電動機(jī)能效提升潛力巨大 亟待政策法規(guī)大力推動

作為生產(chǎn)生活中最重要的動力設(shè)備之一，電動機(jī)承擔(dān)著將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，從而驅(qū)動機(jī)械設(shè)備的作用。

據(jù)了解，目前許多國家的電動機(jī)系統(tǒng)消耗的電量約占國家工業(yè)用電的三分之二左右，我國也不例外，大約在60%~70%之間。

然而，我國的電動機(jī)無論是自身效率還是實際運(yùn)行效率卻普遍比較低。中小型電動機(jī)的平均效率為87%，比國際先進(jìn)水平要低5%左右，而實際運(yùn)行效率更是要低20%左右。

“我國電動機(jī)行業(yè)整體節(jié)能水平嚴(yán)重滯后。”中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院中標(biāo)認(rèn)證中心副主任王若虹從事電機(jī)節(jié)能認(rèn)證工作，但一直不太順利。據(jù)他介紹，目前申請并通過節(jié)能認(rèn)證的電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)只有三家，而這項工作從2002年就開始了。

實際上，由于能源和環(huán)境問題的日益突出，我國于1988年就頒布了“節(jié)能法”。上世紀(jì)90年代后期，有關(guān)部門就開始對若干用能產(chǎn)品規(guī)定了最低能效限定值，作為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，并實施了節(jié)能產(chǎn)品認(rèn)證制度。電動機(jī)作為重要的用能產(chǎn)品，也在節(jié)能認(rèn)證計劃中。

2002年1月，經(jīng)國家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)，“中小型三相異步電動機(jī)能效限定值和節(jié)能評價值”標(biāo)準(zhǔn)正式頒布。2002年8月該標(biāo)準(zhǔn)實施的同時，電動機(jī)的節(jié)能產(chǎn)品認(rèn)證工作也開始啟動。

該標(biāo)準(zhǔn)對電動機(jī)效率規(guī)定了兩個指標(biāo)，一個是最低限值，是強(qiáng)制性指標(biāo)，另一為節(jié)能評價值，為推薦性指標(biāo)。前者為目前所生產(chǎn)電機(jī)的平均效率水平。后者是在前者基礎(chǔ)上參照國外高效電動機(jī)和我國電動機(jī)水平制定的，比前者提高了2~3個百分點，為節(jié)能電機(jī)的效率水平。同時該指標(biāo)參照了北美地區(qū)的一些能效測試方法，除了電動機(jī)的效率外，還考核了雜散損耗和功率因數(shù)。

據(jù)專家介紹說，制定該標(biāo)準(zhǔn)的目的是通過對電動機(jī)效率最低限值的實施，淘汰掉目前沖擊市場正常秩序的劣質(zhì)耗能產(chǎn)品，同時通過節(jié)能認(rèn)證等多種措施，來促進(jìn)高效率電動機(jī)的生產(chǎn)和應(yīng)用，從而逐步實現(xiàn)市場從一般效率電機(jī)到高效率電機(jī)的轉(zhuǎn)變。

按照節(jié)能長期規(guī)劃，到2010年中小型電動機(jī)的能效水平將達(dá)到90%~92%。但電機(jī)企業(yè)對節(jié)能 認(rèn)證卻并不積極。實際上，我國目前節(jié)能型電動機(jī)的水平普遍只相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家的準(zhǔn)入水平。

“這里面有一些歷史原因，我國的電機(jī)企業(yè)大部分研發(fā)能力不足。”業(yè)內(nèi)專家如是說。

據(jù)了解，在計劃經(jīng)濟(jì)體制下，電機(jī)生產(chǎn)廠家普遍是直接從設(shè)計院購買圖紙來進(jìn)行生產(chǎn)的，很少自己進(jìn)行研發(fā)設(shè)計。進(jìn)入市場經(jīng)濟(jì)時期后，由于沒有一個完整的能滿足節(jié)能要求的電動機(jī)系列，加之各個企業(yè)的設(shè)計能力不足，從而造成了目前電機(jī)節(jié)能效果普遍低下的狀況。

其實，我國的電機(jī)業(yè)中有一些具有節(jié)能型電機(jī)設(shè)計制造能力的企業(yè)，但他們的產(chǎn)品主要以出口為主。

“并不是我們不愿意生產(chǎn)節(jié)能型電機(jī)，而是銷售價格根本無法抵消掉成本的消耗。”一位電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的老總道出了苦衷，電機(jī)行業(yè)不同于家電、辦公類產(chǎn)品，并不直接和終端消費(fèi)者見面，絕大部分還是以招投標(biāo)的方式進(jìn)行出售。價格在其中起了主導(dǎo)作用。

“節(jié)能型電機(jī)與普通電機(jī)相比，成本要高一些，但在價格上卻還要與普通電機(jī)進(jìn)行競爭。這是企業(yè)往往不會選擇生產(chǎn)節(jié)能電機(jī)的重要原因。”王若虹說。

其實，由于應(yīng)用環(huán)境的差異，節(jié)能型電機(jī)與普通型在實際應(yīng)用中的差異也很難判定。電機(jī)屬于終端用能產(chǎn)品，通常工業(yè)用的電機(jī)在設(shè)計和采購時都以滿負(fù)荷要求為準(zhǔn)，但由于應(yīng)用環(huán)境和實際情況的千差萬別，電動機(jī)往往很難與運(yùn)行環(huán)境相匹配，實際使用中的負(fù)載率就會降低。其結(jié)果就是很難用一種指標(biāo)來衡量使用節(jié)能型電機(jī)帶來的效果。

實際上，電機(jī)節(jié)能不僅僅限于通過改善電機(jī)本身來進(jìn)行。實際應(yīng)用中，除了采用節(jié)能電機(jī)，也往往會通過一些中端的節(jié)能產(chǎn)品來輔助進(jìn)行節(jié)能。這些輔助電機(jī)節(jié)能的產(chǎn)品往往只用消耗很少的能源，就能配合電機(jī)達(dá)到節(jié)約能源消耗的目的，主要包括變頻調(diào)速器和品種繁多的節(jié)能器。

據(jù)了解，節(jié)能器在目前的實際應(yīng)用中十分廣泛。

但節(jié)能器只能起到輔助作用。雖然可以通過變頻調(diào)速、限制電壓電流供給等方式達(dá)到節(jié)能的目的，但在實際應(yīng)用中由于生產(chǎn)要求等原因，是不可能讓生產(chǎn)速度降下來的。

目前，盡管電動機(jī)節(jié)能存在著推廣不利的問題，但隨著“十一五”規(guī)劃中今后相當(dāng)一段時間內(nèi)要“建立節(jié)約型社會”的政策出臺，這種局面肯定有望能夠得到好轉(zhuǎn)。

按照節(jié)能中長期專項規(guī)劃，節(jié)能的重點領(lǐng)域在機(jī)械工業(yè)，而重點工程就是電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程。

據(jù)悉，電機(jī)節(jié)能中長期專項規(guī)劃要實現(xiàn)的目標(biāo)是：淘汰落后的高能耗機(jī)電產(chǎn)品，重點發(fā)展變頻電機(jī)、稀土永磁電機(jī)等高效節(jié)能機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)風(fēng)機(jī)、水泵等通用機(jī)電產(chǎn)品提高用能效率，提高節(jié)能型機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計制造水平和加工能力，在煤炭、電力、有色、石化等行業(yè)實施高效節(jié)能風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化改造，推廣變頻調(diào)速、自動化系統(tǒng)控制技術(shù)，使運(yùn)行效率提高2個百分點，年節(jié)電200億千瓦時。

金泰德勝電機(jī)：節(jié)能新品市場前景看好

金泰德勝電機(jī)有限公司是由美國金納科技公司與順德市德勝機(jī)電集團(tuán)共同投資成立的中外合作企業(yè)。公司專業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)和銷售高效節(jié)能的各類電機(jī)，包括電梯電機(jī)、三相異步電動機(jī)及其專用電機(jī)、起重冶金電機(jī)、終端產(chǎn)品等。

據(jù)金泰德勝電機(jī)有限公司工程總監(jiān)席榮盛介紹，該公司目前在永磁同步電機(jī)領(lǐng)域已經(jīng)做到國內(nèi)最大，在技術(shù)方面處于權(quán)威位置。作為公司目前主打的節(jié)能產(chǎn)品，無齒輪永磁同步曳引機(jī)由永磁同步電動機(jī)、曳引輪和制動系統(tǒng)組成，通過編碼器實現(xiàn)閉環(huán)控制，變頻調(diào)速運(yùn)行。該曳引機(jī)相對傳統(tǒng)的產(chǎn)品來說，具有功率因數(shù)高、效率高、啟動電流小、啟動轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行舒適平穩(wěn)等優(yōu)點；采用稀土永磁材料，體積小，重量輕；無齒輪減速，噪音低，可靠性高。

因為采用了永磁體新材料，永磁同步電機(jī)的節(jié)能效果與普通電機(jī)相比非常明顯。在價格方面，由于新材料、新技術(shù)的應(yīng)用，永磁同步電機(jī)的價格也要比普通電機(jī)昂貴。但在金泰德勝電機(jī)主推的無齒輪永磁同步曳引機(jī)中，由于取消了中間環(huán)節(jié)，即齒輪傳動，整套曳引機(jī)的價格基本與傳統(tǒng)產(chǎn)品持平。負(fù)責(zé)無齒輪永磁同步曳引機(jī)設(shè)計工作的程經(jīng)理稱，由于提高了電動機(jī)的能效和避免了齒輪傳動等中間環(huán)節(jié)的損耗，通過用戶的試驗，該產(chǎn)品比傳統(tǒng)產(chǎn)品節(jié)能40%~50%，節(jié)能效果十分理想。

“包括永磁同步電動機(jī)在內(nèi)，節(jié)能電動機(jī)產(chǎn)品是未來技術(shù)發(fā)展的趨勢，我們看好這個市場。” 程經(jīng)理說，“而永磁同步曳引機(jī)是我們未來幾年主推的產(chǎn)品，預(yù)計明年將實現(xiàn)銷售額1億元人民幣，可以占到公司總銷售額的25%左右。”

席榮盛表示，目前金泰德勝電機(jī)的產(chǎn)品都嚴(yán)格遵守國家的能耗要求，并且積極向更加嚴(yán)格的歐美能耗標(biāo)準(zhǔn)看齊。畢竟只有看齊國際標(biāo)準(zhǔn)，才能不斷滿足用戶在產(chǎn)品節(jié)能方面的需求。

南車電機(jī)：能效是產(chǎn)品設(shè)計的第一標(biāo)準(zhǔn)

“大力開發(fā)節(jié)能型和超節(jié)能型電動機(jī)是整個電機(jī)行業(yè)不斷追求的一個目標(biāo)。”這是株洲南車電機(jī)股份有限公司副總經(jīng)理胡桂林回答記者的第一句話。也許在他看來，開發(fā)推廣節(jié)能電動機(jī)產(chǎn)品應(yīng)該是行業(yè)內(nèi)所有企業(yè)的責(zé)任。

但事實上，和任何新產(chǎn)品的開發(fā)工作一樣，節(jié)能電動機(jī)的開發(fā)也絕不會是一帆風(fēng)順。胡桂林總結(jié)了曾經(jīng)擺在他們面前的困難：其一、用戶沒有完全認(rèn)同和接受節(jié)能電機(jī)，因為大多數(shù)用戶只是看價格，節(jié)能和不節(jié)能不是他們的第一選擇，而同等規(guī)格的節(jié)能電機(jī)比普通電機(jī)在成本支出上要高20%左右，顧客很難接受；其二、能夠開發(fā)和研制出節(jié)能產(chǎn)品的企業(yè)只有那些大中型骨干企業(yè)，而要研制節(jié)能電機(jī)需要投入大量的資金才能開發(fā)出系列節(jié)能產(chǎn)品，由于當(dāng)前的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)不完善，很多好的產(chǎn)品往往由這些企業(yè)開發(fā)，但最終受益的卻是那些采用“拿來主義”的民營個體企業(yè)，極大挫傷了原創(chuàng)企業(yè)的積極性；其三、國家雖然鼓勵企業(yè)開發(fā)節(jié)能型產(chǎn)品，但沒有實際的政策上的扶持。

但是，作為一個有責(zé)任感的企業(yè)，南車并沒有放松對產(chǎn)品節(jié)能性能的要求。“公司一直致力于高效節(jié)能型電動機(jī)的研究和開發(fā)，在設(shè)計產(chǎn)品時，能效是放在第一位的。” 胡桂林解釋說。在設(shè)計和生產(chǎn)電動機(jī)和其他配套產(chǎn)品的同時，南車電機(jī)形成了一系列電動機(jī)能效的企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)。雖然公司在產(chǎn)品銷售價格上并沒有得到額外的回報，但南車的產(chǎn)品給用戶帶來的經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。

目前，南車已經(jīng)形成了幾個不同系列的節(jié)能型電動機(jī)產(chǎn)品：

緊湊型YJK系列高壓異步電動機(jī)，通過優(yōu)化電磁方案、采用科學(xué)的內(nèi)外互循環(huán)通風(fēng)冷卻技術(shù)，提高電機(jī)的效率，減小電機(jī)體積。通過在鋼廠的運(yùn)用，效果很明顯。

高效異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)，通過優(yōu)化電磁方案、采用同樣的冷卻技術(shù)，提高導(dǎo)磁材料的性能，減小運(yùn)轉(zhuǎn)阻力來提高電機(jī)的效率，減小電機(jī)體積。通過在風(fēng)電場的運(yùn)用，表現(xiàn)不俗。

風(fēng)機(jī)、水泵采用變頻調(diào)速電機(jī)比采用普通電機(jī)節(jié)能30%，近兩年的市場已開始逐步顯露其市場潛力。而變頻調(diào)速牽引電機(jī)是南車電機(jī)的主型產(chǎn)品，技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)地位。目前南車已將該技術(shù)優(yōu)勢移植到工業(yè)領(lǐng)域，開發(fā)了工業(yè)用高低壓變頻調(diào)速電機(jī)，市場前景看好。

變頻調(diào)速電機(jī)是具有良好的調(diào)速性能的節(jié)能產(chǎn)品，但大功率高壓變頻器昂貴的價格使人望而卻步，串級調(diào)速電機(jī)調(diào)速性能又不能完全滿足要求。南車電機(jī)開發(fā)的高壓內(nèi)反饋繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)很好地解決了這兩個問題。內(nèi)反饋調(diào)速異步電動機(jī)與相應(yīng)的內(nèi)反饋調(diào)速控制裝置配套組成無級調(diào)速系統(tǒng)，適用于拖動水泵、風(fēng)機(jī)類負(fù)載，可實現(xiàn)平滑無級調(diào)速，屬高效節(jié)能機(jī)電一體化高科技產(chǎn)品。內(nèi)反饋調(diào)速異步電動機(jī)同YR繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)一樣，屬于系列產(chǎn)品。目前南車已批量生產(chǎn)該系列電機(jī)，經(jīng)濟(jì)和社會效益非常明顯。

胡桂林介紹說，南車新開發(fā)的上述節(jié)能產(chǎn)品目前廣泛應(yīng)用在冶金、電力、鐵路、水泥等領(lǐng)域，由于其顯著的節(jié)能效果和高可靠性，得到了用戶的廣泛認(rèn)同，目前年銷售額以50％的速度遞增。而包括永磁同步發(fā)電機(jī)、無刷勵磁同步發(fā)電機(jī)、永磁無刷直流電動機(jī)、高壓推力式異步電動機(jī)、兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機(jī)等節(jié)能產(chǎn)品的開發(fā)計劃也已經(jīng)進(jìn)入了公司的日程表。

臥龍電機(jī)：發(fā)展節(jié)能產(chǎn)品更需政府支持

“臥龍電機(jī)現(xiàn)在生產(chǎn)的電動機(jī)產(chǎn)品規(guī)格很多，所有產(chǎn)品都能夠達(dá)到我國政府對該類產(chǎn)品的能耗要求。但如果要進(jìn)一步的提升產(chǎn)品的能效，還需要一個統(tǒng)籌的考慮。”

搞技術(shù)出身的嚴(yán)偉燦話不多，但卻很嚴(yán)謹(jǐn)。聽得出來，作為臥龍電機(jī)的總工程師，他不但要考慮企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品的技術(shù)問題，產(chǎn)品的制造成本和未來的銷售預(yù)期也是他不得不思考的內(nèi)容。

和其它許多新產(chǎn)品一樣，要開發(fā)節(jié)能型電動機(jī)同樣需要一筆不小的投入。從對產(chǎn)品的重新設(shè)計到模具的更新，再到制造工藝、用材的改進(jìn)，產(chǎn)品造價的提高是不可避免的事實。而產(chǎn)品價格的提高則必然會影響到用戶的消費(fèi)決策。

在對一些電動機(jī)用戶的采訪中，我們也發(fā)現(xiàn)，價格是這些用戶最注重的問題之一。雖然不少用戶表示在價格同等的條件下會優(yōu)先考慮購買節(jié)能型產(chǎn)品。但事實上，現(xiàn)在節(jié)能型電動機(jī)產(chǎn)品的價格是幾乎不可能與同類型普通產(chǎn)品持平的，要比普通產(chǎn)品貴20%左右。而通常情況下，用戶在購買電動機(jī)產(chǎn)品時往往會忽略其未來會給自己節(jié)約多少電能，帶來多少收益。

這也就是說，用戶的觀念將直接影響到節(jié)能產(chǎn)品的銷售，而如用戶不接受這些產(chǎn)品，那么最終將導(dǎo)致企業(yè)失去競爭力。所以，在目前情況下，很多企業(yè)考慮到市場的問題，就不可能大規(guī)模的進(jìn)行節(jié)能產(chǎn)品的生產(chǎn)。

“要推動節(jié)能產(chǎn)品的普及，僅僅依靠消費(fèi)者的自覺性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。”嚴(yán)偉燦認(rèn)為，“政府制訂強(qiáng)制性的能效標(biāo)準(zhǔn)或者給予企業(yè)相關(guān)政策上的扶植與幫助，將會在很大程度上提高用戶對節(jié)能產(chǎn)品的認(rèn)知水平，也將推動企業(yè)在節(jié)能產(chǎn)品開發(fā)上加大力度。”

據(jù)介紹，目前臥龍已經(jīng)開始了新的高效率電動機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計試制工作。而政府新的節(jié)能舉措的出臺更將會激勵臥龍和許多同行企業(yè)在電動機(jī)節(jié)能上加快步伐。