德国西门子驱动技术标准部经理Peter Zwanziger 博士
谁投资了高能效驱动装置,谁就选择了降低能量应用成本。虽然这种双赢的计算迄今为止才使一少部分企业信服,但我们还是感受到了这种思想转变的信息。然而,要实现高能效驱动装置成为投资理念固定的一部分,还需要几年的时间。
营利最大化是企业发展过程中最重要的目标。然而非常惊人的是,迄今为止只有一少部分企业能够认识到这一点:有目的地使用高能效发动机、泵、搅拌机或压力空气设备等,以节省更多的经济成本。VDMA驱动和流体技术专业协会经理Hartmut Rauen强调说,“关于产品的整个寿命周期中所消耗的能量成本计算越来越受到企业的重视,这说明企业的观念已经有所转变。不过就经验而言,还处在起步阶段。”
许多人有这样或类似这样的判断。欧共体在其绿皮书里关于高能效评价到,在欧共体内部有20%的能量被浪费掉了。仅在电子驱动装置中,能量消耗就占据了工业能量消耗的2/3。据德国VDMA统计,通过使用高能效电子发动机每年就可以节省290 000 000欧元的电费,减少1 600 000 t CO2的排放。“不过,通过选用高能效驱动装置而实现节省费用和提高企业竞争能力,还没有成为德国的主流。” 西门子Fuerth的驱动技术政策和标准部门领导人Peter Zwanziger博士如是说。
事实上,高能效驱动技术并不是魔幻工厂。“其中大部分高能效驱动技术还是现在的技术。”Zwanziger说。大部分驱动装置的节能,可以通过使用变频器将其由固定转速驱动装置转换为变速驱动装置而得以实现。特别是在那些采用流体驱动技术的机器中,像泵、鼓风机和空压机等,可以节省一半的电能。而增加一个变频器的费用常常在几个月后就可以回收。
VDMA驱动和流体技术专业协会经理Hartmut Rauen先生
西门子驱动技术认为,生产辅助流程中那些不可调节的驱动装置存在着非常大的节能潜力。数以万计的通风机、水泵、污水泵或压缩空气系统的运行至今仍然是不可调节的。而变频器则可以优化能量供给,避免不必要的功率转换为热能。
变频驱动器仅提供实际应用中所需要的功率。在德国工业中,已安装的发动机功率的12%是用电子变频器来驱动的。据专家估计,这样实际节能至少是原来的4倍。
此外,节能的可能性还隐藏在再循环转换器中。比如,刹车时会产生许多热量,这些热量如果没有利用就排放出去,也会造成能量浪费。再循环系统按照简单的原则工作:通过摩擦来延缓刹车能量并将其储存,驱动器将这些储存的能量转换成电流或压力,并再一次提供给系统使用。这样的系统首先是为汽车而研发的。当然,这个原则也适用于其他机器。“例如起重设备、离心机和快速成套设备,就必需经常和快速地刹车。”Zwanziger说。
对成套节能设备来说,另外一个关键部件是轴承,它严重影响着驱动装置的能耗和效率。其运转时的摩擦越小,机器和设备的能量消耗就越低。驻地在Schweinfurt 的SKF有限责任公司在2007年介绍了一系列新型滚动轴承。据该企业介绍,这些轴承同普通的ISO产品相比能量消耗可以降低30%。新的轴承系列不仅包括深沟球轴承,还包括圆锥滚子轴承。“这个新的轴承系列保证了滚动轴承的使用寿命和承载能力,同时也显著减小了能量消耗。”SKF总裁Tom Johnstone 强调说。就新型轴承而言,除了外形、表面性质和导轨的几何结构被优化外,轴承还拥有一个轻型滚轴架。
驻地在Ludwigsburg的MAG-IAS公司揭开了机床高能效的话题。在过去的一年中,这家公司宣布高能效驱动装置已经成为研究活动的重点。
投资到哪里?这个问题对于拥有大量驱动装置的公司来说常常不能简单地回答。为此,SKF开发了一款以网络为基础的分析工具,即客户能量和环境分析(CEEA)。CEEA制作的一种趋势卡,说明了节能百分比、折旧期和实际成本的关联,能帮助用户了解哪些成套设备可以取得最大化的节能。因为企业设备的能量使用随着时间可以改变,所以CEEA另外还是一种用于常规检测的辅助性工具。因为同应用设备无关:只有每天运转的能量损耗维持在尽可能小的程度,能量费用和成本才可能降到最小值。
专家们认为,在德国高能效驱动技术的运行条件是良好的。为了使社会所有范围内的CO2排量显著下降,联邦政府起动了雄心勃勃的倡导计划。一方面,德国长期以来都是高能耗设备的产地。另一方面,德国的机械制造业具有很高的出口份额。而在那些不需要高能效技术的市场,出售高能效的成批商品也相应较少。此外,打有中产阶级烙印的机械制造常常是由老板一人决定的,他同样也不会轻易就接受节能和环保。
为了提高机械和设备制造中使用高能效驱动装置的可能性,“在产品的销售过程中还需要进行一些说明性的工作和思想转换的准备工作,”VDMA的专家Rauen说,“不言而喻,必需将对寿命周期成本的考虑和分析写进销售和购买理由中。因为采购员总是仅重视投资成本而不重视寿命周期成本和寿命周期成本决定的能量消耗。”
SKF在2007年推出了一系列的滚动轴承,这些轴承同普通的ISO产品相比能量消耗可以降低30%
为了引起行业的重视,驱动和流体技术专业协会将高能效话题列为重点话题。诸如西门子这样的配件供应商都希望在供货过程中终端客户能强烈且有目的地要求高能效技术。这将会带动节能型成套设备的发展。
也许还需要更多的例子来证明,高能效驱动技术只需要在一到两年时间里就可以收回成本。此外,西门子专家Zwanziger还看出了为什么在市场上高能效驱动装置迄今为止只处于起步阶段的另外一个原因:“也许能源的价格还不够高,以至于更多的企业还没有非常深切地感受到能源浪费带来的成本压力。”不过可以确定的是,这种情况很快就会改变。
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