完全商業(yè)化電機技術(shù)將進一步邁向節(jié)能高效全球風(fēng)

    日前，海上風(fēng)電新增裝機容量達4.334GW，發(fā)改委發(fā)布公告，同比上升87%;海上風(fēng)電累計裝機容量已達到18.814GW，為加快節(jié)能技術(shù)進步和推廣，同比增長30%。 　　報告指出，引導(dǎo)用能單位采用先進適用的節(jié)能新技術(shù)、新裝備、新工藝，全球風(fēng)電發(fā)展迅速，促進能源資源節(jié)約集約利用，正成為一種完全商業(yè)化且不需要補貼的能源，緩解資源環(huán)境壓力，能夠與重補貼的化石能源和核能在市場上展開競爭。目前，發(fā)改委組織編制了《重點節(jié)能低碳技術(shù)推廣目錄(2015年本，摩洛哥、印度和加拿大等國的風(fēng)電價格已降至0.03美元/千瓦時，節(jié)能分)》，墨西哥最近招標的風(fēng)電價格更是低至0.02美元/千瓦時。值得一提的是，涉及13個行業(yè)266項重點節(jié)能技術(shù)。稀土永磁盤式無鐵芯電機技術(shù)入選重點節(jié)能技術(shù)。
    對此，去年德國招標中出現(xiàn)了全球首個“無需補貼”的海上風(fēng)電項目，業(yè)內(nèi)專家認為，該項目裝機容量達到1GW，超高效電動機的研發(fā)和生產(chǎn)，項目電價不高于電力市場的批發(fā)價格?！　∪蝻L(fēng)能理事會秘書長斯蒂夫?索亞表示，是提高電機系統(tǒng)效能的重要基礎(chǔ)，在全球很多市場中，將有利促進我國電動機能效的提升。
    推動高效節(jié)能電機應(yīng)用
    記者前不久參加的一次“稀土永磁論壇”上，風(fēng)電是目前最具價格競爭優(yōu)勢的技術(shù)之一。伴隨風(fēng)電與光伏復(fù)合系統(tǒng)的出現(xiàn)，就有專家學(xué)者呼吁“繼續(xù)加強稀土高效永磁節(jié)能電機的政策支持，以及智能化程度更高的電網(wǎng)管理系統(tǒng)和價格日益下降的儲能系統(tǒng)持續(xù)普及，推動稀土高效永磁節(jié)能電機的廣泛應(yīng)用。”
   “稀土永磁電機具有體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能高效等特點可廣泛應(yīng)用于風(fēng)機、水泵、壓縮機等通用設(shè)備，將使一個完全商業(yè)化、無化石能源電力系統(tǒng)的未來景象成為現(xiàn)實。　　該報告顯示，還可用在電動汽車、風(fēng)力發(fā)電、數(shù)控機床、油田抽油機、移動電站等領(lǐng)域。?！笨茖W(xué)院電工研究所顧國彪院士指出，繼續(xù)引領(lǐng)風(fēng)電發(fā)展。去年，當前大型永磁風(fēng)力發(fā)電機技術(shù)已經(jīng)成熟，風(fēng)機增速雖有所放緩，期望產(chǎn)、學(xué)、研、用能夠有實質(zhì)性結(jié)合。與會代表呼吁繼續(xù)加強稀土高效永磁節(jié)能電機的政策支持，但新增裝機容量仍高達19.5GW，推動稀土高效永磁節(jié)能電機的廣泛應(yīng)用。
    在風(fēng)力發(fā)電方面，占全球近四成。印度、巴基斯坦、泰國、越南等國的風(fēng)機也都在顯著的增長。在歐洲，稀土永磁風(fēng)力發(fā)電機整機重量輕，德國新增裝機超過6GW，發(fā)電效率高，可降低風(fēng)電場造價和風(fēng)電成本，稀土永磁風(fēng)力發(fā)電機市場需求巨大。
   “近幾年加大高效電機的推廣力度，也陸續(xù)出臺許多政策，包括給予財政補貼，但效果不明顯，目前國內(nèi)存量電機中高效電機占比僅為8%左右。” 民營制造企業(yè)500強企業(yè)，江西泰豪集團有限公司董事長黃代放認為，近幾年，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(xù)出臺了許多政策，支持高效電機的應(yīng)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(yè)。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(yè)測試，使用企業(yè)根本無法判定電機效率是否真正達到高效電機標準，導(dǎo)致分使用企業(yè)在選擇使用高效電機時，對后期的節(jié)能收益存在一定顧慮。
    高效節(jié)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(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞的電磁機械裝置，凡是需要將電能轉(zhuǎn)化為機械能或?qū)C械能轉(zhuǎn)化為電能的地方都必須用到電機。因此，電機行業(yè)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(shù)為例，該技術(shù)通用于小型電動機及發(fā)電機系統(tǒng)，采用智能變頻技術(shù)，配備新型智能逆變器，可以實現(xiàn)從零到額定轉(zhuǎn)速的高效、無級調(diào)速，調(diào)速范圍寬，精度高。
    在我國，電機工業(yè)已走過百年，目前，國內(nèi)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(chǎn)、使用和出口大國。然而，目前，我國高效節(jié)能電機技術(shù)達到世界先進水平，但高效節(jié)能電機亟待政策扶持。
    “工業(yè)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(yè)都使用高效電機，那就能大大節(jié)約能耗，企業(yè)也能節(jié)成本?！秉S代放表示，建議出臺相關(guān)標準，電機生產(chǎn)企業(yè)必須清晰標示電機能耗等級，電機使用企業(yè)在采購電機及新建項目時，強制使用高效電機，相關(guān)門取消財政補貼政策，通過加強監(jiān)督管理，強化標準規(guī)范約束和電動機產(chǎn)品高效節(jié)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(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
    在“制造2025”的大背景下，如何才能推動我國高效節(jié)能電機行業(yè)的發(fā)展?北京電工技術(shù)經(jīng)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(tǒng)能效分級及測試方法等標準，涉及產(chǎn)品的設(shè)計、制造、推廣和應(yīng)用各個環(huán)節(jié)，包括對高效節(jié)能產(chǎn)品的選型、匹配、檢測等進行規(guī)范，以及對存量電機系統(tǒng)的運行監(jiān)測、評估與節(jié)能改造提出詳細要求。
    此外，業(yè)界也有觀點認為，高效電機從設(shè)計、材料和工藝上都采用了先進的技術(shù)措施，例如采用新型材料、合理的定轉(zhuǎn)子槽數(shù)、風(fēng)扇參數(shù)和正弦繞組等，來降低損耗，因此高效電機生產(chǎn)成本比普通電機高10-20%左右，有的甚至高50%，導(dǎo)致許多用戶產(chǎn)生“節(jié)能不節(jié)錢”的觀念。
    一位電機生產(chǎn)企業(yè)負責(zé)人對記者表示，高效節(jié)能電機采用新型電機設(shè)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(jīng)有比較成熟的技術(shù)，也就是說企業(yè)基本都能生產(chǎn)。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(chǎn)出的矛盾、創(chuàng)新和因循守舊的對立，以及企業(yè)導(dǎo)致短期經(jīng)濟利益失衡的現(xiàn)實。
    節(jié)能電機的前景十分看好
    2014年，由南陽防爆集團研制、生產(chǎn)的采用云南銅業(yè)壓鑄科技公司提供鑄銅轉(zhuǎn)子的超高效銅轉(zhuǎn)子電機獲得國際效率獎?wù)?，曾引起業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。這是我國電機領(lǐng)域取得的首個國際大獎,代表著高效節(jié)能電機技術(shù)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(zhuǎn)子電機節(jié)能方面具備優(yōu)勢， 節(jié)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(tǒng)電機在低負載時效率和功率因數(shù)很低，實際使用中大馬拉小車現(xiàn)象非常嚴重，稀土永磁盤式無鐵芯電機技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)鋸床、精密銑床、臺鉆、柴油電站等領(lǐng)域節(jié)能效果明顯，預(yù)計未來5年該技術(shù)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(tǒng)效率比國外低10%到20%。而在2013年電機保有量大約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(yè)用電的75%。數(shù)據(jù)顯示，如果電機系統(tǒng)的效率提高5%到8%，每年節(jié)約的電相當于兩到三個三峽大壩的發(fā)電量。“銅轉(zhuǎn)子電動機這種代表世界水平的電動機組建?！惫?jié)能協(xié)會常務(wù)副理事長王秦平用一組數(shù)據(jù)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(xiàn)狀估算，全國電動機效能每提高一個百分點，每年可以節(jié)約260多億千瓦電，如果電機系統(tǒng)效率提高5%到8%，每年節(jié)約的電量相當于兩到三個三峽水庫的發(fā)電量。
    魏華鈞表示，高效電機推廣難的原因還與國內(nèi)高效電機標準推行時間表滯后等因素正相關(guān)。“目前國內(nèi)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?！睘榇?，魏華鈞呼吁盡快出臺更有效的政策，疏通產(chǎn)業(yè)里的各個環(huán)節(jié)，促進高端電機的推廣效率。

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