10月29日，工信部及市場監管總局聯合下發《電機能效提升計劃（2021-2023年）》（簡稱：《計劃》），明確要求到2023年，高效節能電機年產量達到1.7億千瓦，在役高效節能電機占比達到20%以上。

《計劃》發布的背后是一組殘酷的數據。資料顯示，從我國目前全社會用電結構來看，工商業用戶耗電量約占 80%，其中電機耗電為用電終端中占比最大的部分，約占工業用電的 75%，全國總耗電的 60%。

因此，電機節能將成為降低工業能耗，早日實現碳達峰、碳中和的關鍵一步。

水泥行業電機節能升級勢在必行

電力是水泥生產必須能源，在生料粉磨、熟料煅燒以及水泥粉磨等環節都有應用。目前，國內噸水泥綜合電耗在90度左右，以2020年全國水泥產量23.77億噸計算，去年水泥行業消耗的電能達到2139.3億度，占2020年全國發電量的2.88%。

一方面是巨大分電力消耗，另一方面則是水泥行業在電機升級方面的任重而道遠。

不久前，南方某省工信廳公示了2021年省國家工業專項節能監察結果。專項節能監察結果顯示，節能監察了80家水泥企業，處在生產狀態有76家。能耗達標企業有74家，占比97.4%。粗看數據，還算亮麗，細看數據，問題來了。

在監察結果欄中顯示“存在在用落后機電設備，限期整改”的企業多達41家，占比高達53.9%。在扣除了存在能耗超標和存在在用落后機電設備雙料問題的2家企業，在能耗達標的74家企業中，有39家存在在用落后機電設備，占達標企業52.7%，一半還多。

一行業人士指出這并非只是該地區存在的情況。

除了水泥行業本身存在巨大的電機升級壓力，外部環境的變化也在迫使水泥行業在降低電耗方面邁出更多實質性的步伐。

首先，“能耗雙控”背景下，高能耗行業用電成本大幅上升。根據10月12日，發改委印發《關于進一步深化燃煤發電上網電價市場化改革的通知》，高耗能企業市場交易電價不受上浮20%限制。隨后，各省市相繼出臺電價改革措施，高能耗行業電價大幅上調。以江蘇為例，高耗能企業尖峰電價是市場交易購電價格的2.15倍。

其次，降低能耗成為水泥落后產能淘汰的硬性指標。根據國家發改委發布的《關于嚴格能效約束推動重點領域節能降碳的若干意見》，到2025年，通過實施節能降碳行動，水泥等重點行業達到標桿水平的產能比例超過30%。同時，根據《高耗能行業重點領域能效標桿水平和基準水平（2021年版）》，各地要明確改造升級和淘汰時限（一般不超過3年）以及年度改造淘汰計劃，在規定時限內將能效改造升級到基準水平以上，力爭達到能效標桿水平，對于不能按期改造完畢的項目進行淘汰。 

最后，水泥行業降碳的實質性要求。水泥是碳排放大戶，僅僅2020年我國水泥行業就排放二氧化碳14.66億噸，約占全國碳排放總量的14.3%。在“雙碳目標”背景下，水泥行業面臨的碳減排壓力非常巨大，降低生產電耗是水泥行業實現綠色低碳發展的重要一環。

另外，據相關測算，水泥成本當中用電成本占30%-35%。在目前我國的水泥生產線中，已有60%進行了部分電機系統改造，尚有30%的節能新技術、加強技術改造是水泥行業節水泥生產線未進行電機系統改造，改造后的電機系統平均至少具有20%的節能空間。進行電機系統的技術改造具有巨大的節能潛力，推廣應用能減排的重要舉措。

永磁電機成為水泥行業降低電耗關鍵

《計劃》中明確提出，加大高效節能電機應用力度。針對變負荷運行工況，推廣2級能效及以上的變頻調速永磁電機。針對使用變速箱、耦合器的傳動系統，鼓勵采用低速直驅和高速直驅式永磁電機。大力發展永磁外轉子電動滾筒、一體式螺桿壓縮機等電動機與負載設備結構一體化設計技術和產品。

作為一家在國內永磁電機領域擁有重要影響力的裝備服務商，江蘇嘉軒智能工業科技股份有限公司（簡稱：嘉軒智能）董事長付杰直言：“這是官方第一次通過正式文件的方式，表示出對永磁技術的認可，并要求推廣永磁電機技術，可以說這是永磁行業的一件大事”。

嘉軒智能董事長付杰

《計劃》如此認可永磁技術，源于該技術相較于傳統電機在節能及設備安全等方面存在的巨大優勢。

通常情況下，傳統電機只有在額定負荷的80%-100%時，其工作效率才會達到80%以上，此時的功率因數高于0.8。永磁同步電機在額定負荷的20%-120%（過載）時，工作效率均在94%以上，在同樣的負荷區間內，功率因數高于0.95。效率高，功率因數高，就意味著能耗低。

付杰表示，與傳統系統裝置相比，開創性地把滾筒做成外轉子電機，取消了原系統電機、液力耦合器你、減速機、聯軸器、滾筒等。研發出永磁直驅一體系統，具有直驅低速、大扭矩、免維護、高效節能、傳動效率高、低耗能、運行平穩、結構緊湊、占據空間小等諸多優點。適合于重載啟動場合，具有較大的過載能力和較高的機械強度。

因此，永磁變頻直驅系統特別適用于有時過負荷及顯著振動與沖擊的設備，是目前是水泥行業驅動設備理想的驅動系統產品，可快速推進水泥行業的綠色化、智慧化，為助力實現2060年的碳中和的目標。

以國內市場占有率高達80%的嘉軒智能“拳頭”產品——永磁滾筒為例。

據付杰的介紹，江蘇嘉軒已經成功使用了目前全球最大的710kW永磁滾筒，為客戶的皮帶機驅動系統的進行了革命性的技術升級，取消原驅動系統的電機、減速機、液力耦合器、聯軸器。驅動滾筒即是電機，電機即是滾筒。

相較于原有系統，永磁滾筒優勢明顯：

1、結構簡單，省去減速機、液力耦合器、聯軸器等部件，極大地節省安裝空間，節約空間的超20%。

2、與原系統相比，減少75%的檢修維護量和維護材料投入。驅動部結構簡單，只有驅動器+滾筒的結構，改變了傳統的電動機、耦合器+減速器、驅動滾筒三位一體的布置方式，減少了原系統85%的維護量、維護材料投入和檢修維護中的安全隱患。

3、減少現有結構中運行時地形變化對設備軸中心對準的問題。工業智能滾筒的一體式設計，解決了系統傳動中由于安裝地面的一些問題，造成原系統軸對接配合錯位的問題，極大地提高了系統安裝的可靠性，降低故障率。

4、因少了傳動環節及永磁電機的高效特性，極大的降低能耗，節約用電成本，平均能耗降低超20%。其永磁滾筒的功率因素還高。隨負載的變化，嘉軒系列的工業智能滾筒的功率因素基本不變，可降低使用電纜的直徑。

嘉軒智能永磁滾筒

另外，高功率電機方面，某水泥廠煤磨上使用了嘉軒智能1600kw永磁直驅電機之后，較傳統電機，優勢同樣明顯。

1、取消減速機和輔傳系統，完全解決減速機故障點，降低維護量及維修費用；

2、永磁直驅電機本身采用高質量零部件，保證產品的高可靠性更平穩的運行；

3、去除減速機過渡環節，降低機械傳動能量損失，傳動效率提升；綜合節能超10%

4、永磁直驅電機采用變頻器啟動及運行，啟動平穩，減輕對電網的沖擊，對小齒輪及大齒輪也起到有效保護，大大的延長煤磨的使用壽命；

付杰還表示，在建材行業綠色發展大背景下，江蘇嘉軒推出的永磁直驅電機，已有數百套在中聯水泥、祁連山水泥、金隅冀東、華潤水泥、亞東水泥等水泥企業投入使用，應用范圍涵蓋了斜拉鏈機、提升機、皮帶機、輥壓機、刮板機、堆取料機、原料磨選粉機、蓖冷機、破碎機、風機、水泵、混料機...等多個水泥生產設備，為水泥行業節電降耗做出了突出貢獻。該產品在一些設備上節能率可達到40%以上，提高了設備的使用壽命，降低企業的生產成本。

基于永磁技術的巨大優勢，國內水泥企業相關應用推廣工作也在快速推進。江西一水泥企業生產負責人表示，2021年該廠將篦冷機風機全部替換為永磁變頻風機，總共2500kW，噸熟料電耗下降了1.2度，未來還將繼續擴大永磁變頻電機的適用范圍。

嘉軒智能生產車間

更節能、更智能 永磁技術的未來之路

永磁技術裝備在水泥行業的應用，早在多年前就已經開始，但是一直處于“不溫不火”的狀態，直到當前隨著行業標準的不斷完善，客戶信心不斷提高，產品成本持續下降并趨近于普通電機，加之水泥行業節能、減人需求迫切，永磁技術裝備終于有望迎來高速發展階段。

永磁電機逐步取代傳統電機是水泥行業綠色高質量發展的大勢所趨，甚至在未來，永磁電機可能取代水泥生產中涉及到的所有傳統電機，不過在這一過程中，永磁電機需要在進一步發揮自身優勢，在提升設備性能和智能化方面不斷取得突破。

付杰指出，在材料領域，永磁技術已經發展到相當成熟的階段，目前使用的釹鐵硼磁鐵是當時全世界磁能積最大的物質，磁性僅次于絕對零度鈥磁鐵的永久磁鐵。未來，永磁技術的發展將更多的集中在應用技術領域。

一方面，永磁技術需要不斷豐富和拓展應用場景，為工業節能帶來幫助；另一方面，具體到裝備之上，在深度挖掘節能潛力、延長使用壽命、提高設備穩定性、降低使用噪音等關鍵指標方面，將極大考驗生產企業的技術實力及服務能力。

近年來，嘉軒智能堅持高水平科技創新突破，以推動皮帶輸送驅動系統的高質量發展為使命，聚焦永磁驅動系統關鍵技術和難點，具有先進的生產技術管理體系和生產檢測試驗設備，配套全球唯一一套 11-710kw大扭矩全功率永磁滾筒專業實驗室、超低頻高壓絕緣結構實驗室、超低頻高壓絕緣材料實驗室 ，建立智能工業電機驅動系統工程技術研究中心、企業技術中心，擁有多名中、高級專業技術人員。培養造就了一支知識結構合理、業務能力過硬、服務質量保證素質優良的專業化技術服務隊伍，為提升產品性能和服務能力打下了堅實的基礎。

同時，依托于強大的技術研發團隊，嘉軒智能在很早之前就開始了數字化、智能化嘗試。據付杰的介紹，2017年，嘉軒智能正式推出“機電衛士”在線診斷系統，通過對日常運行數據的采集、分析，為電機設備提供風險預警。該系統還具備機器深度學習能力，可以在運行過程中不斷計算和修正參數，使用時間越久，價值越高。

付杰與中國水泥網交流

相較于傳統電機不穩定的輸出功率以及復雜的配套設施，永磁電機功率線性輸出，且設備運行更加穩定，幾乎免維護，數據采集更加方便精準。未來，數字化、智能化是水泥行業發展的必然趨勢，而在此過程中，永磁技術將發揮重要作用。

付杰最后指出，永磁電機系統相較于傳統電機系統，在各方面均存在巨大優勢，不僅大幅降低包括水泥在內的工業行業生產電耗，更將在未來智能制造領域發揮重要作用。嘉軒智能也將持續在提升設備性能以及實現智能技術深度賦能方面加大投入力度，助力水泥等工業行業實現綠色化、智能化發展。