電機技術將進一步邁向節能高效
http://www.debgrams.com 2016-05-06 08:26 來源：中國能源報
日前，國家發改委發布公告，為加快節能技術進步和推廣，引導用能單位采用先進適用的節能新技術、新裝備、新工藝，促進能源資源節約集約利用，緩解資源環境壓力，發改委組織編制了《國家重點節能低碳技術推廣目錄(2015年本，節能部分)》，涉及13個行業266項重點節能技術。稀土永磁盤式無鐵芯電機技術入選重點節能技術。
對此，業內專家認為，超高效電動機的研發和生產，是提高電機系統效能的重要基礎，將有利促進我國電動機能效的提升。
推動高效節能電機應用
記者前不久參加的一次“稀土永磁論壇”上，就有專家學者呼吁“國家繼續加強稀土高效永磁節能電機的政策支持，推動稀土高效永磁節能電機的廣泛應用。”
“稀土永磁電機具有體積小、質量輕、結構簡單、節能高效等特點可廣泛應用于風機、水泵、壓縮機等通用設備，還可用在電動汽車、風力發電、數控機床、油田抽油機、移動電站等領域。。”中國科學院電工研究所顧國彪院士指出，當前大型永磁風力發電機技術已經成熟，期望產、學、研、用能夠有實質性結合。與會代表呼吁國家繼續加強稀土高效永磁節能電機的政策支持，推動稀土高效永磁節能電機的廣泛應用。
在風力發電方面，稀土永磁風力發電機整機重量輕，發電效率高，可降低風電場造價和風電成本，稀土永磁風力發電機市場需求巨大。
“近幾年國家加大高效電機的推廣力度，也陸續出臺許多政策，包括給予財政補貼，但效果不明顯，目前國內存量電機中高效電機占比僅為8%左右。” 中國民營制造企業500強企業，江西泰豪集團有限公司董事長黃代放認為，近幾年，國家加大高效電機的推廣力度，參照IEC標準制定電機能效等級標準，也陸續出臺了許多政策，支持高效電機的應用及推廣，但高效電機的占有率增長緩慢。
黃代放認為，當前我國在高效電機推廣還面臨著一些問題。比如，目前低效存量電機主要分布在高耗能的鋼鐵、水泥、冶金、造紙等企業。此外，低效存量電機中的中大型電機所占比例較高，中大型電機效率值由電機制造企業測試，使用企業根本無法判定電機效率是否真正達到高效電機標準，導致部分使用企業在選擇使用高效電機時，對后期的節能收益存在一定顧慮。
高效節能電機亟待政策扶持
電機是一種利用電和磁的相互作用，實現能量轉換和傳遞的電磁機械裝置，凡是需要將電能轉化為機械能或將機械能轉化為電能的地方都必須用到電機。因此，電機行業整體上具有巨大的市場容量。
以稀土永磁盤式無鐵芯電機技術為例，該技術通用于小型電動機及發電機系統，采用智能變頻技術，配備新型智能逆變器，可以實現從零到額定轉速的高效、無級調速，調速范圍寬，精度高。
在我國，電機工業已走過百年歷程，目前，國內中小型電機保有量達16億千瓦，我國成為最大的中小型電機生產、使用和出口大國。然而，目前，我國高效節能電機技術達到世界先進水平，但高效節能電機亟待政策扶持。
“工業電機耗電在全社會總用電量中的占比那么高，如果所有的企業都使用高效電機，那就能大大節約能耗，企業也能節省成本。”黃代放表示，建議政府出臺相關標準，電機生產企業必須清晰標示電機能耗等級，電機使用企業在采購電機及新建項目時，強制使用高效電機，政府相關部門取消財政補貼政策，通過加強監督管理，強化標準規范約束和電動機產品高效節能強制認證，嚴格市場準入，全面提升增量電機能效水平，倒逼電動機生產企業轉型升級。
在“中國制造2025”的大背景下，如何才能推動我國高效節能電機行業的發展?北京電工技術經濟研究所副所長盧琛鈺表示，首先要重點研究和制定電機系統能效分級及測試方法等標準，涉及產品的設計、制造、推廣和應用各個環節，包括對高效節能產品的選型、匹配、檢測等進行規范，以及對存量電機系統的運行監測、評估與節能改造提出詳細要求。
此外，業界也有觀點認為，高效電機從設計、材料和工藝上都采用了先進的技術措施，例如采用新型材料、合理的定轉子槽數、風扇參數和正弦繞組等，來降低損耗，因此高效電機生產成本比普通電機高10-20%左右，有的甚至高50%，導致許多用戶產生“節能不節錢”的觀念。
一位電機生產企業負責人對記者表示，高效節能電機采用新型電機設計、新工藝及新材料，通過降低電磁能、熱能和機械能的損耗，提高輸出效率，已經有比較成熟的技術，也就是說企業基本都能生產。然而，電機能效提升計劃并未能如期完成。其中原因是長遠利益和眼前利益的矛盾、短期投入和產出的矛盾、改革創新和因循守舊的對立，以及企業改革導致短期經濟利益失衡的現實。
節能電機的前景十分看好
2014年，由南陽防爆集團研制、生產的采用云南銅業壓鑄科技公司提供鑄銅轉子的超高效銅轉子電機獲得國際效率獎章，曾引起業內人士的廣泛關注。這是我國電機領域取得的首個國際大獎,代表著中國高效節能電機技術達到世界先進水平。但南陽防爆集團董事長魏華鈞在接受記者卻表示，銅轉子電機節能方面具備優勢， 節能電機的前景十分看好，但是推廣過程中卻面臨難題。
各類低效中、小型電動機是第一耗電大戶。傳統電機在低負載時效率和功率因數很低，實際使用中大馬拉小車現象非常嚴重，稀土永磁盤式無鐵芯電機技術應用于工業鋸床、精密銑床、臺鉆、柴油電站等領域節能效果明顯，預計未來5年該技術的推廣比例可由目前的不足1%上升至5%。
但長期以來，我國電機壽命平均比國外低3%到5%，運行系統效率比國外低10%到20%。而在2013年中國電機保有量大約17億千瓦，總耗電量為3萬億千瓦時，占全社會用電總量的64%、工業用電的75%。數據顯示，如果電機系統的效率提高5%到8%，每年節約的電相當于兩到三個三峽大壩的發電量。“銅轉子電動機這種代表世界最高水平的電動機組建。”中國節能協會常務副理事長王秦平用一組數據客觀的闡述了電機的耗電情況，以及提高電機能耗的重大意義。
因此，基于目前的市場現狀估算，全國電動機效能每提高一個百分點，每年可以節約260多億千瓦電，如果電機系統效率提高5%到8%，每年節約的電量相當于兩到三個三峽水庫的發電量。
魏華鈞表示，高效電機推廣難的原因還與國內高效電機標準推行時間表滯后等因素正相關。“目前國內高效電機的標準和國際高效電機的標準一致，但推行時間卻存在差異，與美國相比至少落后5年。”為此，魏華鈞呼吁國家盡快出臺更有效的政策，疏通產業里的各個環節，促進高端電機的推廣效率。
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