趙 凱，張凌宇
(國(guó)際銅業(yè)協(xié)會(huì)（中國(guó)）,北京市 100045)

　　摘要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)能源的依賴(lài)越來(lái)越大，加強(qiáng)設(shè)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(guò)國(guó)際高效電動(dòng)機(jī)、節(jié)能變壓器的發(fā)展與應(yīng)用狀況，介紹了國(guó)際節(jié)能降耗的經(jīng)驗(yàn)做法及其相關(guān)能效法規(guī)和政策。
　　關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗；節(jié)能變壓器；高效電動(dòng)機(jī)；能效標(biāo)準(zhǔn)

　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有限的能源供給與單位GDP產(chǎn)值的高能耗已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中面臨的一個(gè)突出問(wèn)題。在所有的能源中，電能是應(yīng)用最廣的一種能源方式，因此節(jié)電對(duì)于節(jié)能意義重大。

　　電動(dòng)機(jī)和變壓器是電力生產(chǎn)和建設(shè)中主要的耗電設(shè)備。僅電動(dòng)機(jī)的用電量就占總用電量的60％以上。提高效率，挖掘電動(dòng)機(jī)和變壓器本身的節(jié)能潛力對(duì)于我國(guó)能源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)以及資源節(jié)約均具有重要意義。

　　下文將介紹國(guó)際上高效電動(dòng)機(jī)、節(jié)能變壓器的發(fā)展?fàn)顩r，及其節(jié)能降耗的經(jīng)驗(yàn)做法、相關(guān)能效法規(guī)和政策，以期對(duì)國(guó)內(nèi)的節(jié)能降耗工作有所幫助。

1 國(guó)際上節(jié)能降耗政策建立的背景及各國(guó)能源策略

　　1973年的中東戰(zhàn)爭(zhēng)所引起的原油價(jià)格上漲使得美國(guó)政府意識(shí)到節(jié)約能源的緊迫性。為了緩解由于該地區(qū)不穩(wěn)定的政局給其能源安全乃至經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定帶來(lái)的巨大威脅，美國(guó)于1975年出臺(tái)能源政策和節(jié)能法令。1992年美國(guó)能源部又制定了能源政策法案（EPAct—1992），并于2005年對(duì)能源政策法案（EPAct—2005）進(jìn)行了修訂。美國(guó)《能源政策法》中節(jié)能是重要內(nèi)容。能源法規(guī)定2004～2006年，每年撥款3.4億美元給州政府，用于鼓勵(lì)購(gòu)買(mǎi)節(jié)能新產(chǎn)品。如高效節(jié)能燈的節(jié)電率可達(dá)75%以上，凡用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)安裝節(jié)能燈，75%的費(fèi)用先由政府負(fù)擔(dān)。此外，美國(guó)各州政府還制訂了地方節(jié)能產(chǎn)品稅收減免政策。

　　制定長(zhǎng)遠(yuǎn)的能源戰(zhàn)略也是許多國(guó)家的突出特點(diǎn)。歐盟即將公布的能源政策綠皮書(shū)瞄準(zhǔn)了20年后的目標(biāo)，建議在今后20年內(nèi)投資6000億歐元，織起一張“泛歐能源網(wǎng)”，通過(guò)歐盟國(guó)家能源的綜合利用、調(diào)配來(lái)達(dá)到保障能源安全的目的。日本制定了25年后減少能源進(jìn)口總量和提高利用效率的明確計(jì)劃，用25年的時(shí)間，在2030年將石油依賴(lài)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(guó)能源戰(zhàn)略的具體措施不盡相同，但都反映出2個(gè)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(guó)際上對(duì)于變壓器節(jié)能降耗的相關(guān)政策及其發(fā)展

2.1 節(jié)能變壓器的技術(shù)發(fā)展

　　變壓器損耗的降低主要是通過(guò)導(dǎo)磁材料（硅鋼片）和導(dǎo)電材料（無(wú)氧銅導(dǎo)線(xiàn)或銅箔）技術(shù)的發(fā)展而實(shí)現(xiàn)的。近年來(lái)除了在變壓器容量結(jié)構(gòu)和制造工藝上有所突破外，主要是硅鋼片的改進(jìn)與發(fā)展。目前用于鐵心導(dǎo)磁材料的硅鋼片普遍厚度為0.23～0.30mm；將來(lái)的趨勢(shì)是使用更薄的硅鋼片，0.05～0.18mm厚的硅鋼片現(xiàn)已經(jīng)開(kāi)始被應(yīng)用。另外非晶材料的發(fā)展也促進(jìn)了變壓器的發(fā)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(jì)80年代非晶合金鐵心商業(yè)化以來(lái)，已經(jīng)有幾十萬(wàn)臺(tái)非晶合金配電變壓器在世界各地應(yīng)用。

2.2 國(guó)外節(jié)能變壓器推廣應(yīng)用情況

　　美國(guó)能源部和環(huán)保署于1998年共同發(fā)起了推廣高效低損耗配電變壓器的“能源之星變壓器計(jì)劃”。加拿大、澳大利亞和墨西哥等國(guó)都制定和實(shí)施了變壓器最低能效標(biāo)準(zhǔn)，未達(dá)到最低能效標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品不得上市。歐盟實(shí)行了能效標(biāo)準(zhǔn)HD428（三相油浸配電變壓器）/
HD538（三相干式配電變壓器）。對(duì)于公布的變壓器損耗值及允許公差，如果在工廠驗(yàn)收試驗(yàn)的損耗高于規(guī)定值時(shí)，變壓器可以被拒收或?qū)Τ挡糠诌M(jìn)行經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。相比HD428標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)的節(jié)能變壓器S11系列空載損耗對(duì)比歐盟最高標(biāo)準(zhǔn)C′系列平均要低3%，負(fù)載損耗對(duì)比歐盟最高標(biāo)準(zhǔn)C系列平均要高8%。日本實(shí)施的是“變壓器領(lǐng)先計(jì)劃”，制定的相關(guān)能效標(biāo)準(zhǔn)比當(dāng)前效率最高的非晶變壓器稍低一些。

2.3 國(guó)際上變壓器經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)方法

　　國(guó)際上有許多評(píng)價(jià)變壓器能效的方法，所有的方法都要求比較變壓器價(jià)格及其損耗費(fèi)用。美國(guó)的許多電力公司為節(jié)約綜合運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，在20世紀(jì)70年代開(kāi)始要求所設(shè)計(jì)的變壓器應(yīng)能具有最低的服務(wù)年限費(fèi)用，由此產(chǎn)生了總擁有費(fèi)用法（TOC）。
所謂總擁有費(fèi)用，就是變壓器的初始投資和其在使用期內(nèi)的損耗費(fèi)用之和。它與國(guó)內(nèi)早期所來(lái)用的變壓器10年成本核算的重要區(qū)別在于計(jì)入貼現(xiàn)率，使得評(píng)價(jià)更加符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律。TOC法在美國(guó)于1981年發(fā)展成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，按照TOC標(biāo)準(zhǔn)購(gòu)置變壓器一直沿用至今。

3 國(guó)際上對(duì)于電動(dòng)機(jī)節(jié)能降耗的市場(chǎng)推動(dòng)和經(jīng)驗(yàn)做法

3.1 電動(dòng)機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)全球趨于一體化

　　隨著世界電動(dòng)機(jī)貿(mào)易的發(fā)展，國(guó)際間的進(jìn)出口市場(chǎng)越來(lái)越需要電動(dòng)機(jī)全球能效標(biāo)準(zhǔn)一體化。在2005年9月的電機(jī)系統(tǒng)能效國(guó)際會(huì)議上，來(lái)自世界各國(guó)的代表就這一問(wèn)題達(dá)成了共識(shí)。

　　實(shí)現(xiàn)全球電動(dòng)機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)一體化的關(guān)鍵在于電動(dòng)機(jī)效率測(cè)試方法的一致性。各國(guó)在測(cè)試電機(jī)效率時(shí)基本上是采用測(cè)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(guó)際上并不統(tǒng)一。表1列出了不同國(guó)家和地區(qū)所采用的電動(dòng)機(jī)效率試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，它們的主要差別在于對(duì)負(fù)載雜散損耗的處理。

表1 電動(dòng)機(jī)效率試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)

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

 3.2 制定與實(shí)施強(qiáng)制性電機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)已成大趨勢(shì)

　　電動(dòng)機(jī)強(qiáng)制性能效標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施是推動(dòng)電動(dòng)機(jī)能效水平提高的有力手段之一。目前世界上已制定電動(dòng)機(jī)強(qiáng)制性能效標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家和地區(qū)有澳大利亞、新西蘭、加拿大、巴西、美國(guó)、墨西哥。歐盟雖然目前實(shí)施的是自愿性的能效標(biāo)準(zhǔn)，但他們已經(jīng)開(kāi)始研究制定強(qiáng)制性最低能效標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.1 歐盟CEMEP協(xié)議

　　歐盟在20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始對(duì)電動(dòng)機(jī)節(jié)能進(jìn)行調(diào)研和政策制訂工作，于1999年在歐盟委員會(huì)交通能源局（EU －