文 本刊記者 武德俊

電機(jī)提效迎來云開霧散時(shí)

文/本刊記者 武德俊

電機(jī)作為將電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的關(guān)鍵設(shè)備，已經(jīng)早已為人們所熟知。因?yàn)殡娔苓€被用為照明、加熱等多種用途，因此有多少電能被電機(jī)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，換個(gè)說法就是有多少電能是被電機(jī)所消耗，即使是從事電機(jī)相關(guān)工作的人們也不一定能說得清楚。那么，電機(jī)消費(fèi)的電能在總的用電量中所占比例究竟如何？據(jù)相關(guān)資料顯示，2011年，我國電機(jī)的保有量大約為17億千瓦時(shí)，總耗電量為3萬億千瓦時(shí)，占全社會(huì)總用電量的64%。可見，電機(jī)的用電量在所有電能轉(zhuǎn)換設(shè)備中占據(jù)首位。同時(shí)，在電機(jī)消耗的3萬億千瓦時(shí)的用電量中，有2.6萬億千瓦時(shí)的電量被用于工業(yè)領(lǐng)域，占比達(dá)到了87%。也就是說，全社量的用電量中，有一半以上被工業(yè)領(lǐng)域的電機(jī)所消耗。因此，工業(yè)領(lǐng)域電機(jī)的能效水平不僅直接關(guān)系到工業(yè)的能效水平，而且會(huì)影響到全社會(huì)的用電效率，甚至全社會(huì)的能源效率。

電機(jī)消耗了如此之多的電能，但長期以來，我國的在用電機(jī)能效卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國外先進(jìn)水平。因此，如何提高電機(jī)的能效水平，一直是業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。3月下旬，工業(yè)和信息化部出臺(tái)了《2013年工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展專項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案》（以下簡稱《方案》），《方案》中將提高電機(jī)能效作為其主要的內(nèi)容之一。期待能以一陣清風(fēng)，《方案》可以拂去長期阻擋電機(jī)效率提升這輪紅日的云霧。

我國電機(jī)能效提升潛力巨大

電機(jī)是拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、泵、空氣壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、制冷機(jī)和機(jī)床等各種設(shè)備的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。我國電機(jī)能效水平一直低于國外先進(jìn)水平，這是不爭的事實(shí)。因?yàn)殡姍C(jī)消耗的電量太大，電機(jī)的能效也越來越受到重視。

“十一五”期間，國家提出了節(jié)能減排的約束性指標(biāo)，作為完成節(jié)能任務(wù)的重要手段之一，電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能與燃煤工業(yè)鍋爐改造、余熱余壓利用等九項(xiàng)一起，被列為“十一五”的十大重點(diǎn)節(jié)能工程。按照規(guī)劃，“十一五”期間使用電機(jī)的運(yùn)行效率要提高2個(gè)百分點(diǎn)，形成年節(jié)電250億千瓦時(shí)的節(jié)能能力。

經(jīng)過“十一五”的努力，電機(jī)的能效水平有所提升。但和發(fā)達(dá)國家相比，我國的電機(jī)能效水平仍然較低。從電機(jī)自身效率看，我國電機(jī)平均水平比國外低3～5個(gè)百分點(diǎn)；從電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效率看，其運(yùn)行效率比國外先進(jìn)水平甚至要低10～20個(gè)百分點(diǎn)。因此，提高電機(jī)能效刻不容緩。同時(shí)，提高電機(jī)的整體效率將對(duì)我國能效水平的提高具有重要作用。我國在用電機(jī)總功率非常大，據(jù)測算，電機(jī)能效水平每提高1個(gè)百分點(diǎn)，每年就可節(jié)約用電260億千瓦時(shí)。據(jù)初步估算，我國電機(jī)系統(tǒng)年節(jié)電潛力為1300億～2300億千瓦時(shí)，相當(dāng)于2～3個(gè)三峽電站的發(fā)電量。

《方案》中提出了2013年的主要目標(biāo)：力爭推廣、淘汰和節(jié)能改造電機(jī)及電機(jī)系統(tǒng)1億千瓦時(shí)，擴(kuò)大高效電機(jī)市場份額，促進(jìn)電機(jī)產(chǎn)品升級(jí)換代和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，提高電機(jī)能效水平，實(shí)現(xiàn)全國工業(yè)用電節(jié)約1%，約300億千瓦時(shí)。

在工業(yè)和信息化部尚未對(duì)外公開的《電機(jī)能效提升計(jì)劃（2013～2015）》（征求意見稿）中，更提出了到2015年，實(shí)現(xiàn)電機(jī)產(chǎn)品升級(jí)換代，50%的低壓三相籠型異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品、40%的高壓電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品達(dá)到高效電機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；累計(jì)推廣高效電機(jī)1.7億千瓦，淘汰在用低效電機(jī)1.6億千瓦,實(shí)施電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)1億千瓦,實(shí)施淘汰電機(jī)高效再制造2000萬千瓦的目標(biāo)。工業(yè)和信息化部希望通過提高電機(jī)能效水平，在2015年實(shí)現(xiàn)當(dāng)年節(jié)電800億千瓦時(shí)，相當(dāng)于節(jié)能2600萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤 ，減排二氧化碳6800萬噸。

系統(tǒng)運(yùn)行效率低成為掩日濃云

提升電機(jī)能效如何撥云見日？這就要分析是什么云遮住了太陽的光芒。

系統(tǒng)運(yùn)行效率低下一直是電機(jī)能效不高的主要癥結(jié)所在。而造成我國電機(jī)系統(tǒng)效率低下的主要原因是電機(jī)系統(tǒng)的匹配不合理和調(diào)節(jié)方式的不合理。由于我國電機(jī)系統(tǒng)效率與國外先進(jìn)水平還有較大的差距，因此提高電機(jī)系統(tǒng)整體的運(yùn)行效率將對(duì)電機(jī)能效起到關(guān)鍵作用。

何為匹配不合理？其實(shí)就是我們常說的“大馬拉小車”。為什么不選用合適的馬拉合適的車？這個(gè)現(xiàn)象的形成卻是由多個(gè)原因所致，并且由來已久。

首先，長期以來，由于我國設(shè)備可靠性差，在選用電機(jī)時(shí)考慮的安全系數(shù)都偏大，一般要取10%～15%的裕量；其次，我國電機(jī)規(guī)格較少、檔次間距大，在實(shí)際選型中沒有合適的型號(hào)時(shí)就只能選用較大功率的電機(jī)。此外，許多項(xiàng)目在設(shè)計(jì)之初，也體現(xiàn)了投資者的意志，一些投資者認(rèn)為，選用功率大一些的電機(jī)可以省去未來生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大而更換電機(jī)的麻煩，甚至可以節(jié)省投資。這些都造成了“大馬拉小車”的后果。

電機(jī)調(diào)節(jié)方式的不合理也導(dǎo)致電機(jī)系統(tǒng)的效率不高。如我國的風(fēng)機(jī)、水泵等電機(jī)系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式多是采用閥門和檔板等落后的調(diào)節(jié)方式，而先進(jìn)的變頻調(diào)速方式由于投資偏大，雖在節(jié)電方面具有明顯優(yōu)勢，卻仍未被用戶全面接受。

變頻調(diào)速具有效率高、調(diào)速范圍寬、調(diào)節(jié)平滑等優(yōu)點(diǎn)，而且可以實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，避免對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊。電機(jī)系統(tǒng)采用調(diào)速方式調(diào)節(jié)流量和系統(tǒng)負(fù)荷，還可以使“大馬拉小車”的系統(tǒng)運(yùn)行工況處在高效區(qū)運(yùn)行，節(jié)約大量電能。變頻調(diào)速這種節(jié)能效果明顯的調(diào)節(jié)方式的普遍應(yīng)用尚需時(shí)日。

使用高效電機(jī)是提效之本

通過電機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)化配置，以及采用更先進(jìn)的調(diào)節(jié)方式對(duì)提高電機(jī)系統(tǒng)的整體能效非常關(guān)鍵，但電機(jī)系統(tǒng)中電機(jī)本身效率的高低同樣不可小覷。

我國是電機(jī)的生產(chǎn)大國，但高效電機(jī)的占比卻非常小，而且這很小比例的高效電機(jī)卻幾乎都被用來出口，因此我國在用的電機(jī)能效水平都非常低。而在發(fā)達(dá)國家，在用電機(jī)的能效水平都較高。上世紀(jì)90年代，美國就開始啟動(dòng)電機(jī)改進(jìn)計(jì)劃，2010年強(qiáng)制執(zhí)行NEMA設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)超高效率指標(biāo)，相當(dāng)于我國新標(biāo)準(zhǔn)2級(jí)的電機(jī)才能進(jìn)入市場；歐盟于2011年6月把電機(jī)能效限定值提高到了IE2，相當(dāng)于我國電機(jī)能效新標(biāo)準(zhǔn)3級(jí)的水平；澳大利亞、加拿大等國也正加速各類電機(jī)的更新?lián)Q代。

生產(chǎn)和使用高效電機(jī)已經(jīng)被國家重視。2012年9月，我國修訂《中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》（GB18613-2012）正式實(shí)施，從而提升了我國電機(jī)能效指標(biāo)，其3級(jí)和2級(jí)與國際標(biāo)準(zhǔn)的IE3和IE2相一致。同時(shí)，新標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定，未達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)3級(jí)的電機(jī)不能再在市場上銷售，而被定義為高效電機(jī)的產(chǎn)品其能效應(yīng)在2級(jí)以上。

為了推廣高效電機(jī)，國家已經(jīng)將其列入了中央財(cái)政節(jié)能產(chǎn)品惠民工程予以補(bǔ)貼。新出臺(tái)的《方案》中也明確了2013年要力爭推廣3000萬千瓦高效電機(jī)，并淘汰低效電機(jī)4000萬千瓦。國家還將完善落后電機(jī)的淘汰政策機(jī)制，工業(yè)和信息化部已經(jīng)發(fā)布了《高耗能落后機(jī)電設(shè)備（產(chǎn)品）淘汰目錄》（第一批）和（第二批），并將制定《高耗能落后機(jī)電設(shè)備（產(chǎn)品）淘汰目錄》（第三批）。

北京市在淘汰落后電機(jī)推廣高效電機(jī)中已經(jīng)先行一步?！笆晃濉逼陂g，北京市就開始在全市166家重點(diǎn)用能單位中開展“北京市推廣使用高效電機(jī)、節(jié)能變壓器示范項(xiàng)目”。到2011年底，包括石化、水泥、供熱、高校、電信等行業(yè)的75家重點(diǎn)用能單位參與了高效電機(jī)示范項(xiàng)目，共更換高效電機(jī)1043臺(tái)，項(xiàng)目總投資8240萬元，市財(cái)政補(bǔ)貼了2620萬元，年可節(jié)能4429萬千瓦時(shí)（后三項(xiàng)包括節(jié)能變壓器數(shù)據(jù)）。

隨著《方案》的實(shí)施及工業(yè)和信息化部“十二五”后三年電機(jī)能效提升計(jì)劃的出臺(tái)，我國電機(jī)能效提升將會(huì)有更明確的目標(biāo)和路線，電機(jī)能效的提升也將得到不斷推進(jìn)，遮蔽電機(jī)能效提高的濃云終將被吹去。