农机田间秀绝技 未来农业尽可期(农机电动化的未来,准备好了吗)

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本文导读目录:

1、农机田间秀绝技 未来农业尽可期

2、农机电动化的未来,准备好了吗

3、农机电动化进程被高昂价格阻碍?

4、农机电商明年或迎投资高峰

农机田间秀绝技 未来农业尽可期

农机田间秀绝技 未来农业尽可期

?  “隆—隆—隆”一辆辆农机排成一字蓄势待发;“嗡—嗡—嗡”一驾驾无人机在空中齐头并进。这,不是在阅兵,而是2020年智能农机装备田间日的活动现场。

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此次活动由农业农村部农机试验鉴定总站、农机推广总站6月11日在河北赵县举办。汇集了国内农机化前沿科研推广成果,共有13个集成模式、23家农机企业、70多台套机具和众多智能装备进行了现场作业演示。让来自全国13个省份的农机部门代表等300余人,无不赞叹智慧农业的魅力。

田间不见农人影 但见农机独自忙

农场主坐在指控中心里喝着茶,轻点屏幕发出指令,田间的农机就按照规划路线自动整地、播种、施肥、打药、收割……当天演示的这一充满科幻感的现代化无人农场作业场景,也许很快会在各地变为现实。

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首先登场的是一对“老铁”,它们是雷沃主从导航无人驾驶收获系统,主要由主机无人驾驶收获机和从机无人驾驶运粮车两部分组成。行进过程中,只见两台机器齐头并进,一个不停收割,一个同步接收卸粮,彼此配合得天衣无缝。两台车分别配备了雷沃自动导航系统,结合两车的整车控制实现主从协同作业。“当收获机发送卸粮命令,运粮车就会根据收获机的作业路线和卸粮筒长度,智能规划自身行走路线。并通过转向和油门控制,准确保持与收获机的相对位置,确保在收获过程中,可同时将粮食准确卸至运粮车中。”雷沃农业装备技术研究院液压电控中心主任王进向记者介绍,从而达到收卸同步,节约卸粮时间,提高收获效率。

随后,一台搭载着雷沃免耕播种机的无人驾驶拖拉机灵活地驶出机库,沿道路行驶。到拐弯处自动减速转弯,准确进入田间作业。完成播种后自动驶回机库,停到出发时的位置。这是由中国工程院院士罗锡文领衔的华南农业大学团队,与雷沃联合研制的智慧农场无人驾驶出入库系统。该系统采用基于北斗的多传感器信息融合定位技术,通过全路径规划,引导拖拉机按照预先设定好的路径行驶,保证拖拉机定位精度小于2厘米。并由分布式农机自主作业控制系统,让发动机启、停,实现转向控制、动力换挡、油门调节和机具升降等一系列操作,从而顺利实现无人驾驶出、入库和作业。

这些农机能在无人驾驶的情况下自由奔走田间,背后离不开物联网、5G网络、大数据、云平台等技术的支撑。“我们的无人农机安装了终端‘大脑’——作业监控智能设备,将农机位置、状态、运行轨迹以及农作物的水分、产量等信息数据实时展现在雷沃智能农事数字平台上。”雷沃副总经理李金良告诉记者,平台则根据设备回传的数据,实时监控作业状态。用户不仅可以实现车辆调度、车队管理、作业与油耗统计,还可以根据产量分布图做出科学生产决策,统计作业面积,从而提高作业质量与效率。

在现场提问环节,大家把罗锡文院士团团围住。“到底什么是无人农场?”“我用五句话来概括。”谈到老本行,罗锡文熟稔于心,“耕种管收生产环节全覆盖;机库田间转移作业全自动;自动避障异况停车保安全;作物生产过程实时全监控;智能决策精准作业全无人。”

“无人农场何时普遍推广呢?”“预计5年内进入推广阶段,10年后加快推广速度。”罗锡文透露,无人农场将率先在黑龙江、新疆维吾尔自治区、华北平原等地区实现。因为受限于地块小和水田作业难度大,南方相对会慢一些。

沃野千畴滚金浪 智能农机领航向

“无人农场是实现智慧农业的一种途径。而智慧农业,需要依托生物技术、信息技术和智能农机。”罗锡文还告诉大家,智能农机要具备四大功能:“智能感知,就是田里有障碍物它能够知道;智能导航,就是知道今天要到什么地方作业,作业后还能回来。除此之外,还要实现精准作业和远程控制。”

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记者在现场看到,许多智能农机具备了这些功能的2.0版本。在“空中精灵”植保无人机展示区,大疆T20配置了行业首创的全向避障雷达,采用点云成像,可360度感知农田障碍物并自动绕障,还可实现定高作业。此外,这款雷达运作不受环境光线及尘土影响,配合实时图像监控系统及夜间探照灯,让飞手夜间作业也能做到心中有数。“这款机型的遥控器还增加了RTK高精度定位模块,飞手在用它进行农田规划时,可轻松实现厘米级精度。”大疆农业公关总监樊文泽说。

基于物联网精准施药跟传统施药方式到底有何区别?中国工程院院士、国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江现场答疑:“精准施药就是我知道它施了多少量,是在什么位置施药的。我还可以控制出药量,从而提高农药利用率。对于具体的施药者来说,则可以简化施药技术流程,更加省心。”整个施药过程朝着绿色、高效、精准的方向发展,对农产品安全和环境保护也有很大的好处。当天现场就展示了根据精准施药作业技术原理研发的高地隙精准变量施药机。其精准喷雾系统可根据作业行走速度自动控制喷药量的大小,通过精准控制,防止重喷漏喷,最大限度地提高农药利用率。

近年来,随着富民产业的发展,蔬菜、薯类等经济作物的生产机械化技术与装备研发推广力度不断加大。此次田间日活动就现场演示了经作机械化耕整地、叶菜类蔬菜种植、大蒜播种和收获等新型智能农机具。

山东洪珠公司的马铃薯播种机引来众人围观。只见机器驶过,开沟、施肥、播种、起垄、喷药、铺膜就全部完成了,而且车子稳稳当当,马力十足。不仅如此,大家还见识了蔬菜移栽机的快捷便利,更被它的高效省力所折服。不到二十分钟,一台蔬菜移栽机就栽完了一亩地,而且株行距排列整齐,栽植深度一致,直立度好。大家直呼这比起人工移栽,可是方便多了。

整整一天的现场观摩让大家意犹未尽,更增加了对智能农机的认可。“以前我们收麦子都是用镰刀割,从一大早起来干到黄昏,累得不行,还要一个半月才能全部割完。后来是小拖拉机,现在都是智能农机了,省工省力,机手也大都是年轻人。”赵县光辉农业机械服务专业合作社理事长姚光辉说,现在我们合作社承包了两千多亩地,耕种收全程机械化。合作社里的农机,从南到北能排200多米!下一步会考虑无人驾驶农机。

农业农村部农机鉴定总站、农机推广总站党委书记刘旭表示,希望通过此次田间日活动,加快智能农机的推广,引领未来农业发展。深入推进农机化转型升级,提升农业质量、效率和竞争力,推动农机新技术新产品的应用。农业农村部农业机械化管理司副司长王甲云也指出,智能农机引领农业机械化的发展方向。其进一步发展会使得水、肥、药和人力资源实现最大化利用。农业也会变成现代化的行业,从而吸引更多的年轻人加入,让人们对未来农业的发展充满希望。

农机电动化的未来,准备好了吗

农机电动化的未来,准备好了吗

受全球环境问题和农民对提高经济生产率的要求的刺激,设备制造商正越来越多地将研发目光转向电动农机。

在过去5年里,农业媒体报道称,设备制造商对电动汽车 (EV) 技术的兴趣急剧上升,以解决日益严格的环保标准和消费者对“可持续”农业生产实践的相关需求。

2021年,英国市场研究公司IDTechEx的分析师公开预测,农业、工程和采矿领域的电动汽车市场可能会增长到每年1000亿美元。

农场电气化设备的研究者也表示,转向电池供电、零排放的电动汽车技术可以显著降低燃料和维护成本。

此外,开发人员表示,全电动、数字化和自动化的拖拉机可以通过减少劳动力需求,同时提供实时作物状况数据,进一步降低种植者的生产成本。

以下是作者归纳出的电动化趋势的3个驱动因素。

1.监管压力

美国环境保护局(U.S. Environmental Protection Agency) 专注于发动机有害排放物,实施法规以减少道路和非道路发动机中的各种有害气体排放。1990年《清洁空气法》修正案对提升空气质量起到了很大作用,欧洲和美国加州的监管机构仍在继续追求零排放。

这项立法引发了北美和欧洲对柴油含硫量的全面改革,并在2015年完成了Tier 4尾气排放控制法规。

2016年,欧盟议会投票决定实施更严格的第五阶段清洁空气标准,强制制造商为 19 kW 至 560 kW 的非道路发动机配备柴油微粒过滤器。

Rigitrac 在 Agritechnica 2019 上推出了SKE 50(50kW/59马力)电动拖拉机。据报道,该机采用80kWh锂离子电池,一次充电后可运行5小时。这家瑞士制造商表示,2023 年公司将量产和销售另一种型号 SKE 40。

2021年11 月 3 日,加州空气资源委员会(CARB)远程举办了首届关于制定 Tier 5 排放标准的公共研讨会,该研讨会旨在进一步将非道路发动机的 NOx 和 PM 排放量减少 50-90%,具体取决于关于发动机功率类别。时间范围确定在 2028-2030 年。

Gridtractor是北极星能源服务公司(Polaris Energy Services)的部分控股子公司,于 2021 年 11 月在加利福尼亚推出,为农民提供电气化服务。该公司在一份声明中指出,加利福尼亚州为 Gridtractor 提供了在农场利用广泛的电力基础设施、电气化激励措施和和车辆电网整合试点的机会。

位于加利福尼亚州的电动拖拉机制造商和经销商Solectrac主要生产使用清洁可再生能源的拖拉机。这款 e70N 是70 马力的窄型电动拖拉机,适用于葡萄园和果园。该公司采用混合方式进行销售,直接向客户销售以及向经销商供货。

虽然美国环境保护局在加利福尼亚州对 175 马力以下的非道路柴油动力农场和工程机械的排放标准拥有管辖权,但设备制造商意识到更严格的规则可能很快会实施。

不断变化的法规可能会促使制造商和农民思考新的解决方案。

咨询集团安永的合伙人兼农业综合企业业务负责人 Rob Dongoski 表示,推动更可持续农业的动力会越来越受欢迎,未来应该可以看到更多这方面的合作。

 

Cellestial mobility是印度第一家电动拖拉机制造商,提供27、35和55马力等效的电动拖拉机。55马力的机型如上图所示。

一些农产品的重要买家也承诺采用更可持续的作物生产方法。例如,General Mills宣布将与农民、供应商和农场合作,到2030年在100万英亩的农田上推进再生农业。如果可持续产品的道路包括电动汽车技术,世界食品和饮料行业可能会出现明确的电动拖拉机的需求。

2.电效率

美国能源部和欧洲电机与电力电子制造商共同体指出,优质电机在将输入功率转换为输出功率方面的效率超过 90%。与此同时,目前由计算机控制、符合排放标准的柴油发动机将燃料中的化学能转化为动力输出的效率在35-45%之间。

位于爱荷华州的AMOS Power是 One3 Design 和 Redshield Electronics 合作的成果,是一款主要用于葡萄园和果园的自动电动拖拉机。AMOS Power于2022年5月开始在爱荷华州种植大豆,对行作物进行田间试验。

自动驾驶拖拉机公司(Autonomous Tractor Corp.)联合创始人兼首席执行官克雷格·舒尔茨表示,与类似尺寸的内燃机动力系统相比,消除复杂传动系统和相对低效的液压系统造成的动力损失,电力驱动系统可以节省 10-40% 的燃料。

根据Gridtractor的数据,通过使用电力,农场可以节省55-75%的燃料成本,此外,通过向灌溉泵和电网提供储存的电力,还可以节省额外的费用。

SABI-AGRI 的四轮驱动电动葡萄园拖拉机使用50马力的发动机完成基础工作和植被维护。自2019年以来,电动拖拉机一直在法国葡萄园中运行。

Gridtractor首席执行官David Meyers在一份声明中表示,除了在节省农田成本的基础上,农民可以为智能充电和车到电网应用节省15%的成本,并通过降低维护和维修成本,共节省约90%的成本。

肯塔基大学的农业工程师乔·德沃夏克的研究涉及电池技术和电力推进,他表示,电动发动机的效率是多方面的。

凯斯纽荷兰于2019年推出斯太尔(STEYR)柴电混合动力拖拉机。全球拖拉机产品管理副总裁Christian Huber表示,这款拖拉机是一项“不会投入生产的概念性研究”,但它的一些理念可能会出现在斯太尔未来的产品中。

电动发动机提供了大量的瞬间扭矩,通过适当的电机控制,不需要重型、复杂的传动装置即可在不同的负载和速度下运行。

3.劳动力短缺

推动电动化农机发展的第三个因素是各种规模的农场劳动力持续短缺。

总部位于加州的帝王拖拉机(Monarch tractor)的首席执行官Praveen Penmetsa表示,该公司全电动拖拉机产品直接针对农场劳动力的挑战,主打无人驾驶拖拉机。帝王拖拉机通过将电气化、自动化、机器学习和数据分析相结合来解决农业生产上的问题。

6月3日,约翰迪尔计划将新产品项目引入爱荷华州滑铁卢,因此决定将驾驶室制造装配业务整合到墨西哥的拉莫斯零部件工厂进行。约翰迪尔表示,转移驾驶室生产的决定既可以确保公司的劳动力需求,同时也确保滑铁卢可以有空间开辟新产品生产。

多方需求的交汇正在推动起步不久的电动拖拉机行业。目前,虽然电动发动机提供了优于传统动力总成设计的优势,但广泛采用电动农机技术仍存在诸多严峻挑战。据2月对北美农民进行的相关调查显示,大量生产者对电动农机技术的使用感到犹豫,主要原因包括:

设备成本;

缺乏充电基础设施;

运行时间存在问题;

充电时间冗长。

Monarch Tractor和Solectrac等电动拖拉机制造商需要不断证明他们的电动技术能够达到并超越传统柴油动力设备的能力,以说服持怀疑态度的客户。

农机电动化进程被高昂价格阻碍?

农机电动化进程被高昂价格阻碍?

近日,加州空气资源委员会(CARB)正在加快该州所有汽车行业电气化进程,援引加州州长加文·纽森从2020年9月起发布的行政命令,加快了到2045年在可行的情况下实现“零排放”的时间表。

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该命令指出:到2035年,新乘用车和卡车的州内销售实现100%零排放。进一步的目标是,到2045年,中型和重型车辆100%实现零排放;同时,在可行的情况下,到2035年,非道路车辆和设备过渡到100%实现零排放。

作为迅速响应,CARB和加利福尼亚州立法者通过了规定,从2024年开始禁止销售新型燃气动力小型非道路设备(SORE)。但设备经销商表示,尽管CARB努力推动电动化进程,但电动设备可行性有待商榷,也不具备成本效益。

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对美国范围内的使用者而言,电动化或许不是最优选项

根据美国农业部最近一次普查显示,加州农业销售额居全美之首,为452亿美元,约占全美的12%,比排名第二的州多160亿美元。

5月6日,加州维萨利亚举行的一次会议上,350多名圣华金河谷的农民、企业家和当地民选官员向立法者和加州农业部长,详细介绍了加州水危机是如何对美国最大的农业经济体构成威胁的。

其中,环境政策和对农作物供水的不作为导致该地区100万英亩肥沃农田流失。这其中的一部分土地被风能和太阳能农场取代,以推进该州向电气化进程。

加州景观承包商协会对AB 1346法案的发起人提出了异议,称新的商用级电动割草机的价格在1.55万~3.7万美元以上。在大多数情况下,这一费用是同类燃气动力设备前期成本的两倍多,这还不包括购买和安装充电设施的成本。

手持产品也有类似的成本问题,一款电动割草机(不包括为其供电一整天所需的额外电池和充电器的前期成本)所需的费用超过1000美元。一旦将电力的成本考虑在内,大多数商业级设备都无法在寿命周期内回本。

专业人士认为,该法案承诺帮助商业企业转换为电力当量的3000万美元,只会为该州约5万家企业每家提供600美元。

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优势与成本不成比例

CARB承认,自1967年以来,清洁空气法规已经将碳排放量减少了90%。设备专家表示,针对剩余的10%来说,过高的推广成本使其失去了竞争优势。

CARB正在推动为拖拉机等非道路设备制定Tier 5级发动机标准。设备制造商表示,拖拉机价格同比涨幅最大的时候,正是实施Tier 4要求的时候。2021年,该州农业设备使用年限不到30年,约占温室气体排放的22%。该州资助的农业减排替代措施项目旨在激励3~4级设备的升级,将这些型号的拖拉机数量增加到50%,而Tier 4F占总数的39%。

激励措施成功地使4F级设备的引入速度远快于2011年库存的预期,预计2024年4F级设备将占库存的15%。

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叉车行业的变化

以叉车行业为例,叉车是加州经销商的一个重要产品,通过它让人们得以一窥电气化的复杂性。CARB正在起草法规,从2026年开始禁止销售起重能力高达1.2万磅的新型大火花点火叉车(LSI)。

根据2017年由加州州立大学富勒顿分校发起的一项研究表明,受拟议规则影响的IV级和V级叉车占该州叉车的58%,即22.7万台。

该规定还将大大限制该类型叉车的租赁,并要求使用年限在13年及以上的LSI叉车从2026年开始逐步淘汰,不考虑使用寿命,预计到2038年将完全电动化。

设备经销商和农业企业表示,这些规则的影响将是惊人的。不过,CARB在其2022年4月的LSI排放清单中承认,由于向电力的过渡是有机的,因此没有必要强制要求。

富勒顿的报告估计,现在有7.9万辆电动叉车。自2001年启动发动机认证以来,NOx排放量大幅下降,从最高的16%下降到0.6%,但CARB仍在继续推动燃油发动机禁令。

在考虑前期成本时,即使不考虑充电基础设施,一辆重达5000磅的电动叉车初始成本也要比同等重量的内燃机叉车贵1.5万美元,乘以LSI数量227,590,因此增加的初始成本约34亿美元。

假设一个班次(每个班次至少一个电池)电动装置每天只能使用8小时,而内燃机设备每天24小时可用。如果用户运行2~3个班次,则需要将第二辆或第三辆电动叉车的全部成本添加到第一辆电动叉车更换的差异成本中。这样可能会使运营费用增加两倍,这还不包括所需的附加基础设施成本。

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基础设施成本巨大

真正的支出主要集中在基础设施升级上,但这方面的数据有限。经销商表示,这些规则将摧毁叉车租赁业务。如果使用租赁的电动叉车就需要设施所有者拥有220/230 V或480 V的硬接线电路,以及制造商专用的兼容充电器。

同时,叉车充电器不是“即插即用”,电动叉车充电站也不像汽车充电站那样通用。每个制造商都有自己的充电器,因此,租赁会变得更加难以管理。

2022年年中,情况或许会变得清晰

随着许多传统设备制造商在电动设备上进行研发投资,美国设备制造商协会在过去18个月中一直在与其成员就替代能源主题进行认真磋商,但尚未向政策制定者、监管机构和其他利益相关者发布官方立场声明。

没有一种万能的解决方案可以应对所有的挑战,每种技术都有细微差别,我们看到柴油、电池和其他动力源在行业中均占有一席之地。

而在电动设备的整个使用寿命中,需要更换多次电池,而新电池的成本和危险废物的处理成本同样惊人。但目前还没有锂电池管理项目。

对当前情况的思考

零排放或许具有误导性,因为没有任何设备或车辆是零排放的,燃料在整个制造过程、供应链和终端使用过程中都存在

此外,燃油发动机具有适用性广、便携、价格相对低廉等特点。其他的动力模式在运营模式改变、农业季节性、淡季充电水平等方面都让替代能源之路更加值得深入思考。

农机电商明年或迎投资高峰

农机电商明年或迎投资高峰

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前有政策红利,后有巨大市场,农机电商发展势头一时无两。

国务院发布了《关于大力发展电子商务加快培育经济新动力的意见》,农业部、国家发改委、商务部联合印发了《推进农业电子商务发展行动计划》,政策红利个个儿指向农业电子商务快速健康发展。

近两年,中国农机电商逐渐兴起,国内的电商巨头都把触角延伸到了农机领域,记者在采访中发现,农机电商这块蛋糕不只被业内看好,甚至也得到了行业外资本力量的垂涎。前市场待开发,后市场原生态,在形容行业外资本对农机电商市场的态度时,有业内人士向记者用了这样一个词汇,“虎视眈眈”。

农机产品的销售与服务电商化已是大势所趋。除了业内电商在持续深耕外,京东、淘宝两大电商巨头几乎同时潜入这片蓝海。不难预测,随着相关政策红利的发布和业内农机电商业务的拓展,将会有更多的产业资本和电子商务企业进军这一领域。

在电商发展过程中,无一例外地,资本在其中发挥着不小的推动力量。农机行业电商,农机360网及旗下的信农贷;淘宝旗下的蚂蚁金服为农民或农业经营者提供贷款用于购买农机设备,解决其融资困难。此外,农机狗更是得到了业内第一笔风险投资。有业内人士在此基础上分析,参考汽车和工程机械行业,明年农机电商迎来几个亿的投资不成问题。

面对资本强势入侵,已经成立的农机电商更要增强危机感,把握机遇,实打实的让各种便民、惠民、便商、惠商的概念和想法逐渐落地,真正抢占行业制高点,避免让大规模进入的资本冲淡了农机电商的初心。而从政府角度讲,我们希望看到一股力量来持续推动,毕竟这是惠民、便民的好事情。

商业的规律很简单,你创造价值获取收益。收益是波浪曲线,但价值一定是波浪曲线的基准线,是恒定的,只要做出有价值的事情,收废品也能做成富豪,这是电商巨头刘强东的理念。正在路上砥砺前行的农机电商,正在改变中国农机行业销售、服务格局,甚至撼动整个行业生态的农机电商,我们期待在困顿中,他们能找到一条清晰的前路。

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