國際上推動節能降耗的經驗做法——節能變壓器與高效電機的推廣

趙 凱，張凌宇
(國際銅業協會（中國）,北京市 100045)

　　摘要：經濟的發展對能源的依賴越來越大，加強設備的電能利用效率是提高能源利用效率的主要直接手段。文章通過國際高效電動機、節能變壓器的發展與應用狀況，介紹了國際節能降耗的經驗做法及其相關能效法規和政策。
　　關鍵詞：節能降耗；節能變壓器；高效電動機；能效標準

　　隨著經濟的發展，有限的能源供給與單位GDP產值的高能耗已經成為我國經濟發展中面臨的一個突出問題。在所有的能源中，電能是應用最廣的一種能源方式，因此節電對于節能意義重大。

　　電動機和變壓器是電力生產和建設中主要的耗電設備。僅電動機的用電量就占總用電量的60％以上。提高效率，挖掘電動機和變壓器本身的節能潛力對于我國能源節約、環境保護以及資源節約均具有重要意義。

　　下文將介紹國際上高效電動機、節能變壓器的發展狀況，及其節能降耗的經驗做法、相關能效法規和政策，以期對國內的節能降耗工作有所幫助。

1 國際上節能降耗政策建立的背景及各國能源策略

　　1973年的中東戰爭所引起的原油價格上漲使得美國政府意識到節約能源的緊迫性。為了緩解由于該地區不穩定的政局給其能源安全乃至經濟穩定帶來的巨大威脅，美國于1975年出臺能源政策和節能法令。1992年美國能源部又制定了能源政策法案（EPAct—1992），并于2005年對能源政策法案（EPAct—2005）進行了修訂。美國《能源政策法》中節能是重要內容。能源法規定2004～2006年，每年撥款3.4億美元給州政府，用于鼓勵購買節能新產品。如高效節能燈的節電率可達75%以上，凡用戶購買安裝節能燈，75%的費用先由政府負擔。此外，美國各州政府還制訂了地方節能產品稅收減免政策。

　　制定長遠的能源戰略也是許多國家的突出特點。歐盟即將公布的能源政策綠皮書瞄準了20年后的目標，建議在今后20年內投資6000億歐元，織起一張“泛歐能源網”，通過歐盟國家能源的綜合利用、調配來達到保障能源安全的目的。日本制定了25年后減少能源進口總量和提高利用效率的明確計劃，用25年的時間，在2030年將石油依賴率從目前的50％減少到40％或者更低，將能源使用效率提高30％以上。

　　盡管各國能源戰略的具體措施不盡相同，但都反映出2個方向：一是尋找替代石油的能源；二是提高能效，盡可能減少能源消耗。

2 國際上對于變壓器節能降耗的相關政策及其發展

2.1 節能變壓器的技術發展

　　變壓器損耗的降低主要是通過導磁材料（硅鋼片）和導電材料（無氧銅導線或銅箔）技術的發展而實現的。近年來除了在變壓器容量結構和制造工藝上有所突破外，主要是硅鋼片的改進與發展。目前用于鐵心導磁材料的硅鋼片普遍厚度為0.23～0.30mm；將來的趨勢是使用更薄的硅鋼片，0.05～0.18mm厚的硅鋼片現已經開始被應用。另外非晶材料的發展也促進了變壓器的發展。非晶合金鐵心比硅鋼片鐵心的配電變壓器空載損耗可降低70%以上。自20世紀80年代非晶合金鐵心商業化以來，已經有幾十萬臺非晶合金配電變壓器在世界各地應用。

2.2 國外節能變壓器推廣應用情況

　　美國能源部和環保署于1998年共同發起了推廣高效低損耗配電變壓器的“能源之星變壓器計劃”。加拿大、澳大利亞和墨西哥等國都制定和實施了變壓器最低能效標準，未達到最低能效標準的產品不得上市。歐盟實行了能效標準HD428（三相油浸配電變壓器）/
HD538（三相干式配電變壓器）。對于公布的變壓器損耗值及允許公差，如果在工廠驗收試驗的損耗高于規定值時，變壓器可以被拒收或對超值部分進行經濟補償。相比HD428標準，我國的節能變壓器S11系列空載損耗對比歐盟最高標準C′系列平均要低3%，負載損耗對比歐盟最高標準C系列平均要高8%。日本實施的是“變壓器領先計劃”，制定的相關能效標準比當前效率最高的非晶變壓器稍低一些。

2.3 國際上變壓器經濟效益評價方法

　　國際上有許多評價變壓器能效的方法，所有的方法都要求比較變壓器價格及其損耗費用。美國的許多電力公司為節約綜合運營費用，在20世紀70年代開始要求所設計的變壓器應能具有最低的服務年限費用，由此產生了總擁有費用法（TOC）。
所謂總擁有費用，就是變壓器的初始投資和其在使用期內的損耗費用之和。它與國內早期所來用的變壓器10年成本核算的重要區別在于計入貼現率，使得評價更加符合市場經濟規律。TOC法在美國于1981年發展成為工業標準，按照TOC標準購置變壓器一直沿用至今。

3 國際上對于電動機節能降耗的市場推動和經驗做法

3.1 電動機能效標準全球趨于一體化

　　隨著世界電動機貿易的發展，國際間的進出口市場越來越需要電動機全球能效標準一體化。在2005年9月的電機系統能效國際會議上，來自世界各國的代表就這一問題達成了共識。

　　實現全球電動機能效標準一體化的關鍵在于電動機效率測試方法的一致性。各國在測試電機效率時基本上是采用測量各損耗分量而求取效率的損耗分析法，但在具體方法上目前國際上并不統一。表1列出了不同國家和地區所采用的電動機效率試驗方法標準，它們的主要差別在于對負載雜散損耗的處理。

表1 電動機效率試驗方法標準

注： GB 1032中包括了IEEE 112 － E和IEC 34 － 2 2種方法。

 3.2 制定與實施強制性電機能效標準已成大趨勢

　　電動機強制性能效標準的制定和實施是推動電動機能效水平提高的有力手段之一。目前世界上已制定電動機強制性能效標準的國家和地區有澳大利亞、新西蘭、加拿大、巴西、美國、墨西哥。歐盟雖然目前實施的是自愿性的能效標準，但他們已經開始研究制定強制性最低能效標準。

3.2.1 歐盟CEMEP協議

　　歐盟在20世紀90年代中期開始對電動機節能進行調研和政策制訂工作，于1999年在歐盟委員會交通能源局（EU －