我國電機系統節能進展和對策

    秦宏波

(上海市能效中心，上海200040)

     摘要：對我國電機系統的能耗狀況，以及我國電動機、拖動設備和系統的能效狀況與發達國家的差距進行了闡述和分析。介紹歐美和我國采取的推進電機系統節能的措施和項目，在此基礎上對電機系統的節能分析方法和主要的節能技術進行了論述。對日每實施的有代表性的節能改造項目情況進行了介紹。

    關鍵詞：電機系統；節能；能效

    中圖分類號：TM 30文獻標志碼：A文章編號：1673—6540(2010)064)001-4

0 引言

      電動機廣泛應用于工業、商業、農業、公用設施和家用電氣等領域，用于拖動風機、泵、壓縮機等各種設備。電機系統包括電動機、被拖動裝置、傳動控制系統及管網負荷，其用電量在各個國家的總用電量中均占有相當大的比重。根據美國能源部的統計數據，電機系統用電量占全美用電量的50，占其工業用電量的70。根據歐盟的統計數據，電機系統用電量占歐盟總用電量的42，占其工業用電量的69。根據國家發展和改革委員會2003年的調查結果，電機系統耗電約占我國用電量的60以上。其中，風機、泵類、壓縮機和空調制冷機的用電量分別占全國用電量的10．4、20．9、9 4和6”0。國際銅業辦會進行的“全國電機現狀市場調研”結果顯示：2007

年，我國各類電動機裝機總容量約為7 28億kW．耗電量約為19 566 kWh。

     由于電機系統消耗了大部分的工業用電，因此提高該系統的能效水平對于各國的能源節約和環境保護具有重要意義。歐盟預測，對不同功率的電機效率提高1～6，可節能3，每年可節約電能276億kWh，相當于5座100萬kW電站的供電能力。根據國際銅業協會預測，在我國通過提高電動機的能效標準和推廣高效電動機的應用，到2011年可累計節電764億kwh，減排二氧化碳7 640萬t。

1  我國電機系統能效現狀

    改革開放以來，我國制造業有了長足發展，近些年企業通過自主研發和消化吸收，電動機、風機、泵、壓縮機等相關產業的產品性能、質量有了顯著提高，對推動電機系統的節能工作起了很大的促進作用。但與發達國家相比，我國的電機系統尚存在很大的節能潛力和技術升級空間，主要表現如下： 

   (1)電動機和被拖動設備效率低。

    我國生產和在用的電動機以Y系列為主，占據了近90的市場份額，其效率平均值為87．3。美國高效電動機效率平均值為90 3，該效率為美國能源政策法令所規定的市場準入水平，美國超高效電機的效率平均值為91．7。我國Y系列電動機效率比美國等先進國家的高效水平平均低3，比美國超高效水平平均低4．4。雖然目前國內已有40多家企業能夠生產高效電動機，但高效電動機的市場規模依然較小，僅占整個市場的lO．4，且相當一部分高效電動機出口海外，真正的國內需求較少。

    風機、泵、壓縮機產品效率比國外先進水平低2～4，雖然沒計水平與國外先進水平相當，但制造技術和工藝有差距。

    (2)系統運行效率低。系統匹配不合理，“大馬拉小車”現象嚴重，設備長期低負荷運行。系統調節方式落后，大部分風機、泵類采用機械節流方式調節，效率比調速方式約低30。電機系統就運行效率而言要比國外先進水平低10～20。

    (3)節能技術和裝備水平相對落后。

    電機傳動調速及系統控制技術與國外相比差距較大，電力電子變頻調速技術與國際先進水平相差5～10年，國外變頻調速技術和產品主導我國電機系統市場，采用IGBT／IGcT電力電子器件的高壓變頻器及技術主要靠國外進口，價格較貴；而且，安全可靠性方面還有待進一步提高，企業不愿承擔經濟和技術風險。因此，采用變頻調速的電機系統仍為少數，不到總量的10。

    根據美國和歐盟電機挑戰計劃，以及近年來在進行的大量電機系統節能測試評估和節能改造項目的經驗，空氣壓縮機系統的節能潛力多為10～50，泵系統的節能潛力為20～40，風機系統的節能潛力為20～60。由于這三個系統就占了全國耗電量的40．7，因此開展電機系統節能對我國“十一五”期間單位GDP能耗下降20的節能目標，實現建設節約型企業、發展循環經濟和清潔生產的任務具有