电机系统重点用能设备能效现状研究

0 引言

当前，我国经济发展进入了新常态，同时随着“双碳”目标的提出，绿色低碳产业结构优化升级加快，能源消费增速放缓，高耗能、高排放产业发展逐渐衰减。但必须清醒认识到，随着工业化、城镇化进程加快和消费结构持续升级，我国能源需求刚性增长，资源环境问题仍是制约我国经济社会发展的瓶颈之一，能源资源将会成为我国工业能否再次快速发展的一个关键因素

。我国工业消耗占全国一次能源消费约66%，是节能降耗工作的重点。作为用能大户的电机系统则是节能工作重中之重，而电机系统用能设备的能效提升工作则是实现电机系统能效提升的重要组成部分。

近年来，国家不断加强节能技术与设备推广工作，持续推进节能技术和设备的开发与推广应用

。国家发展改革委员会、工业和信息化部、科技部、财政部等政府有关部门自2009年以来，持续发布电机系统领域的节能技术及节能设备（产品）推广目录，并开展了“工业节能专项监察”“工业节能诊断”“节能服务进企业”等多项工作及活动

，加快了高效电机及电机系统技术及设备（产品）的推广和普及，使得电机系统及其用能设备能效水平已有了很大的提升，但总体水平与欧美等发达国家相比仍有明显的差距，节能效果常常难以达到理想的水平，尚存在较大的节能潜力

。

2021年工业和信息化部、市场监督管理总局联合印发的《电机能效提升计划（2021-2023年）》中提出，到2023年高效节能电机年产量达到1.7亿kW，在役高效节能电机占比达到20%以上，实现年节电量490亿kWh，相当于年节约1 500万tce，减排2 800万tCO

。上海市工业企业起步早、数量多、其使用的电机及其拖动系统数量巨大且存在部分企业设备老旧的情况，因此本文对上海市100家企业的电机系统重点用能设备实际能效状况开展摸底调查和分析研究，并针对目前电机系统用能设备提升面临的挑战提出相应建议，进一步促进重点用能设备及电机系统整体能效水平的提升（见图1）。

1 能效评价方法

由以往研究

可知，电机系统用电量约占全球制造业用电的60%，占我国全社会用电量的60%以上，占工业企业用电量的70%以上，因此电机及其系统（泵、空压机、风机、制冷空调等重点用能设备）在节能工作中具有重要地位。本文通过对上海市化工、电子信息、汽车、设备制造、食品制造、医药制造等行业的100家企业电机系统重点用能设备能效水平进行调研和数据摸底，分析上海市电机系统重点用能设备能效水平。

What happened to Carter’s team members after opening the tomb?

2008年，IEC（国际电工委员会）发布了60034-30标准（即电动机的能效分级标准），其中明确指出电动机的能效等级分为IE1（普通能效）、IE2（中效）、IE3（高效）、IE4（超高效）和IE5（超超高效）5级

。我国也不断将自己的电机性能与国际对标，2021年6月，我国新修订的电机能效标准《电动机能效限定值及能效等级》（GB18613-2020）

正式实施，该标准进一步提高了三相异步电动机能效限定值的要求，其电机能效标准与国际标准对比如表1所示。

经过对100家企业重点用能设备能效的对标，发现高效电机仅占所有电机的3.49%（台数）和1.88%（额定功率），反映出企业电机能效水平仍有较大的提升空间。建议尽快建立完善的高效电机推广措施和支持政策，通过数据摸排、政策引导、标准体系完善、关键技术研究、市场化推进等方式促进高效电机应用推广工作。

本文根据国家《电动机能效限定值及能效等级》

《容积式空气压缩机能效限定值及能效等级》

《冷水机组能效限定值及能效等级》

等国家标准，将设备铭牌等参数与标准数据进行比较得出设备的能效等级。根据对标后得出的设备能效等级划分为高效设备（达到1级和2级能效）、普通设备（低于2级能效达到3级能效的设备）、低于能效限定值设备（低于3级能效）。

同时，本文依托上海市能效中心建立的重点用能设备能效跟踪及推广管理平台（上海市产业绿色发展综合服务平台），进行100家工业企业的电机系统重点用能设备数据收集摸底工作。通过平台收集企业填报的电机系统用能设备相关参数并辅以现场调研，开展电机系统重点用能设备能效水平对标分析。

指大冰盖退缩过程中产生的冰面湖或冰盖消融后期形成的冰川湖浪冲蚀陡崖产生破碎浪冲击基岩形成蜂窝状密集洞穴。发现的少量冰臼为蜂窝状冰臼。

2 能效水平分析

以100家企业的重点用能设备数据为基础，分析电机系统重点用能设备，包括电机、泵、空压机、制冷空调的能效水平。

2.1 总体能效水平

为了解电机系统重点用能设备的总体能效水平，首先以额定功率为指标，将用能设备分为重点用能设备和普通用能设备两类：大于55 kW的设备归为重点用能设备；小于55 kW的设备归为普通用能设备。经调研统计，填报的重点用能设备数量占比24.7%，但从额定功率上看，重点用能设备占比达到89.87%。重点用能设备数量虽少，但额定功率占比却非常大，因此本文的设备对标以重点用能设备为主。所有可对标的重点用能设备能效等级按数量和功率占比如图2。

由图可知，电机的能效等级从数量上来看，高效设备占比为3.49%，普通设备占比为10.22%。从额定功率上来看，高效设备占比为1.88%，普通设备占比为14.72%。数据表明，目前高效电机（一级、二级能效）占比仅占3.49%（台数）和1.88%（额定功率），与工信部在《电机能效提升计划（2021-2023年）》中提出“在役高效节能电机占比达到20%以上”的要求有较大距离，反映出企业电机系统能效水平有较大的提升空间，高效电机的推广和应用工作刻不容缓。建议建立完善的高效电机推广措施和支持政策，加快高效电机替代的工作。

2）节能服务公司参与度较低

2.2 各类设备能效水平

根据电机、泵、空压机、制冷空调等的能效标准，本文统计了相应设备的能效水平，能效等级按照数量的占比情况见图3，按照功率的占比见图4。

一是将万元工业增加值取水量约束性指标纳入省委、省政府评价各设区市领导班子工作实绩综合考核评价体系；二是全省开展节水型社会试点建设的县（市、区）达到67个，约占全省的39%，实现了“以点带面、梯次推进”；三是探索实践了浮动定额、阶梯水价、提补水价等节水激励机制；四是渠灌区创造性地实施了“渠改管”工程，解决了计量问题，实现了节水50%、省钱30%、节地3%的效果；五是积极培育和发展农民用水者协会、企业和社区用水管理组织，推进了公众参与、民主化节水、机制建设。

高效泵、空压机、制冷空调的能效等级从数量上看，分别占所有对标泵、空压机、制冷空调的42%、51%、47%，而低于能效限定值的占比仍较高，分别为31%、34%、33%。空压机高效占比最高为51%，制冷空调次之为47%。从功率上看，高效泵、空压机、制冷空调分别占所有对标泵、空压机、制冷空调的36%、38%、45%，而低于能效限定值的占比分别为40%、52%、37%。制冷空调高效设备占比最高为45%，空压机次之为38%。

数据表明，泵、空压机和制冷空调作为常用工业设备整体能效水平均不高，其中高效设备占比均不超过50%（功率），设备能效提升潜力较大，节能低碳工作任重而道远。此外，在功率方面的高效设备占比明显低于设备数量的高效设备占比，说明大功率的高效设备能效水平低于小功率设备的能效水平。因此建议重点推进大功率泵、空压机、制冷空调系统等的专项节能诊断，可以通过发布目录、宣传推广、政策鼓励等措施推进电机系统的节能改造，进一步提升电机系统的整体能效水平。

3 能效提升的挑战及相应建议

3.1 面临的挑战

通过对调研企业的随机走访，现场查看设备运行情况和能源管理水平，发现企业之间的管理水平和节能意识依旧存在较大差异，电机系统的能效提升仍然面临不少挑战。

3）缺乏统一的技术改造规范

通过漳古段SG3标段实际对比，素土挤密桩方案可以减少14个月以上，综合经济效益超过497万元，节省了投资；减少了环境污染及取土征地给附近村民带来的影响，为水利工程施工行业提供借鉴参考价值。

企业不重视能源管理工作，而设备管理人员认为自己工作内容就是保供，对电机系统重点用能设备的运行管理普遍比较粗放。同时，由于重点用能设备主要集成在公用设备和生产线上，企业对设备改造是否会对生产稳定性和可靠性存在重大影响有顾虑，且连续性生产的企业需要合理安排节能改造时间，也增加了设备改造的难度。此外，部分企业只考虑投资成本，忽略了能源运行成本，对使用低效设备不够重视，同样也影响了企业实施重点用能设备改造的积极性，在效益下降的企业中情况尤甚。

由图2可知，在用能设备数量方面，低于能效限定值的设备占比56.24%，然而普通和高效设备仅占比43.76%。在用能设备额定功率方面，低于能效限定值的设备占比58.59%，普通和高效设备占比41.41%，低于能效限定值的设备占比远大于普通和高效设备的占比，且低于能效限定值的设备超过了50%。从上述结果反映出，目前调研的大部分企业的设备能效水平还有较大的提升空间。因此，本文以电机系统重点用能设备为研究对象，分别分析电机、泵、空压机、制冷空调（包括冷水机组、多联热泵、溴化锂吸收式冷水机组等）的能效水平。

由于设备管理不完善、说明书丢失、国外设备参数不全、使用时间较长等原因导致部分企业用能设备对标参数缺失，反映了很多企业缺乏完善的设备信息管理以及能源管理制度。建议进一步推进企业能源管理中心的建设，加强设备信息管理及相应制度的考察，加快企业能源管理的数字化转型。

1）企业节能工作认识不足

电机系统节能的目的是要达到整个系统效率的提高，它不仅追求电机和拖动设备等各个环节效率的最大化，也追求电机系统整体效率的最大化，而不同工业领域中电机系统涉及各种不同的工况，因此电机系统节能是一个复杂的系统节能工程。我国目前基本建立了电机系统节能标准体系框架，但仍缺乏具体电机系统节能技术改造和应用的规范性标准。

4）示范引领作用不突出

目前，高效设备生产制造及应用推广的典型企业示范作用不明显，行业中设备生产制造企业或用户企业大多不清楚示范项目的实际示范内容，宣传力度和示范效果有限且缺乏规范的引导与统一推广平台。

约4片叶时进行如下处理：①常规温湿度(CK)，温度25/20 ℃，湿度75%；②高温高湿(HTH)，温度38/28 ℃，湿度100%；③高温(HT)，温度38/28 ℃，湿度75%；④高湿(HH)，温度25/20 ℃，湿度100%。于20 d后调查热害湿害症状并统计热害湿害指数。

3.2 建议

1）建立完善的高效电机推广机制

2014年12月，国务院批准了财政部制定的改革方案，确立了政府会计改革的指导思想、基本原则、主要任务、具体内容、配套措施、实施步骤和组织保障。明确提出了此次改革任务：建立健全政府会计核算体系、报告体系。为以后建成我国特色的政府会计准则体系奠定坚实基础。

2）加强企业信息管理

专业从事电机系统重点用能设备节能改造的服务机构较少。现合同能源管理项目等各类奖励门槛设置过高，尤其是实施高效用能设备和改造电机系统，若单个项目节能量达不到标准则没有相关奖励，改造项目利润太低，大大降低了节能服务公司参与积极性。

早在我国旧石器时代，聪明的远古人就已经会使用和控制火了。在此基础上，火塘成了最古老的取暖工具。火塘一般都设在门口，以此阻挡从门口吹入的寒风。当然，这种方式提供的热量十分有限，难以抵抗严寒。与此同时，人们发现经过火烘烤后的土地能保持较长时间的热度，于是，大家开始想办法在房间里升温取暖。

3）推进系统运行能效检测，加快节能技术改造

俗话说，要教给学生一杯水，教师要先有一桶水。这话正体现出“学高为师”的道理。我们要加强学习，深刻领会新课程改革的理念，不断学习国内外先进的教学理念和方法。实现高中历史的高效课堂要求教师做好充分的教学准备，即要求我们教师做好教学六认真，在严、细、实上多下工夫。要拓宽学习渠道，争取学习的机会。我们要更新教育教学观念，改进教学模式，将先进的教学理念转化为教学行为。高效的教学过程是主动、有目的、有创造性的师生互动过程。教师要凭借自身的专业功底和学识素养引导学生积极探索，开拓未知领域。

推进用能单位的水泵、风机、空压机等电机系统的运行能效检测工作，鼓励第三方节能技术服务机构利用更多融资方式针对不同行业和工况运行特点实施专项改造提升计划，按照统一的服务规范开展能效检测和节能诊断，并对企业的电机系统及重点用能设备进行节能改造和运行控制优化，为企业提供节能诊断、改造、运行管理等服务。

(Ⅲ)因四边形AMCD为平行四边形，故它的对角线MD平分AC，从而可知MD过△AMC的重心W，因此直线DG过点W.

4）开展专业培训和宣传

加强企业设备运维管理人员的专业能力建设，开展电机系统重点用能设备能效提升的节能技术培训，使企业设备运维管理人员尽快掌握电机系统节能理论知识并提高设备运维水平。同时，制定分行业的高效电机节能技术指南以及编制宣传材料和典型案例，在企业中开展电机系统技术推广，提升高效设备和技术的市场认可度。

5）建立推广服务平台

建立高效设备推广服务平台，包括电机系统高效设备推广管理平台、节能服务平台、设备能效检测服务平台、标准服务平台、宣传平台等，将政府机构、节能服务机构、科研机构、标准制定机构、高效设备制造商、用能企业等纳入平台，为企业提供设备数据管理、政策、节能诊断、技术、标准咨询、采购等一揽子服务。

4 结语

本文通过电机系统重点用能设备能效水平摸底工作，实现了对上海市100家工业用能单位重点用能设备的跟踪管理，分析了上海市企业电机系统重点用能设备（电机、空压机、泵、制冷空调）的能效水平，为推进能效提升工作提供了依据和数据支撑。分析结果显示，目前大部分企业的电机系统重点用能设备能效水平仍有较大的提升空间，高效设备的推广应用工作刻不容缓。目前，电机系统能效提升是最有效支持“碳达峰、碳中和”目标达成的措施之一，因此我们应加快制定完善的高效电机推广机制、加强企业信息化管理、提升企业运维管理水平、加快电机系统的升级改造，进一步促进企业电机系统能效提升，带动节能低碳环保产业结构升级。

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