Wprowadzenie nowych chińskich standardów efektywności energetycznej silników pomogło wielu branżom osiągnąć cel "podwójnego węgla"

W ramach krajowych celów "szczytu węglowego" i "neutralności węglowej", poprawa efektywności energetycznej stanowi poważne wyzwanie dla wszystkich branż związanych z elektrycznością. Jako źródło energii dla urządzeń elektrycznych i innych rodzajów maszyn, silnik nie tylko jest powszechnie używany we wszystkich przemyłach, ale również dużym konsumentem energii elektrycznej. Według statystyk ze Stanów Zjednoczonych, Unii Europejskiej i innych źródeł, zużycie energii przez silniki wynosi około 42% do 50% ogółu zużytej energii elektrycznej, a zużycie energii przez trójfazowe silniki asynchroniczne odpowiada około 90% ogólnej konsumpcji energii przez silniki, przy czym silniki o mocy 37kW i poniżej odpowiedzialne są za około 50% ogólnej konsumpcji energii przez silniki. Ustalenie rozsądnego limitu efektywności energetycznej silników pozwoli nie tylko pomóc Chinom na osiągnięcie celu "podwójnego węgla" w terminie, ale również wspierać ulepszanie efektywności produktów silnikowych.

1. Szerszy zakres zastosowań standardów, efektywność energetyczna została poprawiona

Z uwagi na postępy w dziedzinie technologii produkcyjnej silników i oszczędności energii, wymagania dotyczące wskaźnika efektywności energetycznej i klasy efektywności energetycznej GB 18613-2012 i GB 25958-2010 nie mogą już spełniać najnowszych osiągnięć technologicznych w zakresie silników. To jest podstawowy powód powstania normy GB 18613-2020.

Nowa norma została opracowana na podstawie dwóch wcześniejszych standardów GB 18613-2012 i GB 25958-2010, dlatego jej zakres zastosowań jest szerszy. Reporter stwierdził, że nowa norma określa poziomy efektywności energetycznej, graniczne wartości efektywności energetycznej oraz metody testowania dla trójfazowych silników asynchronicznych, jednofazowych silników asynchronicznych i wentylatorów klimatyzacji.

W porównaniu do GB 18613-2012 nowy standard usuwa granicę energetycznej wydajności silników, wartość oceny oszczędności energii silników oraz wzmocnia wymagania dotyczące limitu efektywności energetycznej trójfazowych silników asynchronicznych, z pierwotnego IE2 na IE3. W tym samym czasie nowy standard zmodyfikował zakres zastosowań. Wśród nich nowy standard obniżył minimalną moc trójfazowego silnika asynchronicznego z 0,37kW do 0,12kW, maksymalną moc z 375kW do 1000kW, a także zwiększył poziom efektywności energetycznej dla ośmiopólowych trójfazowych silników asynchronicznych. W porównaniu do GB 25958-2010 nowy standard podniósł wymagania dotyczące wskaźników efektywności energetycznej dla silników asynchronicznych zaczynających się kondensatorem, silników asynchronicznych napędzanych kondensatorem oraz silników dwuwartościowych z kondensatorem. Usunięto wymagania dotyczące wskaźników efektywności energetycznej dla silników wentylatorów klimatyzacji, a dodano wymagania dotyczące wskaźników efektywności energetycznej dla silników kondensacyjnych wentylatorów klimatyzacji i silników bezszczotkowych silników DC dla wentylatorów klimatyzacji.

Dla silników asynchronicznych trójfazowych wskaźnik efektywności energetycznej nowego standardu jest zgodny z IEC 60034-30-1, a poziomy efektywności energetycznej 1, 2 i 3 w standardzie odpowiadają odpowiednio IE5, IE4 i IE3 indeksowi IEC.

2. Trudno osiągnąć ten standard, a przedsiębiorstwa borykają się z ciśnieniem kosztów

Producenci silników chcą, aby ich produkty spełniały wymagania nowego standardu, w zakresie technologii, wyposażenia, procesów, materiałów i sprzedaży, by być w pełni przygotowanymi na produkcję i sprzedaż bardziej oszczędzających energię silników. Z perspektywy trójfazowych silników asynchronicznych, aby w pełni poprawić wydajność energetyczną silników, przedsiębiorstwa muszą zwiększyć koszty, zwłaszcza koszty materiałów. Model IE3 w porównaniu do modelu IE2 wiąże się ze wzrostem kosztów o około 20%; model IE4 w stosunku do modelu IE3 również wiąże się z istotnym wzrostem kosztów. Szczególnie w obecnej sytuacji, gdy ceny surowców takich jak stal i miedź są wysokie, wyzwania stojące przed firmami produkującymi silniki są oczywiste.

Mimo że jest trudno spełnić standard, firmy motoryzacyjne nadal poprawiają wydajność energetyczną, balansując kosztami i wydajnością na różne sposoby. Weźmy na przykład VICTORY. Optymalizacja projektu VICTORY koncentruje się przede wszystkim na aspekcie elektromagnetycznym silnika: po pierwsze, stosowanie mniej stratnych blach elektrycznych oraz bardziej zaawansowanego procesu produkcji rdzenia, aby zmniejszyć zużycie żelaza; Po drugie, wdrożenie wielu środków redukujących bałagan magnetyczny; Po trzecie, zastosowanie zoptymalizowanej struktury ścieżki powietrznej i wydajnych łożysk, aby zmniejszyć zużycie mechaniczne. Ponadto, aby poprawić wydajność energetyczną silnika, przedsiębiorstwa motoryzacyjne mogą również wprowadzać skierowane ulepszenia w procesie produkcyjnym (takich jak dokładność obróbki) i w użytkowaniu urządzeń produkcyjnych.

W celu zaznaczenia znaczenia wdrożenia nowego standardu, od wersji GB 18613-2006, przemysł silników w Chinach oficjalnie rozpoczął proces dogania poziomu efektywności energetycznej silników w krajach rozwiniętych. Standard GB 18613-2012 pod względem efektywności energetycznej silników chińskich zbliżył się już do poziomu efektywności energetycznej głównych krajów rozwiniętych. Wprowadzenie nowego standardu oznacza, że Chiny oficjalnie stały się liderem w dziedzinie efektywności energetycznej silników, a nie tylko jej goniące. Granica efektywności energetycznej określona w nowym standardzie jest wyższa niż bieżące standardy efektywności energetycznej w większości krajów. Wdrożenie tego standardu będzie miało ogromne wpływy na cały przemysł silników. Podwyższenie granicy efektywności energetycznej silników znacznie podniesie próg wejściowy dla producentów silników, co spowoduje usunięcie licznych fabryk silników o słabych zdolnościach technicznych. Koncentracja w przemyśle wzrośnie, podczas gdy główne produkty dostępne na rynku silników będą stopniowo przechodzić od IE3 i IE4 do IE4 i IE5.