我国变频技术的发展潜力研究

陈永汉 吴淑娟 郭耀泉

中图分类号:TU831 文献标识码:A

内容摘要:本文通过分析我国能耗状况和我国节能技术的现状,指出当前我国对节能设备的迫切需求,并分析了变频技术在我国能耗问题解决过程中的作用及我国在这方面与国际上的差距,提出当前我国需大力推广变频技术的重要性。

关键词:变频技术 需求潜力 市场行情

我国能耗状况及节能技术现状分析

能源工业作为国民经济的基础,对于社会、经济的发展和人民生活水平的提高极为重要。在高速增长的经济环境下,中国能源工业面临经济增长与环境保护的双重压力。有资料表明,受资金、技术、能源价格的影响,中国能源利用效率比发达国家低。上世纪90年代,中国高耗能产品的耗能量一般比发达国家高12%-55%,90%以上的能源在开采、加工转换、储运和终端利用过程中损失和浪费。如果进行单位GNP能耗(吨标准煤/千美元)的国家比较(90年代中期),中国分别是瑞士、意大利、日本、法国、德国、英国、美国、加拿大的14.4倍、11.3倍、10.6倍、8.8倍、8.3倍、7.2倍、4.6倍、和4.2倍。1995年,中国火电厂煤耗为412克标准煤/KW.h,是国际先进水平的1.27倍。

由此可见,对能源的有效利用在我国已经非常迫切。作为能源消耗大户之一的电机在节能方面是大有潜力可挖的。截止到1999年,我国3KV以上高压电动机的总容量已达到1.44亿KW,且每年以500-600万KW的速度增长,不妨设想一下,如果这其中1/3电动机(35%)需要调速,那么在10年时间内,则为2.10×35%亿KW=0.74亿KW=1100亿元,考虑价格等其它因素,实际总额在800～900亿元之间。年平均数应在80～90亿元之间,当然这是在市场稳定之后的年平均市场总量。

我国的能源供应还很紧张,最大限度的利用能源是一种客观要求。而20世纪80年代初发展起来的变频调速技术,正是顺应了工业生产自动化发展的要求,开创了一个全新的智能电机时代。一改普通电动机只能以定速方式运行的陈旧模式,使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可以按照生产工艺要求调整转速输出,从而降低电机功耗达到系统高效运行的目的。

国内变频器市场行情及效益分析

从变频器的一般使用情况来看,平均节电可达30%,因而,无论是在新建项目中,还是在技改项目中,变频器系统的投入和使用,是有效的节能手段。若在政府有关部门和相关行业的支持下,每年有计划地改造500～600万KW的低效风机、水泵,平均年投入70～80亿元,当年即可产生直接节电效益约为50～60亿元,占投资额的70%,而该类设备的使用期限至少为15年,长期经济效益十分明显。若坚持不懈地精心进行改造,不仅可以大大提高我国这一行业的技术水平,而且每年还会为国家节约数百亿元的用电损耗。有关专家估计:整体节能效果可为国家在10年内减少15～20个30万KW的燃煤发电机组的投资,同时,还减少了大量煤烟的排放。

我国市场有其特殊性,变频器的使用环境、用户特点与国外差别较大,归纳起来主要有以下几点:行业性强的特点,集中在冶金、电力、供水、石油、化工、煤炭等行业。其中,工业用电中,石油、煤炭等能源行业耗电占22.34%,化工占14.73%,冶金占14.18%,机械建材占10.96%,供水占10.53%等。上述行业中大都为国有控股企业,订购产品涉及动力、计划、设计改造等部门,购买决策周期长。一次性投资购买设备金额较大,若采用卖方信贷、租赁、节能效益还款等方式促销,会使用户更容易接受。各类负载工况差异大,使用经验相对少。目前各行业中只有少数高压电动机使用调速方式,市场空白点多。同时,政府行为和市场的不确定性。变频器属投资类设备,主要用于节能和改善生产工艺工况。用户是否购买此类设备与政府的政策关联度很大,如果政府推广力度大,市场启动就会快一些,反之则慢。另外,国际、国内经济大环境及国内用户整体经济效益的好坏,也会影响到市场容量的大小,成长的快慢。因此,在未来市场发展过程中仍存在着一些不确定的因素。海外跨国公司知名品牌大举进入我国市场的可能性较大,各方应有所准备。周边海外市场,如韩国、东南亚地区、中国台湾、中东地区等市场也有待开发。

国内外变频器的发展现状及完善方向

变频器自20世纪60年代左右在西方工业化国家问世以来,到现在已经在中国得到了大面积的普及,并已形成60亿元以上的年销售规模。根据变频器在不同行业的应用特点,很多厂家都推出非常新颖的变频器,并将个性化发挥淋漓尽致。所谓变频器个性化就是指变频器本体按照各自特定的方式发展自己的风格,并完善变频器本体,从而形成相对稳定而独特的变频器特性。

变频器个性化的提出是变频器厂商针对目前蒸蒸日上的销售市场和庞大的OEM订单。任何厂家的变频器,要想提前摆脱只有在通用变频器市场中有所作为的阴影,必须做出更为贴近OEM厂商的合作计划。当OEM制造商将变频器作为标准配置时,变频器的个性化将更不易被忽视,否则变频器厂商将随时作好面临被更换出局的尴尬局面。

正确地说,我国变频器的市场化始于20世纪80年代后期,第一家商品化的变频器当属日本三垦变频器,香港力达公司作为三垦的总代理,在国内巡回讲座变频技术(当时是SVF型)。紧接着,日本富士变频器推入中国(富士5型)。所以说80年代末,我国的变频市场是被三垦、富士占领着,尽管在这以前,机械部的西安电力电子技术研究所研制电流型变频器,天津电气传动研究所研制着电压型变频器,大连电机厂买了日本东芝技术,但均没形成规模。那么,到现在,除了日本三垦、富士变频器,还有三菱、东芝、安川、明电舍、日立、春日、松下、东洋、AB、罗宾康、通用、KB、摩托托尼、西门子、伦茨、ABB、丹佛斯、西技来克、阿尔斯通、施耐德、安萨尔多、SEW、住友、三木、CT、VACON、KEB、RELIANCE、TE、伊林、欧陆、三星、LG、天传、西电子等八十多个品牌。其中在中国建立合资厂的有:富士(无锡)、ABB(北京)、西门子(天津)、三垦(江阴)。可喜的是,中国涌现不少变频器生产厂家,除台湾外,如安圣、佳灵、利德华福等。但是,市场调研可知,我国的变频器市场基本被国外企业所占领,这是不得不令人深思的问题。

变频器的国内需求潜力分析

变频器应用广泛,主要源于它的节能特性。我国是世界上产值能耗最高的国家之一。要解决产品能耗问题,除了其他相关的技术问题需要改进外,变频调速作为节能及提高产品质量的有效措施已得到广泛的应用。

变频器在我国有巨大的需求潜力。根据原国家经济贸易委员会1997年调查数据,全国潜在变频器市场约为1200-1800亿元。而截至2000年时,国内累计推广应用变频调速装置总容量为800-1200万KW,投资总额为80-120亿元,仅占潜力市场的7%左右。

风机、泵类负载是变频器节能的重点应用设备。例如石油、电力、建材、化工、石化、造纸、纺织及冶金等部门对本行业进行了变频调速节能的调查,调查结果显示,这些行业风机、水泵、压缩机类机械应用比较广泛,所调查的拖动风机、水泵、空调类负载估计占全国用电量的1/3,但是在风机、水泵类负载中70%仍采用风挡或阀门调节流量,调速节能潜力很大。

我国工业风机、水泵和压缩机的总装机容量为1.1-1.6亿KW,其用电量为2550-3200亿KW.h,占全国总用电量的30%-40%。如果风机、水泵和压缩机总装机容量的20%进行变频调速改造,则全国工业可改造的总容量为22800MW。如果按年平均运行4000h,则节电率应按20%-30%计算,那么年节电潜力约为182亿KW.h。

从变频器应用容量方面考虑,变频器的应用市场潜力受价格因素的影响。在主要节能调速领域,如石油、钢铁、上下水处理、化工、石化、建材、电力、煤炭等,装机变频调速改造所占比例是随价格的下降呈上升趋势。经过多方调查,我国电动机系统节能计划能否快速健康地发展下去,关键在于价格。如果在380V和6KV标准电压之间设立600V、2.3KV、3.3KV等应用电压等级,对降低变频器的价格十分有效。对于风机、水泵及压缩机的节能调速应用来说,大力扶持经济型变频器具有重要的意义。

各行业在现有装机变频改造的同时,新增用量不可忽视。例如,在2006-2010年期间,以新增电动机容量为88%进行改造计算,电动机系统节能改造的新增容量水平为97250MW,如果按平均比价格为880元/KW计算,则在此期间投资为778亿元。

除了价格因素影响外,宏观经济发展水平是影响变频器市场需求的最直接因素。随着人民生活水平的提高,对消费产品的性能、质量等要求越来越高,主要行业用户对产品质量、性能等各方面提出了更高的要求,如印染行业、纺织行业等。行业用户对设备要求水平的提高将最终引发对电气传动及变频器产品的需求。

行业用户对变频器的认知程度及国家政策等同样是影响变频器消费的重要因素。尽管变频器属于量大面广的工业自动化产品,不属于国家控制或指导的范围。但是,国家对于节能、增效等方面的宣传及在贷款支持、鼓励市场等方面所能够采取的措施,势必影响行业用户对于变频器产品的实际要求。实际上,政府在变频器市场推广方面起的作用至关重要。

总之,我国在资金有限、能源紧缺的情况下,要使我国在目前情况下解决能源问题必须在资金上、科研上扶持具有一定实力的企业,并鼓励企业与高校联合,争取国内市场,让变频技术真正服务于我国的经济建设。

参考文献:

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