转型高效

Krishnan Narayan指出新出台的高效法规意在对中国电机市场产生重大影响。

据估计,电机驱动设备占全球电力消耗总量的 45%左右。就费用而言,全球电动机年均用电量约为5650亿美元。除非各国政府实施能效政策, 否则这一数字在2030年将增长为9000亿美元。目前,许多国家都已针对电机实施最低能效要求 (MEPs)政策。

作为世界最大的能源消费国,中国在2012年占全球能耗的20%以上。而国内总耗电量的60%左右皆来自于电机用电。

由于各种设计限制因素,中国电机的能效普遍比发达国家电机能效低2到5个百分点,估计中国电机系统的运行效率约比国际领先对等系统低10%到30%。

因此,中国电机系统性能的提升空间远远大于其它发达国家。假设中国电机系统能完全达到最 优能效标准要求,其耗电量将降低11%左右。

要将电机能效提升至特定值以上,技术存在一定弊端,即电机越高效,对功率损耗缩减的要求必须更高才能进一步提高效率。例如:假设一台电机的效率为93%,则能量损耗必须降低38%才能再提升1%的效率。

追求电机效率提升的同时,中国还面临其它许多挑战。尽管一旦电机损坏便进行更换再平常不过,相较于更换新设备而在停机时期产生巨额费用,消费者更倾向于对老旧设备进行维修。

目前,中国国内制造商生产的电机仅有10%-12%能达到中等或最优效能,而其中70%都用于出口。由于制造商不同,质量水平参差不齐,鲜有采用无级变速器等新兴技术。预计采取新的能效要求政策后,中国将掀起一股高效电机消费风潮。

 

能源消耗占电机寿命周期成本的绝大部分

不断走高的电机市场

就销售收入而言,如今中国占全球电机市场的 22%以上,预计在2015年这一数字还将突破26%。 故应将中国定位为优渥的市场,把握机遇提升其电机效率。

中国正迅速提升国力,各种新兴项目能促进最优 效能电机的普及。大量的国有企业有望推行更加严格的高效电机政策。此外,中国在南阳和上海还设有测试电机效率的认证实验室。

随着工业投资的不断增加,2015年中国将占据全球电机市场四分之一的份额。

表1:购买高效电机与重绕使用现有电机的成本比较(75 kW, 4 极; 0.063美元/kWh).

预计商用暖通空调、采矿、食品、饮料、烟草和重型机械行业(包括行车、吊车和传送带)对电机的需求将大幅增加。

由于客户逐步寻求向更高效系统转型,因此替换品市场对电机的需求也将非常强烈。尽管目前许多用户仍重绕已损 坏的电机,然而由于整体寿命周期成本有所降低,越来越多的用户在现有电机损坏时会逐渐转而购买高效电机。

相较于重绕电机,购买新机器的成本明显更高,因此许多电机消费者倾向于重绕损坏的电机而非购买新机器。值得注意的是,重绕电机产生的效率损耗使得购买新机器节约的费用化为乌有。多种原因使得重绕的效率降低,比如电机故障时产生的高温增加了铁芯损耗;电机磨损导致叠层损坏;使用更小的导体增加了铜损而安装通用冷却扇造成风阻损失增大。

钢与铜的应用

如今,电机效率的提升很大程度上得益于广泛采用铜和电工钢制造电机。随着中国逐渐向高效电机技术转型,对这些原材料的需求也应大大增加。

能量导向型应用大幅拖动了对电工钢的需求,它反过来也促进了政府更加严格的法规、提高了对能效的关注度和对环境 的考虑、增加了电力需求。电工钢分为两种类型:晶粒取向型——主要用于生产静电设备,如:变压器、电机和发电机等的铁芯;以及无晶粒取向型——用于生产旋转电动设备,如:电机、压缩机、发电机和能量计等。在能源应用方面,电工钢的地位几乎没有任何材料能够替代。

电工钢的生产商屈指可数,且 主要集中在日本、欧洲和美国等 地。主要生产商包括:AK  Steel, ThyssenKrupp, Allegheny Ludlum, Nippon Steel和British Steel Corporation。
预计到2015年,全球对电工钢的需求90%以上都将来自于中国市场。虽然目前市场供大于求,但在 2015年这种情况将显著减少。

中国电机生产商主要向美国购 买电工钢,因此导致中国征收美国电工钢出口关税。2012年十月,世界贸易组织禁止中国政府征收该关税,并驳回其上诉请求。这项决定刺激了美国电工钢对中国出口量的增加,同时也对中国制造商,如:宝钢集团和武汉钢铁集团形成了更大竞争压力。

就铜而言,估计2012年中国的消费量约为840万公吨,预计在 2014年将上升为970万公吨。2012 至2014年间,对铜新增需求量的84%左右将来自于中国。

目前中国从拉丁美洲地区大量进口铜。许多中国公司已与 拉美建立合作关系,投资各种铜项目,从而促进铜矿向中国 运输并进行提炼。

相比于2012年的340万吨,预计2013年铜矿的进口量将减少17%,为280万公吨。国内铜矿能力的提升是造成这一现象的主要原因。2013年中国铜产量将增加九个百分点左右,达到 600万公吨左右。而本年度中国铜熔炼能力也将增加920,000公吨,提炼能力增加140万公吨。

秘鲁和智利占全球铜供给量的40%左右,由于他们的延滞,预计2013年铜价格将上浮。而最优能效电机还额外需要25%的铜材料。

上涨的金属价格使得生产商不得不采用回收铜作为替代方式。他们可以利用退役电机中的铜材料。这一过程人力成本较高,铜价格的不断上涨可能促进铜回收的趋势。

重新定义价值链

中国的电机制造商不胜枚举,小到缝隙企业,大到能够进行装配和安装的大型工业制造商,可谓形形色色。经销商通常至少代理两家以上电机制造公司的产品,国内的竞争自然不言而喻。中国顶尖电机供应商包括华力(占市场份额6.5%)、西门子(6%)、ABB(5%)和六安江淮(5%)。

电机寿命通常长于其它工业设备,因此替换零部件市场较为局限。电机出口市场正飞速上升,领先的五家电机制造商占出口额的一大半。

政府提高电机系统能效的初衷是激励制造商生产出更加高效的电机,从而促进他们使用永磁体等新兴高价的材料,这些材料从前仅能在特殊应用中见到。此外,政府还希望电机制造商能更加广泛的采用驱动系统,或内部制造驱动器,从而出售一套完整的电机和驱动组。

许多电机安装项目都能发现系统集成商的身影,而整个系统中电机的销售比例仅占很小或一半的比例。标准应用中,系统集成商与电机制造商的合作度较低,而由于定制要求的不断攀升,某些特殊应用中他们的合作程度则较高。

中国销售的绝大多数电机都卖给了原始设备制造商,用于安装至风扇、泵或其它设备之上。大型电机制造商常与原始 设备制造商和系统集成商签订长期合同。在中国,电机制造商与经销商也保持长期合作关系,从而迅速拓展潜在市场。

中国电机的价值链

表2:大型电机制造商倾向与原始设备制造商、系统集成商和经销商签订长期合同。

对最优能效电机需求的增长有望促进具备一定规模和实力 的公司追加研发投资,刺激开发产品的需求。消费者倾向于 通过投资来提升整个电机驱动系统的性能而不仅是电机性 能,因此对系统集成商提供产品的需求也有望增加。系统集成商、工业用户和电机制造商之间能建立更广泛的合作关系,从而提升整个业态内的创新水平。

驱动需求

鉴于工业用户为整个电机系统寻求更高的能效,中国政府实施的法规有望增加电子驱动的销量。中国的许多电机都在可 变负载状态下运作。据估计,有效的速度控制能使70%的中国电机应用从中获益。

目前,尽管中国占亚洲驱动市场份额的40%以上,上述技术的使用仍然十分少见。2011 年,仅有10%的电机系统采用了该类技术。

中国的五大领先供应商占低压电子 驱动市场份额的46%左右。而其它多家中小型供应商则各自占有一个百分点甚至不到的市场份额。这种状况使得中国电子驱动工业显得较为分散。

国内产品质量的硬伤是阻碍驱动技术快速推广的的主要原因之一。尽管征收关税,进口驱动产品仍然占 据了90%以上的市场份额。而进口技术昂贵的价格进一步阻碍了速度控制技术的普及。

虽然客观条件如上所述,却毫不影响中国目前作为全球增长最为迅速的电子驱动市场的地位。2014年前,预计中国年均需求将增加16%-18%。该市场吸引全球领先电子驱动供应商转移目标的同时,也促进了发达地区生产设施的原材料和元件外包业务。

Vacon等领先制造商计划在接下来的几年内将新兴市场原材料和元件外包的比例从目前的35%提升至60%。

尽管目前中国地区驱动技术普及度较为局限,随后几年内需求仍会不断激增。

节能意识

在中国,终端用户普遍倾向于根据供应商制造消费行业电机的经验丰富与否来进行选择。这种趋势可以理解为终端用户的采购典型逐渐演化为只针对一两家建立长期合作关系的供应商进行采购。

按照政府法规要求,中国市场中的电机必须在标识机关得到认证和注册。各电机上必须贴有包含制造商名称、电机能效等级和采用的国标代码等信息在内的标识。标识能帮助消费者清楚辨别它是否属于高效或最优能效设备。

中国国内市场价格较为敏感,相较于日后节能而言,更偏向于购买时的低价。客户通常不考虑电机总体的拥有成本,仅仅考虑最初的购买价格。

最优能效电机的价格一般比标准型号的价格高15%-25%,因此常常无人问津。消费者大多忽略能源成本,过于看重稳定性、实用性和购买价格等因素。

许多情况下,中国的电机经销商代理了数家制造商的产品,他们用产品的折扣优势来打压最优能效电机。终端用户对最优能效电机认识的缺乏是目前存在的最大挑战。

随着向高效电机的不断转型,消费者应意识到:高效电机的优势在于减少了寿命周期的总成本。对优质产品需求的增强,将反过来拉动电机制造商对研发的投资,从而加快技术进步,加强中国电机工业制造商、原始设备制造商和系统集成商的合作关系。

来自不同地区的消费者渴望获得国内供货,从而规避其它国家可能带来的汇率和自然灾害等外来风险。而终端用户应选择与各地都有厂区的供应商建立长期合同关系,这样的供应商更不易受供应链风险影响。

Krishnan Narayan是Beroe工业耐用品与制造公司的高级研究分析师(www.beroeinc.com)

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