高效节能(néng)電(diàn)机

当接到《节能(néng)机電(diàn)设备(产品)推荐目录(第五批)》的证书时，有(yǒu)些激动：高效率三相步電(diàn)动机的高度认可(kě)。根据实验数据，采用(yòng)新(xīn)设备投入的成本，会在两年内以节省電(diàn)能(néng)的方式回馈回来。”
 
“高效電(diàn)机节省的電(diàn)量是非常大的，如果電(diàn)机连续运转两三年，节约的電(diàn)费就能(néng)再买一台電(diàn)机了。”南阳防爆集团董事長(cháng)魏华钧同样对节能(néng)電(diàn)机的前景十分(fēn)看好。
 
近日，天安電(diàn)气集团也发布了一款自主研发的永磁复合電(diàn)机。天安集团磁性转动技术研究所副所長(cháng)龚宇在发布会上表示，此款永磁复合電(diàn)机的运行效率可(kě)达80%以上，额定效率可(kě)达90%以上，节能(néng)效果十分(fēn)显著。
 
实际上，電(diàn)机是名副其实的“用(yòng)電(diàn)大户”，60%以上的電(diàn)能(néng)都被用(yòng)于驱动其运转。有(yǒu)数据显示，2013年我國(guó)電(diàn)机保有(yǒu)量约17亿千瓦，总耗電(diàn)量约3万亿千瓦时，占全社会用(yòng)電(diàn)总量的64%、工业用(yòng)電(diàn)量的75%。
 
由此可(kě)见，如果能(néng)从電(diàn)机上节省出能(néng)量，其前景十分(fēn)可(kě)观。在多(duō)位业内人士看来，节能(néng)需求将是電(diàn)机的永恒主题，在全球节能(néng)减排的大背景下，打造高效节能(néng)電(diàn)机成為(wèi)全球電(diàn)机制造业发展的共识。
 
耗能(néng)大户堪比三峡发電(diàn)量
電(diàn)机是一种利用(yòng)電(diàn)和磁的相互作用(yòng)，实现能(néng)量转换和传递的電(diàn)磁机械装置，应用(yòng)范围覆盖钢铁、有(yǒu)色、石化、化工、建材等各个行业领域。凡是需要将電(diàn)能(néng)转化為(wèi)机械能(néng)或将机械能(néng)转化為(wèi)電(diàn)能(néng)的地方都必须用(yòng)到電(diàn)机。因此，電(diàn)机行业整體(tǐ)上具有(yǒu)巨大的市场容量。
 
在我國(guó)，電(diàn)机工业已走过百年历程，目前，國(guó)内中小(xiǎo)型電(diàn)机保有(yǒu)量达16亿千瓦，我國(guó)成為(wèi)最大的中小(xiǎo)型電(diàn)机生产、使用(yòng)和出口大國(guó)。然而，我國(guó)高端電(diàn)机市场却長(cháng)期被外资垄断，高端電(diàn)机制造方面相比國(guó)际仍处于落后状态。
 
究其原因，中投顾问高级研究员贺在华对《中國(guó)科(kē)學(xué)报》记者分(fēn)析，一是我國(guó)缺乏自主研发能(néng)力，造成高技术含量、高附加值产品品种较少;二是國(guó)内電(diàn)机制造产业链并未完全建立，制约了高端電(diàn)机制造的发展;三是我國(guó)能(néng)源节约、环境保护意识不够强烈，高端電(diàn)机在我國(guó)的应用(yòng)领域较少。
 
事实上，電(diàn)机耗能(néng)在我國(guó)十分(fēn)严重。中國(guó)节能(néng)协会常務(wù)副理(lǐ)事長(cháng)王秦平给出一组数据：我國(guó)電(diàn)机寿命平均比國(guó)外低3%~5%，运行系统效率比國(guó)外低10%~20%。以此估算，我國(guó)電(diàn)机效能(néng)若提高1%，每年可(kě)节電(diàn)约260亿千瓦;如果電(diàn)机系统的效率提高5%~8%，每年的节電(diàn)量相当于2~3个三峡大坝的发電(diàn)量。
 
在日前召开的“中國(guó)制造2025：高端装备制造与工业应用(yòng)协同创新(xīn)高峰论坛”上，中國(guó)電(diàn)器工业协会发展与咨询部主任王琨指出，绿色发展是“中國(guó)制造2025”的一个指导方针，但我國(guó)電(diàn)机制造业发展却面临资源消耗和電(diàn)机能(néng)源转换效率之间的矛盾。
 
“我们國(guó)家gdp占全球的12%，能(néng)源消耗却占全球的22%，高耗能(néng)行业单位产品能(néng)耗与國(guó)外差距高达10%，電(diàn)机系统及電(diàn)机与拖动设备的运行效率与國(guó)外先进技术甚至相差20%。”王琨表示，電(diàn)机是一个中转的设备，若能(néng)耗被電(diàn)机所耗尽，那将给工业节能(néng)带来重大打击。
 
提高電(diàn)机能(néng)效是关键
2010年10月，我國(guó)政府在哥(gē)本哈根会议期间承诺：到2020年，中國(guó)单位gdp能(néng)耗和二氧化碳排放比2005年下降40%~45%;2011年3月，我國(guó)又(yòu)在《國(guó)民(mín)经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中明确提出，“十二五”期间，我國(guó)单位gdp能(néng)耗和二氧化碳排放分(fēn)别降低16%和17%。
 
電(diàn)力消费占总能(néng)源消费50%以上，而電(diàn)机用(yòng)電(diàn)量又(yòu)占全社会用(yòng)電(diàn)量的50%以上，因此，提高電(diàn)机能(néng)效将是我國(guó)节能(néng)减排政策中必不可(kě)少的重要环节。
 
王琨表示，2013年，工信部和质检总局就联合发布了《全國(guó)電(diàn)机能(néng)效提升计划》，拟用(yòng)三年时间，通过推广、淘汰、改造電(diàn)机及電(diàn)机系统1亿千瓦，提升電(diàn)机能(néng)效，实现年工业用(yòng)電(diàn)节约300亿千瓦时。
 
“上述计划目前已进入中后期阶段。”王琨介绍，这几年，我國(guó)重点强化了对标准的引领和约束，对永磁复合電(diàn)机能(néng)效限值进行了规定，重点推荐了59个電(diàn)机节能(néng)产品、4个高效节能(néng)電(diàn)机产品、25项节能(néng)電(diàn)机技术，两年多(duō)时间累计推广高效電(diàn)机、淘汰低效電(diàn)机系统，节能(néng)改造4000多(duō)万千瓦时。
 
与此同时，由于高效节能(néng)電(diàn)机与普通電(diàn)机相比，需耗用(yòng)更多(duō)的铜、铝、冷轧硅钢等原材料，生产成本较高，售价也比普通電(diàn)机高出10%~30%，导致采購(gòu)高效電(diàn)机者寥寥。為(wèi)此，我國(guó)又(yòu)制定了“补贴高效+禁止低效”的双重推广政策，以期推动高效节能(néng)電(diàn)机的产销量增長(cháng)。
 
虽然國(guó)家多(duō)管齐下，但高效電(diàn)机的推广效果仍然低于政策预期。王琨坦言：“目前國(guó)内能(néng)效虚标的问题依然存在，能(néng)效标识只有(yǒu)85%，还有(yǒu)1/5没有(yǒu)合格，低效能(néng)電(diàn)机仍有(yǒu)较大市场。”而南阳防爆集团董事長(cháng)魏华钧也曾指出，為(wèi)推广高效電(diàn)机使用(yòng)，虽然地方政府也给予企业定额奖金，但买账的企业依旧不多(duō)。
 
“有(yǒu)代表提出要把住生产关，按照國(guó)家强势标准，低于能(néng)效電(diàn)机不能(néng)生产。但是，有(yǒu)市场就有(yǒu)生产，有(yǒu)人敢买就有(yǒu)人敢卖。所以说，淘汰低效電(diàn)机最关键的问题是要把住企业。”王琨指出，目前，電(diàn)机改造针对性不强，大部分(fēn)地區(qū)只是高效電(diàn)机替代低效電(diàn)机，并没有(yǒu)针对不同行业和企业。因此，淘汰低效電(diàn)机还是在于市场推广模式和市场的约束。
 
王琨称，下一步國(guó)家还将采取市场倒逼机制，发挥标准的引领和监督作用(yòng)，并将采用(yòng)一定措施对市场起到一定的约束作用(yòng)。另外，还将分(fēn)领域、分(fēn)行业对電(diàn)机系统进行改造，与垄断终端行业的企业进行紧密的合作，推广使用(yòng)高效電(diàn)机。
 
魏华钧表示，高效電(diàn)机推广难的原因还与國(guó)内高效電(diàn)机标准推行时间表滞后等因素正相关。“目前國(guó)内高效電(diàn)机的标准和國(guó)际高效電(diàn)机的标准一致，但推行时间却存在差异，与美國(guó)相比至少落后5年。”為(wèi)此，魏华钧呼吁國(guó)家尽快出台更有(yǒu)效的政策，疏通产业里的各个环节，促进高端電(diàn)机的推广效率。
 
高端電(diàn)机将成主流
业界认為(wèi)，若将在用(yòng)的普通電(diàn)机全部更换為(wèi)高效電(diàn)机，以使整个電(diàn)机系统的运行效率达到欧美发达國(guó)家水平，至少还需要十年以上。
 
在贺在华看来，高端電(diàn)机的研发有(yǒu)几大难点：一是需要提高電(diàn)机的综合仿真技术和设计技术;二是要形成高效電(diàn)机型谱，开展高效電(diàn)机产品系列化工作;三是要大力研发高精度与大功率伺服技术，由于此项技术國(guó)外实行技术封闭，需要我國(guó)自主研发，研发难度较大。
 
在“中國(guó)制造2025”的大背景下，如何才能(néng)推动我國(guó)高端電(diàn)机行业的发展?北京電(diàn)工技术经济研究所副所長(cháng)卢琛鈺表示，首先要重点研究和制定電(diàn)机系统能(néng)效分(fēn)级及测试方法等标准，涉及产品的设计、制造、推广和应用(yòng)各个环节，包括对高效节能(néng)产品的选型、匹配、检测等进行规范，以及对存量電(diàn)机系统的运行监测、评估与节能(néng)改造提出详细要求。
 
卢琛鈺表示，在高端装备制造领域，要对大型的工程钢机、港口机械、海洋工程装备、高档数控机床配套電(diàn)机开展研究，实现配套電(diàn)机的國(guó)产化，同时针对我國(guó)制造业自动化、智能(néng)化的发展需求，开发各类机器人用(yòng)伺服電(diàn)机系统，并形成相关電(diàn)机及其系统产品标准、检测标准及应用(yòng)标准。
 
他(tā)还表示，产品小(xiǎo)型化和轻量化也是未来高端電(diàn)机的发展方向之一，即采用(yòng)先进设计制造技术和新(xīn)型优质材料，在满足電(diàn)机使用(yòng)性能(néng)的条件下，减小(xiǎo)電(diàn)机的體(tǐ)积，降低重量。另外一个方向是，针对工业领域的特殊风机、水泵、压缩机设备，以及针对建材、矿山(shān)、石化、纺织、船舶等典型机械设备，开发各种从结构和性能(néng)上的相匹配的直驱式電(diàn)机、专用(yòng)電(diàn)机和派生電(diàn)机等。
 
而从技术角度看，贺在华称，高端電(diàn)机制造业还将呈现以下发展趋势：一是先进的電(diàn)力電(diàn)子技术替代传统的机械方式，实现被拖动装置控制和设备制造;二是電(diàn)机呈高效化、智能(néng)化趋势，将变频器可(kě)控制系统集成到電(diàn)机系统中，实现20%~30%节能(néng);三是采用(yòng)交流调速取代直流调速，采用(yòng)配有(yǒu)减速装置的電(diàn)气传动系统。
 
值得关注的是，根据國(guó)际通用(yòng)估算方法，電(diàn)动机装机容量為(wèi)发電(diàn)机装机容量的2.5~3.5倍。在今后较長(cháng)一段时间内，我國(guó)電(diàn)动机产量还将持续扩大。预计到2020年，发電(diàn)机装机容量达到人均1千瓦，而我國(guó)電(diàn)动机的装机容量将达到45亿千瓦左右，目前我國(guó)電(diàn)动机的装机容量在12亿千瓦左右，新(xīn)增的30多(duō)亿千瓦将為(wèi)高效节能(néng)電(diàn)机、专用(yòng)電(diàn)机带来巨大的市场空间。