中国节能时代 变频器的机遇与困惑

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国内变频器行业发展迅速，市场规模不断放大，并且随着中国经济增长、政府政策支持和节能环保观念的日益普及，呈现出十分可观的发展潜力。相关数据显示，中国的电力消耗大约有80%在发电和输配电过程中被浪费掉，其中电机耗电量占到全国工业用电总量的60%以上，而变频调速技术的应用将实现电机节能20%～30%以上。 　　目前，在中国，防止气侯变化、环境保护已成为实实在在的需求。中国政府的节能计划显示到2010年时能源利用的效率要比2006年提高20%，这为变频器厂商带来了巨大的市场机会。其实，早在电子工业“九五”规划中，我国电子工业部在就已经将以变频器传动装置为代表的节能技术列为发展重点之一。 　　具有“节能”魔力的变频器 　　变频器产生的最初用途是速度控制，但是随着技术的发展和社会对能源效率要求的日益提高，应用变频器节能成为人们关注的热点。尤其是在中国，政府大力提倡节能措施，并着重推荐了变频调速技术。 　　也许，以前大家谈到变频器节能就会想到风机水泵用变频器调节可以节能，实际上变频器的节能作用是与生俱来的。应用变频调速，可以大大提高电机转速的控制精度，使电机在最节能的转速下运行。以风机水泵为例，根据流体力学原理，轴功率与转速的三次方成正比。当所需风量减少，风机转速降低时，其功率按转速的三次方下降。因此，精确调速的节电效果非常可观。 　　深圳市汇川技术股份有限公司总经理朱兴明告诉记者，在很多设备制造业行业，通过变频技术的应用，节省很多烦琐的机械传动机构，优化生产工艺，提高生产效率，大大降低了单位产品的能耗，这其实是更重要的变频节能方面。如汇川推出的电梯行业电能回馈单元，平均能够让每台电梯能耗节省25%以上。 　　对中国企业而言，减少能源消耗从而节约成本，也是应对经济危机的有效途径。譬如云南铝业集团使用了ABB公司的技术，节能26%，每吨铝降低能耗13,600千瓦时，比全国铝生产平均消耗水平低1000多千瓦时/吨，节省率高达7%。 　　不容忽视的能源问题与能源市场 　　节能已不仅仅是经济问题，它已经成为全球主要的政治性话题之一，关系到每一家企业的切身利益。针对整体能源链的研究显示，在从能源开发到用于工业生产的过程中，只有20%的一次能源最终能够得到有效利用，浪费的能源比例高达80%。以降低二氧化碳排放目标为例，如果把在中国工业领域中所有非高效电机转换为增效节能变频调速电机的话，每年可以节电190亿度，相当于约300万户家庭的用电量。电机耗电占工业用电的65%，这个领域的节能潜力也将给变频器生产厂商带来巨大的效益。 　　ABB有一个口号“最绿的能源是节省下来的能源”，这个口号甚至得到了竞争对手的认同。为了准确估算能量消耗情况，ABB甚至专门开发出节能量估算工具。这种工具可以对泵和风机的交流变频控制与传统的节流控制方法进行比较，以获得准确的节能数据。 　　目前，作为节能目的，变频器广泛应用于电力、冶金、石油、化工、市政、中央空调、水处理等行业中。以电力行业为例，由于中国的特殊国情以及国家电改方案对电厂的成本控制的要求，变频器在电力行业有着巨大的发展潜力，尤其是高压变频器和大功率变频器需求广泛。 　　变频器厂商纷纷布局节能市场 　　中国目前大力发展铁道基础建设，还有环保基础建设，这对于高端变频器的产品来说将是一个很大的市场。今后一段时期，作为政府重点投资领域的太阳能、风力和电力汽车等行业也是变频器发挥节能作用的重点行业，同时也会成为变频器厂商奋力争夺的高地。变频器厂商也早已意识到这一机遇，纷纷进军节能市场。 　　艾默生CT营销部总监陈培东表示艾默生CT变频驱动器产品在节能方面的应用已经有很长一段时间。艾默生CT的产品有着许多必需的功能和特点来满足节能的要求，这并不仅仅在于优化风机水泵的能耗，而且还可以提供再生能源回馈方案达至更多的节能效果。 　　而三菱电机针对风机水泵的节能，开发了最佳励磁控制功能，除了恒速之外，在加减速过程中也可以起作用，进一步的优化节能效果。另外三菱电机的节能监视功能，可以通过操作面板、输出端子或通讯方式来显示节能效果，使得节能效果一目了然。还有一些应用场合，尤其是起重的应用，在制动时会有大量能量消耗掉。其中，A701系列专用变频器，可以将这部分能量回馈至电网，大大降低能耗。 　　中达电通去年就成功将变频节能技术应用于长沙某厂的空压机自动变频恒压控制系统，帮助客户实现了“节能大回报”。在该系统中，中达电通采用台达变频器、压力变送器、PID智能控制器组成压力闭环控制系统，自动调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定范围内，进行恒压控制。反馈压力与设定压力进行比较运算，实时控制变频器的输出，从而调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定压力上。 　　中国变频器节能的“困惑” 　　在政府与企业推广变频器节能的同时，我们依旧注意到来了这样一个现象，即在国内真正使用变频器节能的项目仍主要停留在钢铁、冶金等大型能耗项目上，而国家目前的政策是限制这些大型能耗项目的上马。变频器主要应用在这些大型能耗项目，其中的主要原因是成本问题。在变频器节能方面的投入对于资金的要求相对较高，而且短期效益回收不太明显。因此，对于规模或者能耗相对较小的企业来说，如果不从长远利益或者社会效益出发，就很难愿意下大力度进行变频节能设施的改造。 　　三菱电机驱动部徐军经理指出，在利用变频器节能方面，除了企业的成本意识外，政府的政策支持也有着极大的影响力。在日本，与中国有着很大的不同，即使在很小的便利店也会有一套有效节能设施，几乎每户人家都在屋顶安装有太阳能光伏逆变器及相应的电流回馈设施，如果屋主没有使用这些电能就会被反馈到国家电网中，而政府会给予相应的补贴。因此，中国政府要推广节能事业除了在政策上予以鼓励外还应该根据国情制定出更具有建设性的措施。 　　后记 　　根据，国际能源委员会曾预测，如果不采取任何措施，到2030年，全球二氧化碳排放量将由2004年的260亿吨增至400亿吨。如果采用现有技术，这个增幅将被控制在340亿吨，是其中80％的能源和资源利用率的必要途径。应用增效节能产品不仅可以提高企业能效、降低业务运营对环境造成的影响，同时也能带来显著的社会和经济效益。根据相关网络媒体的调查显示，目前国内带变动负载，具有节能潜力的电机在中国至少有1.8亿千瓦，国内节能、降耗的需求，为变频器的应用提供了更广阔的空间，也给变频器企业带来更多发展契机。