自动化技术助力工业企业节能减排- 菱龙博客

是我国实现可持续发展的必然选择,也是推进新型工业化的关键环节,在“十一五”规划时被提到了更为重要的位置:我国“十一五”规划明确规定了节能减排约束性指标,要求在2010年单位GDP能耗降低20%,主要污染物排放总量减少10%。但据有关数据统计表明,截止到2008年为止,全国单位能耗逐渐降低,2006年下降了1.79%,2007年下降了4.59%,2008年下降了4.59%,“十一五”前三年累计下降了10.1%,刚刚完成五年规划的一半指标。2009年无疑成为了节能减排最为关键的一年。

无论是能源消耗,还是污染排放量,工业企业都是“双高”。有数据表明,工业增加值仅占全国GDP的44%,而工业年耗能量占全国能源总量的70%,主要污染物COD(化学耗氧量)、 二氧化硫的排放约占到全国排放总量的38%和25%。即使像美国、日本这样工业能耗比重仅为20%~30%的发达国家,也把工业作为节能减排的重点。工业作为支撑中国经济发展的重要产业,毫无疑问成为节能减排的排头兵。

在“十一五”的前三年,工业节能降耗的成绩也是有目共睹:统计数据表明,单位工业增加值的能耗下降分别为2006年1.98%,2007年的5.46%,2008年的8.43%。在全国单位GDP能耗降低了10.1%,累计节能2.9亿吨标准煤的同时,工业增加值能耗降低达到15.87%,实现3.7亿吨标准煤的节能。可以看出,工业节能比单位GDP能耗降低的幅度大很多。而在中国工业化的进程中,通过工业化与信息化的融合,这两个指标还有下降空间。只是,金融危机增加了我国实现“十一五”节能减排目标的难度。日前,工业与信息化部部长李毅中日前在《经济日报》撰文给出了应对措施:节能减排要靠结构调整、技术进步和加强管理三种途径来实现。

“1980年~2000年,我国结构节能占60%,技术节能占30%,管理节能占10%。” 这是国家工信部节能与综合利用司司长周长益在第十二届科博会“中国国际节能减排科技创新大会”上公布的数据。虽然此后比例出现了变化,但是结构节能和管理节能突破有限,因为结构调整是一项长期任务,我国政府也试图通过政策引导企业在节能减排的过程中实现产业结构优化升级;管理节能也要靠日积月累,不能一蹴而就。因此,技术节能扮演了重要角色。李毅中指出,在产业结构和能源消费结构一时没有重大变化的情况下,技术进步、技术创新显得尤为重要。只有在技术、工艺、设备和材料的创新与应用上取得重大突破,才能在较短的时间内推进节能降耗减排工作再上新台阶。

一、助力节能减排

工业领域对技术、工艺、设备和材料的创新与应用的需求尤为突出。材料作为制造业的基础,其创新主要体现在对传统材料技术的升级改造,以及核能、太阳能、风能等新能源技术所使用的材料技术上。在工业生产过程中,材料的更替和工艺的创新,虽然节能空间也很大,但受限于目前的产业结构,更新速度和其节能效果,并不像设备、技术创新一样,可以带来立竿见影的效果。而在设备、技术创新中,自动化的产品和技术发挥着重要的作用。以传统五大高耗能、高污染行业中的电力行业为例:发电侧排放二氧化硫达全国排放总量的50%以上,烟尘排放占全国排放量的20%以上,输电侧和配电侧由于线损率一直没有实际改善导致耗能严重,按07年我国发电量3万亿千瓦时测算,耗费在输电及配电侧线路及变电设备空载损耗上的电就达到1800多亿千瓦时,相当于一座3600万千瓦火电站的年发电量。所以,输配电侧节能设备的采用就是节能减排最直接见效的领域,包括低损耗变压器、变频调速装置、无功补偿装置的使用,都是节能减排的重要手段。

而在工业生产中,能源的消耗问题更加值得注意,比如引擎和电机占总工业能源消耗的65%。中国的电机能力超过了5亿千瓦,每年消耗800-1000亿千瓦小时的能量,占总能源消耗的60%和工业能源消耗的75%。驱动鼓风机和电泵的电机则达到了2.5亿千瓦,其中70%都应该使用变速驱动,然而,只有20%使用了变速驱动,造成了巨大的电能浪费。据统计,中国的能源效率仅为美国的26.9%,日本的11.5%。

实际上,工业领域可以xx通过生产流程能源效率评估方式采取节能行动,无论是单一的变频调速、软启动、能量回馈控制技术,还是面向全系统的过程自动化控制和能源管理解决方案,工业自动化技术可以在多方面帮助企业实现节能减排,不仅节能减排空间巨大,而且效果立竿见影。

·变频节能

我国电动机总装机容量4亿多KW,其中年用电量约为15000亿度电,约占当年全国总发电量的65%-70%。是电动机系统节能中的重要部件,应用变频调速可以大大提高电机转速的控制精度,使电机在最节能的转速下运行。以风机水泵为例,根据流体力学原理,轴功率与转速的三次方成正比。当所需风量减少,风机转速降低时,其功率按转速的三次方下降。因此,xx调速的节电效果非常可观。与此类似,许多变动负载电机一般按{zd0}需求来生产电动机的容量,故设计裕量偏大。而在实际运行中,轻载运行的时间所占比例却非常高。如采用变频调速,可大大提高轻载运行时的工作效率。因此,变动负载的节能潜力巨大。国家也已经把风机、水泵等通用机械电机的变频调速改造列入了“十一五”国家xx重点节能工程加以推进。

产生的最初用途是速度控制,由于变频调速具有调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点,在许多需要xx速度控制的应用中,正在发挥着提升工艺质量和生产效率的显著作用。以纺织行业为例,中国具有世界{zd0}的的纺织产品生产能力,市场范围遍及全球,产业规模庞大。纺织与化纤行业也是变频器应用最多、使用密度{zg}的行业。在最常见的化纤机械设备中,选用变频器的设备有螺杆挤出机、纺丝机和后加工机等。选用变频器较多的棉纺设备主要有细纱机、粗纱机、精梳机等。这些设备都要求xx速度控制、多单元同步传动或比例同步(牵伸)传动等,应用变频器可以提高工艺要求、提升产品质量,同时减轻了人工的劳动强度、提高了生产效率,可以说,变频器是纺织行业增强国际竞争能力的重要装备。


图1 一种变频节能系统
在中国变频器市场上,目前有90多个变频器的活跃品牌,其中70%是国内品牌,包括和利时、利德华福、合康亿盛等等。但是超过75%的变频器市场被日本和欧洲的变频器厂商占领,包括三菱、东芝、日立、松下,欧洲的西门子、ABB、施耐德等等。目前,高压变频器市场主要被西门子、ABB、三菱垄断,包括炼钢高炉等场合应用的超大功率(8000KW以上)变频器,轧钢机、机车牵引等应用的特种变频器等,而中小容量产品的低端产品则是国产品牌占据优势。由预测表明,我国变频器市场在未来10内不会达到饱和,市场潜在容量约1200-1800亿元,这为国产变频器厂商向xx市场冲击提供了可能性。

变频调速能量回馈控制技术也是实现节能降耗的重要技术。以电机能耗为例,目前应用较多的是通过变频器实现变频调速,这是通过变频调速技术及其优化控制技术实现“按需功能”,在满足生产机械速度、转矩和动态响应要求的前提下,尽量减少变频装置的输入能量,的确实现了节能降耗。而将由生产机械中储存的动能或势能转换而来的电能及时地、高效地“回收”到电网,即通过有源逆变装置将再生能量回馈到交流电网,实现精密制动,提高电动机的动态性能方面,相比于变频调速实现节能来说,即便是节能意识较强的企业考虑的也略微少一些。实际上,该技术在能源资源日趋紧张的今天,具有重要的现实意义。

·过程自动化系统

当今的过程自动化系统已发展为由过程控制层(PCS)、制造执行层(MES)和经营规划层(BPS)三层结构组成的综合过程自动化系统。企业要达到总体的节能降耗和资源优化,获得{zd0}的经济效益,提高竞争力,除了在各层次上采用先进技术和优化技术外,还必须在系统集成方面采用优化操作、优化调度以及优化企业资源规划和经营管理的一体化综合过程自动化系统。其中,过程控制层(PCS)的DCS对资源的优化作用更为明显。

现在,第四代DCS系统以及充分体现了信息化和集成化。第四代DCS系统已经不是一个以控制功能为主的控制系统,而是一个充分发挥信息管理功能的综合平台系统。DCS提供了从现场到设备,从设备到车间,从车间到工厂,从工厂到企业集团整个信息通道。另外,第四代DCS系统中除保留传统DCS所实现的过程控制功能之外,还集成了(可编程逻辑控制器)、RTU(采集发送器)、FCS、各种多回路调节器、各种智能采集或控制单元等。

比如,在某垃圾焚烧厂的控制系统中,出现了一个个由各家不同的组成的“自动化孤岛”。与此同时,许多厂家的PLC往往难以实现复杂的模拟量控制,例如串级控制和前馈控制;特别是难以实现垃圾低热值时的滑参数运行方式下的各种控制要求,而通过DCS系统就能实现“全厂一体化”的控制功能。

第四代DCS系统以Honeywell公司{zx1}推出的Experion PKS(过程知识系统)、Emerson 公司的PlantWeb (Emerson Process Management)、Foxboro公司的A2、横河公司的R3(PRM-工厂资源管理系统)和ABB公司的Industrial IT系统为标志,它们在国内也有不少成功应用。现在,以和利时、浙大中控、上海新华为代表的国内DCS厂家经过10年的努力,各自推出自己的DCS系统:和利时推出MACS-Smartpro第四代DCS系统、浙大中控推出Webfield(ECS)系统、新华推出XDPF-400系统。目前,三家国产DCS系统供应商正在逐步获取客户的认可,例如和利时在核电、化工、水泥、热点等领域取得了一定的成绩,浙大中控在化工控制等方面业绩突出,新华公司在火力发电方面取得显著成绩,而这些都是节能减排的重点行业。虽然自动化系统本身并不直接创造效益,但它可以优化生产过程,为能源的高效利用做出重要贡献。

·能源管理系统

制造企业的能源质量对产品优劣有着直接的关系,同时能源消耗直接影响高耗产品的成本,进而影响到一个企业的竞争力。另外,制造企业作为污染排放大户,能源的合理使用与平衡调配,对环境保护起着至关重要的作用。这些管理需要通过能源管理系统实现。


图2 模块化的能源管理系统功能
能源管理系统(Energy management system,简称EMS)是以帮助工业生产企业在扩大生产的同时,通过能源计划、监控、统计、消费分析、重点能耗设备管理和能源计量设备管理等多种手段,合理计划和利用能源,降低单位产品能源消耗,提高经济效益为目的信息化管控系统。能源管理系统是耗能企业实现优化资源配置、合理利用能源的系统节能战略措施。

能源管理系统在冶金企业应用非常普遍,是企业信息化系统的重要组成部分。冶金是耗能型工业,其耗能量占我国总能耗的10%左右。在钢铁总成本中,能耗费用成本约占18~35%。通过对冶金企业电力系统、动力系统(燃气、热力、氧氮氩)、水系统实行集中监控和管理,可实现从能源数据采集、过程控制、能源介质消耗分析、能耗管理全过程自动化、高效化、科学化管理,使能源管理与能源生产、使用的全过程有机结合起来,提升能源管理的整体水平。

在这方面,罗克韦尔自动化公司的电力及能源管理系统(PEMS)有其一定的优势。PEMS能够帮助用户在整个企业范围内监视、采集、分析、存储、共享实时的能源数据。罗克韦尔自动化曾经为一家年产钢320万吨、铁270万吨、材356.6万吨的大型钢铁企业部署PEMS,半年为仅在电力能源方面就为该钢厂减少费用支出200多万元。同时能源中心的建立也增强了对全厂能源发生-输送-分配-消耗各环节的监测、协调和优化配置能力。每年平均可降低单位产品能耗1%左右。

西门子强调的则是全集成能源管理方案(TIP)。TIP提高的全集成配电系统的解决方案包括从中压进线、低压配电、终端配电、直至墙壁开头和插座。通过使用SIMARIS design设计软件规划与设计一个新的配电网络;通过使用SIMARIS manager电能管理软件,监控和管理配电网络的经济运行,实现节能省电。

二、新模式助力节能减排

因为产业结构调整无法一蹴而就,而企业管理也有待规范,企业通过技术实现节能减排就成为当前最为实际的一种方式。但是,从目前全社会节能情况来看,“十一五”前三年仅完成单位GDP降耗20%一半的任务。中国节能减排工作还存在一些难点,一方面,我国节能减排工作主要通过政府主导加以推进,不能适应市场的需要,难以形成长效机制;另一方面,节能的长周期和高投入使很多企业缺乏足够的动力,对短期经济利益的追求也使企业对节能不够重视。

针对节能减排工作贯彻实施的难点,一些新的节能模式在中国慢慢推广,合同能源管理和合同自愿协议就是几个途径:

·合同能源管理

合同能源管理(Energy Management Contract,简称EMC)是上世纪70年代在西方发达国家开始发展起来的一种基于市场运作的全新节能新机制。节能公司为企业提供节能潜力分析、节能项目可行性分析、项目设计、项目融资、设备选购、施工、节能量检测、人员培训等项目的全过程服务,并且不需要企业投入节能改造的资金。其实质就是企业按比例以减少的能源费用向节能服务公司支付服务费用。

中国节能协会节能服务产业委员会主任沈龙海6月15日在“2009中国北京国际节能环保高层论坛”上表示,作为节能新模式的合同能源管理机制在中国虽然起步较晚,但拥有巨大的市场潜力。

来自中国节能协会节能服务产业委员会的数据显示,2008年中国节能服务产业总产值增长到417.3亿元,合同能源管理(EPC)项目年节能能力达569.27万吨标准煤,减排二氧化碳367.18万吨碳。

但是,合同能源管理在中国的发展也存在着一些问题,中国节能协会常务副理事长宋忠奎表示,“节能服务公司同时做几个项目时,资金需求也很大,需要通过融资实现,而这个风险是由节能服务公司独自承担的。” 宋忠奎还表示,中国企业的诚信有待提高。这也是合同能源管理模式能在中国推行下去的基础。由于服务公司的收益来自于节能减排项目的实施为企业节省的能源的价值,对于实际节省能源的评估也需要企业的配合才能由第三方检测得出。

有一个利好的消息是,中国标准化研究院正在研究制定《合同能源管理技术规程》。实际上,目前已经有一套节能服务公司商业xx担保机制已经建立,已经有不少企业从这种节能服务模式中获利。截止到2008年年底,中投保公司与北京银行等10多家银行合作,在过去5年为41家节能服务公司担保节能项目127个,xx本金5.01亿元人民币,担保金额4.54亿元人民币,项目总投资7.9亿元人民币。《规程》的制定完成将对规范节能服务市场,推行合同能源管理起到积极作用。

·合同自愿协议

除了合同能源管理之外,中国节能协会也在尝试引进在国外已经成熟的节能自愿协议在国内企业中推广。节能自愿协议,是目前许多国家为提高能源利用效率所采取的一种管理模式。它的基本形式是,企业在政府政策的引导和鼓励下,就实现节能和环保目标,自愿与政府部门签订协议,做出承诺并付诸实施。与以强制标准推行环保节能不同,这是我国政府部门以市场手段推动节能事业,促进可持续发展重要举措。

山东省是{dy}个试点省份,济南钢铁集团、莱芜钢铁集团成为最早吃螃蟹的两家企业。早在2003年,省经贸委分别与济钢集团、莱钢集团签订协议,就企业的耗能、排污等事项作出强制性约定,参加节能自愿协议的企业则可以享受三项优惠政策:获得中国节能自愿协议试点企业荣誉称号、申请的国债贴息项目优先考虑、企业能源利用状况免予检测。其中,国债贴息项目优先考虑成为最有诱惑力的优惠政策。

一年多的运转显示节能效果显著:2003年,济钢共节能18.7万吨标准煤,莱钢共节能3.7万吨标准煤;济钢减排二氧化硫3360吨,减排二氧化碳11.2万吨碳,莱钢减排二氧化硫662吨,减排二氧化碳2.2万吨碳。

虽然在试点企业取得了不错的成绩,宋忠奎表示,“十一五”规划将节能降耗作为约束性指标对各省份进行考核,企业节能形势已经很严峻,节能自愿协议在中国企业真正推行也有一定的困难。“但是我国在这方面还有发展空间。”宋忠奎表示。目前,政府为了鼓励企业更多的节能减排,也采取了一些奖励制度,比如对中部地区实现一万吨以上的年节约量的企业,给一吨200元的补助,西部给250的补助。 “随着产业结构的调整,企业节能意识的加强,这个空间还会继续加大。”

三、节能市场各显神通

在节能减排的契机下,工业节能潜力巨大。中国节能协会节能服务产业委员会沈龙海算了一笔细账:根据国家有关部门提供的一份分析报告表明,到2020年,工业企业节能潜力超过三亿吨标准煤。按一吨标准煤价格1200元算,工业企业节能潜力总计达3600亿元。这一巨大的市场使得国外巨头纷纷拓展中国节能业务,提出各自的节能理念,并使其在中国用户中落地生根。

西门子:实现与客户、社会的“共赢”

西门子(中国)推出了一系列关于节能环保的业务组合和解决方案,主要从高效能源生产、可再生能源利用、高效资源配置和高效能源利用等四个方面提供解决方案。这些解决方案遵循三个核心标准,一是xx意义上的可再生能源,例如风能、风电上网;二是xx意义上的环境技术,如水处理技术和大气污染控制技术;三是能源高效利用的产品和解决方案,如联合循环发电厂、高压直流输电系统、节能照明设备、全面交通解决方案等。

西门子在环境节能相关领域推出的诸多解决方案,实现了社会、客户和西门子的三方共赢,这也正是西门子节能环保的核心理念。具体来说,这些解决方案既有益于社会环境和人们生活质量的改善,又能使客户降低能源成本,也能为西门子开拓更具吸引力的市场,实现盈利的增长。

正是由于中国节能市场的巨大潜力,瞄准了这块大蛋糕的西门子(中国)对2010年的市场表现给予了厚望。“西门子(中国)的目标是实现40%的订单来自于节能环保相关的业务。”西门子东北亚区首席执行官、西门子(中国)有限公司总裁兼首席执行官郝睿强博士表示。当然,西门子在中国节能市场的投入也不含糊。早在2007年就承诺在华中期投资50亿元将用于节能环保相关技术的创新,2009年2月,西门子追加的13.5亿元在华投资,主要用于在未来三年内扩大在可替代能源领域的生产规模。

西门子的环保节能解决方案服务工业、能源和医疗三大业务领域。仅在工业领域,西门子节能就硕果累累。以变频器节能为例,去年11月,通过在新疆八一钢铁股份公司转炉工艺段的除尘风机上采用3台西门子-罗宾康xx无谐波变频器1400KW/6.3KV,以取代以前的液力耦合器,八钢集团每年多节电138万度,节省约200万元的能源费用。据统计,西门子交流变频器在过去的10年中在中国的总安装容量高达14000MW,帮助中国每年节电达50亿人民币。

同时,考虑到中国企业在节能方面资金及风险方面的一些困难,西门子成立节能服务中心,率先推出三种节能服务模式,包括:直接业务模式,即客户直接选择使用西门子先进的节能产品及技术等;与节能公司合作模式,通过节能公司提供节能方案、西门子提供节能产品与技术;与金融伙伴合作的“合同能源管理”模式,金融伙伴提供资金,西门子提供节能技术及解决方案,双方联合帮助企业用户实现节能。在后两者服务模式中,西门子还对企业的节能效果进行担保。现在,越来越多的企业接受了合同能源管理的模式,西门子的节能服务业务也已经向第二、第三种模式倾斜。2006年,西门子在中国首次实施了乌兰水泥合同能源管理项目,经过长达168小时的在线测算,乌兰水泥厂的最终平均节电率达到35%;而2007年实施的秦岭水泥厂的节电率也高出了预测的25%,达到了27%,每年为企业节电170wkh,折合电费80多万元。

罗克韦尔自动化:节能与人才培养同行

罗克韦尔自动化以电力、水、石油、天然气、矿山、基础设施建设等重点行业的设施建设作为在中国的业务发展核,为中国的能源采掘行业以及耗能企业提供先进的能源管理解决方案及服务。针对用户在工厂生产过程中尽可能降低能耗的要求,罗克韦尔自动化集其30余年的工程经验,推出了能源管理系统(PEMS),帮助用户监测、分析和控制整个工厂内能源使用的情况。这一系统组合了罗克韦尔自动化能源监测的各种硬件设备以及专业软件,根据用户的需要实施灵活配置,从而在整个工厂范围内达到能源消耗的实时监测、分析、存储和数据互享,帮助用户完成诸如电力使用的{zy}时间选取,主动避免电力质量变化带来的干扰等等诸多工作。另外,罗克韦尔自动化专注于提高设备自动化,特别是电机的运营管理和智能化,提升整体设备运营效率,减少停工期,进而达到降低能耗的目标。

目前,罗克韦尔自动化在节能方面有诸多业绩:在发电领域,为威海电厂提供的解决方案帮助减少能耗45%;在钢铁领域,帮助广西柳州钢铁厂减少电力消耗63%;在石化领域,为扬子石化有限公司每月节约能源10万kW?h,每年74000美元;在水厂,罗克韦尔自动化为太仓水厂节约了35%的能源,年节约成本74700美元;在水泥厂,则帮助都江堰拉法基水泥厂减少了24000美元的发动机维护成本,同时还将效率提升了10%,每年可节约成本12.4万美元。

在罗克韦尔自动化服务过的客户中,也有一些企业在投入的前期因为考虑到节能的高成本而犹豫不决的。罗克韦尔自动化全球副总裁驻华代表孔如山强调:“我们希望帮助中国企业意识到,节能并不是一件昂贵的事情,我们的目标就是帮助客户增强竞争优势,更快地将产品和服务推向市场,降低总体成本,从而更好地利用能源。”罗克韦尔自动化建议企业从长远利益和社会责任的角度出发来考虑节能带来的收益。某些节能解决方案,初始投入看起来的确很高,对于企业来说负担较重,但是从长远来看,节能的价值不仅仅是对设备进行改造,更重要的是改善管理水平,提高企业的综合竞争力,从而降低能耗。罗克韦尔自动化的中压变频器在鞍钢转炉风机上的应用就是一个典型的例子。由于中压变频器取代了原先液力耦合器传动的控制方式,解决了自由停车时间长的问题,同时平均可使转炉每次定修时间缩短2~3个小时,还解决了油介质对环境的污染。经过测算,罗克韦尔中压变频器的替代节省了大量电能,两年的节省电费即可收回中压变频器的投资,不仅节约了成本,而且提高了管理水平,保护了环境,实现企业的可持续发展。现在,鞍钢15座转炉中的12座的煤气鼓风机都采用罗克韦尔自动化的中压变频器解决方案。

能源消耗是个{yj}性的话题,要保证能源效率和能源管理不断进步的持久性,人才培养是关键和基础,在其他领域中国人才的培养同样重要。罗克韦尔自动化并没有只将自己的影响停留在纯粹的工业领域,而是延伸到高等教育中去,其中一个重要的举措就是与中国的高校共建实验室,为高校师生们带去罗克韦尔自动化{zx1}的技术,推动相关课程的教学水平提高,并更加贴近中国市场的需求。罗克韦尔自动化从1998年开始就发起了“罗克韦尔自动化与中国大学共勉”项目,长期支持中国的高等教育事业。已经在国内和29所高校合作建立了罗克韦尔自动化联合实验室,共为高校合作伙伴捐赠了价值近5000万元的设备,并提供奖学金、奖教金约576万元,相关的捐资助教活动还在持续不断地进行。举办夏令营也是罗克韦尔自动化培养人才的一个有力措施。2007年,罗克韦尔自动化结合在电力行业的优势,发起“罗克韦尔自动化科技,绿色西北电力”为主题的夏令营,以西安交通大学罗克韦尔自动化实验室为平台,邀请了20所在电力行业有着{zy1}成就的中国高校在先进的罗克韦尔自动化实验设备上演练包括风电和火电等相关电力系统的自动化过程,旨在为师生提供一个熟悉和了解电力行业工艺流程、控制和优化能源的学习机会。罗克韦尔自动化在人才教育上的投入,充分表现了其对中国市场潜力的肯定和独到的远见。

ABB:节能环保双管齐下

有百年历史的电力和自动化{lx1}厂商ABB,在节能领域已经耕耘半个多世纪了。通过提供高效节能的产品和合理科学的节能措施,ABB在节能领域积累了大量经验。60年前,ABB开始了提供全球范围内的可靠电力供应、采用以帮助客户提高生产率和能源使用效率的技术。

ABB倡导的节能理念有三个维度:一要满足电力增长的需求,二要兼顾能源所耗费的成本,三要考虑在节能降耗过程中对环境的影响。这也正是ABB核心商业价值“可持续发展”的体现。在这种节能理念下,ABB在2005年在中国开始大力推广先进的节能技术和产品,HVDC(高压直流输电)技术和高压变频器和电机在企业的应用也日渐广泛。

ABB为三峡工作部署的三峡至上海、汕头至广州、三峡至常州三条HVDC线路已经投入运营,被业界认为是长距离传输降低电力损耗的典型。与传统的输电方式相比,这几条HVDC线路每年节省下来的能源,可以让中国50万家庭受益。而且,HVDC实现了长距离底下传输,在保证电力高效传输的同时,也不需要砍树或者采取其他破坏环境的做法。

在ABB进入中国的14年间,使用ABB变频器节省下来的能源相当于中国2,100万家庭一年的耗电量。在泰格林纸集团的项目中,ABB的高效变频电机,比普通交流电机高3.8%,一年可节约电能560万度,相当于2300吨标准煤,同时减少二氧化碳排放超过2,000吨,由此产生的经济效益每年将达300万元。有统计表明,ABB提供的电机一年节省的电量相当于150万家庭一年的用电量。

ABB集团在创新和研发方面主要xx增效节能、提高工业生产率和提高电网稳定性,其中,与增效节能相关的研发投入占到总投入的50%-60%,ABB每年都会研发出一些xxx的节能技术。2009年ABB在中国新增1.5亿美元的投资将用在7个项目上,其中一个就是成立上海ABB工程有限公司,其余6个都是支持ABB在全国部分子公司扩建厂房,增加产能。这些新增加的厂房也将生产具有ABB{zx1}节能技术的产品。

ABB也看到了企业对于节能设备成本的顾虑。对此,ABB集团首席执行官昊坤建议企业??? 从节能产品生命周期的角度去看待其采购成本。以电机为例,其最初的采购成本只占产品生命周期成本的1%,99%的成本都是在接下来几十年使用过程中消耗的成本,其中包括能耗成本。“如果把在中国工业领域中所有非高效电机转换为增效节能电机的话,每年可以节电190亿度,相当于约300万户家庭的用电量。”ABB集团首席执行官昊坤用数据说明了电机节能的价值。

除了大力推广使用节能技术的产品提高能源使用效率之外,ABB在节能减排方面的作为则通过实施能效提升计划实现。该计划通过制定节能战略、发掘节能机会、评估改进效果、实施改进、测量改进结果并监控、调整并制定新的节能战略这一套能源管理的循环来提升企业的能源效率,该循环实际上是一个可持续的能源管理改进过程和可持续的能量节省过程,从而使用户能效改进技能得到不断发展。据了解,通常该能效提升计划的实施可以使企业能源和动力消耗节省5-20% 。

施耐德:主动的节能增效策略

当能源成为全球范围的挑战之后,施耐德电气毅然转型,在2008年5月8日广州配电解决方案峰会上,以智能电力、系统设备、节能增效等解决方案为主题,展出了施耐德电气多项配电解决方案,从而由“全球电力控制专家”向“全球能效管理专家”战略转型。这是施耐德电气于2008年初提出由产品型公司向解决方案供应商转型的又一大战略举措。

新的定位使施耐德把对能源的管理放在了xx。相对应的,施耐德电气提出了4种方式实现能源的有效管理:首先,要让能源变得更加安全。这源于施耐德电气在断路器和配电等方面的传统业务,即让机器设备和人员更加安全。其次,要让能源更加可靠。而这来自于施耐德电气的新兴业务,其中主要涉及APC和梅兰日兰等业务的整合,这种整合可以让电源更加稳固和不间断。第三,就是让能源更加有效。施耐德电气自2007年开始在公司范围内提出了“节能增效”的项目,主要目的就是配合中国政府“十一五”节能减排的目标。第四,要让能源更加富有生产力。这是从企业层面帮助企业的决策者来降低运营和投资的成本,使自动化无处不在。

施耐德电气节能的着力点在住宅市场、建筑、工业和基础设施以及数据中心上。对于这些领域,施耐德电气提出了主动的能效策略,将以上能源有效管理的方式落到实处。被动的节能增效方法则是在安装上针对热损失采取的措施,以及使用低能耗设备等。而所谓主动的能效策略是指通过对能源使用进行测量、监测和控制,来达到持久的改变。“主动的节能增效”策略具体可分为4步,即:测量——使用能源测量和电能质量测量仪表来确定现有能耗参数,从而制定节能增效的基准线。满足基本需求——安装并优化使用高效能设备来保证供能的可靠性,利用电能质量设备来提高电能的使用效率。自动化控制——利用不同的自动化系统来实现对用能设备的控制,从而优化能源的使用,包括:楼宇管理系统、照明控制系统、电机控制系统、家居住宅控制系统、变频器等。监测和改进——通过能源管理软件、远程监测系统对能源的使用进行管理。增值服务及维护还可以根据具体的节能效果进行调整,从而保证节能效果的持久性。配合主动能效策略得以落地,施耐德电气现在的节能解决方案不仅可以提供节能的产品,还提供节能管理系统和节能增值服务等整套解决方案。

在工业及基础设施市场上,施耐德电气既可以提供用于电机的变频器、可提供“静音”模式管理的PLC、电能补偿和谐波治理产品,还提供电能检测和分析、过程监管系统等节能管理系统。为使企业的节能效果有科学的依据作为保证,施耐德电气还提供从现场审计、数据采集及分析、财务分析及ROI确认到能效改进方案的规划以及远程监测及优化等一体化节能增值服务。山西朔州安家岭洗煤厂电能质量改善和节能改造项目就是一个成功的案例。通过对现场电能质量进行审计,施耐德电气最终提出了包括电能质量分析、功率因数校正方、中压电容器改造方案等一整套电能质量解决方案,使安家岭洗煤厂35KV端总体的功率因数达到了0.906,不仅解决了因所有功率因数每年200万的罚款,还使企业每年节能量达到12,362,400kWh,节能电费约450万元。

除了提供节能的解决方案之外,施耐德电气也注重在商务合作模式创新的应用,推行能源合同管理的模式。虽然这种模式在全球已经得到了很好的应用,但是在中国却是刚刚起步。施耐德电气为企业提供了多种模式,让企业在不花一分钱的基础上享受节能收益。


图3 施耐德电气同第三方商业资本的节能合作融资
工业企业节能减排的任务巨大,这无疑推动了自动化技术在该领域不断的创新。据估算到2020年,工业企业节能潜力总计达3600亿元。面对这么巨大的蛋糕,除了以上工业自动化的巨头瞄准了并给出了节能整体解决方案之外,很多xx单一节能技术的厂商也希望能在节能市场有所作为。变仅变频器市场就有1200-1800亿元的市场潜力,因为电机用电量占全国总发电量的65-70%,而通过变频器实现对电机的控制,是目前工业企业采用的最直接有效的节能方式。这一市场国内外厂商竞争越来越白日化,国产变频器供应商如和利时、利德华福、合康亿盛,经过多年的发展,与国外的诸如三菱、松下、西门子、ABB的差距也在慢慢缩小。

后 记

全球金融危机为我国经济平稳较快增长带来了重大挑战,但也为我国进一步落实科学发展观,调整产业结构,转变经济增长方式带来了难得的机遇。去年年底以来,国务院陆续发布的xx振兴规划,除物流业之外,其余均为工业。在规划中,国务院围绕应对危机保增长、调整结构提出了明确要求,把淘汰落后产能作为其中的一项重要工作任务。

在淘汰落后产能的过程中,先进节能的工业自动化技术和设备成为了企业的{sx}。节能减排的自动化技术除了高能效电机、变频器、过程自动化系统和能源管理系统之外,还有面向冶金、有色、电力、化工、建材、造纸六大“三高”行业治理的成套专用优化系统和专用控制装置,比如特种执行器和特种检测技术,除尘、脱硫优化控制技术,固体废物焚烧的{zy}控制技术,废液的检测、分离和控制技术,节能、降耗的卡边控制技术,{zy}燃烧控制技术,{zy}调速控制技术,热能转换和传递优化技术等等,这些技术也是推进我国xx工业自动化产业化的重要方面。

节能减排在我国的推进离不开先进的自动化技术、产业结构调整、企业管理水平的提升。节约能源已经作为我国建立节约型社会的基本国策,对于“十一五”规划中单位GDP能耗节能减排20%的任务,企业不应该把它仅仅作为约束性指标,而是应该把节能减排融入到长远发展的战略中去,这对企业的发展无疑具有巨大的促进作用。这也是产业结构优化调整到一定程度,企业管理水平也提升到一定水平,共同作用的结果。当三者有机结合,节能减排也就会大行其道了。

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