電動機能效提升潛力巨大 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備之一，電動機承擔著將電能轉(zhuǎn)換成機械能，從而驅(qū)動機械設備的作用。

據(jù)了解，目前許多國家的電動機系統(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，我國的電動機無論是自身效率還是實際運行效率卻普遍比較低。中小型電動機的平均效率為87%，比國際先進水平要低5%左右，而實際運行效率更是要低20%左右。

“我國電動機行業(yè)整體節(jié)能水平嚴重滯后。”中國標準化研究院中標認證中心副主任王若虹從事電機節(jié)能認證工作，但一直不太順利。據(jù)他介紹，目前申請并通過節(jié)能認證的電機生產(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90年代后期，有關部門就開始對若干用能產(chǎn)品規(guī)定了最低能效限定值，作為強制性標準執(zhí)行，并實施了節(jié)能產(chǎn)品認證制度。電動機作為重要的用能產(chǎn)品，也在節(jié)能認證計劃中。

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

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

據(jù)專家介紹說，制定該標準的目的是通過對電動機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)能認證等多種措施，來促進高效率電動機的生產(chǎn)和應用，從而逐步實現(xiàn)市場從一般效率電機到高效率電機的轉(zhuǎn)變。

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

“這里面有一些歷史原因，我國的電機企業(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)濟體制下，電機生產(chǎn)廠家普遍是直接從設計院購買圖紙來進行生產(chǎn)的，很少自己進行研發(fā)設計。進入市場經(jīng)濟時期后，由于沒有一個完整的能滿足節(jié)能要求的電動機系列，加之各個企業(yè)的設計能力不足，從而造成了目前電機節(jié)能效果普遍低下的狀況。

其實，我國的電機業(yè)中有一些具有節(jié)能型電機設計制造能力的企業(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，而是銷售價格根本無法抵消掉成本的消耗。”一位電機生產(chǎn)企業(yè)的老總道出了苦衷，電機行業(yè)不同于家電、辦公類產(chǎn)品，并不直接和終端消費者見面，絕大部分還是以招投標的方式進行出售。價格在其中起了主導作用。

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

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

實際上，電機節(jié)能不僅僅限于通過改善電機本身來進行。實際應用中，除了采用節(jié)能電機，也往往會通過一些中端的節(jié)能產(chǎn)品來輔助進行節(jié)能。這些輔助電機節(jié)能的產(chǎn)品往往只用消耗很少的能源，就能配合電機達到節(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到節(jié)能的目的，但在實際應用中由于生產(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)能的重點領域在機械工業(yè)，而重點工程就是電機系統(tǒng)節(jié)能工程。

據(jù)悉，電機節(jié)能中長期專項規(guī)劃要實現(xiàn)的目標是：淘汰落后的高能耗機電產(chǎn)品，重點發(fā)展變頻電機、稀土永磁電機等高效節(jié)能機電產(chǎn)品，促進風機、水泵等通用機電產(chǎn)品提高用能效率，提高節(jié)能型機電產(chǎn)品設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)能風機、水泵、壓縮機系統(tǒng)優(yōu)化改造，推廣變頻調(diào)速、自動化系統(tǒng)控制技術，使運行效率提高2個百分點，年節(jié)電200億千瓦時。

金泰德勝電機：節(jié)能新品市場前景看好

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

據(jù)金泰德勝電機有限公司工程總監(jiān)席榮盛介紹，該公司目前在永磁同步電機領域已經(jīng)做到國內(nèi)最大，在技術方面處于權威位置。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由永磁同步電動機、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)速運行。該曳引機相對傳統(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，永磁同步電機的節(jié)能效果與普通電機相比非常明顯。在價格方面，由于新材料、新技術的應用，永磁同步電機的價格也要比普通電機昂貴。但在金泰德勝電機主推的無齒輪永磁同步曳引機中，由于取消了中間環(huán)節(jié)，即齒輪傳動，整套曳引機的價格基本與傳統(tǒng)產(chǎn)品持平。負責無齒輪永磁同步曳引機設計工作的程經(jīng)理稱，由于提高了電動機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在內(nèi)，節(jié)能電動機產(chǎn)品是未來技術發(fā)展的趨勢，我們看好這個市場。” 程經(jīng)理說，“而永磁同步曳引機是我們未來幾年主推的產(chǎn)品，預計明年將實現(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，目前金泰德勝電機的產(chǎn)品都嚴格遵守國家的能耗要求，并且積極向更加嚴格的歐美能耗標準看齊。畢竟只有看齊國際標準，才能不斷滿足用戶在產(chǎn)品節(jié)能方面的需求。

南車電機：能效是產(chǎn)品設計的第一標準

“大力開發(fā)節(jié)能型和超節(jié)能型電動機是整個電機行業(yè)不斷追求的一個目標。”這是株洲南車電機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)能電動機產(chǎn)品應該是行業(yè)內(nèi)所有企業(yè)的責任。

但事實上，和任何新產(chǎn)品的開發(fā)工作一樣，節(jié)能電動機的開發(fā)也絕不會是一帆風順。胡桂林總結(jié)了曾經(jīng)擺在他們面前的困難：其一、用戶沒有完全認同和接受節(jié)能電機，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)能電機比普通電機在成本支出上要高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，由于當前的知識產(chǎn)權保護不完善，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)能型電動機的研究和開發(fā)，在設計產(chǎn)品時，能效是放在第一位的。” 胡桂林解釋說。在設計和生產(chǎn)電動機和其他配套產(chǎn)品的同時，南車電機形成了一系列電動機能效的企業(yè)內(nèi)部標準。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)能型電動機產(chǎn)品：

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

高效異步風力發(fā)電機，通過優(yōu)化電磁方案、采用同樣的冷卻技術，提高導磁材料的性能，減小運轉(zhuǎn)阻力來提高電機的效率，減小電機體積。通過在風電場的運用，表現(xiàn)不俗。

風機、水泵采用變頻調(diào)速電機比采用普通電機節(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)速牽引電機是南車電機的主型產(chǎn)品，技術水平處于國內(nèi)領先、國際先進地位。目前南車已將該技術優(yōu)勢移植到工業(yè)領域，開發(fā)了工業(yè)用高低壓變頻調(diào)速電機，市場前景看好。

變頻調(diào)速電機是具有良好的調(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)速電機調(diào)速性能又不能完全滿足要求。南車電機開發(fā)的高壓內(nèi)反饋繞線轉(zhuǎn)子異步電動機很好地解決了這兩個問題。內(nèi)反饋調(diào)速異步電動機與相應的內(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、風機類負載，可實現(xiàn)平滑無級調(diào)速，屬高效節(jié)能機電一體化高科技產(chǎn)品。內(nèi)反饋調(diào)速異步電動機同YR繞線轉(zhuǎn)子異步電動機一樣，屬于系列產(chǎn)品。目前南車已批量生產(chǎn)該系列電機，經(jīng)濟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)品目前廣泛應用在冶金、電力、鐵路、水泥等領域，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、無刷勵磁同步發(fā)電機、永磁無刷直流電動機、高壓推力式異步電動機、兆瓦級風力發(fā)電機等節(jié)能產(chǎn)品的開發(fā)計劃也已經(jīng)進入了公司的日程表。

臥龍電機：發(fā)展節(jié)能產(chǎn)品更需政府支持

“臥龍電機現(xiàn)在生產(chǎn)的電動機產(chǎn)品規(guī)格很多，所有產(chǎn)品都能夠達到我國政府對該類產(chǎn)品的能耗要求。但如果要進一步的提升產(chǎn)品的能效，還需要一個統(tǒng)籌的考慮。”

搞技術出身的嚴偉燦話不多，但卻很嚴謹。聽得出來，作為臥龍電機的總工程師，他不但要考慮企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品的技術問題，產(chǎn)品的制造成本和未來的銷售預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)能型電動機同樣需要一筆不小的投入。從對產(chǎn)品的重新設計到模具的更新，再到制造工藝、用材的改進，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決策。

在對一些電動機用戶的采訪中，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，僅僅依靠消費者的自覺性是遠遠不夠的。”嚴偉燦認為，“政府制訂強制性的能效標準或者給予企業(yè)相關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產(chǎn)品的設計試制工作。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)在電動機節(jié)能上加快步伐。