تنفيذ معايير كفاءة استهلاك الطاقة للمحركات الجديدة في الصين قد ساعد العديد من الصناعات على تحقيق هدف "الكربون المزدوج"

تحت الأهداف الوطنية لـ "ذروة الكربون" و"حياد الكربون"، تحسين كفاءة الطاقة يمثل تحديًا جديًا لجميع الصناعات المتعلقة بالكهرباء. باعتباره مصدر قوة للأجهزة الكهربائية وأنواع مختلفة من الآلات، فإن المحرك ليس فقط مستخدمًا على نطاق واسع في مختلف الصناعات، ولكنه أيضًا مستهلك كبير للطاقة. وفقًا لإحصائيات الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي وغيرها، فإن استهلاك طاقة المحركات يشكل حوالي 42٪ إلى 50٪ من إجمالي استهلاك الكهرباء، ويُشكل استهلاك المحركات ثلاثية الطور غير المتزامنة حوالي 90٪ من إجمالي استهلاك المحركات للطاقة، بينما المحركات بقوة 37 كيلوواط وما دون تمثل حوالي 50٪ من إجمالي استهلاك المحركات للطاقة. وضع حدود معقولة لكفاءة طاقة المحركات سيساهم ليس فقط في مساعدة الصين على تحقيق هدفها لـ "الكربون المزدوج" في الوقت المحدد، ولكن أيضًا في تعزيز ترقية كفاءة منتجات المحركات.

1. نطاق تطبيق أوسع للمعايير، تتم تحسين الكفاءة الطاقوية

مع تقدم تقنية إنتاج المحركات وتقنية توفير الطاقة، لم تعد متطلبات مؤشر كفاءة الطاقة ودرجة كفاءة الطاقة المحددة في GB 18613-2012 وGB 25958-2010 قادرة على مواكبة أحدث تطورات تقنية المحركات. وهذا هو السبب الأساسي لظهور GB 18613-2020.

تم تعديل المعيار الجديد بناءً على المعيارين القديمين GB 18613-2012 وGB 25958-2010، لذلك فإن نطاق التطبيق أوسع. وقد اكتشف المراسل أن المعيار الجديد يحدد مستويات كفاءة الطاقة وحدود كفاءة الطاقة وطرق الاختبار للمحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور، والمحركات غير المتزامنة أحادية الطور، ومراوح التكييف.

مقارنة مع GB 18613-2012، يحذف المعيار الجديد حدود كفاءة الطاقة للمحرك، وقيمة تقييم توفير الطاقة في المحرك، ويعزز المتطلبات المتعلقة بحدود كفاءة الطاقة للمحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور، من المستوى الأصلي IE2 إلى IE3. وفي الوقت نفسه، قام المعيار الجديد بمراجعة نطاق التطبيق. ومن بينها، خفض المعيار الجديد القوة الدنيا للمحرك غير المتزامن ثلاثي الطور من 0.37 kW إلى 0.12 kW، والقوة القصوى من 375 kW إلى 1000 kW، وزاد من مستوى كفاءة الطاقة للمحرك غير المتزامن ثلاثي الطور ذي الثمانية أقطاب. مقارنة مع GB 25958-2010، رفع المعيار الجديد متطلبات مؤشرات كفاءة الطاقة للمحركات غير المتزامنة بدءاً بالطاقة الكهربائية، والمحركات غير المتزامنة التي تعمل بالطاقة الكهربائية، والمحركات ذات القيمة المزدوجة للطاقات الكهربائية. تم حذف متطلبات مؤشرات كفاءة الطاقة لمحركات مروحة التكييف وإضافة متطلبات مؤشرات كفاءة الطاقة لمحركات التشغيل الرأسمالي لمراوح التكييف ومحركات DC بدون فرش لمراوح التكييف.

بالنسبة لمحركات ثلاثية الطور غير المتزامنة، فإن مؤشر كفاءة الطاقة للمعيار الجديد متوافق مع IEC 60034-30-1، ومستويات كفاءة الطاقة 1، 2 و 3 في المعيار تتوافق مع IE5، IE4 و IE3 من مؤشر IEC على التوالي.

2. من الصعب الوصول إلى المعيار، والشركات تواجه ضغوط التكلفة

يرغب مصنعو المحركات في جعل منتجاتهم تلبي متطلبات المعيار الجديد، من حيث التكنولوجيا والمعدات والعمليات والمواد والمبيعات لتكون مستعدة بشكل كامل لإنتاج وبيع محركات أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة. ومن منظور المحركات ثلاثية الطور غير المتزامنة، لتحسين كفاءة استخدام الطاقة في المحركات بشكل شامل، تحتاج الشركات إلى زيادة التكاليف، خاصة تكلفة المواد. يزيد التكلفة النموذج IE3 بنسبة حوالي 20% مقارنة بالنموذج IE2؛ أما بالنسبة للنموذج IE4 مقارنة بالنموذج IE3، فقد زادت التكلفة بشكل كبير. وبالأخص في ظل الوضع الحالي المرتفع فيه أسعار المواد الخام مثل الحديد والنحاس، فإن التحديات التي تواجهها شركات المحركات واضحة.

على الرغم من صعوبة تحقيق المعيار، إلا أن شركات السيارات تواصل تحسين كفاءة الطاقة من خلال التوازن بين التكلفة والأداء بطرق مختلفة. على سبيل المثال، خذ VICTORY، يتمحور VICTORY بشكل رئيسي حول تصميم المحرك المُحسَّن من الناحية الكهرومغناطيسية: أولاً، استخدام ألواح الصلب الكهربائية ذات الخسائر الأقل، واستخدام عمليات تصنيع النواة الأكثر تقدمًا لتقليل استهلاك الحديد؛ ثانيًا، اتخاذ إجراءات متعددة لتقليل الفوضى؛ ثالثًا، استخدام بنية مسار الهواء المُحسَّنة ودبابيس كفاءة عالية لتقليل الاستهلاك الميكانيكي. بالإضافة إلى ذلك، لتحسين كفاءة طاقة المحرك، يمكن للمؤسسات المصنعة للمحركات تنفيذ تحسينات مستهدفة في عملية الإنتاج (مثل دقة المعالجة) والمعدات الإنتاجية.

بالنسبة لمعاني تنفيذ المعيار الجديد، بدءًا من إصدار GB 18613-2006، فتحت صناعة المحركات في الصين الستار عن بداية اللحاق بمستوى كفاءة الطاقة للمحركات في الدول المتقدمة. أصبح مستوى كفاءة الطاقة للمحركات الصينية وفقًا لـ GB 18613-2012 قريبًا جدًا من مستويات كفاءة الطاقة في الدول المتقدمة الكبرى. يشير إطلاق هذا المعيار الجديد إلى أن الصين أصبحت رسميًا رائدة بعد أن كانت تلاحق في مجال كفاءة طاقة المحركات، والقيمة الحد الأدنى لكفاءة الطاقة المحددة في المعيار الجديد أعلى من المعايير الحالية لكفاءة الطاقة في معظم البلدان. سيكون تنفيذ هذا المعيار له تأثير كبير على صناعة المحركات بأكملها، حيث سيعزز من قيمة حد كفاءة الطاقة للمحركات، مما سيزيد بشكل كبير من عتبة صناعة تصنيع المحركات، وسيتم القضاء على عدد كبير من مصانع المحركات ذات القوة التقنية الضعيفة، وستزداد تركيز الصناعة، بينما ستنتقل المنتجات الرئيسية في سوق المحركات تدريجيًا من IE3 وIE4 إلى IE4 وIE5.