是卓越科学和工业创新应用的必要基础，通过最高水平的计算能力解决复杂的问题。”卡利切克认为欧洲超级计算机能力网络的启动释放了强烈信号：“欧洲通过超级计算在数字时代得到了最好的武装”。欧洲将继续支持科学和经济发展的数字化。卡利切克承诺新网络将更多的将中小企业引入超级计算，支持他们受益使用先进的仿真和分析方法。这将提高德国和欧洲的竞争力和未来适应能力。

　　德国目前凭借高斯超级计算中心（包括HLRS斯图加特高性能计算中心，JSC于利希超级计算中心，和LRZ莱布尼茨超级计算中心，加兴慕尼黑附近）处于欧洲最前沿。也因此欧洲超级计算机能力网络工作的开展也将具体由德国高斯超级计算中心协调。

　　背景：EuroCC项目覆盖欧洲的33个国家，由斯图加特的高斯中心负责。每个参与国家都建立了一个国家能力中心。项目总投资为6000万欧元，其中一半由欧盟提供，剩余部分由成员国分摊。德国由联邦教研部投入75万欧元。项目第一阶段实施期为2年。德国高斯中心由3个德国超级计算中心组成，得到了联邦教研部、巴伐利亚州、巴符州和北威州的共同资助。（周顺杰）

　　参考资料：

　　https://www.bmbf.de/de/karliczek-supercomputing-zentren-staerken-die-technologische-souveraenitaet-europas-12408.html

　　

金属氢化物助力储氢技术升级

　　储氢技术是制约大规模制氢的瓶颈。目前主要采用两种技术手段，一是采用700巴左右的高压技术气态储氢，二是采取零下253摄氏度的低温技术液态储氢。这两条技术路线均具耗资耗能巨大的特点。德国亥姆霍茨盖斯特哈赫特研究中心（HZG）氢技术部负责人克拉森教授（Prof. Dr. Thomas Klassen）介绍，他的团队正在研究金属氢化物在储氢中的功能，重点领域覆盖基础材料的研发和储氢器的研制。

　　克拉森教授认为，利用粉状金属可以有效提高储氢效能，在室温和10至50巴的压力下实现储氢，大大降低技术成本和能耗。这种新技术的另一特点是，氢可在原子而非分子量级上与金属结合，从而提高氢储存量。在同等容量条件下，金属氢化物的储存容量是普通气罐的一倍。

　　目前，克拉森教授的团队正在一个欧洲研究项目的框架内与法国同行携手共同研制一种紧凑型金属氢化物储氢器，能储存50斤氢，相当于1兆瓦小时，可供燃料电池车行驶5000公里。这种新型储氢器的体积只有同类气罐的十分之一，此外还能收集加氢时产生的热量，供放氢时能量之需。这一展示装置计划于2022年在巴黎投入运行。（李国强）

　　参考资料：

　　Wasserstoff - Ein wesentlicher Baustein für die Energiewende, https://www.hzg.de/science/materialien_verfahren/wasserstoffspeicherung/index.php.de, 06.08.2020

　　

德国建筑通风专家提出建筑物内气溶胶的检测与通风新系统

　　德国柏林工业大学海尔曼·里切尔（Hermann-Rietschel）研究所主任、建筑通风技术专家马丁·克里格尔（Martin Kriegel）教授认为，不能低估空气气溶胶携带病毒问题，尤其对办公楼、学校和餐馆等建筑场所通风问题需要特别重要。

　　1.医学专家称空气中携带病毒颗粒是新冠传播途径之一

　　气溶胶会引起第二次新冠传染，这是德国病毒学家克里斯蒂安·德罗斯滕（Christian Drosten）在5月底提出的观点。从那以后，多项研究证实气溶胶在病毒大传播中扮演重要角色，这种小颗粒在空中飘动，肉眼看不见。气溶胶与人们说话时产生的飞沫并非同一物质，飞沫可以通过保持距离或者戴口罩避开，但科学家们发现气溶胶即使三个月后仍然携带病毒，气溶胶很难找到有效的补救措施来对付，从而降低其感染风险。

　　建筑通风技术专家马丁·克里格尔认为目前对气溶胶的认识还有限，但可以从建筑物的通风条件入手，最大程度地减少悬浮气溶胶的带来的传染风险。不过到目前为止，这些影响因素还没有完全得到证实，这使得很难制定具体规则。

　　气溶胶颗粒非常轻，几天之内都不会沉入地面，并随着空气流动而漂移，就像看不见的烟雾。气溶胶的运动非常轻微，人们无法感知到。带来的结果是，微小的气溶胶在几分钟内散布到整个房间，如果室内有新冠感染者，一旦他呼气，房间中的其他人将不可避免地在某个时候吸入这个人所呼出的空气，这种情况导致多大程度的感染几率目前病毒学家都无法给出确切答案，因此唯一的简单法则是：尽可能降低气溶胶的量。建筑通风专家克里格尔教授强调，这主要通过在室内最大程度地供应新鲜空气来实现，在房间中交换空气的次数越多，可能的病毒浓度就越低，感染的风险就越小。

　　2.建立二氧化碳含量红绿灯警示系统有效的控制手段

　　空气中的病毒浓度是气溶胶带来感染风险程度的主要参数。建筑通风技术专家克里格尔教授建议办公室和学校这样的建筑物建立新的通风预警系统，他将这个系统称为二氧化碳红绿警示灯体制。红绿信号灯刻度显示房间中的CO2浓度，并显示人呼出的气体何时超过某个极限值，提醒需要及时通风换气。从对抗大流行的角度来看，相关的气溶胶含量的临界值也无法进行量化，因为气溶胶本身是不可见的，根据克里格尔教授的说法，这种二氧化碳红绿警示灯系统可帮助估算空气中气溶胶污染程度，至少提醒保持警示灯为“绿色”是可控的目标。如果已经打开了建筑物的窗户，但二氧化碳红绿警示灯系统显示房间的二氧化碳含量仍然从绿变黄，则必须让室内的人离开房间。另一种有效的措施是安装专业通风系统，这种通风系统能够在指定的时间内对房间内的空气进行充分交换，确保载有病毒的微粒不会在空气中积聚。这种专业通风系统非常昂贵，而且也不是任何建筑物都能轻易进行改装，对于普通场所和民众来讲，目前比较现实的做法是仍然遵守“AHA”规则（德文“保持距离”、“注意卫生”和“佩戴口罩”三个单词的所写）。

　　3.建筑通风技术专家提出不同建筑物相对的通风策略

　　对于各种不同建筑物设施，克里格尔列出了不同的通风新策略：

　　办公室楼：在开放式集中式的大办公楼，只要保持通风，其感染的风险不比在人少但空间不大的办公场所高，这意味着在小型办公室中被感染的风险大于大型办公室中的感染风险，因为大型房间中的新鲜空气量是比小型办公室中的新鲜空气量大，病毒被稀释了。克里格尔教授建议，办公楼每20分钟通风一次，一次至少持续五分钟。

　　学校：学校的通风比办公楼更为重要，在学校，基本上30名学生共用一个教室。克里格尔教授呼吁为学校制定适合降低气溶胶感染风险的策略是：将45分钟课堂教学加5分钟休息的模式变为30分钟上课加15分钟的休息。休息时间长一点，教室内消失掉悬浮的颗粒更多。另外，学生在教师停留时间短有助于降低感染的风险。

　　饭店和酒吧：许多饭店和酒吧尚未配备通风系统，应特别注意打开窗户进行通风，从呼气所产生气溶胶效果来看，使用室外餐桌是最好的选择。

　　电影院：克里格尔教授和他的研究团队最近与德国影院协会合作研究了电影院的气溶胶污染问题。结果显示：与普通办公室相比，电影院中气溶胶凝聚效果并不强烈，这主要得益于电影院都安装有标准化的通风系统，电影院在规划时就考虑观众人数而设计了较为完善的通风系统，因此，电影院的新鲜空气含量是普通10人共处的大办公室新鲜空气含量的好几倍。（施显松）

　　参考资料：

　　https://www.bmbf.de/de/karliczek-deutschland-ist-heute-wieder-hotspot-12069.html

　　https://www.bmbf.de/files/2020-07-08%20Anlage_%c3%9cbersicht%20der%20Forschungseinrichtungen_Batterie-Cluster.pdf

　　

电解取“氢”的新思路

　　氢将成为未来的主要能源，它可以由能再生、又能持续的资源——“水”产生，能为气候保护做出重要贡献，并替代化石燃料。氢被视作未来的主要能源载体，但目前尚无有效的工艺方法廉价地取得氢，如何环保、安全和廉价地取得氢成为一大课题。柏林亥姆霍兹中心（HZB）的马塞尔·里施（Marcel Risch）和他的团队提出了新的思路改善现有的水电解技术，即把水化学分解为氢和氧的工艺。

　　通过电解水取得氢应该需要电能，其方法是在水中接入两个电极，水在一个电极处被分解成氢和氧，随后氧离子结成氧气逸出，而析出的氢离子迁移到另一个电极中去，在这个电极处，氢既可以转化为气态氢，也可以转化为碳氢化合物和氨，用作能量载体和工业原料。马塞尔·里施认为，水分解反应是电解取得氢的核心，虽然是第一步，但在这个关键技术上目前现有的方案都存在缺陷，尚需优化。里施和他的研究团队正在寻找可以用作催化剂的新型电极材料，这些材料不仅使电解过程更有效，而且比迄今为止用于电解槽的贵金属更便宜且更容易得到。

　　里施团队所采用方法的原理是，将电极处的能量损失降到最低，用以提高电解效率，从而使电解更加经济。里施研究团队的突破点集中在电极材料中催化剂的选择上，他们选用了一种特殊钙钛矿氧化物，是由钙、钛和氧组成的常见金属。这种材料的内部化学结构非常整齐，因为所有钙钛矿都具有相同特征的原子排列，它的好处是可以简单地更换其中的化学元素而无需改变结构本身。研究团队在一个研究样品中用钴代替了钛，在另一研究样品中用铁代替了钛。化学元素也可以有好几种替代方案，且可以有不同的剂量比例和组合。每种新材料都必须在电解过程中进行验证，研究人员然后比较它们各自不同的电解效率。目前的结果是:由钡、钴和铁制成的钙钛矿结构特别适合作为电极材料。

　　但是，关于何时能真正找到并应用高效电解的最佳催化剂这一问题，科学家表示还需要一段时间，真正提高制氢效率还有很多障碍。马塞尔·里施解释说，需要标准化的测试条件，根据这些条件可以检测新的催化剂材料，真正产生可比对的结果，一方面对材料进行深入的研究，另一方面对电解槽进行优化。然而，如何将寻找到的材料应用到电解设备上，这中间是一个巨大的跨越，还需努力。（施显松）

　　参考资料：

　　https://www.helmholtz.de/energie/wasserstoff-gewinnen-effizient-und-kostenguenstig/

　　

“石头”助力能源转型

　　石头、砖块和混凝土是极好的储热介质，研究人员现在利用砖石这些特性来补偿风力发电及太阳能设备的电量波动问题。

　　白天太阳照耀下水泥块、砖头等“石料”不断吸热，到了晚上它们又缓慢释放热量，这些石块储存的热量甚至能让整个城市在夜晚都保持温度。德国一些公司和研究机构开始研究使用砖块作为储能器，将风力涡轮机和太阳能系统集成到能源系统中。

　　1、石块、混凝土作为储能介质

　　西门子“Gamesa”研究所、汉堡-哈堡技术大学和汉堡公用事业汉堡能源公司组成的研究团队在汉堡港对石料储热正在进行实际研究，该项目得到德国能源部的支持。其原理是：当风能和太阳能发的电有盈余，超过电网所容纳的电量时，将余电加热电鼓风机，电热鼓风机将石块加热到大约600摄氏度，这些石块都套有绝缘层，防止石块吸收的热能丧失。一旦风力发电设备的涡轮片不转或者太阳能的供电不足即电网供电低谷时，涡轮机将冷水导到先前储存了热量的石块上面，水被炽热的石块加热后蒸发，所产生的蒸汽驱动涡轮机能产生1.5兆瓦的电。石块储热发电的优势是材料便宜，可以用它以低成本存储大量的能量。但石块缺点是，热量吸收效率低， 只能达到25％左右，意味着这个过程中损失了75%的热能。研究团队将目光投向废弃的煤炭或天然气发电厂，以代替大面积的石块堆积场。在停产而废弃的发电厂里，蒸汽轮机和其他必要的组件是现成的，只需要用热能存储介质替换燃烧系统并安装电加热器就可以了，可以大大降低了投资成本。

　　挪威的初创企业Energy Nest也开发了类似的能量存储单元。该公司使用特殊的混凝石块代替天然石材，水泥石块里嵌入很多管道，热量通过这些管道输入热能储存器中。这种存储系统除了利用多余的风能外，可以让发电厂对风能及太阳能发电供电的不稳定性进行平衡调节：当大量风能和太阳能供电给电网时，电网连接的煤炭或生物燃烧炉将混凝土加热，这些混泥土石块大量吸收热量，会使电机涡轮片以较低的功率运行；一旦风力或者太阳发电不足，则存储单元会将热量释放到蒸汽涡轮系统中，从而使涡轮机产生更多的电力。另外，混凝土石块储热单元还可以收集工业生产过程中的产生废热，以便日后使用。

　　2. 利用石灰生熟反应储能

　　德国航空航天中心（DLR）采用另外一种储能方法：研究人员使用石灰石受热后所发生的化学反应过程来循环热能吸收与释放。熟石灰是非常便宜的原材料，通常用在建筑业，研究者用它来做储能器，石灰储热过程中不会丧失热量。熟石灰暴露在摄氏450度以上的温度下，则会发生反应：熟石灰变成生石灰，这个过程中石灰化学性储层了热能。要重新获得热量，只需要在石灰中加水，生石灰又变成熟石灰，这样可以形成循环生热储热过程。石灰存储设备的优势在于，它们在相当长的时间内不会损失任何能量，也可以在冬天用夏日的阳光加热：如果光伏系统产生的电能在夏天有盈余，可以将光伏系统的电能通过加热棒加热石灰，石灰储存的能量待到冬天再使用。

　　未经处理的石灰如何可靠运输是摆在研究人员面前的头疼问题。 研究团队目前正在对石灰粉化进行攻关，这对工艺技术而言是一大挑战，该技术投入市场之前，还需要进行大量研究。（施显松）

　　参考资料：

　　https://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/energiewende-wie-steine-als-waermespeicher-helfen-koennen-a-1158355.html 

　　

德国粒子加速器研究取得新进展

　　在未来粒子加速器的的研发上，德国电子同步加速器研究所（DESY）达到重要里程碑：其等离子加速器持续运转超过1天，期间不断发射电子束，该实验为世界首次。名为LUX的系统由DESY和汉堡大学共同开发和运行，此次运行时间达到30个小时，期间共加速了10万个电子束，每秒一个。该装置运行时间能够超过30小时，由科学家在30小时后主动停止，相同试验重复了3次。项目负责人Andreas R. Maier 表示，“这使我们进一步靠近这种创新粒子加速器技术的正常运转。”相关报告发表在了《物理评论X》（Physical Review X）上。

　　通过该项技术，物理学家能够为不同应用提供新一代紧凑而功能强大的粒子加速器。DESY研究所加速器主管Wim Leemans表示，“从实验室到现实应用激光离子加速器的时机已经成熟。”气体分子中的电子分离以形成等离子体，LUX使用的是氢气。这种方法使激光或高能粒子束能在毛细管中产生等离子波，让等离子加速器获得比目前使用的最强机器高出1000倍的加速度。系统紧凑、功能强大使加速器获得从基础研究到医学的广泛用途。在应用以前还存在诸多技术挑战，而系统能够长时间稳定运行，有利于科研人员更好的应对这些挑战。（周顺杰）

　　参考资料：

　　https://www.desy.de/aktuelles/news_suche/index_ger.html?openDirectAnchor=1889&two_columns=1

　　

德国弗劳恩霍夫5G技术测试台网络

　　5G比上一代通讯技术速度快100倍，可以实现实时传输，但对基于5G通讯技术的应用一些是可实现的，另外一些只是构想，属于未来的技术，目前德国弗劳恩霍夫协会建立专门5G技术测试台网络（Fraunhofer-Testbeds），为产业界基于5G技术的应用现实性提供鉴别服务。

　　5G技术测试台网络位于德国巴符州，测试点分布在不同城市，包括斯图加特（Stuttgart）、卡尔斯鲁厄（Karlsruhe）、罗伊特林根（Reutlingen）、曼海姆（Mannheim）以及弗罗伊登施塔特（Freudenstadt）。该项目由5G4KMU转化项目管理处（Transferzentrum 5G4KMU）组织管理，弗劳恩霍夫协会对基于5G的商业模式和创新性的产品创意进行检验，提供必要的基础设施和专家技术咨询，弗劳恩霍夫协会产品和自动化研究所（Das Fraunhofer-Insitut fuer Produktionstechnik und Automatisierung，IPA）负责统一协调，主要针对5G在物流、产品、实验室和医院方面应用的可能性。五个测试点分别负责不同测试重点，主要是机器人技术、机器控制、智能产品和人工智能等方面，测试点遵从的原则是：企业拿出基于5G技术的产品创意，提交给弗劳恩霍夫协会进行分析和论证，由弗劳恩霍夫协会遴选出有前途的项目进行测试。

　　一、不同领域实现5G技术应用的分层要求

　　理论上5G数据传输率可以达到每秒20G，它的潜伏时间(Latenzzeit,等待时间，延时)，即从信号发出到信号接收的时间为一微秒，但现实世界里无法真正实现这一速度，5G很多功效参数无法真正达到，使用5G创新性技术的时候必须做出选择，即5G能在何种程度上实现其应用，同时要确定其特殊之处。5G4KMU转化项目管理处为此成立了Slicing（数值分片）联网技术，专门确定对5G网络技术在发展过程中的某一阶段优先项。为开发出高分辨率的4k或者8K视频终端设备，需要娱乐设备供应商的参与，将视频改为网络流量播放，要求有极高的数据传输率，并要保证可靠性，对延时（潜伏时间）要求相对不是特别高；而工业机器人不需要太高要求的数据传输率，但是潜在时长及延时性方面比娱乐业设备中要高得多，只有这样才能保证实时控制；5G应用到农业大面积种植业上，作物种植地上安装有大量的感应器，这些传染器将温度、风速以及作物生长情况的数据传输给收割机，这时对能量效率方面要求很高，因为安置在作物耕地上的传感器需要运转几个月甚至几年，期间无法更换电池。

　　5G的优势特别体现在机器人技术和机械控制，通过超速移动通讯技术，嵌在机器或者部件上传感器的数据无延迟地瞬间输送到机器的控制系统。通过5G技术，集成结构模块保证单台机器和整个生产车间实施管理控制，甚至是对整个生产厂区进行监控，还可以联网控制一个企业不同城市分厂的生产。5G网络的路由器和天线一旦接通，数据将会跨越更远的距离。

　　劳恩霍夫学会经济与组织研究所的测试床（Das Fraunhofer-Insitut fuer Arbeitswirtschaft und Organisation IAO）设立在斯图加特，重点集中在智能产品和智能服务，研究能够融合5G数据收集与人工智能为基础的方案。一些数据服务商应用了5G以后，可以对其提供产品的维修服务进行提前预评估，人工智能根据收集来的数据估算下一次可能需要进行产品维护的日期，或者某一个零部件因磨损而可能导致发生故障的时间。

　　二、5G技术具有广泛优势的8大测试领域

　　5G可以为企业建立自己的移动网络提供了可能，为工业预留的通讯频率为3.7到3.8GHZ的波段，企业只要在德国联邦网络管理处取得许可证就可以在企业的所在地建立局部的网络自管系统。

　　弗劳恩霍夫协会共分8个领域分别设置模拟5G有前途的应用场景，对不同应用场景在不同的测试台进行测试，测试台的车间采用内置网络，所有技术的组合与控制都是按5G时代和工业4.0时代的要求实施，与传统的厂房完全不同，这里没有电控柜，并且机器和生产流水线可以随意按需要进行重新配置和组合。测试点所涉及的八个领域包括：

　　1.5G多端传感器：工业生产过程通过多端传感器优化，监控零部件的温度、速度、力以及位置等；

　　2.5G声发射传感器（Acoustic emission Sensor）：声发射传感器安装在机器部件上，能够提前对设备的过劳或磨损提出警告；

　　3.5G区块链项目:检测全无线的网络在数据传输过程中区块应用是否配对；

　　4.5G物流：5G移动系统能够在生产厂区实现有效导航；

　　5.5G机器人技术：移动机器人配备控制系统，在协作过程中实现自我管理，借助传感器能实现无线导航；

　　6.5GCockpit(5G驾驶舱管理平台)：建立分级流程和感应监控系统，数据交换通过云平台实现；

　　7.5G边缘云（5G-Edge-Cloud）:建立云平台，实现生产数据分析与通讯网络实现链接；

　　8.5G-3D传感：开发3D系统，能扫描产品的几何特征，在机器人和机床中之间实现无线联通。（施显松）

　　参考资料：

　　Fraunhofer. Das Magazin 2.20

　　

“无电池”的智能技术

　　不需要电池的智能手表听起来像是梦幻，但智能技术（clevere Technologie）不久可能将这种梦想变为现实，该技术利用环境中的能源取得电力，让各种电子设备自身供应能量运行，这项技术可用于各种日常领域。

　　1.从环境中获取能量

　　从环境中获取能量，听起来像是遥不可及的梦想，但事实并非如此，实际上人类早就开始将环境当作能量的源泉，最常见的例子就是使用风力涡轮机或光伏发电，很多建筑物安装了太阳能电池板来供应能源也是例证。从环境中进行能量收集（Energy Harvesting）很久以来就已成为日常生活的一部分，也是可再生能源最重要的研究领域之一。

　　通过冷热产生能量并进行收集。德国纽伦堡弗劳恩霍夫集成电路研究所（IIS）目前正在研究这一技术，研究人员开发了用于产生热电能量的模块，热电（thermoelektrisch）是指从热源或冷源产生能量，以便为设备供电。这种工艺的原理是“塞贝克效应” （Seebeck-Effekt）：如果两个电导体的温度不同，则会产生微小的电压。

　　研究人员借助特殊的电路技术开发了一种小型发电机，可以将这些低电压进行汇集转换成更高的电压，从而实现利用价值。这当中产生自给自足系统“能源”群，设备可以根据运作所需要能量的大小而自己生产电力，这意味着它们不需要外来的电源。这些模块已经安装在弗劳恩霍夫研究所的设备中，其中研究样品之一称为“BlueTEG Pipe”，将BlueTEG管道连接到温度与环境温度至少相差至少2度的热或冷管道上，则可以产生足够的电力来满足自身的能源供应，此外湿度、室温、压力等的测量数据可以通过蓝牙传输到计算机或平板电脑。

　　这项技术不仅通过加热和冷却取得能量，还可以利用机械能，即通过运动产生（电）能，包括通过光振动、气流或压力波产生电的模块技术，这项技术可以保障小型设备自己产生自身运作所需的电力。

　　2. 采用能量收集技术会减少电池使用量

　　能量收集的一大优势是利用现有环境能源。科学家开发的另外一种设备，可以从人的心跳中为起搏器产生足够的能量，这意味着植入心脏的除颤器或起搏器无需电池即可工作，这样通过手术更换起搏器电池的危险从理论上将在将来成为过去。这意味着采用能量收集技术后会减少电池使用量，可以在许多电气设备中省去电池。 日常生活中，人们使用越来越多的电池驱动设备，即使现在的很多东西将来会变成智能设备，但这些智能设备还是在消耗电，只是不需要接通大电网而已，拿钟表为例，多年前钟表通过机械性的“加能”而转动，而现在的电子钟表可以直接连接互联网就可以运行，但是电子钟还是间接使用了电力，因为它需要联通电脑或安装微型电池。根据计算，全世界现在运行万亿级以上的电子设备，这些设备都需要电池，按（可充电）电池平均使用寿命十年计算，全世界每天将需要更换约3亿节电池，这是一笔非常巨大的地球资源耗费。同时，能量收集可以减少对锂的需求。大多数电池是锂离子电池，电池在生产过程除需要锂外，还需要钴和镍，这些原材料的开采危及本地动植物物种，并且需要大量的水来分解金属，除了耗费大量水资源外还产生污染。电池回收过程也很消耗资源，回收锂的污染非常大，需要使用大量对环境有害的化学物质，这也是当今电动交通工具面临的间接环境污染问题。“能量收集方案”无法完全解决这些问题，但对于小型电池供电的设备而言，是一个不错的选择。

　　能量收集“无电池”技术应用领域非常广泛。将来，所有小型设备在理论上都可以在没有电池的情况下运行。但能量收集远未到最佳状态。如果科学家进一步开发该技术，将来许多日常物品在能量收集的帮助下转换为“无电池”的智能设备，因为我们周围的环境到处都是能源，需要做的是如何将这些能量转化利用。在保护环境和节省资源方面，小电器和智能设备的电池问题上大有可为。（施显松）

　　参考资料：

　　https://www.focus.de/perspektiven/energy-harvesting-energy-harvesting-die-zukunft-braucht-keine-akkus_id_11708687.html

　　

远距离光能可对DNA造成损伤

　　德国卡尔斯鲁厄工业大学（KIT）9月3日消息，通过新的DNA序列架构模型，该校科研人员在30个DNA粒子中检测到远距离光损伤，首次证明了紫外线造成的DNA损伤也可能发生在距离辐射点很远的地方。成果现已发表至专业期刊《应用化学》。

　　KIT有机化学研究所瓦根克内希特（Hans-Achim Wagenknecht）教授表示，此前并不认为光能可在DNA中传播很长距离并在所至之处造成损伤。研究人员将黄酮分子作为捕光剂嵌入到具有特定结构的合成修饰DNA短片段中，并在距该捕光剂不同距离的位置使用多对胸腺嘧啶，以确定实验中LED带来的紫外线会在何处造成损伤。胸腺嘧啶是四种DNA碱基之一，而通常光对DNA造成的损伤就是基于相邻两个胸腺嘧啶间的键合：光能可使其之间形成一种固体化合物，即环丁烷嘧啶二聚体（CPD）。通过确定CPD的形成点，研究人员成功证明了光能可在30个DNA分子或长达10.5纳米的距离内迁移。

　　瓦根克内希特教授称该发现对于理解DNA光损伤至关重要，因为CPD被认为是诱发皮肤癌的主要分子，它会对DNA的双螺旋结构造成影响，导致遗传信息无法或无法正确读取，进而阻碍DNA的复制和转录。该课题获得德国研究联合会（DFG）43万欧元资助。下一步，科研人员拟进一步对能量迁移机制展开研究。（李卓亚）

　　参考资料：

　　http://www.kit.edu/kit/pi_2020_074_dna-schaden-durch-wandernde-lichtenergie.php?utm_source=hootsuite

　　

德国猪肉制品受戊型肝炎病毒（HEV）感染的情况

　　图宾根大学热带医学研究所在与RKI、联邦风险评估研究所和汉诺威医学院合作下，对德国猪肉制品受戊型肝炎病毒（HEV）感染的情况进行了调查（2019年10月-2020年2月），近期发表了结果。

　　调查背景是：（1）HEV是急性病毒肝炎的主因，可导致肝衰竭；（2）病原体可通过生肉或水传播；（3）在流行性上，发展中国家每年有2000万人感染该病毒，死亡人数在7万人，同时德国的感染率也在上升（2011238例，20193727例，2020（8月）已达2280例）。

　　调查结果：在对来自德国西部、南部及有数欧盟国家如奥地利、波兰、比利时、荷兰等地的猪肝、肝肠、肝肉饼、无肝肉香肠的样本调查中发现，超过10%等样品被HEV感染，其中猪肉产品的比例高于猪肝（5%），肝肠在13%。结论是近10年来德国猪肝制品保持了较高的HEV感染率。需要说明的是，研究并不涉及其传染性，病毒可能在食品（热加工中）已经失去活性。

　　同时新闻中提到了在中国获批的针对HEV的Hecolin疫苗，认为欧洲药品管理局必须（为欧盟）对其进行评估。（周顺杰）

　　参考资料：

　　https:// www.medizin.uni-tuebingen.dededas-klinikumpressemeldungen287

　　

德国在边境地区野猪尸体中发现非洲猪瘟病毒

　　周三（9月9日），在德国勃兰登堡南部的施普雷-涅瑟地区的德波边境发现了几具野猪尸体，官方怀疑出现了非洲猪瘟。国家实验室检测了每只死猪身上采集的样本。样本的复检在在国家参考实验室弗里德里希·洛夫勒研究所进行。结果也呈阳性。“不幸的是，怀疑已经得到证实，”联邦农业部长朱莉娅·克洛克纳周四上午在柏林说。 “我们幸免于该病毒入侵已经很长时间。”现在，这种疾病也出现在德国。到目前为止，仅限于已知一例野猪。非洲猪瘟（ASF）是一种高度危险的动物疾病，几乎对所有受感染的猪都是致命的。这就是为什么它也被称为“猪埃博拉病毒”的原因。但是，它对人类没有危险。但是，这种疾病可能会进入家猪饲养场，并严重打击肉类行业。（陈南）

　　参考资料：

　　https://www.berliner-zeitung.de/mensch-metropole/verdachtsfall-auf-afrikanische-schweinepest-in-brandenburg-bestaetigt-li.104137

　　

德国联邦政府以国家担保的方式支持电池工厂的融资

　　联邦政府将以5.25亿美元的国家担保，为瑞典Northvolt电池厂的融资提供支持。大众汽车集团和宝马集团等德国汽车行业的公司参与了该项目。这些公司与Northvolt进行了战略合作，进行电池技术的联合研发。

　　Northvolt项目是在德国和欧洲为电动汽车建立广泛稳定的价值链的一个重要组成部分。通过这种合作，德国公司可以确保长期采购技术先进的锂离子电池，这对电动汽车的未来发展是迫切的需要。瑞典的Northvolt电池生产设备也将是Northvolt和大众汽车公司的合资企业“ Northvolt Zwei”参考和示范设备，将于2024年在萨尔茨吉特投入运营。

　　由于该电池生产工厂主要由欧洲的供应链供货，包括阴极材料生产以及水电发电供应能源，因此生产电池的二氧化碳排放量将相对较低。因此该项目也有助于实现巴黎气候目标。

　　该工厂的年生产能力为年40 GWh。因此，Northvolt工厂将成为欧洲最大的电池生产工厂之一。除德国外，法国，日本，韩国和欧洲投资银行也为整体融资做出了贡献。

　　联邦政府担保是在联邦对外贸易促进框架内，所谓的UFK担保可用于支持国家特别关注的国外项目。因为该项目对德国电动汽车领域非常重要。作为整体融资的一部分，UFK担保可覆盖5.25亿美元的银行贷款高达80％的政治和经济风险。（孙国旺）