“十二五”期间，节能减排让自动化领域站在新起跑线上

　　节能减排是关系经济社会可持续发展的重大战略问题，是国家确定的经济社会发展的重大战略任务。随着我国《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》和《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》出台落地，我国“十二五”期间节能减排目标在争议中尘埃落定：单位GDP能耗下降目标确定为16％，二氧化碳排放降低17％等。

　　根据官方统计，中国已经成为了世界第二大能源消费国，能源消费总量占到了全球的15%左右。而且，随着中国经济的快速发展，能源消耗依然在呈持续上涨趋势，且增速迅猛，能源形势不容乐观。 与此同时，我国的能源使用又存在着利用率较低的事实。根据官方公布的资料，中国的单位GDP能耗是日本的7倍、美国的6倍、印度的2.8倍。这也说明了同世界先进水平相比，我们在节能方面存在着巨大的空间。

　　目前在国内建筑业、工业、交通是三大高耗能行业。节能的重点是工业。我国工业能耗占全国总能耗的70%以上，工业上的节能潜力是十分巨大的。国内绝大部分工业企业都存在着设备性能低下、生产工艺落后、能耗指标较高，以及总体用能效率低的现象，节能空间十分显著。

　　我国的制造企业也普遍拥有实现节能降耗的愿望。在中国经济与世界逐步接轨后，企业的利润在减薄；同时由于能源价格、劳动力成本的不断上涨，企业的成本也在增加，制造企业普遍面临着发展的压力，对节能降耗的渴求特别大。

　　工业自动化作为我国装备制造业的组成部分，在工业经济建设中起着“倍增器”、“先行官”的重要作用，是推动各行业节能减排的有效武器。尤其是在大力节约能源资源，加快建设资源节约型、环境友好型社会已经成为我国现阶段的重要任务，工业自动化的发展质量将对整个国民经济的运行状况产生更加深远的影响。

　　第一篇 工业自动化将迎来发展的黄金期

　　工业自动化作为一种集信息化、机械化、电气化、电子化技术于一体，实现增产、提效、节能、降耗和减少污染的高科技，过去因我国工业经济的规模化发展而取得了快速发展，如今，在我国提倡发展节能减排的现状下，迎来了又一个发展的黄金期。

　　今年一季度国家统计局公布的GDP同比增长9.7%，环比增长2.1%。从全国范围来看，经济高速发展的势头将继续在“十二五”期间得到延续。然而，经济高速发展的同时，能源与环境矛盾也日益突出，机遇与挑战并存。在强大的政策驱动下，自动化行业作为节能减排的支撑产业将迎来发展的黄金期。gongkong市场研究结果显示，我国第一季度工业自动化市场延续了2010年第四季度的高增长态势，同比增长在20%以上。排除“危机后”因素，节能减排是其中重要的驱动力。

　　我国GDP的支柱产业主要集中在电力、石油石化、煤炭、化工、钢铁、有色、建材、造纸、纺织等工业。这些行业是节能减排的重点实施企业，也是自动化的主力应用市场。在政策环境和市场环境的双重压力下，更换节能设备已经成为企业向前发展、提高竞争力，甚至说是其生存的必要条件。从技术上来说，工业节能点有许多：从发电过程到输配电过程，从用电消费到能源管理，从生产制造到运输装配，都有很大的节能空间。对于一家制造型的企业来说，节能最大的空间除了来自配电管理外，使用节能型生产制造装备、系统优化设计以及综合能源管理均能达到良好的节能效果。

　　高效电机

　　未来高效电机的节能潜力会有更广阔的市场，其本身就具有部分节能的效果。 自从1997年10月美国以法律形式(EPAct)推广高效电动机以来，在世界范围内推进了高效电动机的研究、开发、生产和应用。1999年欧盟提出了 CEMEP-EU协议，将电机效率分为EFF 3、EFF 2和EFF 13个等级，并具体规定了推广高效电动机的时间表。世界各国也纷纷制订了本国的高效电动机标准，其中加拿大、墨西哥、巴西等国采用了美国EPAct标准， 澳大利亚、新西兰、印度等国采用了CEMEP-EU协议，我国也在CEMEP-EU协议的基础上制订了国标GB 18613-2006“中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级”。由此可见高效电机将在未来的节能市场占据非常重要的角色。

　　目前，国内电机厂商约2000家，生产高压电机的厂商有数百家。从高压电机行业集中度来看，2010年，前10名厂商市场份额超过50%，市场集中度较高。观之2010年中国高压电机市场，国产品牌仍居主导地位，源自于这些国产厂商多年来形成的良好效应，遍布全中国的销售网络及在国家大项目上的“优先权”，相比外资品牌更为低廉的价格使得国产品牌具有较强的竞争力。下表是gongkong市场研究关于2010年中国高压电机厂商份额：

　　

　　一台电机的能耗成本在整个电机生命周期成本中占 97% 以上，而其采购和安装维护成本仅占不到 3%。以西门子为例，西门子高效电机产品通过电、磁、机械和通风的优化，优质材料及先进制造工艺的使用，并结合先进全面的试验及测试手段，可以切实有效地降低电动机的各方面损耗，帮助用户降低运行成本，加快投资回收。西门子高效电机可以适合所有的驱动设计，电机功率损耗可降低高达 45%，并且由于温度降低，延长了电机和润滑剂的使用寿命。它可以提供的范围广泛：电压从 230V 到 13.2kV，功率从 0.06kW 到 100MW，符合EU/CEMEP 协议规定的 EFF1 和 EFF2 指标的国际型号，在北美市场符合 EPAct 和 NEMA 效率指标的产品。目前，西门子的电机可用于定速驱动和变频驱动，可以与 SINAMICS 变频器和 SIRIUS 电机起动器完美匹配。

　　变频节能

　　变频器是电动机系统节能的重要部件，它通过调节电动机的转速使其“小马拉大车”和变负载的情况得到很好改善。此外，交流电机调速驱动是我国近年发展较快的新技术，变频调速被列入国家重点组织实施的10项资源节能综合利用技术改造示范工程之一。

　　以典型的节能应用产品高压变频器为例，其经用户认可的节能效果达到30%-60%，而高压变频器在电力、冶金、水泥等主要行业的普及率不到30%。但高压变频器应用已从导入期进入高速发展阶段，随着经济复苏和国家节能减排力度的加强将促进以高压变频器为代表的自动化节能快速发展。

　　变频器产生的最初用途是速度控制，由于变频调速具有调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点，在许多需要精确速度控制的应用中，变频器正在发挥着提升工艺质量和生产效率的显著作用。

　　变频器用于机械控制风机、泵类和压缩机以及经常处于低负荷率的电机。变频器可以精确地根据要求使电气传动设备以可调节的转速运行，有效的节约能源，对风机、泵类及压缩机等应用极为有效，节约能源最高可达 50%左右。

　　目前，中国低压变频器从业厂商大约有200家，从外资品牌和本土品牌的对比来看，供应商仍以外资品牌为主，其占据80%的市场份额，并占领了起重、电梯、冶金、机床、风电等国内高端市场。而本土品牌厂商多为中小型企业，主要产品定位于中低端市场，缺乏明显的品牌和技术优势。但近几年，本土品牌凭借自主创新、成本及服务优势以及对客户个性化需求的快速反应的优势迅速崛起，已在部分细分市场赢得了一定的竞争优势。近日，随着施耐德以6.5亿美元并购高压变频器市场的领头羊利德华福，我国高压变频器市场主要被西门子、ABB、施耐德占有，形成三足鼎立的局面。gongkong研究预测表明，得力于节能需求的驱动，我国变频器市场在未来5内不会达到饱和，增长率将保持在两位数，但市场的竞争格局必将调整，一方面，国产品牌将快速成长且进军中高端市场，另一方面，竞争的激烈将导致更多的兼并重组。

　　信息时代的过程自动化系统（PAS）

　　当今的过程自动化系统已发展为由过程控制层（PCS）、制造执行层（MES）和经营规划层（BPS）三层结构组成的综合过程自动化系统。企业要达到总体的节能降耗和资源优化，获得最大的经济效益，提高竞争力，除了在各层次上采用先进技术和优化技术外，还必须在系统集成方面采用优化操作、优化调度以及优化企业资源规划和经营管理的一体化综合过程自动化系统。其中，过程控制层（PCS）的DCS对资源的优化作用更为明显。

　　目前，得力于结合信息化的发展，DCS系统已发展到第四代。现在，以和利时、浙江中控为代表的国内DCS厂家经过多年的努力，早已各自推出自己的最新DCS系统：和利时推出MACS－Smartpro第四代DCS系统、浙大中控推出Webfield(ECS)系统。目前，国产DCS系统供应商正在逐步获取客户的认可，例如和利时在核电、化工、水泥、热电等领域取得了一定的成绩，浙大中控在石化、化工控制等方面业绩突出，而这些都是节能减排的重点行业。虽然自动化系统本身并不直接创造效益，但它可以优化生产过程，为能源的高效利用做出重要贡献。

　　随着我国经济的快速发展，节能减排市场的火热，全世界的DCS制造商都看到中国的DCS市场仍处于上升和发展时期，而且有很大的市场空间，外国DCS厂商纷纷推出自己的行业解决方案（Solution）即针对用户的某一个项目或装置的控制问题，从控制方案的制定开始，包括系统集成、硬件采购、软件配置、现场调试、开车投运，直到验收，全过程都由其承包。这种做法既可以进一步满足用户的要求，同时也可以解决DCS目前价格过于透明，利润率低的问题。

　　西门子推出的全集成自动化（TIA）是生产过程中节能的最佳解决方案之一，作为一种适用于所有工业领域的集成解决方案平台，TIA提供全线协同产品及各种解决方案。通过 TIA 统一的编程/组态、统一的数据管理和统一的通讯，帮助用户整体改进制造工艺和业务流程，实现整个生产流程的自动化和优化，合理高效地利用能源。比如，以基于 SIMATIC PCS7 的专家系统为例，水泥行业专家系统 CEMAT 中 CEMAT-KCS 回转窑优化控制系统（KCS）能够改进水泥窑和冷却系统的运行，以使生产保持在一个稳定的高水平，使用 KCS 系统后水泥窑燃料和能源节约最大 10%；生产量增加最大 10%；降低排放最大 15%；炉衬耐用性/使用寿命延长最大 15%，节能效果显著。

　　能源管理系统

　　随着节能减排成为企业发展最为关注的问题后，能源管理系统借此得到了重视及发展。能源管理系统是以帮助工业生产企业在扩大生产的同时，通过能源计划、监控、统计、消费分析、重点能耗设备管理和能源计量设备管理等多种手段，合理计划和利用能源，降低单位产品能源消耗，提高经济效益为目的信息化管控系统。能源管理系统是耗能企业实现优化资源配置、合理利用能源的系统节能战略措施。

　　因此，通过能源管理系统可以对企业内部不良的能源使用习惯和高能耗设备，以及高能耗运转周期等问题进行深入挖掘和控制，实现安全生产、优良供能， 提高工作效率并降低能耗， 最终达到降低产品成本的目的，同时通过节能达到减排的目标。现在很多企业已经具备了基础能源设备，如智能仪表、物位计、流量开关等，而如何将数据用最快捷的方式进行传输，并且实时监控能源的消耗情况，成为能源系统未来的发展方向。

　　以西门子全集成能源管理方案（TIP）为例， 该方案提供了优质、节能的配电产品的同时，优化配电系统的设计成本和运行维护成本，是配电系统的理想解决方案，包括从中压进线、低压配电、终端配电、直至墙壁开头和插座 。通过使用SIMARIS design设计软件规划与设计一个新的配电网络；通过使用SIMARIS manager 电能管理软件，监控和管理配电网络的经济运行，实现节能省电。 该方案应用于工矿企业、商业楼宇、基础设施和民用建筑等领域。罗克韦尔自动化公司推出电力及能源管理系统（PEMS），它能够帮助用户在整个企业范围内监视、采集、分析、存储、共享实时的能源数据。

　　第二篇 新模式助力节能减排

　　随着节能减排产业政策的出台，国家在限制高耗能、高污染行业发展的同时，也向企业推出了优惠政策，孕育出了新型产业发展机遇。政府出台的一系列节能减排的政策和措施，加快了我国工业行业进行结构调整的步伐，也对自动化行业企业未来的走向和发展带来了深刻的影响。贯彻执行节能减排政策，对自动化企业来说，是一次增强企业竞争力的战役；面对挑战、发现商机、把握主动，又何尝不是一次做大做强的考验？

　　目前节能减排工作还存在一些难点，一方面我国节能减排工作主要通过政府主导加以推进，不能适应市场的需要，难以形成长效机制；另一方面节能的长周期和高投入使很多企业缺乏足够的动力，对短期经济利益的追求也使企业对节能不够重视。

　　结合节能减排工作现状，gongkong市场研究表示，节能企业通过产业结构调整来降低能耗；另外则是企业的换代节能新产品，以及现有技术节能改造。在企业现有技术节能改造中，目前主要采用的运作模式有三种：直接购买节能设备，EMC合同能源管理模式，BOT模式。

　　直接购买节能设备

　　一般来说，工业企业节能直接由自动化企业提供节能产品，也就是我们通常所说的不担保节能量的直接业务模式，即客户直接选择使用企业先进的节能产品和解决方案，如集成自动化、全集成能源管理、高效电机、变频器等。该方式对于应用者来说，通过购买设备容易存在资金压力的情况，同样不能保证节能效果，有一定的风险。

　　EMC合同能源管理

　　合同能源管理英文（Energy Mechanism Conservation），简称EMC。它是一种在市场经济国家中逐步发展起来的新型节能合作机制，机遇这种新节能机制运作的专业化“节能服务公司”发展十分迅速。尤其在美国、加拿大，EMC已发展成为一种新兴的节能产业。节能服务公司根据企业能耗情况进行评估统计，提出存在的节能空间进行技术改造，达到能源优化的目的。所需资金由专业节能服务公司提供，双方签订《节能绩效保证合同》，在项目投入使用后，企业从该项目每年的节能效益中，按照合同约定的比例偿还投资方，达到合同约定的数额时项目所有权归企业所有。

　　这种机制使耗能企业避开了投资风险，企业不同投资即可获得节能项目和节能效益从而实现零风险投资，同时让投资方有利可投，是一种双赢的现代能源管理理念。

　　这种方式目前在企业应用中已有成功案例，西门子通过与节能服务公司的合作模式，完成了中石化石家庄炼化分公司的项目。中石化石家庄炼化分公司在采用了两台西门子完美无谐波变频器及其附属监测系统应用于循环水泵，节能率高达30%。石家庄万维创新科技有限公司作为节能服务公司，石家庄在炼化设备安装投运前只支付给万维创新80%的款额，在设备运行并达到合同约定的节能量后将剩余的20%余额之处给万维创新。

　　合同能源管理在中国的发展也存在着一些问题，中国节能协会常务副理事长宋忠奎表示，“节能服务公司同时做几个项目时，资金需求也很大，需要通过融资实现，而这个风险是由节能服务公司独自承担的。” 宋忠奎还表示，中国企业的诚信有待提高。这也是合同能源管理模式能在中国推行下去的基础。由于服务公司的收益来自于节能减排项目的实施为企业节省的能源的价值，对于实际节省能源的评估也需要企业的配合才能由第三方检测得出。

　　有一个利好消息是目前已经有一套节能服务公司商业贷款担保机制已经建立，已经有不少企业从这种节能服务模式中获利。EMC节能模式在我公司技术和经济手段方面是可行的，通过节能改造工程，将大大推动节能减排战略目标的实现，不仅可以有效地减少项目成本，通过分享节能项目实施后生产的节能效益来获得利润而不断发展壮大，EMC的发展将不断地推动和促进节能的产业化。

　　BOT模式

　　BOT 模式是不同于EMC模式的一种运作模式。它实质上是基础设施投资、建设和经营的一种方式，以政府和私人机构之间达成协议为前提，由政府向私人机构颁布特许，允许其在一定时期内筹集资金建设某一基础设施并管理和经营该设施及其相应的产品与服务。

　　政府对该机构提供的公共产品或服务的数量和价格可以有所限制，但保证私人资本具有获取利润的机会。整个过程中的风险由政府和私人机构分担。当特许期限结束时，私人机构按约定将该设施移交给政府部门，转由政府指定部门经营和管理。所以，BOT一词意译为“基础设施特许权”更为合适。该模式目前主要在大型钢铁企业、电厂等有应用。

　　总之，对比几种节能模式，直接购买节能设备已经成为目前国内的主要节能模式，EMC、BOT模式也已经在国内处于高速发展阶段。由于资金，技术，行业不规范等问题，EMC、BOT在国内的发展仍然受到一定制约，但是从长远发展来看，这两种节能模式未来的市场前景依然比较广阔。

　　考虑到中国企业在节能方面资金及风险方面的一些困难，西门子成立节能服务中心，面向客户推出四种节能服务模式，包括：直接业务模式，即客户直接选择使用西门子先进的节能产品及技术等；与节能服务公司合作模式，通过节能公司提供节能方案、西门子提供节能产品与技术；与金融伙伴合作的“合同能源管理”模式，金融伙伴提供资金，西门子提供节能技术及解决方案，双方联合帮助企业用户实现节能；企业担保节能量的直接业务模式，即客户直接选择使用西门子先进的节能产品和解决方案，西门子担保节能量帮助客户降低能源账单。

　　2008年11月，西门子向新疆八一钢铁股份公司提供节能改造设备，在八钢转炉工艺段的除尘风机上采用3台西门子-罗宾康完美无谐波变频器1400KW/6.3KV,通过使用西门子变频器取代以前的液力耦合器，八钢集团每年多节电138万度，节省约200万元的能源费用。

　　现在，越来越多的企业接受了合同能源管理的模式，西门子的节能服务业务也已经向第二、第三种模式倾斜。2006年西门子在中国首次实施了乌兰水泥合同能源管理项目，经过长达168小时的在线测算，乌兰水泥厂的最终平均节电率达到35%；而2007年实施的秦岭水泥厂的节电率也高出了预测的25%，达到了27%，每年为企业节电170wkh，折合电费80多万元。

　　第三篇 自动化企业在行动

　　能源紧缺，环境告急，政策号召，市场可期——节能减排已不再是口号，而变成了实际的行动。在金融危机后的我国工业自动化市场，节能减排早已不再是“概念”炒作，而是实实在在的增长点。为此，自动化主流供应商均已开始积极行动。

　　西门子：不断创新的发展精神，伴中国成长

　　西门子（中国）推出了一系列关于节能环保的业务组合和解决方案，主要从高效能源生产、可再生能源利用、高效资源配置和高效能源利用等四个方面提供解决方案。这些解决方案遵循三个核心标准，一是完全意义上的可再生能源，例如风能、风电上网；二是完全意义上的环境技术，如水处理技术和大气污染控制技术；三是能源高效利用的产品和解决方案，如联合循环发电厂、高压直流输电系统、节能照明设备、全面交通解决方案等。

　　西门子在环境节能相关领域推出的诸多解决方案，通过不断创新的研发理念，帮助中国实现了社会、客户和西门子的三方共赢，这也正是西门子节能环保的核心理念。具体来说，这些解决方案既有益于社会环境和人们生活质量的改善，又能使客户降低能源成本，也能为西门子开拓更具吸引力的市场，实现盈利的增长。

　　随着“十二五”节能减排约束性目标的出台，西门子为全力支持中国“十二五”规划，2011年在中国将举办了“西门子增效卡车中国巡展”。此次西门子增效卡车活动将从北京首发，持续一年，通过全面展示西门子的创新技术和能源管理解决方案、西门子在全球及中国的节能案例活动，号召人们一起为中国的节能事业做出贡献。

　　

　　西门子长期致力于开发能够广泛应用、帮助节省能源的创新技术。现在，在楼宇、照明、家用电器、交通和工业等众多领域，都有许多节能技术与解决方案问世，帮助我国用户提高能源的生产、输送和使用效率。

　　在发电领域，西门子在华能上海燃机电厂安装了全球领先的西门子大型燃气轮机，帮助其实现60%的发电效率，而目前德国火力发电厂的平均发电效率也仅为38%；在交通领域，西门子创新的静态储能装置节能技术已经成功应用在北京地铁5号线上；在工业领域，A&D 成功地将电机的电力损耗降低了45%；装有变频器的调速系统可将泵和风机的耗电量降低30-50%，大量的中国工业用户从A&D 的节能产品与解决方案中受益。

　　西门子在北京和上海建设的西门子总部大楼都采用了环境友好型设计，与中国规模相当的普通办公楼相比，它们将节省近1/3的能源。在日常工作中，西门子一直在鼓励员工减少能源消耗量，在提高空调使用效率，充分利用自然光源及减少其他电能消耗方面我们一直在努力。

　　在提供本地化的节能解决方案和产品上，西门子通过技术创新，提供了四种节能解决方案，从产品到应用两个层面上提高企业的能源使用效率。

　　1．通过全集成自动化（TIA）优化整体生产流程

　　西门子的TIA是一种适用于所有工业领域的集成解决方案平台，提供有全线协同产品及各种解决方案。通过TIA统一的编程/组态、统一的数据管理和统一的通讯，我们能帮助用户改进整体制造工艺和业务流程，实现整个生产流程的自动化和优化，合理高效地利用能源。

　　2．应用有效的能源管理方案——全集成能源管理方案（TIP）

　　TIP为工矿企业、市政和基础设施、商业大楼提供了严谨、安全、可靠、节能的全集成配电系统的解决方案，它包括从中压进线、低压配电、终端配电、直至墙壁开头和插座。通过使用SIMARIS design设计软件规划与设计一个新的配电网络；通过使用SIMARIS manager电能管理软件，监控和管理配电网络的经济运行，实现节能省电。

　　3. 使用高效电机

　　高效电机产品通过对电动机的电、磁、机械和通风的优化，优质材料及先进制造工艺的使用，并结合先进全面的试验及测试手段，切实有效地降低电动机的各方面损耗，帮助用户降低运行成本，加快投资回收。我们的高效电机的功率损耗可降低达45%，并几乎适合所有的驱动设计，如代表着世界领先水平的Compact系列电动机等。

　　4．使用变频传动系统

　　变频驱动装置可以精确地根据要求使电子驱动装置以可调节的旋转速度运行，有效的节省能源，对风机、泵类及压缩机等应用极为有效，节约能源高达50%。特别是全新开发的SINAMICS家族，代表了最新的传动技术，具有最大的可靠性、可用性和功能性，是各种节能改造的最佳选择。其独特的节能设计软件 SinaSaveTM可通过因特网免费计算出电气驱动系统的节能潜力，使节能一目了然。

　　节能减排，科学发展，已经成为我国发展经济的战略指导思想，也表明了我国自动化将迎来又一轮快速发展时期。据估算到2020年，工业企业节能潜力总计达3600亿元。面对这么巨大的蛋糕，除了西门子之外，包括ABB、施耐德、罗克韦尔等工业自动化巨头均瞄准了该市场并给出了节能整体解决方案。在“十二五规划”中，中国政府将投资4万亿元人民币重点支持航天技术、新能源、新材料、信息技术、生物和制约、节能技术和环保技术、海洋勘探和开发技术、高级制造业和高科技服务业。据gongkong预测，未来数年自动化在节能环保领域的应用将保持20%以上的增长，节能减排也成为后工业时代自动化市场的主要驱动力之一。

　　结语

　　当今世界多极化的局面进一步加深，各种国际力量之间的竞争将日益激烈。随着中国综合国力的提高上，环境问题成为了制约发展的关键因素。在“十二五”期间，为减少环境污染，建设两型社会，我国政府进一步落实科学发展观、通过调整产业结构，转变经济增长方式取得进步。因此，节能减排是随着我国经济高速发展应运而生，也是坚持科学发展观和构建和谐社会的必然要求，更是我国新型工业化之路的现实要求。

　　作为工业IT，自动化技术的支持对推动节能减排工作起着积极推动的作用。节能减排的自动化技术除了高能效电机、变频器、过程自动化系统和能源管理系统之外，还有面向冶金、有色、电力、化工、建材、造纸六大“三高”行业治理的成套专用优化系统和专用控制装置，比如特种执行器和特种检测技术，除尘、脱硫优化控制技术，固体废物焚烧的最优控制技术，废液的检测、分离和控制技术，节能、降耗的卡边控制技术，最优燃烧控制技术，最优调速控制技术，热能转换和传递优化技术等等，这些技术也是推进我国高端工业自动化产业化的重要方面。随着节能减排各项政策的推出，凸显了自动化企业在我国工业领域中的影响力和重要性，这无疑是一次发展的良机，也是一次造福人类、造福环境的行动，让我们携起手来为了更长远的利益，为了环境的保护，投入到节能减排的事业中。