電機提效迎來云開霧散時

文 本刊記者 武德俊

電機提效迎來云開霧散時

文/本刊記者 武德俊

電機作為將電能轉換為動能的關鍵設備，已經早已為人們所熟知。因為電能還被用為照明、加熱等多種用途，因此有多少電能被電機轉化為動能，換個說法就是有多少電能是被電機所消耗，即使是從事電機相關工作的人們也不一定能說得清楚。那么，電機消費的電能在總的用電量中所占比例究竟如何？據相關資料顯示，2011年，我國電機的保有量大約為17億千瓦時，總耗電量為3萬億千瓦時，占全社會總用電量的64%。可見，電機的用電量在所有電能轉換設備中占據首位。同時，在電機消耗的3萬億千瓦時的用電量中，有2.6萬億千瓦時的電量被用于工業領域，占比達到了87%。也就是說，全社量的用電量中，有一半以上被工業領域的電機所消耗。因此，工業領域電機的能效水平不僅直接關系到工業的能效水平，而且會影響到全社會的用電效率，甚至全社會的能源效率。

電機消耗了如此之多的電能，但長期以來，我國的在用電機能效卻遠遠低于國外先進水平。因此，如何提高電機的能效水平，一直是業內關注的焦點。3月下旬，工業和信息化部出臺了《2013年工業節能與綠色發展專項行動實施方案》（以下簡稱《方案》），《方案》中將提高電機能效作為其主要的內容之一。期待能以一陣清風，《方案》可以拂去長期阻擋電機效率提升這輪紅日的云霧。

我國電機能效提升潛力巨大

電機是拖動風機、泵、空氣壓縮機、鼓風機、制冷機和機床等各種設備的驅動設備。我國電機能效水平一直低于國外先進水平，這是不爭的事實。因為電機消耗的電量太大，電機的能效也越來越受到重視。

“十一五”期間，國家提出了節能減排的約束性指標，作為完成節能任務的重要手段之一，電機系統節能與燃煤工業鍋爐改造、余熱余壓利用等九項一起，被列為“十一五”的十大重點節能工程。按照規劃，“十一五”期間使用電機的運行效率要提高2個百分點，形成年節電250億千瓦時的節能能力。

經過“十一五”的努力，電機的能效水平有所提升。但和發達國家相比，我國的電機能效水平仍然較低。從電機自身效率看，我國電機平均水平比國外低3～5個百分點；從電機系統運行效率看，其運行效率比國外先進水平甚至要低10～20個百分點。因此，提高電機能效刻不容緩。同時，提高電機的整體效率將對我國能效水平的提高具有重要作用。我國在用電機總功率非常大，據測算，電機能效水平每提高1個百分點，每年就可節約用電260億千瓦時。據初步估算，我國電機系統年節電潛力為1300億～2300億千瓦時，相當于2～3個三峽電站的發電量。

《方案》中提出了2013年的主要目標：力爭推廣、淘汰和節能改造電機及電機系統1億千瓦時，擴大高效電機市場份額，促進電機產品升級換代和產業升級，提高電機能效水平，實現全國工業用電節約1%，約300億千瓦時。

在工業和信息化部尚未對外公開的《電機能效提升計劃（2013～2015）》（征求意見稿）中，更提出了到2015年，實現電機產品升級換代，50%的低壓三相籠型異步電動機產品、40%的高壓電動機產品達到高效電機能效標準規范；累計推廣高效電機1.7億千瓦，淘汰在用低效電機1.6億千瓦,實施電機系統節能技術1億千瓦,實施淘汰電機高效再制造2000萬千瓦的目標。工業和信息化部希望通過提高電機能效水平，在2015年實現當年節電800億千瓦時，相當于節能2600萬噸標準煤 ，減排二氧化碳6800萬噸。

系統運行效率低成為掩日濃云

提升電機能效如何撥云見日？這就要分析是什么云遮住了太陽的光芒。

系統運行效率低下一直是電機能效不高的主要癥結所在。而造成我國電機系統效率低下的主要原因是電機系統的匹配不合理和調節方式的不合理。由于我國電機系統效率與國外先進水平還有較大的差距，因此提高電機系統整體的運行效率將對電機能效起到關鍵作用。

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

首先，長期以來，由于我國設備可靠性差，在選用電機時考慮的安全系數都偏大，一般要取10%～15%的裕量；其次，我國電機規格較少、檔次間距大，在實際選型中沒有合適的型號時就只能選用較大功率的電機。此外，許多項目在設計之初，也體現了投資者的意志，一些投資者認為，選用功率大一些的電機可以省去未來生產規模擴大而更換電機的麻煩，甚至可以節省投資。這些都造成了“大馬拉小車”的后果。

電機調節方式的不合理也導致電機系統的效率不高。如我國的風機、水泵等電機系統調節方式多是采用閥門和檔板等落后的調節方式，而先進的變頻調速方式由于投資偏大，雖在節電方面具有明顯優勢，卻仍未被用戶全面接受。

變頻調速具有效率高、調速范圍寬、調節平滑等優點，而且可以實現軟啟動，避免對電網產生沖擊。電機系統采用調速方式調節流量和系統負荷，還可以使“大馬拉小車”的系統運行工況處在高效區運行，節約大量電能。變頻調速這種節能效果明顯的調節方式的普遍應用尚需時日。

使用高效電機是提效之本

通過電機系統的優化配置，以及采用更先進的調節方式對提高電機系統的整體能效非常關鍵，但電機系統中電機本身效率的高低同樣不可小覷。

我國是電機的生產大國，但高效電機的占比卻非常小，而且這很小比例的高效電機卻幾乎都被用來出口，因此我國在用的電機能效水平都非常低。而在發達國家，在用電機的能效水平都較高。上世紀90年代，美國就開始啟動電機改進計劃，2010年強制執行NEMA設計標準超高效率指標，相當于我國新標準2級的電機才能進入市場；歐盟于2011年6月把電機能效限定值提高到了IE2，相當于我國電機能效新標準3級的水平；澳大利亞、加拿大等國也正加速各類電機的更新換代。

生產和使用高效電機已經被國家重視。2012年9月，我國修訂《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》（GB18613-2012）正式實施，從而提升了我國電機能效指標，其3級和2級與國際標準的IE3和IE2相一致。同時，新標準還規定，未達到新標準3級的電機不能再在市場上銷售，而被定義為高效電機的產品其能效應在2級以上。

為了推廣高效電機，國家已經將其列入了中央財政節能產品惠民工程予以補貼。新出臺的《方案》中也明確了2013年要力爭推廣3000萬千瓦高效電機，并淘汰低效電機4000萬千瓦。國家還將完善落后電機的淘汰政策機制，工業和信息化部已經發布了《高耗能落后機電設備（產品）淘汰目錄》（第一批）和（第二批），并將制定《高耗能落后機電設備（產品）淘汰目錄》（第三批）。

北京市在淘汰落后電機推廣高效電機中已經先行一步。“十一五”期間，北京市就開始在全市166家重點用能單位中開展“北京市推廣使用高效電機、節能變壓器示范項目”。到2011年底，包括石化、水泥、供熱、高校、電信等行業的75家重點用能單位參與了高效電機示范項目，共更換高效電機1043臺，項目總投資8240萬元，市財政補貼了2620萬元，年可節能4429萬千瓦時（后三項包括節能變壓器數據）。

隨著《方案》的實施及工業和信息化部“十二五”后三年電機能效提升計劃的出臺，我國電機能效提升將會有更明確的目標和路線，電機能效的提升也將得到不斷推進，遮蔽電機能效提高的濃云終將被吹去。