文/gongkong 张莹
节能减排是关系经济社会可持续发展的重大战略问题,是国家确定的经济社会发展的重大战略任务。随着我国《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》和《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》出台落地,我国“十二五”期间节能减排目标在争议中尘埃落定:单位GDP能耗下降目标确定为16%,二氧化碳排放降低17%等。
根据官方统计,中国已经成为了世界第二大能源消费国,能源消费总量占到了全球的15%左右。而且,随着中国经济的快速发展,能源消耗依然在呈持续上涨趋势,且增速迅猛,能源形势不容乐观。 与此同时,我国的能源使用又存在着利用率较低的事实。根据官方公布的资料,中国的单位GDP能耗是日本的7倍、美国的6倍、印度的2.8倍。这也说明了同世界先进水平相比,我们在节能方面存在着巨大的空间。
目前在国内建筑业、工业、交通是三大高耗能行业。节能的重点是工业。我国工业能耗占全国总能耗的70%以上,工业上的节能潜力是十分巨大的。国内绝大部分工业企业都存在着设备性能低下、生产工艺落后、能耗指标较高,以及总体用能效率低的现象,节能空间十分显著。
我国的制造企业也普遍拥有实现节能降耗的愿望。在中国经济与世界逐步接轨后,企业的利润在减薄;同时由于能源价格、劳动力成本的不断上涨,企业的成本也在增加,制造企业普遍面临着发展的压力,对节能降耗的渴求特别大。
工业自动化作为我国装备制造业的组成部分,在工业经济建设中起着“倍增器”、“先行官”的重要作用,是推动各行业节能减排的有效武器。尤其是在大力节约能源资源,加快建设资源节约型、环境友好型社会已经成为我国现阶段的重要任务,工业自动化的发展质量将对整个国民经济的运行状况产生更加深远的影响。
第一篇 工业自动化将迎来发展的黄金期
工业自动化作为一种集信息化、机械化、电气化、电子化技术于一体,实现增产、提效、节能、降耗和减少污染的高科技,过去因我国工业经济的规模化发展而取得了快速发展,如今,在我国提倡发展节能减排的现状下,迎来了又一个发展的黄金期。
今年一季度国家统计局公布的GDP同比增长9.7%,环比增长2.1%。从全国范围来看,经济高速发展的势头将继续在“十二五”期间得到延续。然而,经济高速发展的同时,能源与环境矛盾也日益突出,机遇与挑战并存。在强大的政策驱动下,自动化行业作为节能减排的支撑产业将迎来发展的黄金期。gongkong市场研究结果显示,我国第一季度工业自动化市场延续了2010年第四季度的高增长态势,同比增长在20%以上。排除“危机后”因素,节能减排是其中重要的驱动力。
我国GDP的支柱产业主要集中在电力、石油石化、煤炭、化工、钢铁、有色、建材、造纸、纺织等工业。这些行业是节能减排的重点实施企业,也是自动化的主力应用市场。在政策环境和市场环境的双重压力下,更换节能设备已经成为企业向前发展、提高竞争力,甚至说是其生存的必要条件。从技术上来说,工业节能点有许多:从发电过程到输配电过程,从用电消费到能源管理,从生产制造到运输装配,都有很大的节能空间。对于一家制造型的企业来说,节能最大的空间除了来自配电管理外,使用节能型生产制造装备、系统优化设计以及综合能源管理均能达到良好的节能效果。
高效电机
未来高效电机的节能潜力会有更广阔的市场,其本身就具有部分节能的效果。 自从1997年10月美国以法律形式(EPAct)推广高效电动机以来,在世界范围内推进了高效电动机的研究、开发、生产和应用。1999年欧盟提出了 CEMEP-EU协议,将电机效率分为EFF 3、EFF 2和EFF 13个等级,并具体规定了推广高效电动机的时间表。世界各国也纷纷制订了本国的高效电动机标准,其中加拿大、墨西哥、巴西等国采用了美国EPAct标准, 澳大利亚、新西兰、印度等国采用了CEMEP-EU协议,我国也在CEMEP-EU协议的基础上制订了国标GB 18613-2006“中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级”。由此可见高效电机将在未来的节能市场占据非常重要的角色。
目前,国内电机厂商约2000家,生产高压电机的厂商有数百家。从高压电机行业集中度来看,2010年,前10名厂商市场份额超过50%,市场集中度较高。观之2010年中国高压电机市场,国产品牌仍居主导地位,源自于这些国产厂商多年来形成的良好效应,遍布全中国的销售网络及在国家大项目上的“优先权”,相比外资品牌更为低廉的价格使得国产品牌具有较强的竞争力。下表是gongkong市场研究关于2010年中国高压电机厂商份额:
一台电机的能耗成本在整个电机生命周期成本中占 97% 以上,而其采购和安装维护成本仅占不到 3%。以西门子为例,西门子高效电机产品通过电、磁、机械和通风的优化,优质材料及先进制造工艺的使用,并结合先进全面的试验及测试手段,可以切实有效地降低电动机的各方面损耗,帮助用户降低运行成本,加快投资回收。西门子高效电机可以适合所有的驱动设计,电机功率损耗可降低高达 45%,并且由于温度降低,延长了电机和润滑剂的使用寿命。它可以提供的范围广泛:电压从 230V 到 13.2kV,功率从 0.06kW 到 100MW,符合EU/CEMEP 协议规定的 EFF1 和 EFF2 指标的国际型号,在北美市场符合 EPAct 和 NEMA 效率指标的产品。目前,西门子的电机可用于定速驱动和变频驱动,可以与 SINAMICS 变频器和 SIRIUS 电机起动器完美匹配。
变频节能
变频器是电动机系统节能的重要部件,它通过调节电动机的转速使其“小马拉大车”和变负载的情况得到很好改善。此外,交流电机调速驱动是我国近年发展较快的新技术,变频调速被列入国家重点组织实施的10项资源节能综合利用技术改造示范工程之一。
以典型的节能应用产品高压变频器为例,其经用户认可的节能效果达到30%-60%,而高压变频器在电力、冶金、水泥等主要行业的普及率不到30%。但高压变频器应用已从导入期进入高速发展阶段,随着经济复苏和国家节能减排力度的加强将促进以高压变频器为代表的自动化节能快速发展。
变频器产生的最初用途是速度控制,由于变频调速具有调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点,在许多需要精确速度控制的应用中,变频器正在发挥着提升工艺质量和生产效率的显著作用。
变频器用于机械控制风机、泵类和压缩机以及经常处于低负荷率的电机。变频器可以精确地根据要求使电气传动设备以可调节的转速运行,有效的节约能源,对风机、泵类及压缩机等应用极为有效,节约能源最高可达 50%左右。
目前,中国低压变频器从业厂商大约有200家,从外资品牌和本土品牌的对比来看,供应商仍以外资品牌为主,其占据80%的市场份额,并占领了起重、电梯、冶金、机床、风电等国内高端市场。而本土品牌厂商多为中小型企业,主要产品定位于中低端市场,缺乏明显的品牌和技术优势。但近几年,本土品牌凭借自主创新、成本及服务优势以及对客户个性化需求的快速反应的优势迅速崛起,已在部分细分市场赢得了一定的竞争优势。近日,随着施耐德以6.5亿美元并购高压变频器市场的领头羊利德华福,我国高压变频器市场主要被西门子、ABB、施耐德占有,形成三足鼎立的局面。gongkong研究预测表明,得力于节能需求的驱动,我国变频器市场在未来5内不会达到饱和,增长率将保持在两位数,但市场的竞争格局必将调整,一方面,国产品牌将快速成长且进军中高端市场,另一方面,竞争的激烈将导致更多的兼并重组。
信息时代的过程自动化系统(PAS)
当今的过程自动化系统已发展为由过程控制层(PCS)、制造执行层(MES)和经营规划层(BPS)三层结构组成的综合过程自动化系统。企业要达到总体的节能降耗和资源优化,获得最大的经济效益,提高竞争力,除了在各层次上采用先进技术和优化技术外,还必须在系统集成方面采用优化操作、优化调度以及优化企业资源规划和经营管理的一体化综合过程自动化系统。其中,过程控制层(PCS)的DCS对资源的优化作用更为明显。
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