發(fā)布IE4最高能效等級電機、推出全線SimoticsFD低壓高效電機、提供IES2系統(tǒng)節(jié)能解決方案——從IE4到IES2，西門子持續(xù)引領節(jié)能市場最高標準，助推中國制造節(jié)能增效更上一層樓。

放眼未來

“西門子看好中國節(jié)能市場。”4月20日2015西門子大型傳動工業(yè)節(jié)能論壇上，西門子（中國）有限公司執(zhí)行副總裁兼過程工業(yè)與驅動集團總經(jīng)理林斌先生開門見山道。

西門子（中國）有限公司執(zhí)行副總裁兼過程工業(yè)與驅動集團總經(jīng)理林斌先生

2014財年，西門子與節(jié)能環(huán)保相關業(yè)務組合營收達到330億歐元，占整體業(yè)務的46%。西門子為何持續(xù)看好節(jié)能市場？

據(jù)統(tǒng)計，高耗能一直是我國經(jīng)濟發(fā)展中的嚴峻問題。我國單位GDP的耗電量為日本的11倍，法國、德國的7.7倍，英國的5.3倍，美國的4倍。

能耗高的另一面是節(jié)能潛力大。根據(jù)國家發(fā)改委節(jié)能規(guī)劃要求：到2020年，中國每萬元國內生產(chǎn)總值耗能要降至1.54噸標準煤，形成14億噸標準煤的節(jié)能能力。2006年到2020年年節(jié)能指標率要達到4%，預計將帶來2.5萬億人民幣，年投資1300億元的節(jié)能市場。

在西門子看來，關注能效不僅是當務之急，更是未來制造所需。林斌先生指出“經(jīng)濟和技術的變化為全球制造業(yè)帶來巨大挑戰(zhàn)。通過虛擬生產(chǎn)結合現(xiàn)實的生產(chǎn)方式，未來制造業(yè)將實現(xiàn)更高的工程效率、更短的上市時間，以及更高的生產(chǎn)靈活性。其中能源效率和資源效率是制造企業(yè)保持競爭力的決定性因素。提高能效也是制造業(yè)未來發(fā)展的必由之路。”。

根據(jù)統(tǒng)計，70%的工業(yè)能源消耗來自電機，因此提高電動機的功效便成為能效議題重中之重。

IE4最高能效等級電機

自1866年維爾納·馮·西門子發(fā)現(xiàn)發(fā)電機發(fā)電原理，發(fā)明各種高性能電機開始，西門子在電機節(jié)能增效之路上已前行150余年，并持續(xù)引領電機的節(jié)能增效。

論壇現(xiàn)場，西門子向中國用戶發(fā)布了IE4最高能效等級電機——SimoticsGP-1LE10及SimoticsSD-1LE15/6系列，再樹能效市場標桿。

IEC（國際電工委員會）2008年頒發(fā)了IEC60034-30標準，規(guī)定電機能效等級分為IE1、IE2和IE3，IE1效率最低，IE3效率最高。2012年4月又啟動IEC60034-30第2版的制定，并將IE4能效等級納入標準。“目前我國對中小型感應電動機普遍處于IE2階段，極少數(shù)在IE3階段。”林斌先生介紹。這也意味著西門子IE4等級電機為中國當下市場最高能效等級的電機。

據(jù)介紹，相比IE1能效等級電機，西門子最新發(fā)布的IE4能效等級電機效率提升高達14%，相比IE3能效等級電機，效率提升高達3%。“同時西門子IE4能效等級電機與IE1、IE2、IE3能效等級電機保持了相同的軸高和安裝尺寸。所有能效等級的電機與拖動設備之間的機械接口都完全一致。這樣，設備和系統(tǒng)進行改造升級時，用戶無需對其再設計和修改，可輕松實現(xiàn)升級，并節(jié)約潛在改造成本。”林斌先生表示，“僅用6個月，IE4能效等級電機所節(jié)省的耗能可基本抵扣設備采購成本。此外，靈活的模塊化設計，使得IE4電機易于調試、安裝簡便，完美集成于全集成驅動系統(tǒng)。”

目前西門子IE4電機可直接供電運行，也可連接變頻運行，滿足水處理、化工、礦業(yè)、油氣、暖通空調等領域客戶調速與節(jié)能需要。

SimoticsFD低壓電機

同時發(fā)布的還有西門子全線SimoticsFD低壓電機。

相較于IE4電機對能效的的引領性，SimoticsFD低壓電機側重于西門子在能效領域的創(chuàng)新性。

創(chuàng)新表現(xiàn)為：更廣的應用范圍——電機輸出功率從200kW至1600kW，軸高從315mm到450mm，針對變頻器供電運行進行了優(yōu)化，大幅提高能源效率（能效等級在IE2以上），尤其是在部分負荷運行條件下更顯高效節(jié)能。該系列功率密度高，因此同等輸出功率的情況下體積更小、更緊湊。電機型號豐富，可靈活高效地用于最廣泛應用領域。水冷型電機還可滿足特定應用要求。

更靈活的模塊化設計——SimoticsFD電機采用最先進的模塊化系統(tǒng)，可提供多種冷卻方式。此外，還有防爆無火花型Exn（Zone2）及粉塵防爆Ext（Zone22）系列供選擇。

更廣泛的冷卻方式——采用方型機身，定子鐵芯周邊設置風孔，形成風道?？拷鼉热π纬蓛妊h(huán)冷卻風路，靠近外圈形成外循環(huán)散熱風路。外冷卻風路設計可直接帶走定子產(chǎn)生的熱量?；谶@種結構和冷卻風路設計，SimoticsFD系列冷卻方式增至6種（4種空冷和2種水冷）。同時，由于機身空氣層存在，不僅使機身溫度降低，也使噪音變?。ú怀^79分貝）。

此外，SimoticsFD系列電機一改此前的圓形機殼為方形機殼，憑借其創(chuàng)新的外形設計榮獲了2014年度iF產(chǎn)品創(chuàng)新設計大獎。該設計大獎創(chuàng)立于1954年，由德國歷史最悠久的工業(yè)設計機構——漢諾威工業(yè)設計論壇每年定期舉辦，被媒體譽為“工業(yè)設計的奧斯卡”。

作為全集成驅動系統(tǒng)（IDS）的一部分，SimoticsFD電機還可與SinamicsG120p、G130、G150、S120/S120CM或S150低壓變頻器精準協(xié)同，形成低噪音、高成本效益、完備的節(jié)能型系統(tǒng)，系統(tǒng)能效達到了國際系統(tǒng)能效標準IES2，其系統(tǒng)損耗比標準參考指標還要低35%以上。該系統(tǒng)廣泛應用于塑料、水泥、采礦、鋼鐵、船舶、造紙、起重機、水處理和化工等領域。

IES2系統(tǒng)節(jié)能

“正如二者匹配之應用，西門子節(jié)能增效不止于設備層面，”林斌先生說，“系統(tǒng)節(jié)能更為西門子所看重。”這一方面源于西門子全面的產(chǎn)品與業(yè)務組合，另一方面源于國際節(jié)能標準的要求：根據(jù)國際標準EC622/2012(1W-2.5kW）規(guī)定，循環(huán)泵必須把能效指數(shù)（EEI）列入說明書中，其它泵型或功率的能效指數(shù)EEI在相應的標準中均應有所定義。

以此為背景的EN50598標準于2014年底發(fā)布。在此標準下，某一運行點的損耗是決定性的。變頻器將根據(jù)IE能效等級分級，傳動系統(tǒng)則根據(jù)IES分級。相較于IE根據(jù)CDM損耗評級，IES評級主要參考PDS（電氣傳動系統(tǒng)）/電機系統(tǒng)損耗。損耗較參考值高于20%，評定為IES0；損耗較參考值±20%，為IES1；損耗較參考值低于20%，為IES2。PDS系統(tǒng)的數(shù)值可以被計算或測量（當購買獨立部件時間）。對于PDS，西門子將提供精確的能量損耗值。根據(jù)測試，西門子Simotics磁阻電機及Sinamics變頻器所有工作點均達到系統(tǒng)效率最高等級IES2。

“除SimoticsFD電機匹配Sinamics變頻器，西門子正在設計適應于EN50598-2標準下的PDS組合，包括SimoticsGP/SDVSD10&SinamicsG120，SimoticsGP/SD&SinamicsG120等。依照EN-50598標準設計的西門子集成傳統(tǒng)系統(tǒng)將幫助客戶獲得競爭優(yōu)勢。目前西門子高效電機能夠將功率損失減少達40%，而與西門子電器配合使用構成的驅動系統(tǒng)優(yōu)化最高可達到能源節(jié)省70%。”林斌先生介紹。

生命周期的節(jié)能

在中國節(jié)能增效進程中，西門子一個更為明顯的優(yōu)勢在于涵蓋產(chǎn)品設計、規(guī)劃、工程、生產(chǎn)實施到服務的整個生命周期的節(jié)能。

目前西門子是市場唯一一家可以提供涵蓋整個產(chǎn)品生命周期的全集成驅動系統(tǒng)的企業(yè)，能夠達到三重集成。第一重集成——水平集成，西門子可提供從齒輪箱、聯(lián)軸器到電機、變頻器的整條驅動鏈的全集成驅動系統(tǒng)。

第二重集成——縱向集成，西門子可通過軟件甚至是MES、ERP等與控制系統(tǒng)連接，提供驅動鏈同IT鏈的完備信息流。

第三重集成——生命周期集成。從產(chǎn)品設計、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、到生產(chǎn)實施，以及最后的服務維護，西門子提供完整的生命周期的監(jiān)控和服務。西門子不僅是硬件公司，還是軟件公司，可以提供眾多的軟件支持。

根據(jù)統(tǒng)計，使用全集成驅動系統(tǒng)的水平集成可使設備利用率提升到99%，使用TIA博途，能減少30%的工程時間，應用全集成驅動系統(tǒng)可使維護成本減少15%。

“西門子最近正在研發(fā)云服務平臺。此平臺一旦成功應用，節(jié)能增效將更有成效。”林斌先生透露。

“無論是產(chǎn)品節(jié)能、系統(tǒng)節(jié)能還是生命周期的節(jié)能，西門子最終希望提供給客戶貫穿價值鏈的節(jié)能方案，綜合提升客戶競爭力。”林斌先生強調，“這是西門子節(jié)能增效的最重要著眼點。”

“今年西門子更多關注怎樣為‘制造業(yè)的升級’做貢獻。在西門子看來，‘制造業(yè)的升級’將是一個漸進過程。其終極目標在于人與機器、機器與機器等之間的交流互通，以促進生產(chǎn)力質的提升。要達到此目標，核心在于軟件、通訊技術及標準化的發(fā)展。西門子給出了眾多抵達方式。包括實現(xiàn)數(shù)字化，使用西門子軟件，形成產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸與分析渠道；產(chǎn)品聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)產(chǎn)品通信功能；加強生產(chǎn)安全與可靠性；優(yōu)化運維模式等。落實到節(jié)能層面，就是利用這些建議與方法，讓產(chǎn)能更優(yōu)化。”

節(jié)能實施三“步”曲

為幫助用戶輕松實現(xiàn)節(jié)能，西門子還總結出“簡易版”的節(jié)能增效三“步”曲：第一步，配備高效電機；第二步，更換變頻器驅動；第三步，優(yōu)化系統(tǒng)。

“以某大型鋁電解廠煙氣過濾器風機電機改造為例，第一步使用高效電機可節(jié)能66%；第二步使用變頻器驅動可節(jié)能13%；第三步進行系統(tǒng)優(yōu)化可節(jié)能9%。據(jù)測算，節(jié)能改造后，該耗能設備電費從230000人民幣/年降至67000人民幣/年。”林斌先生透露。

具體到行業(yè)，西門子還將根據(jù)行業(yè)及企業(yè)特點實施節(jié)能。“今年漢諾威展上，西門子碰到幾家鋼鐵行業(yè)巨頭，他們面臨著產(chǎn)能過剩，運營成本高及節(jié)能減排的多重壓力。西門子給出的建議是——通過監(jiān)控分析，找出節(jié)能點，并針對節(jié)能點優(yōu)化設備或者系統(tǒng)達到節(jié)能目的。”

例如：太原鋼鐵集團通過西門子能源管理解決方案的“識別、評估和實現(xiàn)”三步“診斷”，最終選用兩臺西門子羅賓康高壓（輸出電壓為10KV）大功率變頻器對設備進行戰(zhàn)略性技術革新。每天可節(jié)電24萬度，如按自供電價0.4元/度計算，一年節(jié)約電費3000余萬元。

而在造紙行業(yè)，西門子也為中國眾多客戶提供節(jié)能解決方案。例如：在廣西斯道拉恩索老虎項目中，西門子為其提供了汽輪發(fā)電機、全廠輸配電和工藝電氣，分部傳動及集散控制系統(tǒng)四大項目，為用戶最大限度節(jié)能增效、節(jié)約成本、保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行，并提供了完善的售后服務保障。在水泥行業(yè)西門子的節(jié)能解決方案更是大顯身手。以華潤水泥為例，近年來，華潤水泥攜手西門子，將西門子“管理節(jié)能+工藝節(jié)能+設備節(jié)能”的綜合節(jié)能理念貫穿于水泥生產(chǎn)中，借助西門子的解決方案，改變了水泥生產(chǎn)企業(yè)高耗能、高污染的形象，將水泥行業(yè)的節(jié)能減排綠色夢想帶進現(xiàn)實。

目前，西門子也在為中國交通運輸?shù)墓?jié)能環(huán)保做貢獻，西門子節(jié)能系統(tǒng)已在歐洲4000多輛公共巴士使用，其每一百公里的能源成本僅為26.7元，耗電為62度\百公里?？傮w碳排放降低50%。“對中國來說西門子也有很多例子，最簡單的例子就是西門子在九寨溝有一輛純電動汽車持續(xù)運營，無碳排放。其核心便是西門子驅動系統(tǒng)。”

立足當下

今天西門子節(jié)能增效項目已應用于工業(yè)各領域。在節(jié)能領域，西門子也擁有無可比擬的優(yōu)勢：西門子擁有一百六十余年的寶貴經(jīng)驗；西門子提供全球最全的電機產(chǎn)品線，且能夠與驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)乃至全生命周期完美集成；西門子擁有最為完善的節(jié)能制造與服務系統(tǒng)。西門子大型傳動部在全球擁有28個生產(chǎn)基地，250個服務中心。西門子十八家電機工廠遍布全球各地。在中國，西門子建立了天津、儀征、長治三處電機生產(chǎn)基地。

盡管中國節(jié)能增效之路面臨眾多挑戰(zhàn)：企業(yè)節(jié)能觀念、節(jié)能業(yè)務及商業(yè)模式復雜、節(jié)能資金及投資渠道有限乃至節(jié)能、經(jīng)濟效益與環(huán)境保護之間的平衡難等。西門子依然對中國節(jié)能市場充滿信心。信心來自西門子節(jié)能增效的成效，也來自當下節(jié)能市場的巨大空間容量。根據(jù)國家的2015能效目標，累積推廣高效電機1.7億千瓦，淘汰在用低效電機1.6億千瓦，實施電機系統(tǒng)節(jié)能技改1億千瓦。終端用能產(chǎn)品能效水平提高15%以上，高效節(jié)能產(chǎn)品市場占有率提高到50%以上。現(xiàn)狀是，相比3年前高效電機國內市場占有率不到2%，已有很大進步，但離2015年占有率達到50%，還有很大差距。

最后，林斌先生談到，西門子在“2020公司愿景”中將電氣化、自動化、數(shù)字化作為未來發(fā)展方向。西門子將會更加關注驅動以及節(jié)能領域的發(fā)展。西門子看到一個全新的節(jié)能增效時代的到來。而節(jié)能增效對我國用戶來說，既是挑戰(zhàn)也是契機。改變很難，但也可以很簡單：可從系統(tǒng)、設備乃至從單個的節(jié)能產(chǎn)品開始。比如應用最新發(fā)布的IE4或是SimoticsFD電機。