我国亟需全面提升电机能效水平

2013-01-12郭士伊顾成奎工业和信息化部赛迪智库工业节能与环保研究所

节能与环保 2013年3期

文郭士伊顾成奎工业和信息化部赛迪智库工业节能与环保研究所

电机是拖动风机、水泵、压缩机、机床、传输带等各种设备的驱动装置，广泛应用于冶金、石化、化工、煤炭、建材、公用设施、家用电器等多个行业和领域，是用电量最大的耗电机械，电机节能是工业节能的重要领域之一。多数国家都把电机节能作为节约电力的主要内容。据统计测算,2011年全球电力终端消费中，电机用电占46%，照明用电占19%，电子产品用电占10%，电解用电占3%，电热用电占19%，待机用电占3%。我国2011年电机保有量约17亿千瓦，总耗电量约为3万亿千瓦时，占社会总用电量的65%，其中工业领域电机总用电量为2.6万亿千瓦时，约占工业用电的75%。总体上看，我国电机能效水平较低、浪费严重、节能潜力巨大，亟需全面提升电机能效水平。

1 我国电机能效现状及激励政策

我国电机自身效率平均水平比发达国家低3～5个百分点，目前在用高效电机不到5%。电机系统运行效率因系统匹配不合理、调节方式落后等原因，比国外先进水平低10～20个百分点。据测算，工业领域电机能效每提高一个百分点可年节约用电260亿千瓦时。通过推广高效电机、淘汰在用低效电机、对低效电机进行高效再制造以及对低效电机系统的负载特性和运行工况进行匹配改造，可提升电机效率3～5个百分点，提升电机系统效率5～8个百分点，年可节电1300～2300亿千瓦时，相当于2～3个三峡电站的发电量。总体而言，我国电机能效水平较低、浪费严重、节能潜力巨大，亟需全面提升电机能效水平。

技术进步和政策激励使发达国家的电机能效水平越来越高，我国与其差距也越来越大。目前，我国在用电机的21.8%为20世纪60～80年代的J系列电机，74%为80～90年代的Y系列电机。近两年，由于国家惠民工程的开展，YX3等低压高效电机以及高压高效电机推广总量已达1000多万千瓦，但与全国存量电机17亿千瓦相比，只占很小的比例。因此，我国急需提升大量在用电机的能效水平，以降低电机能耗，促进工业转型升级。

全面提升电机能效水平涉及多个方面和环节，需建立完善的政策体系，才能最终激发电机节能的巨大潜力。现有提升电机能效的政策主要包括三个方面：一是通过标准制度区分高效电机和非高效电机。2002年国家发布了《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值》（GB18613-2002），2006年、2012年又先后对其进行了修订，电机能效标准等级不断提高。同时，我国还开展了电动机节能认证、能效标识等制度，为提升电机能效水平提供了重要基础。二是通过节能鼓励政策提高新增电机能效水平。2010年6月国家发布了《关于印发“节能产品惠民工程”高效电动机推广实施细则的通知》，对使用高效电动机的用户给予财政补贴，2010、2011年的补贴之后，2012年国家继续对高效电机补贴16亿元。但由于电动机使用寿命较长、高效电机价格较高、更换电机影响生产连续性和用户认识水平不高等多种原因，几年来，新增高效电机占我国电机总量的比例很小，如何提高大量非高效电机的能效水平已成为提升电机能效水平的关键。三是通过发布高耗能产品淘汰目录提升存量电机能效水平。为提升存量电机能效水平，2012年4月，工业和信息化部发布第二批高耗能机电产品淘汰目录，将目前大量在用的低压三相异步电动机产品列入目录。

总体而言，现有政策在一定程度上促进了我国电机能效水平的提升，但近年来低效电机的保有量越来越大，我国电机整体能效水平同国外发达国家的差距进一步扩大，通过提高电机能效水平实现节能的潜力并未充分发挥，尚需要一个全方位的政策体系来激发。

2 国外经验及做法

近年来，发达国家的电机呈现向高效、超高效、智能化的发展趋势，能效水平越来越高，其原因主要有：一是加速各类电机的更新换代，提高电机能效水平；二是革新电机传统结构，通过集成信息处理和控制功能，开发各种机电一体化产品；三是高性能交流调速传动逐步取代直流传动，变频调速技术快速发展，调速装置从模拟化向数字化发展；四是一般中、小型电机的控制装置向结构紧凑，多功能，并能与计算机、可编程序控制器接口的方向发展。

发达国家对提高电机能效高度重视，作为重要的节能措施，主要从四方面推动：一是加强电机节能立法。例如美国1992年颁布了《能源政策法令》规定了电机的最低效率值；欧盟先后颁布了《耗能产品生态设计指令》和《能源标识框架指令》，分别从生产和需求两个方面对耗能产品做出框架性规定，并通过具体法规对电机、循环器、风扇、水泵做出明确要求。二是不断提升电机能效标准，美国从1997年开始强制推行高效电机，2011年又强制推行超高效电机；欧洲也于2011年开始强制推行高效电机；2008年国际电工技术委员会（IEC）制定了全球统一的电机能效分级标准，并统一了测试方法。三是加大技术研发力度。通过采用新材料、改进设计、优化系统和提高智能化水平研发新型电机和提高电机系统能效水平。四是实施电机能效行动计划。美国、欧盟等先后在1993、2003年开始实施“电机挑战计划”，通过为电机系统应用企业和供货企业搭建服务平台，提供及时信息、宣传手段、设计和决策工具、案例经验等帮助，有效促进了电机能效水平的提升，效果良好。

3 我国提升电机能效面临的主要问题

近年来，我国通过发布电机能效标准、推广高效电机、推行能效标识制度等措施，电机能效水平有了一定提升，同时仍然存在一些深层次的问题。

3.1 高效电机成本较高

高效电机生产因增加铜、硅钢等原材料用量导致成本比普通电机高出10%～30%，而作为主要需求方（约占电机总需求的77.1%）的风机、泵、压缩机设备制造商等中间用户为降低设备成本，更倾向选择廉价的普通电机。

3.2 更换电机比较麻烦

企业更换电机受多方面因素影响，如影响生产连续性；由于新老电机尺寸规格变化影响电机与设备的匹配；电机采购部门与使用部门之间存在协同成本；企业电机数量庞杂，更换麻烦，缺乏动力等。

3.3 终端用户认识不足

终端用户对高效电机的购置成本和运行成本在全生命周期内的经济性缺乏充分认识和了解，影响其购买高效电机的积极性。

3.4 政策措施难成合力

全面提升电机能效水平是一个复杂的系统工程，涉及新增电机能效提升；存量电机能效提升；电机产业结构调整；旧电机淘汰；电机系统节能改造；旧电机再制造等一系列问题，必须建立一个新增电机和已有电机能效提升相结合、产品结构和产业结构调整相结合、落后电机淘汰和旧电机再制造相结合、高效电机替换和电机系统节能改造相结合的政策体系，才能从根本上激发电机节能的潜力。我国当前电机节能的相关政策、标准、措施在总体上缺乏系统性，难以形成电机节能的政策合力。