2021年11月22日工业和信息化部、市场监督管理总局联合印发《电机能效提升计划(2021-2023年)》,提出到2023年高效节能电机年产量达到1.7亿千瓦,在役高效节能电机占比达到20%以上,实现年节电量490 亿千瓦时。文件明确提到“针对风机、水泵、压缩机、机床等通用设备, 鼓励采用2级能效及以上的电动机。针对变负荷运行工况,推广2级能效及以上的变频调速永磁电机”。
根据2013版《永磁同步电动机》标准判断,现产永磁电机分布在一级、二级能耗区间;再结合《电动机能效限定值及能效等级》(GB 18613-2020) 和“电机能效提升计划”,只有部分高性能钕铁硼稀土永磁电动机可以达到一级能耗标准(对应IE5)的95%以上效率,其余稀土永磁电机属于二级能耗标准。目前稀土永磁电机可以节省10%以上的电力,将效率提升至95% 以上。采用稀土永磁同步电动机,无功功率节电率可达85%,有功功率节电率可达23%~25%,节电效果显著。
那么,为什么要大力发展稀土永磁节能电机?
首先,工业电机是社会耗电量最大的领域。2020年,我国电机保有量约40亿千瓦,总耗电量约4.8万亿千瓦时,占全社会总用电量的64%,其中工业领域电机总用电量为3.84万亿千瓦时,约占工业用电量的 75%,工业领域电机能效每提高1%,可年节约用电量384 亿kWh 左右,能效提升 3%即相当一个三峡年发电量。国务院印发《2030年碳达峰行动方案》,其中重点指出推进重点用能设备节能增效,以电机、风机、泵、压缩机、 变压器、换热器、工业锅炉等设备为重点,全面提升能效标准。
其次,高效节能电机是指通用标准型电动机具有高效率(符合电机能效新标准二级标准以上)的电动机,2020年5月, 我国公布最新电机能效标准《GB18613-2020 电动机能效限定及能效等级》,该标准于2021年6月1日正式实施,IE3(国际标准)以下能效电机将被强制停产。电机类型包含三相异步电机、稀土永磁电机等,传统的异步电机可以通过增加材料(加大铁心外径、增大定子槽型尺寸、增加铜线重量、采用导磁性能好的硅钢片)等方式提升电机的效率, 但是由于其基本工作原理,传统异步电机本身效率提升存在天花板,且难度较大,比如部分 IE4 和 IE5 等级能效电机更倾向于使用永磁模式。
再者,更重要的是,与异步电机相比,稀土永磁电机具有天然节能优势。优势包括以下四点:
1)高效节能:区别于异步电机,永磁电机的转子不需要励磁电流,节能约 15%-20%左右;
2)效率高:永磁电机效率较传统电机提高2-19个百分点;
3)稀土永磁电机 结构简单,故障率低;
4)寿命长:永磁电机的转子采用内嵌密封式结构,有利于降低转动时的摩擦和氧化,提高电机稳定性和寿命。
此外,更换稀土永磁电机回收周期约1-2年,经济效益其实很明显。根据文献资料《浅谈稀土永磁电机在热电厂的应用》,110kw循环水泵为例,稀土永磁节电率约 8.21%,按照年运行7000h 计算,每年可以节约电能6.32 万 kwh,按 0.6 元/kwh 计算, 每年可以节约电费 37930 元,水泵售价约71000 元,回收周期约 1.87 年左右。不同应用领域的 15%-20%左右的节电率,回收周期将更短。
审核编辑 :李倩
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原文标题:稀土永磁电机获得了哪些政策支持?
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