http://www.18show.cn/blog/news/d91086_150.html/ 發布時間:11-07-06,來源: 珠海天力儀表有限公司
節能減排是關系經濟社會可持續發展的重大戰略問題,是國家確定的經濟社會發展的重大戰略任務。隨著我國《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十二個五年規劃的建議》和《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》出臺落地,我國“十二五”期間節能減排目標在爭議中塵埃落定:單位GDP能耗下降目標確定為16%,二氧化碳排放降低17%等。
根據官方統計,中國已經成為了世界第二大能源消費國,能源消費總量占到了全球的15%左右。而且,隨著中國經濟的快速發展,能源消耗依然在呈持續上漲趨勢,且增速迅猛,能源形勢不容樂觀。 與此同時,我國的能源使用又存在著利用率較低的事實。根據官方公布的資料,中國的單位GDP能耗是日本的7倍、美國的6倍、印度的2.8倍。這也說明了同世界先進水平相比,我們在節能方面存在著巨大的空間。
目前在國內建筑業、工業、交通是三大高耗能行業。節能的重點是工業。我國工業能耗占全國總能耗的70%以上,工業上的節能潛力是十分巨大的。國內絕大部分工業企業都存在著設備性能低下、生產工藝落后、能耗指標較高,以及總體用能效率低的現象,節能空間十分顯著。
我國的制造企業也普遍擁有實現節能降耗的愿望。在中國經濟與世界逐步接軌后,企業的利潤在減薄;同時由于能源價格、勞動力成本的不斷上漲,企業的成本也在增加,制造企業普遍面臨著發展的壓力,對節能降耗的渴求特別大。
工業自動化作為我國裝備制造業的組成部分,在工業經濟建設中起著“倍增器”、“先行官”的重要作用,是推動各行業節能減排的有效武器。尤其是在大力節約能源資源,加快建設資源節約型、環境友好型社會已經成為我國現階段的重要任務,工業自動化的發展質量將對整個國民經濟的運行狀況產生更加深遠的影響。
第一篇 工業自動化將迎來發展的黃金期
工業自動化作為一種集信息化、機械化、電氣化、電子化技術于一體,實現增產、提效、節能、降耗和減少污染的高科技,過去因我國工業經濟的規模化發展而取得了快速發展,如今,在我國提倡發展節能減排的現狀下,迎來了又一個發展的黃金期。
今年一季度國家統計局公布的GDP同比增長9.7%,環比增長2.1%。從全國范圍來看,經濟高速發展的勢頭將繼續在“十二五”期間得到延續。然而,經濟高速發展的同時,能源與環境矛盾也日益突出,機遇與挑戰并存。在強大的政策驅動下,自動化行業作為節能減排的支撐產業將迎來發展的黃金期。gongkong市場研究結果顯示,我國第一季度工業自動化市場延續了2010年第四季度的高增長態勢,同比增長在20%以上。排除“危機后”因素,節能減排是其中重要的驅動力。
我國GDP的支柱產業主要集中在電力、石油石化、煤炭、化工、鋼鐵、有色、建材、造紙、紡織等工業。這些行業是節能減排的重點實施企業,也是自動化的主力應用市場。在政策環境和市場環境的雙重壓力下,更換節能設備已經成為企業向前發展、提高競爭力,甚至說是其生存的必要條件。從技術上來說,工業節能點有許多:從發電過程到輸配電過程,從用電消費到能源管理,從生產制造到運輸裝配,都有很大的節能空間。對于一家制造型的企業來說,節能最大的空間除了來自配電管理外,使用節能型生產制造裝備、系統優化設計以及綜合能源管理均能達到良好的節能效果。
高效電機
未來高效電機的節能潛力會有更廣闊的市場,其本身就具有部分節能的效果。 自從1997年10月美國以法律形式(EPAct)推廣高效電動機以來,在世界范圍內推進了高效電動機的研究、開發、生產和應用。1999年歐盟提出了 CEMEP-EU協議,將電機效率分為EFF 3、EFF 2和EFF 13個等級,并具體規定了推廣高效電動機的時間表。世界各國也紛紛制訂了本國的高效電動機標準,其中加拿大、墨西哥、巴西等國采用了美國EPAct標準, 澳大利亞、新西蘭、印度等國采用了CEMEP-EU協議,我國也在CEMEP-EU協議的基礎上制訂了國標GB 18613-2006“中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級”。由此可見高效電機將在未來的節能市場占據非常重要的角色。
目前,國內電機廠商約2000家,生產高壓電機的廠商有數百家。從高壓電機行業集中度來看,2010年,前10名廠商市場份額超過50%,市場集中度較高。觀之2010年中國高壓電機市場,國產品牌仍居主導地位,源自于這些國產廠商多年來形成的良好效應,遍布全中國的銷售網絡及在國家大項目上的“優先權”,相比外資品牌更為低廉的價格使得國產品牌具有較強的競爭力。下表是gongkong市場研究關于2010年中國高壓電機廠商份額:
品牌 市場(百萬元) 份額%
表1 2010年中國主要高壓電機廠商份額
一臺電機的能耗成本在整個電機生命周期成本中占 97% 以上,而其采購和安裝維護成本僅占不到 3%。以西門子為例,西門子高效電機產品通過電、磁、機械和通風的優化,優質材料及先進制造工藝的使用,并結合先進全面的試驗及測試手段,可以切實有效地降低電動機的各方面損耗,幫助用戶降低運行成本,加快投資回收。西門子高效電機可以適合所有的驅動設計,電機功率損耗可降低高達 45%,并且由于溫度降低,延長了電機和潤滑劑的使用壽命。它可以提供的范圍廣泛:電壓從 230V 到 13.2kV,功率從 0.06kW 到 100MW,符合EU/CEMEP 協議規定的 EFF1 和 EFF2 指標的國際型號,在北美市場符合 EPAct 和 NEMA 效率指標的產品。目前,西門子的電機可用于定速驅動和變頻驅動,可以與 SINAMICS 變頻器和 SIRIUS 電機起動器完美匹配。
變頻節能
變頻器是電動機系統節能的重要部件,它通過調節電動機的轉速使其“小馬拉大車”和變負載的情況得到很好改善。此外,交流電機調速驅動是我國近年發展較快的新技術,變頻調速被列入國家重點組織實施的10項資源節能綜合利用技術改造示范工程之一。
以典型的節能應用產品高壓變頻器為例,其經用戶認可的節能效果達到30%-60%,而高壓變頻器在電力、冶金、水泥等主要行業的普及率不到30%。但高壓變頻器應用已從導入期進入高速發展階段,隨著經濟復蘇和國家節能減排力度的加強將促進以高壓變頻器為代表的自動化節能快速發展。
變頻器產生的最初用途是速度控制,由于變頻調速具有調速范圍廣、調速精度高、動態響應好等優點,在許多需要精確速度控制的應用中,變頻器正在發揮著提升工藝質量和生產效率的顯著作用。
變頻器用于機械控制風機、泵類和壓縮機以及經常處于低負荷率的電機。變頻器可以精確地根據要求使電氣傳動設備以可調節的轉速運行,有效的節約能源,對風機、泵類及壓縮機等應用極為有效,節約能源最高可達 50%左右。
目前,中國低壓變頻器從業廠商大約有200家,從外資品牌和本土品牌的對比來看,供應商仍以外資品牌為主,其占據80%的市場份額,并占領了起重、電梯、冶金、機床、風電等國內高端市場。而本土品牌廠商多為中小型企業,主要產品定位于中低端市場,缺乏明顯的品牌和技術優勢。但近幾年,本土品牌憑借自主創新、成本及服務優勢以及對客戶個性化需求的快速反應的優勢迅速崛起,已在部分細分市場贏得了一定的競爭優勢。近日,隨著施耐德以6.5億美元并購高壓變頻器市場的領頭羊利德華福,我國高壓變頻器市場主要被西門子、ABB、施耐德占有,形成三足鼎立的局面。gongkong研究預測表明,得力于節能需求的驅動,我國變頻器市場在未來5內不會達到飽和,增長率將保持在兩位數,但市場的競爭格局必將調整,一方面,國產品牌將快速成長且進軍中高端市場,另一方面,競爭的激烈將導致更多的兼并重組。
信息時代的過程自動化系統(PAS)
當今的過程自動化系統已發展為由過程控制層(PCS)、制造執行層(MES)和經營規劃層(BPS)三層結構組成的綜合過程自動化系統。企業要達到總體的節能降耗和資源優化,獲得最大的經濟效益,提高競爭力,除了在各層次上采用先進技術和優化技術外,還必須在系統集成方面采用優化操作、優化調度以及優化企業資源規劃和經營管理的一體化綜合過程自動化系統。其中,過程控制層(PCS)的DCS對資源的優化作用更為明顯。
目前,得力于結合信息化的發展,DCS系統已發展到第四代。現在,以和利時、浙江中控為代表的國內DCS廠家經過多年的努力,早已各自推出自己的最新DCS系統:和利時推出MACS-Smartpro第四代DCS系統、浙大中控推出Webfield(ECS)系統。目前,國產DCS系統供應商正在逐步獲取客戶的認可,例如和利時在核電、化工、水泥、熱電等領域取得了一定的成績,浙大中控在石化、化工控制等方面業績突出,而這些都是節能減排的重點行業。雖然自動化系統本身并不直接創造效益,但它可以優化生產過程,為能源的高效利用做出重要貢獻。
隨著我國經濟的快速發展,節能減排市場的火熱,全世界的DCS制造商都看到中國的DCS市場仍處于上升和發展時期,而且有很大的市場空間,外國DCS廠商紛紛推出自己的行業解決方案(Solution)即針對用戶的某一個項目或裝置的控制問題,從控制方案的制定開始,包括系統集成、硬件采購、軟件配置、現場調試、開車投運,直到驗收,全過程都由其承包。這種做法既可以進一步滿足用戶的要求,同時也可以解決DCS目前價格過于透明,利潤率低的問題。
西門子推出的全集成自動化(TIA)是生產過程中節能的最佳解決方案之一,作為一種適用于所有工業領域的集成解決方案平臺,TIA提供全線協同產品及各種解決方案。通過 TIA 統一的編程/組態、統一的數據管理和統一的通訊,幫助用戶整體改進制造工藝和業務流程,實現整個生產流程的自動化和優化,合理高效地利用能源。比如,以基于 SIMATIC PCS7 的專家系統為例,水泥行業專家系統 CEMAT 中 CEMAT-KCS 回轉窯優化控制系統(KCS)能夠改進水泥窯和冷卻系統的運行,以使生產保持在一個穩定的高水平,使用 KCS 系統后水泥窯燃料和能源節約最大 10%;生產量增加最大 10%;降低排放最大 15%;爐襯耐用性/使用壽命延長最大 15%,節能效果顯著。
能源管理系統
隨著節能減排成為企業發展最為關注的問題后,能源管理系統借此得到了重視及發展。能源管理系統是以幫助工業生產企業在擴大生產的同時,通過能源計劃、監控、統計、消費分析、重點能耗設備管理和能源計量設備管理等多種手段,合理計劃和利用能源,降低單位產品能源消耗,提高經濟效益為目的信息化管控系統。能源管理系統是耗能企業實現優化資源配置、合理利用能源的系統節能戰略措施。
因此,通過能源管理系統可以對企業內部不良的能源使用習慣和高能耗設備,以及高能耗運轉周期等問題進行深入挖掘和控制,實現安全生產、優良供能, 提高工作效率并降低能耗, 最終達到降低產品成本的目的,同時通過節能達到減排的目標。現在很多企業已經具備了基礎能源設備,如智能儀表、物位計、流量開關等,而如何將數據用最快捷的方式進行傳輸,并且實時監控能源的消耗情況,成為能源系統未來的發展方向。
以西門子全集成能源管理方案(TIP)為例, 該方案提供了優質、節能的配電產品的同時,優化配電系統的設計成本和運行維護成本,是配電系統的理想解決方案,包括從中壓進線、低壓配電、終端配電、直至墻壁開頭和插座 。通過使用SIMARIS design設計軟件規劃與設計一個新的配電網絡;通過使用SIMARIS manager 電能管理軟件,監控和管理配電網絡的經濟運行,實現節能省電。 該方案應用于工礦企業、商業樓宇、基礎設施和民用建筑等領域。羅克韋爾自動化公司推出電力及能源管理系統(PEMS),它能夠幫助用戶在整個企業范圍內監視、采集、分析、存儲、共享實時的能源數據。
第二篇 新模式助力節能減排
隨著節能減排產業政策的出臺,國家在限制高耗能、高污染行業發展的同時,也向企業推出了優惠政策,孕育出了新型產業發展機遇。政府出臺的一系列節能減排的政策和措施,加快了我國工業行業進行結構調整的步伐,也對自動化行業企業未來的走向和發展帶來了深刻的影響。貫徹執行節能減排政策,對自動化企業來說,是一次增強企業競爭力的戰役;面對挑戰、發現商機、把握主動,又何嘗不是一次做大做強的考驗?
目前節能減排工作還存在一些難點,一方面我國節能減排工作主要通過政府主導加以推進,不能適應市場的需要,難以形成長效機制;另一方面節能的長周期和高投入使很多企業缺乏足夠的動力,對短期經濟利益的追求也使企業對節能不夠重視。
結合節能減排工作現狀,gongkong市場研究表示,節能企業通過產業結構調整來降低能耗;另外則是企業的換代節能新產品,以及現有技術節能改造。在企業現有技術節能改造中,目前主要采用的運作模式有三種:直接購買節能設備,EMC合同能源管理模式,BOT模式。
直接購買節能設備
一般來說,工業企業節能直接由自動化企業提供節能產品,也就是我們通常所說的不擔保節能量的直接業務模式,即客戶直接選擇使用企業先進的節能產品和解決方案,如集成自動化、全集成能源管理、高效電機、變頻器等。該方式對于應用者來說,通過購買設備容易存在資金壓力的情況,同樣不能保證節能效果,有一定的風險。
EMC合同能源管理
合同能源管理英文(Energy Mechanism Conservation),簡稱EMC。它是一種在市場經濟國家中逐步發展起來的新型節能合作機制,機遇這種新節能機制運作的專業化“節能服務公司”發展十分迅速。尤其在美國、加拿大,EMC已發展成為一種新興的節能產業。節能服務公司根據企業能耗情況進行評估統計,提出存在的節能空間進行技術改造,達到能源優化的目的。所需資金由專業節能服務公司提供,雙方簽訂《節能績效保證合同》,在項目投入使用后,企業從該項目每年的節能效益中,按照合同約定的比例償還投資方,達到合同約定的數額時項目所有權歸企業所有。
這種機制使耗能企業避開了投資風險,企業不同投資即可獲得節能項目和節能效益從而實現零風險投資,同時讓投資方有利可投,是一種雙贏的現代能源管理理念。
這種方式目前在企業應用中已有成功案例,西門子通過與節能服務公司的合作模式,完成了中石化石家莊煉化分公司的項目。中石化石家莊煉化分公司在采用了兩臺西門子完美無諧波變頻器及其附屬監測系統應用于循環水泵,節能率高達30%。石家莊萬維創新科技有限公司作為節能服務公司,石家莊在煉化設備安裝投運前只支付給萬維創新80%的款額,在設備運行并達到合同約定的節能量后將剩余的20%余額之處給萬維創新。
合同能源管理在中國的發展也存在著一些問題,中國節能協會常務副理事長宋忠奎表示,“節能服務公司同時做幾個項目時,資金需求也很大,需要通過融資實現,而這個風險是由節能服務公司獨自承擔的。” 宋忠奎還表示,中國企業的誠信有待提高。這也是合同能源管理模式能在中國推行下去的基礎。由于服務公司的收益來自于節能減排項目的實施為企業節省的能源的價值,對于實際節省能源的評估也需要企業的配合才能由第三方檢測得出。
有一個利好消息是目前已經有一套節能服務公司商業貸款擔保機制已經建立,已經有不少企業從這種節能服務模式中獲利。EMC節能模式在我公司技術和經濟手段方面是可行的,通過節能改造工程,將大大推動節能減排戰略目標的實現,不僅可以有效地減少項目成本,通過分享節能項目實施后生產的節能效益來獲得利潤而不斷發展壯大,EMC的發展將不斷地推動和促進節能的產業化。
BOT模式
BOT 模式是不同于EMC模式的一種運作模式。它實質上是基礎設施投資、建設和經營的一種方式,以政府和私人機構之間達成協議為前提,由政府向私人機構頒布特許,允許其在一定時期內籌集資金建設某一基礎設施并管理和經營該設施及其相應的產品與服務。
政府對該機構提供的公共產品或服務的數量和價格可以有所限制,但保證私人資本具有獲取利潤的機會。整個過程中的風險由政府和私人機構分擔。當特許期限結束時,私人機構按約定將該設施移交給政府部門,轉由政府指定部門經營和管理。所以,BOT一詞意譯為“基礎設施特許權”更為合適。該模式目前主要在大型鋼鐵企業、電廠等有應用。
總之,對比幾種節能模式,直接購買節能設備已經成為目前國內的主要節能模式,EMC、BOT模式也已經在國內處于高速發展階段。由于資金,技術,行業不規范等問題,EMC、BOT在國內的發展仍然受到一定制約,但是從長遠發展來看,這兩種節能模式未來的市場前景依然比較廣闊。
考慮到中國企業在節能方面資金及風險方面的一些困難,西門子成立節能服務中心,面向客戶推出四種節能服務模式,包括:直接業務模式,即客戶直接選擇使用西門子先進的節能產品及技術等;與節能服務公司合作模式,通過節能公司提供節能方案、西門子提供節能產品與技術;與金融伙伴合作的“合同能源管理”模式,金融伙伴提供資金,西門子提供節能技術及解決方案,雙方聯合幫助企業用戶實現節能;企業擔保節能量的直接業務模式,即客戶直接選擇使用西門子先進的節能產品和解決方案,西門子擔保節能量幫助客戶降低能源賬單。
2008年11月,西門子向新疆八一鋼鐵股份公司提供節能改造設備,在八鋼轉爐工藝段的除塵風機上采用3臺西門子-羅賓康完美無諧波變頻器1400KW/6.3KV,通過使用西門子變頻器取代以前的液力耦合器,八鋼集團每年多節電138萬度,節省約200萬元的能源費用。
現在,越來越多的企業接受了合同能源管理的模式,西門子的節能服務業務也已經向第二、第三種模式傾斜。2006年西門子在中國首次實施了烏蘭水泥合同能源管理項目,經過長達168小時的在線測算,烏蘭水泥廠的最終平均節電率達到35%;而2007年實施的秦嶺水泥廠的節電率也高出了預測的25%,達到了27%,每年為企業節電170wkh,折合電費80多萬元。
第三篇 自動化企業在行動
能源緊缺,環境告急,政策號召,市場可期——節能減排已不再是口號,而變成了實際的行動。在金融危機后的我國工業自動化市場,節能減排早已不再是“概念”炒作,而是實實在在的增長點。為此,自動化主流供應商均已開始積極行動。
西門子:不斷創新的發展精神,伴中國成長
西門子(中國)推出了一系列關于節能環保的業務組合和解決方案,主要從高效能源生產、可再生能源利用、高效資源配置和高效能源利用等四個方面提供解決方案。這些解決方案遵循三個核心標準,一是完全意義上的可再生能源,例如風能、風電上網;二是完全意義上的環境技術,如水處理技術和大氣污染控制技術;三是能源高效利用的產品和解決方案,如聯合循環發電廠、高壓直流輸電系統、節能照明設備、全面交通解決方案等。
西門子在環境節能相關領域推出的諸多解決方案,通過不斷創新的研發理念,幫助中國實現了社會、客戶和西門子的三方共贏,這也正是西門子節能環保的核心理念。具體來說,這些解決方案既有益于社會環境和人們生活質量的改善,又能使客戶降低能源成本,也能為西門子開拓更具吸引力的市場,實現盈利的增長。
隨著“十二五”節能減排約束性目標的出臺,西門子為全力支持中國“十二五”規劃,2011年在中國將舉辦了“西門子增效卡車中國巡展”。此次西門子增效卡車活動將從北京首發,持續一年,通過全面展示西門子的創新技術和能源管理解決方案、西門子在全球及中國的節能案例活動,號召人們一起為中國的節能事業做出貢獻。
西門子長期致力于開發能夠廣泛應用、幫助節省能源的創新技術。現在,在樓宇、照明、家用電器、交通和工業等眾多領域,都有許多節能技術與解決方案問世,幫助我國用戶提高能源的生產、輸送和使用效率。
在發電領域,西門子在華能上海燃機電廠安裝了全球領先的西門子大型燃氣輪機,幫助其實現60%的發電效率,而目前德國火力發電廠的平均發電效率也僅為38%;在交通領域,西門子創新的靜態儲能裝置節能技術已經成功應用在北京地鐵5號線上;在工業領域,A&D 成功地將電機的電力損耗降低了45%;裝有變頻器的調速系統可將泵和風機的耗電量降低30-50%,大量的中國工業用戶從A&D 的節能產品與解決方案中受益。
西門子在北京和上海建設的西門子總部大樓都采用了環境友好型設計,與中國規模相當的普通辦公樓相比,它們將節省近1/3的能源。在日常工作中,西門子一直在鼓勵員工減少能源消耗量,在提高空調使用效率,充分利用自然光源及減少其他電能消耗方面我們一直在努力。
在提供本地化的節能解決方案和產品上,西門子通過技術創新,提供了四種節能解決方案,從產品到應用兩個層面上提高企業的能源使用效率。
1.通過全集成自動化(TIA)優化整體生產流程
西門子的TIA是一種適用于所有工業領域的集成解決方案平臺,提供有全線協同產品及各種解決方案。通過TIA統一的編程/組態、統一的數據管理和統一的通訊,我們能幫助用戶改進整體制造工藝和業務流程,實現整個生產流程的自動化和優化,合理高效地利用能源。
2.應用有效的能源管理方案——全集成能源管理方案(TIP)
TIP為工礦企業、市政和基礎設施、商業大樓提供了嚴謹、安全、可靠、節能的全集成配電系統的解決方案,它包括從中壓進線、低壓配電、終端配電、直至墻壁開頭和插座。通過使用SIMARIS design設計軟件規劃與設計一個新的配電網絡;通過使用SIMARIS manager電能管理軟件,監控和管理配電網絡的經濟運行,實現節能省電。
3. 使用高效電機
高效電機產品通過對電動機的電、磁、機械和通風的優化,優質材料及先進制造工藝的使用,并結合先進全面的試驗及測試手段,切實有效地降低電動機的各方面損耗,幫助用戶降低運行成本,加快投資回收。我們的高效電機的功率損耗可降低達45%,并幾乎適合所有的驅動設計,如代表著世界領先水平的Compact系列電動機等。
4.使用變頻傳動系統
變頻驅動裝置可以精確地根據要求使電子驅動裝置以可調節的旋轉速度運行,有效的節省能源,對風機、泵類及壓縮機等應用極為有效,節約能源高達50%。特別是全新開發的SINAMICS家族,代表了最新的傳動技術,具有最大的可靠性、可用性和功能性,是各種節能改造的最佳選擇。其獨特的節能設計軟件 SinaSaveTM可通過因特網免費計算出電氣驅動系統的節能潛力,使節能一目了然。
節能減排,科學發展,已經成為我國發展經濟的戰略指導思想,也表明了我國自動化將迎來又一輪快速發展時期。據估算到2020年,工業企業節能潛力總計達3600億元。面對這么巨大的蛋糕,除了西門子之外,包括ABB、施耐德、羅克韋爾等工業自動化巨頭均瞄準了該市場并給出了節能整體解決方案。在“十二五規劃”中,中國政府將投資4萬億元人民幣重點支持航天技術、新能源、新材料、信息技術、生物和制約、節能技術和環保技術、海洋勘探和開發技術、高級制造業和高科技服務業。據gongkong預測,未來數年自動化在節能環保領域的應用將保持20%以上的增長,節能減排也成為后工業時代自動化市場的主要驅動力之