我国是亚洲第一大电力消耗国,也是世界上目前缺电最为严重的发展中国家,从1992年起我国的年发电量和用电量均居世界第二位,而其中60%以上的电能被用于驱动电机运转。因此,电动机能源效率水平的提高对于我国能源节约、环境保护以及资金节约均具有重要意义。同时,高效电动机的开发与应用也是目前国际上的发展趋势,世界各国对电动机的节能工作都给予了高度的重视。
二、 我国电动机的能效现状
我国有一定规模的中小电机生产企业有300家左右,生产的中小型电机有300个系列,1500个品种,产品以一般效率的Y、Y2、Y3系列和高效率的Y2-E、YX3系列,其中Y系列电机为我国80年代产品,Y2系列为90年代产品,Y3系列基本达到了21世纪初国际同类的先进水平,可达到欧洲能效标准的eff2水平,目前属于全国推广产品。YX3系列基本可达到欧洲能效标准的eff1水平,同时达到GB18613-2006《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》中能效等级1级要求。
我国可生产Y2-E、YX3系列及其它多种型号的高效电机,并能批量出口到欧美,说明我国的电机制造水平目前大公司已达到世界先进水平。我国使用的电机70%以上均是中小交流电机,主要集中在3kW至90kW,平均效率为89.3%。高效电机的平均效率可达94%。我国中小型交流电机占电机总量的70%,每年新增中小型电机的损耗约为78.6 亿kWh,如使用高效电机,可节能950万kW;如将旧电机全换为高效电机,可节能550万kW。高效电机的投资回报,以55kW电机为例,回收期为1.06年;以22kW电机为例,回收期为1.48年。
我国于2002年出台第一部有关电动机的能效标准:GB18613—2002《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值》,2004年国家发展和改革委员会制定了《节能中长期专项规划》,把高效节能电动机列入第十一个五年计划中的重点节能推广项目,同时于2005年6月对GB18613标准进行修定。2006年8月发布了GB18613—2006《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》标准。
该标准参考了欧盟EU—CEMEP协议、澳大利亚与新西兰AS/NZS 1359.5同类标准,直接采用了欧洲eff1和eff2的效率标准。该标准根据我国电动机生产和使用的现状,对电动机的效率水平进行了3个等级的分级,即Eff1 ,Eff2和Eff3。标准规定Eff3为能效限定值(最低效率值),效率Eff2值在GB18613—2006标准实施之日4年后开始执行(2010年12月),并替代Eff3的电动机能效限定值,成为我国电机最低效率保证值。
三.国外电动机的能效现状
在2005年9月的电机系统能效国际会议上,来自世界各国的代表就这一问题达成了共识,新的IEC61972标准的颁布与实施,将会有力地推动电动机全球能效标准一体化的进程。
目前,世界上已制订电动机强制性能效标准的国家和地区有澳大利亚、新西兰、加拿大、巴西、美国、墨西哥,印度、中国。
1. 欧盟
欧盟在上世纪90年代中期开始对电动机节能进行调研和政策制定工作。1999年,欧盟委员会交通能源局(EU-DGTE)与欧洲电机和电力电子制造商协会(CEMEP )就电动机分级计划达成了自愿协议(简称CEMEP协议),该协议对电动机的效率水平进行了分级,即Eff1 ,Eff2,Eff3。在2005年底,禁止生产和流通Eff3级电动机。效率Eff2为最基本的能效要求。2008年8月11日起,欧盟EuP指令正式转化为欧盟成员国的法规。它是继欧盟2006年实施的RoHS(《电气电子设备中限制使用某些有害物质指令》)和WEEE(《废弃电气电子设备指令》)两项贸易壁垒之后的又一道“绿色指令”。指令规定,想要进入欧盟市场的用能产品必须提供相应的“生态学档案”。“生态学档案”,是指对产品在原材料获取、生产加工、运输、销售等生命周期各环节对生态的影响进行的数据搜集、统计和整理,即对产品生态数据的管理。这些影响既包括产品从环境中输入了多少,比如采用了多少原材料,消耗了多少能源、水等,也包含向环境输出了多少,比如排放了多少污染物。
刚刚出台了第一批产品实施细则中包含有电动机,欧盟已表示要从2008年底起将高效电动机作为强制性要求,最低标准效率执行Eff1,到2010年为过渡期。
表2 2010年欧盟异步电动机节能预测值
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