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    變頻器 (VSDs) 調控電機、泵、攪拌 機、風機和壓縮機的速度，使其與 流程需要相匹配。在許多應用場 合，變頻器節能效益非常好，僅需 要幾個月就能收回投資。對環境影 響評估的新方法表明，變頻器環境 投資回報時間更短， 在許多情況 下，只需一兩天時間。

    交流變頻器把來自電網的固定電壓和頻率按照電力控制信號轉換成可變的電壓和頻率。頻率的變化使配備傳動的電機速度 (和扭矩) 產生相應變化。這意味著，電機的速度，以及電機所驅動的設備速度，均可根據流速或溫度等外部參數進行調整。

    速度調控可大幅提高整個電機驅動 系統的效率。在常規的泵和風機系統中，電機全速驅動泵或風機，然后再采用閥門、節氣閥或類似的“節 流”裝置，對輸出進行限制，從而 實現所需的液體或氣體的流速。系統全速運轉，然后限制其輸出， 顯然這樣的效率非常低。實踐證明，適當降低電機轉速可相應降低 能耗。根據泵和風機性能的相似定 律，相比于全速運轉，以 80 % 速度 運轉的泵，只需使用 64 % 的能源和 50 % 多的電力。

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    利用變頻器調控速度實現節能減排，其應用范圍極其廣泛。泵、風 機、壓縮機、擠壓機及其它電機 驅動應用領域的電力消耗占整個工業的三分之二，占世界用電總量的40 %。但目前配備變頻器的電機不到 10 %，其中，2.2 kW 以下的電機驅動應用中，多達 97 % 的電 機根本沒有使用任何形式的速度控 制。據估計，如果整個歐洲大陸的 電機驅動都使用變頻器，每年總計 可節省 5,000 萬 MWh 的電力。這相 當于減少 2,500 萬噸二氧化碳1) 排放，或芬蘭全年四分之一的排放。
        
    回報期

    由于投資成本、能耗減少以及電力 成本可以獲得，所以變頻器的經濟 效益比較容易計算，投資回收期因此也容易計算。但要對變頻器的環 境影響進行量化，則比較復雜。 研究產品制造、使用和處置的環境影響， 一般使用生命周期評估法 (LCA)。ABB 根據 ISO 14000 環境管 理標準的要求，開展產品生命周期評估工作。生命周期評估涵蓋產品生命周期的所有階段：從原材料和 零部件的生產到產品的最終處置。首先收集所有相關的輸入和產出數據，然后將這些數據與全球變暖 和臭氧損耗等環境影響類別進行比較。影響類別的選擇取決于生命周 期評估的目的，變頻器最常用的評 估類別詳見圖 1 。為了降低環境的不良影響，需要找出影響最大的區域，然后加以解決。這樣，生命周 期評估研究，就可列舉出環境設計 及環保化設計和產品開發實踐的重 要性。

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     注重環境影響

     環境產品聲明 (EPDs) 以生命周期評 估的信息 (或結果) 為基礎。環境產品聲明描述了產品在制造、使用和廢棄處置階段對環境所造成的最重要 影響。這些數據經獨立第三方機構 認證，具有可信度。ABB 出具所有 核心產品的環境產品聲明，包括變 頻器，以及由環境產品聲明提供的 與 ABB 的 250 kW ACS800 工業傳 動相關的資源利用、能源消費和損 失以及排放等方面的信息，詳見圖 2 至圖 4 。

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    由于數據以轉換單位形式表示 (圖 2 至圖 4 所示數據為1kW 額定輸出 功率)，因此環境產品聲明可以讓用 戶直接比較不同產品的環境性能。環境產品聲明也促使制造商努力提 高產品的性能，以便確立環境性能 基準。

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    盡管環境產品聲明關注對環境的影響，卻忽略了改用效率較高產品(如傳動) 對環境帶來的好處。例如，根據圖2至圖 4 所示的環境產品聲 明，ABB 工業傳動在使用過程中產生的環境效益最大。實際上，與電機全速運轉，然后限制輸出的方式 相比，變頻器在許多應用中很容易 將能耗降低一半。不幸的是，環境產品聲明根本沒有考慮傳動所帶來 的節能減排效果。據估計，僅僅 2008 年全世界安裝的ABB傳動就獲得了 巨大收益，節省約170TWh電力或減少 1.42 億噸二氧化碳排放2)， 這是環境產品聲明的一個重大缺陷。解決這一問題的方法之一就是 測定產品的生態回報。

    據估計，如果在歐洲的電機驅動系統中安裝變頻器，每年可節省 5,000 萬 MWh 電力。

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    生態回報

    對于產品生命周期環境影響評估而 言，確定生態回報提供了一種新思 路，這種方法考慮了產品對環境的 積極和消極影響。不僅在產品制造 階段，還是在產品廢棄處置階段， 都會消耗自然資源。使用像傳動一 類的環保產品和工藝取代低效的 舊方法， 可以大大降低環境總體負 荷。生態回報值是指，為補償產品 制造和處置中的一次性環境負擔， 產品所使用的時間長度。這基本上 可認為是產品環境回報。

    圖 5 所示為三種 ABB 傳動生態回報的天數。圖表顯示，回報時間短，且隨著額定功率的增加而減少。例如，250kW 傳動 (ACS 8 0 0 ) 的回報期僅為一天。

    對于產品生命周期環境 影響評估而言，確定生態回報提供了一種新思路，這種方法考慮了產 品對環境的積極和消極 影響。

    減少碳排放

     ACS800 250 kW 傳動的環境產品聲 明顯示，該產品制造階段碳排放量 為每千瓦 3.65 公斤 CO 或總共 912.5 公斤 CO2 (見圖 4 )。該產品在圖 5 顯 示的信息表明，按照全球變暖潛能 (GWP) 計算，生態回收期為半天。 換句話說，傳動運轉半天減少的排 放，足以完全補償產品制造中產生 的碳排放所造成的影響。在傳動的 生命周期內，不斷減少排放造福環 境，其碳的排放將“變成負數”。實 際上，ACS800 工業傳動在整個生命 周期內，一般可節電約 7,500 MWh， 或減少3,800 噸二氧化碳排放。 當今世界， 交流感應電機無疑還 是“工業發展的動力”，變頻器在節 能減排方面起著非常重要的作用。

    抽水蓄能電站

    德國斯圖加特的一家電力公司使用 ABB 的工業傳動控制水泵，這些水 泵也可以用作水輪機生產電力。水 源抽取自德國南部的康斯坦茨湖， 經過處理之后，通過近 120 公里的 管道輸送到位于斯圖加特郊區 Rohr 的一個蓄水池。再由 Rohr 通過管道 將水送到加愣柯林格 (Gallenklinge)泵站，然后通過泵或水輪機，將水 存儲到蓄水池，最后送往斯圖加特 管網。Rohr 與加愣柯林格之間的高 度差 (水頭差) 為 120 米。

    作為最近升級改造的一部分，泵站 安裝了三套 ABB 工業傳動 (ACS800, 400 kW)，這些傳動具有再生能力， 它所采用的主動整流單元能夠在電 動和發電兩種模式下實現全功率運 行。同時，這些傳動還配備了適用 于第一環境的 EMC 濾波器，所產生 電能可以直接饋入常規電網。 ACS800 250 kW 的環境產品 聲明顯示，按照全球變暖潛 能 (GWP) 計算，生態回收期 僅為半天。

     通過傳動驅動 315 kW，400 V 的電 機，考慮到設備冗余，水泵布置成 并聯方式。傳動中的 ABB 智能水泵 控制軟件 (IPC)，提供一些附加功 能，包括能源優化、主控改變、PID 控制和水泵優先級控制。水泵一般 按水輪機模式使用，泵模式只在緊 急情況下使用。輸出功率一般為 200 kW。泵站先前使用葉片間距可 調的水輪機，但變頻器提供的解決 方案不僅更具經濟效益，同時具有更 大的靈活性。
        
   水泥廠降低能耗和維護費用

    城堡水泥公司 (Castle Cement) 位于英國北威爾士 的帕德伍德水泥廠 (Padeswood Works) 是歐洲最現 代的水泥窯所在地，該廠 使用 ABB 的工業傳動驅動 風機。風機包括 2 MW 引 風機、750 MW 的排風機以 及 560 MW的冷卻風機。

    控制風機運轉使其滿足由于大氣和 工藝條件變化而造成的不同流量， 以及通風變化的需要。另外還有 四臺額定功率分別為 110、160、 200 及 250 kW 的風機向格柵式冷卻 器吹風，將高溫熟料的溫度降低到 設定點。
   
     風機以前通過滑環和直 流電機進行控制， 需要定期進行維護。采用 ABB 的工業傳動，同時使用不需 維護的交流電機替代滑環和直流電機，水泥廠節省了 30 % 的風機能耗費用，同時還節省了老式電機的維護費用。