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我国高效电机的推广与应用分析
发表时间：2016-08-27 11:11 点击：1905次
电机是风机、泵、压缩机、机床、传输带等各种设备的驱动装置，广泛应用于钢铁、有色金属、石化、建材、公用设施等多个行业和领域。我国电机总用电量约占全社会用电量的64%，其中工业领域电机总用电量约占工业用电量的75%，我国在用的高效电机仅占3%左右，电机效率平均水平比国外低3-5个百分点。工业领域电机能效每提高一个百分点，可年节约用电260亿千瓦时左右，电机领域具有巨大的节能潜力。我国高度重视高效电机的推广工作，出台了节能产品惠民工程、电机能效提升计划、高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录、节能机电设备（产品）推荐目录、能效标识管理与节能认证等政策，加快高效电机的推广。
一、推广高效电机的政策措施
（一）节能产品惠民工程
2010年5月31日，财政部、发改委印发了《节能产品惠民工程高效电机推广实施细则》。规定了推广产品范围（低压三相异步电动机、高压三相异步电动机、稀土永磁三相同步电动机）；推广产品及企业条件；推广补贴标准（分1级、2级，以每千瓦为单位进行补贴）；推广资格申请和确定；补贴资金申请和拨付（录入信息管理系统），其他（标识和样式，不得出口）等。
2010年6月发布第一批高效电机推广目录，13家企业1000多个型号入围。2011年3月第二批高效电机推广目录， 52家生产企业9497个型号入围推广目录。在2010年6月-2013年12月期间，财政部和发改委共发布了五批“节能产品惠民工程”高效电机推广目录，其中第五批推广目录共有90家企业，多集中于江苏、浙江和上海等省市。
根据节能产品惠民工程高效电机推广实施细则要求，入围“节能产品惠民工程”的企业，应具备以下推广条件：低压三相异步电机和高压三相异步电机年推广量不少于30 万千瓦，或稀土永磁电机年推广量不少于1万千瓦。
节能产品惠民工程电机的补贴范围：一是额定功率为0.55千瓦（含）—315千瓦（含），额定电压为690伏及以下的低压三相异步电动机（以下简称低压三相异步电机）；二是额定功率为355千瓦（含）—25000千瓦（含），额定电压为6000伏或10000伏的高压三相异步电动机（以下简称高压三相异步电机）；三是额定功率为0.55千瓦（含）—315千瓦（含），额定电压为690伏及以下的稀土永磁三相同步电动机（以下简称稀土永磁电机）。具体补贴标准如表2所示：
（二）电机能效提升计划
（二）电机能效提升计划
为贯彻党的十八大提出大力推进生态文明建设精神，着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展，形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式，工业和信息化部结合工作实际和现有基础，选择电机作为重点领域，联合国家质量监督检验检疫总局下发了《关于组织实施电机能效提升计划（2013-2015年）的通知》，明确了电机能效提升计划的总体思路，提出了具体目标、主要任务和保障措施，并对各地推广高效电机提出了具体要求。
电机能效提升计划得到了地方工信系统积极响应，山西、广东、云南、上海、武汉等划片举办电机能效提升计划培训班，为了厘清电机能效提升的思路，明确工作重点，部分省市对本地区电机生产和应用现状进行了全面调研，起草提升电机能效调研报告，提出了采用“扩、淘、改、再、研”等工作措施及建立激励与约束相结合的保障机制等举措，全面提升电机能效；为了加快高效电机的推广应用，培育高效电机再制造产业，部分省市出台了加快高效电机推广促进高效电机再制造实施细则，明确了高效电机推广任务下达部门、旧电机回收主体资格的认定和监管程序、再制造高效电机推广目录的发布部门、地方财政补贴资金审核程序等。
（三）政府推荐与淘汰
在淘汰落后机电设备方面，工业和信息化部依据《节能法》，按照职责分工，2009年12月颁布了《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第一批）》（工节［2009］第67号），共9大类272项设备（产品），包括电动机27项，电焊机和电阻炉13项，变压器和调压器4项，锅炉50项，风机15项，泵123项，压缩机33项，柴油机5项，其他设备2项。其中将低压电机中的J、JO、JO2等及其派生系列产品予以明令淘汰。并分别于2012年4月颁布了《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第二批）》，共12大类135项设备（产品），包括电动机1项，工业锅炉8项，电器61项，变压器1项，电焊机1项，机床34项，锻压设备20项，热处理设备2项，制冷设备1项，阀1项，泵2项，其他设备3项；2014年3月发布了《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第三批）》，共2大类337项设备（产品），包括电动机300项、风机37项。
在推荐节能产品方面，工业和信息化部依据《节能法》，按照职责分工，2009年5月颁布了《节能机电设备（产品）推荐目录（第一批）》，共4大类35项设备（产品）。其中，内燃机7项，工业锅炉7项，电动机4项，通用设备17项。2010年8月节能机电设备（产品）推荐目录（第二批），总计7 大类59 项设备（产品），其中工业锅炉9 项、压缩机 3 项、泵 15 项、风机8 项、变压器10 项、内燃机2项、热处理 12 项。2011年12月《节能机电设备（产品）推荐目录（第三批）》。2013年2月发布《工业和信息化部节能机电设备（产品）推荐目录（第四批）》。
（四）能效标识管理与节能认证
2008年1月18日，国家发展改革委、国家质检总局、国家认监委根据《能源效率标识管理办法》的规定，组织、制定、发布了《中华人民共和国实行产品能源效率标识的产品目录（第三批）》，将中小型三相异步电动机正式纳入。规定自2008年6月1日起，在中国生产、销售、进口的中小型三相异步电动机产品均强制要求粘贴相应的能效标识。标准包含三个能效等级，分别是1级、2级和3级，分别对应国家标准《中小型三相异步电动机的能效限定值及能效等级》（GB1863-2006）中的1级、2级和3级。该标准于2012年9月1日重新修订并发布实施，名称修改为《中小型三相异步电动机的能效限定值及能效等级》（GB18613-2012），仍然将符合适用范围（1000V以下、50Hz、功率范围在0.75Kw~375kW、极数范围2极、4极、6极、单速、封闭自扇冷式、通用设计型、连续工作制）的一般用途或防爆用途的低压交流三相鼠笼型异步电动机分为三个能效等级，也分别对应能效标识管理制度中规定的三个能效等级。
《能源效率标识实施规则》明确规定：在中国生产、制造和销售的中小型电机产品实施“能效标识”的备案制度，将我国境内销售的所有中小型通用型电机全部纳入了能效监督管理的范围。
同时中国质量认证中心（CQC）还颁布了《中小型三相异步电动机节能认证规则》，对符合GB 18613标准中2级效率及以上的中小型三相异步电动机颁布“节”字标识。凡是通过能效标识备案或节能认证的企业及其产品均定期进行发布和公示，便于用户选择和监督。
二、电机产业状况
电机制造是关系我国机械发展的重要的行业，它是一个范围很广的行业，包含很多的子行业，各个子行业的不同的特点决定了其分布的广泛性。电机制造除了经济较为发达的华南地区、华东地区、华北地区以及华中地区外，一部分子行业还分布在黑龙江、辽宁等东北老工业基地。在过去几十年的快速发展中，在山东、长三角等省市/区域形成了强大的电机企业，并围绕这些电机企业，形成了涵盖机座、定转子、线圈等配套产业集群，目前仅仅在电机定转子环节，已经形成了10 亿元收入规模的企业，这些产业集群不仅在国内最齐全，在世界上也比较少见。从行业的规模指标看，资产和收入主要集中在江苏、浙江、山东、上海、福建、辽宁、黑龙江、四川和天津等区域。
我国高效电机行业已形成较为完整的产业链，年生产能力达到3000多万千瓦，还有大量普通电机的生产工艺和设备，经过改造升级后都可以转向生产高效电机。电动机是一个材料密集型的传统产品，材料成本占电机总成本近80%.在电机原料方面，我国稀土资源丰富，品种全、质量高，并且冷轧硅钢、紫铜、纯铝等原料具有较强的生产能力，大规模生产高效电机具有得天独厚的条件。我国虽然在高效电机研发方面与国际水平基本保持同步，但我们国家生产的IE3电机国内应用得少，大部分用于出口，我国在高效电机应用方面还存在巨大的挑战。
近年来，我国电动机制造行业随着电力发展呈现出勃勃生机，产销规模和经济效益都有了大幅度提高。2012年，我国电动机制造行业的工业总产值为1560.00亿元，实现销售收入1581.84亿元，利润总额为84.53亿元。电机生产企业中私营企业居多，占比到一半以上，其次是外商和港澳台投资企业。
三、高效电机市场状况
据统计，2010 年我国达到IE1 等级（普通电机）的电机市场占有率约为90% ，达到IE2 以上的高效及超高效节能电机比例不到10%.工业节能“十二五”规划以及电机能效提升计划提出2015 年达到节能评价值（即达到IE2）的电机达到整个电机市场的80% 以上；50%的低压三相笼型异步电动机产品、40%的高压电动机产品达到高效电机能效标准规范；累计推广高效电机1.7亿千瓦，淘汰在用低效电机1.6亿千瓦，实施电机系统节能技改1亿千瓦，实施淘汰电机高效再制造2000万千瓦。
据测算，若要达到此目标，规划期间高效电机至少需保持100% ~125% 的复合增速。鉴于存在的实际困难，结合政策推广力度分析，保守估算复合增速在70% 以上。
目前我国中小型电机有300个系列，1500个品种，产品以一般效率的Y、Y2、Y3系列和高效率的Y2-E、YX3系列为主，其中Y系列电机是80年代产品，Y2系列是90年代产品，Y3系列基本达到欧洲能效标准的Eff2水平，但低于新国标（GB18613-2012）3级能效标准，列入淘汰目录。YX3系列基本可达到欧洲能效标准的Eff1水平，我国使用的电机70%以上是中小交流电机，主要集中在3kW至90kW，平均效率为89.3%，而高效电机的平均效率可达94%.
我国当前大量使用的Y系列、Y2系列电动机，其中Y系列约占85%，Y2 系列约占10%，基本上符合原国家标准GB18613-2002中的能效限定值的要求，但与国家新标准GB18613-2012规定的能效限定值有一定的差距。Y2电动机的效率等级按照欧盟的标准虽然可达到Eff2级，但比欧盟的高效指标Eff1低2～3个百分点，比美国的NEMAE低5～6个百分点，差距较大。据相关数据统计，在西方工业发达国家所占比重已不足30%.
按照国家新标准GB18613-2012规定的高效电机为达到能效二级（相对于IE3能效标准）及以上的电机，高效电机具有巨大的市场空间。目前全国大部分三相异步电动机企业产品均为3级，只有极少数产品为2级。随着新标准的提出及行业的发展，YX3系列等二级能效的高效电机即将成为市场的主体，逐步取代现在市场上应用十分广泛的Y系列和Y2系列等三级能效的电机。
四、推广高效电机意义
推广高效电机具有重要的意义。一是电机节能潜力大。近年来在国家政策的支持下，我国电机能效水平逐步提高，但总体能效水平仍然较低。从电机系统看，因匹配不合理、调节方式落后等原因，电机系统运行效率比国外先进水平低10-20个百分点。工业领域电机能效每提高一个百分点，可年节约用电260亿千瓦时左右。二是电机用电量高。据统计测算，2011年，我国电机保有量约17亿千瓦，总耗电量约3万亿千瓦时，占全社会总用电量的64%，其中工业领域电机总用电量为2.6万亿千瓦时，约占工业用电的75%.三是推广高效电机带动作用广。电动机是各种设备的动力源，广泛用于工业、农业、建筑以及公共设施等各领域，推广高效电机在节约用电量的同时，还可以带动风机、水泵、压缩机等设备提高能效，提升我国整个装备制造业水平。
电机是风机、泵、压缩机、机床、传输带等各种设备的驱动装置，广泛应用于钢铁、有色金属、石化、建材、公用设施等多个行业和领域。我国电机总用电量约占全社会用电量的64%，其中工业领域电机总用 电量约占工业用电量的75%，我国在用的高效电机仅占3%左右，电机效率平均水平比国外低3-5个百分点。工业领域电机能效每提高一个百分点，可年节约用电260亿千瓦时左右，电机领域具有巨大的节能潜力。我国高度重视高效电机的推广工作，出台了节能产品惠民工程、电机能效提升计划、高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录、节能机电设备（产品）推荐目录、能效标识管理与节能认证等政策，加快高效电机的推广。
一、推广高效电机的政策措施
（一）节能产品惠民工程
2010年5月31日，财政部、发改委印发了《节能产品惠民工程高效电机推广实施细则》。规定了推广产品范围（低压三相异步电动机、高压三相异步电动机、稀土永磁三相同步电动机）；推广产品及企业条件；推广补贴标准（分1级、2级，以每千瓦为单位进行补贴）；推广资格申请和确定；补贴资金申请和拨付（录入信息管理系统），其他（标识和样式，不得出口）等。
2010年6月发布第一批高效电机推广目录，13家企业1000多个型号入围。2011年3月第二批高效电机推广目录， 52家生产企业9497个型号入围推广目录。在2010年6月-2013年12月期间，财政部和发改委共发布了五批“节能产品惠民工程”高效电机推广目录，其中第五批推广目录共有90家企业，多集中于江苏、浙江和上海等省市。
根据节能产品惠民工程高效电机推广实施细则要求，入围“节能产品惠民工程”的企业，应具备以下推广条件：低压三相异步电机和高压三相异步电机年推广量不少于30 万千瓦，或稀土永磁电机年推广量不少于1万千瓦。
节能产品惠民工程电机的补贴范围：一是额定功率为0.55千瓦（含）—315千瓦（含），额定电压为690伏及以下的低压三相异步电动机（以下简称低压三相异步电机）；二是额定功率为355千瓦（含）—25000千瓦（含），额定电压为6000伏或10000伏的高压三相异步电动机（以下简称高压三相异步电机）；三是额定功率为0.55千瓦（含）—315千瓦（含），额定电压为690伏及以下的稀土永磁三相同步电动机（以下简称稀土永磁电机）。具体补贴标准如表2所示：
（二）电机能效提升计划
（二）电机能效提升计划
为贯彻党的十八大提出大力推进生态文明建设精神，着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展，形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式，工业和信息化部结合工作实际和现有基础，选择电机作为重点领域，联合国家质量监督检验检疫总局下发了《关于组织实施电机能效提升计划（2013-2015年）的通知》，明确了电机能效提升计划的总体思路，提出了具体目标、主要任务和保障措施，并对各地推广高效电机提出了具体要求。
电机能效提升计划得到了地方工信系统积极响应，山西、广东、云南、上海、武汉等划片举办电机能效提升计划培训班，为了厘清电机能效提升的思路，明确工作重点，部分省市对本地区电机生产和应用现状进行了全面调研，起草提升电机能效调研报告，提出了采用“扩、淘、改、再、研”等工作措施及建立激励与约束相结合的保障机制等举措，全面提升电机能效；为了加快高效电机的推广应用，培育高效电机再制造产业，部分省市出台了加快高效电机推广促进高效电机再制造实施细则，明确了高效电机推广任务下达部门、旧电机回收主体资格的认定和监管程序、再制造高效电机推广目录的发布部门、地方财政补贴资金审核程序等。
（三）政府推荐与淘汰
在淘汰落后机电设备方面，工业和信息化部依据《节能法》，按照职责分工，2009年12月颁布了《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第一批）》（工节［2009］第67号），共9大类272项设备（产品），包括电动机27项，电焊机和电阻炉13项，变压器和调压器4项，锅炉50项，风机15项，泵123项，压缩机33项，柴油机5项，其他设备2项。其中将低压电机中的J、JO、JO2等及其派生系列产品予以明令淘汰。并分别于2012年4月颁布了《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第二批）》，共12大类135项设备（产品），包括电动机1项，工业锅炉8项，电器61项，变压器1项，电焊机1项，机床34项，锻压设备20项，热处理设备2项，制冷设备1项，阀1项，泵2项，其他设备3项；2014年3月发布了《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第三批）》，共2大类337项设备（产品），包括电动机300项、风机37项。
在推荐节能产品方面，工业和信息化部依据《节能法》，按照职责分工，2009年5月颁布了《节能机电设备（产品）推荐目录（第一批）》，共4大类35项设备（产品）。其中，内燃机7项，工业锅炉7项，电动机4项，通用设备17项。2010年8月节能机电设备（产品）推荐目录（第二批），总计7 大类59 项设备（产品），其中工业锅炉9 项、压缩机 3 项、泵 15 项、风机8 项、变压器10 项、内燃机2项、热处理 12 项。2011年12月《节能机电设备（产品）推荐目录（第三批）》。2013年2月发布《工业和信息化部节能机电设备（产品）推荐目录（第四批）》。
（四）能效标识管理与节能认证
2008年1月18日，国家发展改革委、国家质检总局、国家认监委根据《能源效率标识管理办法》的规定，组织、制定、发布了《中华人民共和国实行产品能源效率标识的产品目录（第三批）》，将中小型三相异步电动机正式纳入。规定自2008年6月1日起，在中国生产、销售、进口的中小型三相异步电动机产品均强制要求粘贴相应的能效标识。标准包含三个能效等级，分别是1级、2级和3级，分别对应国家标准《中小型三相异步电动机的能效限定值及能效等级》（GB1863-2006）中的1级、2级和3级。该标准于2012年9月1日重新修订并发布实施，名称修改为《中小型三相异步电动机的能效限定值及能效等级》（GB18613-2012），仍然将符合适用范围（1000V以下、50Hz、功率范围在0.75Kw~375kW、极数范围2极、4极、6极、单速、封闭自扇冷式、通用设计型、连续工作制）的一般用途或防爆用途的低压交流三相鼠笼型异步电动机分为三个能效等级，也分别对应能效标识管理制度中规定的三个能效等级。
《能源效率标识实施规则》明确规定：在中国生产、制造和销售的中小型电机产品实施“能效标识”的备案制度，将我国境内销售的所有中小型通用型电机全部纳入了能效监督管理的范围。
同时中国质量认证中心（CQC）还颁布了《中小型三相异步电动机节能认证规则》，对符合GB 18613标准中2级效率及以上的中小型三相异步电动机颁布“节”字标识。凡是通过能效标识备案或节能认证的企业及其产品均定期进行发布和公示，便于用户选择和监督。
二、电机产业状况
电机制造是关系我国机械发展的重要的行业，它是一个范围很广的行业，包含很多的子行业，各个子行业的不同的特点决定了其分布的广泛性。电机制造除了经济较为发达的华南地区、华东地区、华北地区以及华中地区外，一部分子行业还分布在黑龙江、辽宁等东北老工业基地。在过去几十年的快速发展中，在山东、长三角等省市/区域形成了强大的电机企业，并围绕这些电机企业，形成了涵盖机座、定转子、线圈等配套产业集群，目前仅仅在电机定转子环节，已经形成了10 亿元收入规模的企业，这些产业集群不仅在国内最齐全，在世界上也比较少见。从行业的规模指标看，资产和收入主要集中在江苏、浙江、山东、上海、福建、辽宁、黑龙江、四川和天津等区域。
我国高效电机行业已形成较为完整的产业链，年生产能力达到3000多万千瓦，还有大量普通电机的生产工艺和设备，经过改造升级后都可以转向生产高效电机。电动机是一个材料密集型的传统产品，材料成本占电机总成本近80%.在电机原料方面，我国稀土资源丰富，品种全、质量高，并且冷轧硅钢、紫铜、纯铝等原料具有较强的生产能力，大规模生产高效电机具有得天独厚的条件。我国虽然在高效电机研发方面与国际水平基本保持同步，但我们国家生产的IE3电机国内应用得少，大部分用于出口，我国在高效电机应用方面还存在巨大的挑战。
近年来，我国电动机制造行业随着电力发展呈现出勃勃生机，产销规模和经济效益都有了大幅度提高。2012年，我国电动机制造行业的工业总产值为1560.00亿元，实现销售收入1581.84亿元，利润总额为84.53亿元。电机生产企业中私营企业居多，占比到一半以上，其次是外商和港澳台投资企业。
三、高效电机市场状况
据统计，2010 年我国达到IE1 等级（普通电机）的电机市场占有率约为90% ，达到IE2 以上的高效及超高效节能电机比例不到10%.工业节能“十二五”规划以及电机能效提升计划提出2015 年达到节能评价值（即达到IE2）的电机达到整个电机市场的80% 以上；50%的低压三相笼型异步电动机产品、40%的高压电动机产品达到高效电机能效标准规范；累计推广高效电机1.7亿千瓦，淘汰在用低效电机1.6亿千瓦，实施电机系统节能技改1亿千瓦，实施淘汰电机高效再制造2000万千瓦。
据测算，若要达到此目标，规划期间高效电机至少需保持100% ~125% 的复合增速。鉴于存在的实际困难，结合政策推广力度分析，保守估算复合增速在70% 以上。
目前我国中小型电机有300个系列，1500个品种，产品以一般效率的Y、Y2、Y3系列和高效率的Y2-E、YX3系列为主，其中Y系列电机是80年代产品，Y2系列是90年代产品，Y3系列基本达到欧洲能效标准的Eff2水平，但低于新国标（GB18613-2012）3级能效标准，列入淘汰目录。YX3系列基本可达到欧洲能效标准的Eff1水平，我国使用的电机70%以上是中小交流电机，主要集中在3kW至90kW，平均效率为89.3%，而高效电机的平均效率可达94%.
我国当前大量使用的Y系列、Y2系列电动机，其中Y系列约占85%，Y2 系列约占10%，基本上符合原国家标准GB18613-2002中的能效限定值的要求，但与国家新标准GB18613-2012规定的能效限定值有一定的差距。Y2电动机的效率等级按照欧盟的标准虽然可达到Eff2级，但比欧盟的高效指标Eff1低2～3个百分点，比美国的NEMAE低5～6个百分点，差距较大。据相关数据统计，在西方工业发达国家所占比重已不足30%.
按照国家新标准GB18613-2012规定的高效电机为达到能效二级（相对于IE3能效标准）及以上的电机，高效电机具有巨大的市场空间。目前全国大部分三相异步电动机企业产品均为3级，只有极少数产品为2级。随着新标准的提出及行业的发展，YX3系列等二级能效的高效电机即将成为市场的主体，逐步取代现在市场上应用十分广泛的Y系列和Y2系列等三级能效的电机。
四、推广高效电机意义
推广高效电机具有重要的意义。一是电机节能潜力大。近年来在国家政策的支持下，我国电机能效水平逐步提高，但总体能效水平仍然较低。从电机系统看，因匹配不合理、调节方式落后等原因，电机系统运行效率比国外先进水平低10-20个百分点。工业领域电机能效每提高一个百分点，可年节约用电260亿千瓦时左右。二是电机用电量高。据统计测算，2011年，我国电机保有量约17亿千瓦，总耗电量约3万亿千瓦时，占全社会总用电量的64%，其中工业领域电机总用电量为2.6万亿千瓦时，约占工业用电的75%.三是推广高效电机带动作用广。电动机是各种设备的动力源，广泛用于工业、农业、建筑以及公共设施等各领域，推广高效电机在节约用电量的同时，还可以带动风机、水泵、压缩机等设备提高能效，提升我国整个装备制造业水平。
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