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當接到《節(jié)能機電設(shè)備（產(chǎn)品）推薦目錄（第五批）》的證書時，雞西德元電器有限公司董事長江德元情緒有些激動：“這是對雞西德元電器的YJ3高效率三相步電動機的高度認可。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，采用新設(shè)備投入的成本，會在兩年內(nèi)以節(jié)省電能的方式回饋回來。”

“高效電機節(jié)省的電量是非常大的，如果電機連續(xù)運轉(zhuǎn)兩三年，節(jié)約的電費就能再買一臺電機了。”南陽防爆集團董事長魏華鈞同樣對節(jié)能電機的前景十分看好。

近日，天安電氣集團也發(fā)布了一款自主研發(fā)的永磁復合電機。天安集團磁性轉(zhuǎn)動技術(shù)研究所副所長龔宇在發(fā)布會上表示，此款永磁復合電機的運行效率可達80%以上，額定效率可達90%以上，節(jié)能效果十分顯著。

實際上，電機是名副其實的“用電大戶”，60%以上的電能都被用于驅(qū)動其運轉(zhuǎn)。有數(shù)據(jù)顯示，2013年我國電機保有量約17億千瓦，總耗電量約3萬億千瓦時，占全社會用電總量的64%、工業(yè)用電量的75%。

由此可見，如果能從電機上節(jié)省出能量，其前景十分可觀。在多位業(yè)內(nèi)人士看來，節(jié)能需求將是電機的永恒主題，在全球節(jié)能減排的大背景下，打造高效節(jié)能電機成為全球電機制造業(yè)發(fā)展的共識。

耗能大戶堪比三峽發(fā)電量

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，應(yīng)用范圍覆蓋鋼鐵、有色、石化、化工、建材等各個行業(yè)領(lǐng)域。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。

在我國，電機工業(yè)已走過百年歷程，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，我國高端電機市場卻長期被外資壟斷，高端電機制造方面相比國際仍處于落后狀態(tài)。

究其原因，中投顧問高級研究員賀在華對《中國科學報》記者分析，一是我國缺乏自主研發(fā)能力，造成高技術(shù)含量、高附加值產(chǎn)品品種較少；二是國內(nèi)電機制造產(chǎn)業(yè)鏈并未完全建立，制約了高端電機制造的發(fā)展；三是我國能源節(jié)約、環(huán)境保護意識不夠強烈，高端電機在我國的應(yīng)用領(lǐng)域較少。

事實上，電機耗能在我國十分嚴重。中國節(jié)能協(xié)會常務(wù)副理事長王秦平給出一組數(shù)據(jù)：我國電機壽命平均比國外低3%~5%，運行系統(tǒng)效率比國外低10%~20%。以此估算，我國電機效能若提高1%，每年可節(jié)電約260億千瓦；如果電機系統(tǒng)的效率提高5%~8%，每年的節(jié)電量相當于2~3個三峽大壩的發(fā)電量。

在日前召開的“中國制造2025：高端裝備制造與工業(yè)應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新高峰論壇”上，中國電器工業(yè)協(xié)會發(fā)展與咨詢部主任王琨指出，綠色發(fā)展是“中國制造2025”的一個指導方針，但我國電機制造業(yè)發(fā)展卻面臨資源消耗和電機能源轉(zhuǎn)換效率之間的矛盾。

“我們國家GDP占全球的12%，能源消耗卻占全球的22%，高耗能行業(yè)單位產(chǎn)品能耗與國外差距高達10%，電機系統(tǒng)及電機與拖動設(shè)備的運行效率與國外先進技術(shù)甚至相差20%。”王琨表示，電機是一個中轉(zhuǎn)的設(shè)備，若能耗被電機所耗盡，那將給工業(yè)節(jié)能帶來重大打擊。

提高電機能效是關(guān)鍵

2010年10月，我國政府在哥本哈根會議期間承諾：到2020年，中國單位GDP能耗和二氧化碳排放比2005年下降40%~45%；2011年3月，我國又在《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》中明確提出，“十二五”期間，我國單位GDP能耗和二氧化碳排放分別降低16%和17%。

電力消費占總能源消費50%以上，而電機用電量又占全社會用電量的50%以上，因此，提高電機能效將是我國節(jié)能減排政策中必不可少的重要環(huán)節(jié)。

王琨表示，2013年，工信部和質(zhì)檢總局就聯(lián)合發(fā)布了《全國電機能效提升計劃》，擬用三年時間，通過推廣、淘汰、改造電機及電機系統(tǒng)1億千瓦，提升電機能效，實現(xiàn)年工業(yè)用電節(jié)約300億千瓦時。

“上述計劃目前已進入中后期階段。”王琨介紹，這幾年，我國重點強化了對標準的引領(lǐng)和約束，對永磁復合電機能效限值進行了規(guī)定，重點推薦了59個電機節(jié)能產(chǎn)品、4個高效節(jié)能電機產(chǎn)品、25項節(jié)能電機技術(shù)，兩年多時間累計推廣高效電機、淘汰低效電機系統(tǒng)，節(jié)能改造4000多萬千瓦時。

與此同時，由于高效節(jié)能電機與普通電機相比，需耗用更多的銅、鋁、冷軋硅鋼等原材料，生產(chǎn)成本較高，售價也比普通電機高出10%~30%，導致采購高效電機者寥寥。為此，我國又制定了“補貼高效+禁止低效”的雙重推廣政策，以期推動高效節(jié)能電機的產(chǎn)銷量增長。

雖然國家多管齊下，但高效電機的推廣效果仍然低于政策預期。王琨坦言：“目前國內(nèi)能效虛標的問題依然存在，能效標識只有85%，還有1/5沒有合格，低效能電機仍有較大市場。”而南陽防爆集團董事長魏華鈞也曾指出，為推廣高效電機使用，雖然地方政府也給予企業(yè)定額獎金，但買賬的企業(yè)依舊不多。

“有代表提出要把住生產(chǎn)關(guān)，按照國家強勢標準，低于能效電機不能生產(chǎn)。但是，有市場就有生產(chǎn)，有人敢買就有人敢賣。所以說，淘汰低效電機最關(guān)鍵的問題是要把住企業(yè)。”王琨指出，目前，電機改造針對性不強，大部分地區(qū)只是高效電機替代低效電機，并沒有針對不同行業(yè)和企業(yè)。因此，淘汰低效電機還是在于市場推廣模式和市場的約束。

王琨稱，下一步國家還將采取市場倒逼機制，發(fā)揮標準的引領(lǐng)和監(jiān)督作用，并將采用一定措施對市場起到一定的約束作用。另外，還將分領(lǐng)域、分行業(yè)對電機系統(tǒng)進行改造，與壟斷終端行業(yè)的企業(yè)進行緊密的合作，推廣使用高效電機。

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。”為此，魏華鈞呼吁國家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。

高端電機將成主流

業(yè)界認為，若將在用的普通電機全部更換為高效電機，以使整個電機系統(tǒng)的運行效率達到歐美發(fā)達國家水平，至少還需要十年以上。

在賀在華看來，高端電機的研發(fā)有幾大難點：一是需要提高電機的綜合仿真技術(shù)和設(shè)計技術(shù)；二是要形成高效電機型譜，開展高效電機產(chǎn)品系列化工作；三是要大力研發(fā)高精度與大功率伺服技術(shù)，由于此項技術(shù)國外實行技術(shù)封閉，需要我國自主研發(fā)，研發(fā)難度較大。

在“中國制造2025”的大背景下，如何才能推動我國高端電機行業(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。

盧琛鈺表示，在高端裝備制造領(lǐng)域，要對大型的工程鋼機、港口機械、海洋工程裝備、高檔數(shù)控機床配套電機開展研究，實現(xiàn)配套電機的國產(chǎn)化，同時針對我國制造業(yè)自動化、智能化的發(fā)展需求，開發(fā)各類機器人用伺服電機系統(tǒng)，并形成相關(guān)電機及其系統(tǒng)產(chǎn)品標準、檢測標準及應(yīng)用標準。

他還表示，產(chǎn)品小型化和輕量化也是未來高端電機的發(fā)展方向之一，即采用先進設(shè)計制造技術(shù)和新型優(yōu)質(zhì)材料，在滿足電機使用性能的條件下，減小電機的體積，降低重量。另外一個方向是，針對工業(yè)領(lǐng)域的特殊風機、水泵、壓縮機設(shè)備，以及針對建材、礦山、石化、紡織、船舶等典型機械設(shè)備，開發(fā)各種從結(jié)構(gòu)和性能上的相匹配的直驅(qū)式電機、專用電機和派生電機等。

而從技術(shù)角度看，賀在華稱，高端電機制造業(yè)還將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：一是先進的電力電子技術(shù)替代傳統(tǒng)的機械方式，實現(xiàn)被拖動裝置控制和設(shè)備制造；二是電機呈高效化、智能化趨勢，將變頻器可控制系統(tǒng)集成到電機系統(tǒng)中，實現(xiàn)20%~30%節(jié)能；三是采用交流調(diào)速取代直流調(diào)速，采用配有減速裝置的電氣傳動系統(tǒng)。

值得關(guān)注的是，根據(jù)國際通用估算方法，電動機裝機容量為發(fā)電機裝機容量的2.5~3.5 倍。在今后較長一段時間內(nèi)，我國電動機產(chǎn)量還將持續(xù)擴大。預計到2020 年，發(fā)電機裝機容量達到人均1千瓦，而我國電動機的裝機容量將達到45億千瓦左右，目前我國電動機的裝機容量在12億千瓦左右，新增的30多億千瓦將為高效節(jié)能電機、專用電機帶來巨大的市場空間。