中国高耗能行业中的电机系统节能机制的研究

SLIDE1云铜和洛铜高效电机系统推广应用机制研究国际铜业协会案例研究案例研究SLIDE2内容云南铜业电机系统节能可行性研究洛阳铜业电机系统节能可行性研究SLIDE3云铜EEMS推广的可行性研究SLIDE4铜产业链的整体流程采选成本采选能力单位收益铜价加工费采选成本下游加工加工能力产品价格单位收益产品价格加工成本金属价格原料成本加工成本上游采矿矿石价格中游冶炼冶炼能力单位收益加工费冶炼成本原料成本冶炼成本金属价格成本因素收益因素收益因素成本因素收益因素成本因素云南铜业产业链构成云铜集团的建立了比较全面的铜产业链，包括铜采矿、铜冶炼、铜深加工及其稀贵金属生产和硫酸生产等资料来源顶点财经SLIDE5云铜股份自产矿权益自产矿云铜集团矿山国内采购国外采购铜精矿冰铜粗铜阳极铜高纯阴极铜熔炼工序转炉吹炼烟气硫酸转炉吹炼火法精炼炉黄金、白银稀贵分厂电解工序铜杆等深加工产品深加工阴极泥云南铜业的供应链流程云南铜业矿山生产的铜矿全部供给云铜的冶炼和深加工，仍无法满足产能的需要，另有一部分铜矿需要国内采购和国外采购资料来源国际铜业协会调研分析SLIDE6云铜EEMS推广的技术可行性研究SLIDE7资料来源国际铜业协会调研分析资料来源容纳咨询调研分析云南铜业电机在不同功率范围的数量分布情况说明云南铜业不同电机的数量分布情况说明在各种功率大小的电机数量中，交流电机都占有绝大多数交流电机以中小型电机为主同步电机主要分布在315KW以上的大型电机直流电机在各种功率范围内分布较为均匀所有电机的总数量中，交流异步电机以9154占有绝对大的数量比例其次是直流电机，数量占715同步电机最少，仅有13的数量电机数量以315KW以下的交流异步电机为主SLIDE8电机分类负载率效率改造方法说明异步电机315KW以上低高进行变频改造11315KW高低替换为高效电机75KW以下低低负载相对比较稳定，把电机替换为额定功率降低20的高效电机小型电机由于数量较多，在各生产工艺中分布广泛，对其进行大规模改造对正常的生产影响较大，且单个小型电机改造的工作量与进行中大型电机的改造工作量不相上下同步电机低高进行变频改造同步电机基本为大型电机；同步电机本身在技术上可以进行变频改造，但需要考虑实际工况，此研究方案假设全部可以直接进行变频改造直流电机315KW以上低高不进行基于节能的改造本来就有很好的调速功能，效率也不低11315KW低低替换为高效电机，再加变频器直流电机有逐渐被变频交流电机替代的发展趋势（1）直流电机一般配有电刷，维护成本高（2）直流电机构造复杂，造价高（3）交流电机加变频器后的调速性能完全可以达到直流电机的调速性能75KW以下低低替换为高效电机，再加变频器云南铜业的电机系统节能改造方案SLIDE9高效电机明显节约能源成本，每年可节约电机耗能成本9661万元其中，大型电机节能占全部的7668数据来源国际铜业协会调研分析综合三种类型的电机系统节能改造，每年共可节约耗能成本9661万元功率（KW）2237511374590110315315合计异步电机节约耗能（KWH）38893927185381342669738988968254404250967282214106204391847814588节约成本元19446963592690671334869494484127202125483641170531021979239072939同步电机节约耗能（KWH）000044329457097882657102315595节约成本元00002216472535489413253551157798直流电机节约耗能（KWH）1196586758964111336252809041384306780133148635节约成本元5982933794820556681264045205192153390665743175合计节约耗能（KWH）39013585186057238710852351021063445254854679514815992661932152607节约成本元19506792593028619355426175510531722512742733977407996339660763036比例02009636852813197668100说明工业电价以05元/KWH为基础SLIDE10云南铜业高效电机系统推广的技术推动建议根据实际工况差异，进行详细的科学规划根据工况实际需要，结合企业生产工艺改进方向，对电机进行科学选型在满足生产需要的情况下，重点关注电机的能效水平和功率大小避免出现“大马拉小车”的高耗能现象科学设计充分考虑整个电机系统与生产工艺流程的适应性，从生产系统的角度合理配置电机系统合理配置电机的传动和控制系统，实现电机的系统性节能系统规划管理节能效益最佳，但是受到工艺、技术、设备的限制，节能空间有限工艺节能节能效果较好，但是实施复杂，成本很高，同时云铜近年来已经进行了较大范围的额工艺改造技术（设备）节能节能最直接，节能效果最佳，实施起来相对比较容易技术节能为重点SLIDE11云南铜业高效电机系统推广的技术推动建议电机系统分类技术改造实施方案电机分类负载率效率改造方法说明异步电机315KW以上低高进行变频改造11315KW高低替换为高效电机75KW以下低低负载相对比较稳定，把电机替换为额定功率降低20的高效电机小型电机由于数量较多，在各生产工艺中分布广泛，对其进行大规模改造对正常的生产影响较大，且单个小型电机改造的工作量与进行中大型电机的改造工作量不相上下同步电机低高进行变频改造同步电机基本为大型电机；同步电机本身在技术上可以进行变频改造，但需要考虑实际工况，此研究方案假设全部可以直接进行变频改造直流电机315KW以上低高本来就有很好的调速功能，不进行基于节能的改造11315KW低低替换为高效电机，再加变频器直流电机有逐渐被变频交流电机替代的发展趋势（1）直流电机一般配有电刷，维护成本高（2）直流电机构造复杂，造价高（3）交流电机加变频器后的调速性能完全可以达到直流电机的调速性能75KW以下低低替换为高效电机，再加变频器SLIDE12云南铜业高效电机系统推广的技术推动建议分阶段、分步骤实施技术改造电机系统分类统计将现有电机按应用场合的不同进行分类统计，作为电机改造方法具体实施的基础和依据确定改造电机选择的标准确定改造重点、数量、顺序由各车间、分厂、子公司上报需要进行改造的电机数量和种类，交由生产部进行统计汇总，按照电机目前运行状况选定需要进行改造的电机，重点结合企业生产实际和发展方向，确定进行改造的生产单位的优先顺序改造技术方案实施根据确定优先顺序，基于不同的技术方案对电机系统实施节能技术改造SLIDE13云南铜业高效电机系统推广的技术推动建议建立科学的旧电机回收机制禁止高耗能电机调配到其它生产单位继续使用严格选择废旧设备回收商，重视回收商的资质审核关注回收商对旧电机设备处理，流程，建立约束机制，确保高耗能电机不再在生产中继续使用以高耗能设备不再继续投入生产为基本原则节能环保效益对旧电机设备的销售处理，实行公开招标竞价在满足节能环保效益的基础上，争取发挥旧电机的最大经济价值，防止企业固定资产流失经济效益旧电机处理SLIDE14云铜EEMS推广的决策可行性研究SLIDE15科技部董事会生产技术部投资经营部审计部设备管理部技术可行性论证改造申请工程管理部投资收益论证融资论证采购标准物质采购部采购执行工程实施工程验收决策否是审核否是工程立项“自上而下”的项目决策如果提高企业高层对电机系统节能的认知、进而提出电机节能技术改造的申请，是整个项目决策的关键障碍关键障碍SLIDE16预算内分厂经理财务部主任物质采购部主任总经理物质管理部主任物质采购部主任生产技术部主任设备管理部主任办公室NYYN各分厂负责人设备管理部生产技术部物质管理部物质采购部财务部申购计划申购计划内部审查调拨审查调拨调拨采购计划审批审批终止选择供应商拟定合同审核备案审核合同执行设备验收验收报告核对合同合同违约处理供应商评估存档付款YN预算外NY“自下而上”的设备更新流程企业的实际需要与设备采购预算相结合关键SLIDE17决策机会我国有色金属行业重点企业，国有重点大型企业，云南省重点耗能企业等政府有明确的节能降耗政策和指标压力担负社会责任、树立良好公众形象的需要建设可持续发展企业是其科技创新战略的重要组成部分通过技术改造实现节能降耗是其履行可持续发展战略的重要路径继续加大技术改造力度，以信息化带动工业化，对照国际铜行业先进标准，应用国际先进适用技术和装备提升生产技术管理水平，走新型工业化道路云南铜业集团“十一五”发展规划云铜集团过去非常注重主营业务规模，从100亿到400亿元，只用了三年现在就是要处理好效益与规模的关系，实现利润最大化，而非盲目追求销售收入压缩规模，突出经济效益；强化管理，提高经济运行质量，将作为下一步工作重点节能减排政策压力企业发展战略定位重视技术改造和技术进步经营战略转型高效电机系统推广的决策机会分析SLIDE18科技部副总以上高层生产技术部投资经营部财务部审计部设备管理部工程管理部物质采购部电机系统节能改造技术可行性分析投资可行性分析审核融资渠道可行性审核审核详细技术改造方案改造立项采购标准采购执行分阶段实施改造项目验收效益评估审核原因分析及改进重要性识别终止是否是否是否是否审核否是云南铜业高效电机系统推广项目的决策推动建议SLIDE19云铜EEMS推广的融资可行性研究SLIDE20股票股票上市，并不断加大上市公司规模，提高融资力度股权股权融资，助推云铜成为一流铜业企业银行贷款有效利用多种银行信贷优惠政策，开展了大规模的银行贷款融资租赁开展灵活多样的融资租赁，满足企业项目建设需要和盘活固定资产使用效率政府补贴政府资金补贴多种多样，但规模相对有限丰富的融资经验为企业持续发展提供了支撑SLIDE21云南铜业项目投资中节能减排项目投资比例偏小综合分析云铜股份的投资方向，新建产能依然是主力，占到63；其次是非节能减排的技术改造，比例为23；投入节能减排的资金比例为11资料来源云铜股份2008年报，容纳咨询整理分析2008年云南铜业募集资金使用情况2008年云南铜业非募集资金使用情况资料来源云南铜业股份有限公司2008年报2008年，云铜股份的项目投资中，余热发电项目、供电系统改造项目、10万吨年粗铜和30万吨硫生产线的1/4部分属于节能减排项目投资SLIDE22基于节能的财务可行性分析75KW以下11315KW315KW以上综合回收期（年）165298202223财务净现值（万元）863138405432069023内部收益率61334945基于节能和碳交易的财务可行性分析75KW以下11315KW315KW以上综合回收期（年）135245166183财务净现值（万元）1089181336918088402内部收益率74416055对比分析，电机节能改造投资，75KW以下电机投资回收期最短，内部收益率最高；11315KW电机投资回收期最长，内部收益率最低资料来源国际铜业协会研究分析SLIDE23云南铜业高效电机系统推广的融资障碍分析云铜的融资资金更多应用到扩大企业生产规模和新建生产工艺流程上受资源价格波动和原材料供应不确定的影响，公司存在一定的经营风险短期债务较高，流动资金需求增长，财务压力较大随着众多矿山的整合与铜价波动，盈利能力有所下降掌握创新融资模式的信息不足，申请程序繁琐，企业应用能力有限SLIDE24云南铜业高效电机系统推广的融资建议项目投资的经济可行性分析，为项目决策与融资提供可靠依据充分利用节能减排项目融资政策，开拓多元化融资渠道积极争取政府贴息贷款和银行低息贷款政策研究CDM碳融资模式，积极参与国家碳交易市场借鉴成熟经验，研究合同能源管理机制应用的可行性引入外部节能减排项目咨询服务，借助中介机构的提高创新融资模式的应用能力整合资源，推动建立电机系统节能减排产业联盟SLIDE25洛铜EEMS推广的可行性研究SLIDE26洛铜位于整体铜产业链的中下游，主要包括小部分的冶炼和铜深加工生产等。资料来源顶点财经铜产业链采选成本采选能力单位收益铜价加工费采选成本下游加工加工能力产品价格单位收益产品价格加工成本金属价格原料成本加工成本上游采矿矿石价格中游冶炼冶炼能力单位收益加工费冶炼成本原料成本冶炼成本金属价格成本因素收益因素收益因素成本因素收益因素成本因素洛阳铜业的产业链构成SLIDE27洛铜的产业链构成图资料来源国际铜业协会调研分析国内采购国外采购客户提供粗铜阳极铜高纯阴极铜熔炼电解铜板、带、棒、杆等深加工产品深加工洛铜的产业链构成图电解铜杂铜分选重熔SLIDE28洛铜EEMS推广的技术可行性研究SLIDE29资料来源国际铜业协会调研分析资料来源容纳咨询调研分析洛阳铜业电机在不同功率范围的数量分布情况说明洛阳铜业不同电机的数量分布情况说明在各种功率大小的电机数量中，交流异步电机都占有绝大多数同步电机主要分布在315KW以上的大型电机直流电机在各种功率范围内分布相对较为均匀所有电机的总数量中，交流异步电机以8116占有绝对大的数量比例其次是直流电机，数量占1817同步电机最少，仅有067的数量洛铜电机数量以315KW以下的中小型交流异步电机为主SLIDE30结合洛阳铜业电机类型、电机负载率、能效情况，再结合企业生产实际，制定洛铜电机系统节能分类技术方案电机分类负载率效率改造方法说明异步电机315KW以上低高进行变频改造11315KW高低替换为高效电机75KW以下低低负载相对比较稳定，把电机替换为额定功率降低20的高效电机小型电机由于数量较多，在各生产工艺中分布广泛，对其进行大规模改造对正常的生产影响较大，且单个小型电机改造的工作量与进行中大型电机的改造工作量不相上下同步电机低高进行变频改造同步电机基本为大型电机；同步电机本身在技术上可以进行变频改造，但需要考虑实际工况，此研究方案假设全部可以直接进行变频改造直流电机315KW以上低高本来就有很好的调速功能，不进行基于节能的改造11315KW低低替换为高效电机，再加变频器直流电机有逐渐被变频交流电机替代的发展趋势（1）直流电机一般配有电刷，维护成本高（2）直流电机构造复杂，造价高（3）交流电机加变频器后的调速性能完全可以达到直流电机的调速性能75KW以下低低替换为高效电机，再加变频器SLIDE31洛铜电机改造设备需要投入成本共需4897万元功率（KW）2237511374590110315315合计异步电机数量（台）390282581134605780等效功率值（KW）1595261918558218934668/普通电机单价（元）800150030002000060000/改造方案替换替换替换替换替换变频/设备改造单价（元）1040195039002600078000668000/总成本（元）405600549900226590034840004680000334000014725400同步电机数量（台）/11112等效功率值（KW）/13686318/普通电机单价（元）/改造方案/变频变频/设备改造单价（元）/136000863000/总成本（元）000013600094930009629000直流电机数量（台）198871408225218等效功率值（KW）088484179155641569199008/普通电机单价（元）/改造方案替换、变频替换、变频替换、变频替换、变频替换、变频不改造/设备改造单价（元）500100039002600078000变频器单价（元）88048401791055640156910/总成本（元）262205139201548510326560019262620024616870合计总成本（元）431820106382038144106749600240786201283300048971270比例088217779137849172621100说明（1）高效电机价格按照相比普通电机高出30计算；（2）变频器价格根据电机功率按照1000元/KW计算；SLIDE32洛铜电机系统节能改造的节电量每年达到2709万千瓦时，而减排效益也非常显著，每年可减少二氧化碳减排量28027吨/年，二氧化硫减排量219吨/年，氮氢化合物减排量114吨/年功率（KW）2237511374590110315315合计节电量（KWH/年）398120998408272832549820382728669175814771380211719211092708952438节约标准煤（吨/年）4893103344000433535100135144029332930二氧化碳减排量（吨/年）411918699533677428231984299612125182802793二氧化硫减排量（吨/年）322681263722106600949321943氮氢化合物减排量（吨/年）168354137211503434493911416说明每千瓦时电力相当于01229千克标准煤；每节约1KWH电量，可减排二氧化碳0001034641吨，减排二氧化硫00000081001吨，减排氮氢化合物00000042141吨。SLIDE33（1）不断增长的生产规模和企业实力，为洛铜进行技术更新改造打下了坚实基础（2）洛铜不断进行节能降耗，打造节能型企业，在已经进行的节能降耗改造项目中已经成功达到产量增加、成本下降的目标（3）不断进行尝试的技术创新为洛铜进行系统的技术更新改造提供了重要参考依据（4）新增的项目也为洛铜进行高效电机的推广应用提供了新的机会洛铜高效电机系统技术改造存在着机会，但是也有诸多障碍技术机会（1）分布于生产工艺流程各环节的老电机偏多，改造起来势必影响到企业的正常生产运行（2）高效电机系统技术人员的缺乏（3）由于实际工况的复杂程度和差异程度较大，节能改造方案实现预期目标存在不确定性技术障碍SLIDE341、电机系统规划原则（1）科学规划（2）系统思考（3）技术节能为主，配合管理节能和工艺节能2、电机分类技术改造实施流程3、电机系统分类技术改造实施方案（1）分产业链对现有电机按应用场合进行分类（2）选定需要进行改造的目标电机（3）电机改造分类技术方案（4）按改造的重点程度分阶段实施技术改造4、建立科学的废旧电机回收机制洛阳铜业高效电机系统推广的技术推动建议电机分类统计选定目标改造电机现有电机合理调整淘汰电机处理洛铜电机分类改造实施流程图中小型电机替换为高效电机大型电机进行变频改造SLIDE35洛铜EEMS推广的决策可行性研究SLIDE36洛铜技术改造财务成本性支出决策流程洛铜每年9、10月份进行年度计划，从策划部下发通知各分厂和部门上报第二年的改造、更新或采购计划，在此计划时划分财务成本性支出计划和资本性支出计划。分别按照不同的流程进行审核实施。同时在年中作业过程中遇到的临时更新改造事件，需要按照成本的大小为原则区分财务成本支出计划和资本性支出计划进行分类申报审批。标准为一般以10万元为界，小于10万元的属于财务成本性支出，仅需要主管部门审核后由财务部审批即可；大于等于10万元的为资本性支出，需要进行项目资本性支出计划申报审批流程。提出财务成本支出申请主管部门审核财务部门审批技术改造实施技术改造财务成本性支出决策流程分厂或公司主管部门（装备部、生产部等）财务部流程说明财务成本性支出，一般是在年中作业过程中出现的突发性改造，一般来说成本不高，洛铜的标准是10万元以内，多数情况下在35万元；成本在10万以内的设备改造更新支出计划由分厂提出申请，主管审核后通过财务部审批即可执行。SLIDE37洛铜技术改造资本性支出决策流程流程说明资本性支出一般指动用资金相对较大的技术改造项目（一般在10万元以上）资本性支出计划由项目单位（各生产分厂）提出申请，交由生产部、技术中心和装备部进行初步的技术需求论证，保证项目满足能源、安全、环保三方面基本要求的情况下，进行技术改造的初步可行性论证初步可行性论证完成后，由策划部组织财务部和市场部进行进一步的投资收益论证评估，从技术、资金、项目实施时间等与生产要求相结合起来进行评估然后交由经理办公会进行论证审核，审核通过后交由董事会进行决策通过决策后由策划部和装备部进行采购招标政策的制定，随后由装备部进行采购招标执行是提出技术改造申请技术需求论证投资收益论证论证审核最终决策采购政策制定招标执行否是否技术改造资本性支出决策流程图生产分厂生产部技术中心装备部策划部财务部市场部经理办公会董事会生产部、装备部等管理部门和策划部是其决策流程中的关键部门SLIDE38洛阳铜业高效电机系统推广的决策障碍较多，但也有一些机会（1）行业内没有大规模的电机改造示范性案例（2）政府的实际支持力度不足（3）稳健的企业运营惯性对洛铜进行系统性改造有一定阻力（4）认为电机仅仅是生产的辅助设备，对电机系统节能的潜力认知不足（5）节能改造的经济利益不明确（6）尚无具体的专项投入规划，缺乏系统性改造经验（7）进行系统性的技术改造项目难度较（8）国家对电机耗能限制不明确，工艺设计院对电机系统能效关注度不高（9）企业节能减排投资决策更多侧重于投资少、见效快的项目（10）没有建立科学的设备耗能监测机制（11）没有形成科学规范的旧电机回收处理机制决策机会（1）上级政府的政策导向明确，积极鼓励并支持进行节能减排项目洛铜的直接上级政府为洛阳市政府。由于目前国家在节能减排方面出台很多相关鼓励与支持政策，并且要求各级地方政府严格执行，而河南省政府更是规定甚严，要求各级地方政府严格执行节能减排工作任务，以节能减排为考核干部的重要指标，实行“一票否决”。（2）技术创新日益受到洛铜的重视“十一五”期间，洛铜以科学发展观为指导，以提升企业经济运行质量为核心，进一步增强自主研发的能力，加快10万吨高精度电子铜板带项目建设步伐，积极构建中铝特色企业文化，把洛铜建设为“国内领先、世界一流”的铜加工企业。（3）“技术创新是提高企业核心竞争力的关键”是洛铜进行决策的关键主导洛铜的关键决策主导认为技术创新是提高竞争力的关键，这为洛铜未来的企业核心竞争力的打造定下了基调，而且目前洛铜也在不断寻求关键核心技术的改造途径。决策障碍SLIDE39资料来源国际铜业协会调研分析在各种项目投资的决策优先级中，工艺技术改造、扩大产能、节能减排是重点；节能减排项目中，锅炉、电机等耗能设备的改造时关注的重点资料来源容纳咨询调研分析说明在洛铜所有的项目决策中，工艺技术改造、扩大产能、节能减排是决策的重点安全环保更多的是依靠政府强制政策指标来推动对节能减排的技术改造项目较为认可说明节能减排项目，对于锅炉、电机等设备改造节能认知度较高，也是下一步节能的重点决策方向SLIDE40洛阳铜业高效电机系统推广的决策推动建议电机推广的决策建议234所有单体和局部改造整体打包成统一项目运作建立自上而下的技术更新改造决策流程由主管高层牵头，生产部、策划部和装备部重点推动而针对涉及成本不大的技术（设备）更新改造，可仍然按照之前的计入财务成本的核算方法进行操作1（1）建立科学规范的电机运行监测制度和系统（2）对设备、技术更新改造流程进行流程再造，建立“自上而下”为主，附加以“自下而上”相结合的决策流程SLIDE41洛阳铜业高效电机系统推广项目“自上而下”决策执行流程提出技术改造要求并安排设备监测报告立项进行技术改造可行性论证投资收益可行性论证审核最终决策采购政策制定招标执行分阶段进行技术改造项目实施项目验收项目效益评估审核分析原因并进行改进项目完成是否是否是否洛铜技术更新改造项目“自上而下”决策执行流程生产厂技术中心生产部装备部策划部财务部市场部经理办公会董事会SLIDE42洛铜EEMS推广的融资可行性研究SLIDE43洛阳铜业的融资经验分析，自有资金（中铝投资）、银行贷款、政府补贴；其中主要是银行贷款和自有资金为主。自有资金中铝投资主要集中在资本性投资方面，并没有专门针对节能减排进行专项投资。洛铜每年都有一定的节能减排项目投入计划，主要从洛铜每年的资本性投入计划中划拨资金，但相对不多。银行贷款目前主要以固定资产投入融资方式申报，并未就节能减排专门进行立项申请贷款。政府补贴洛铜进行过政府补贴项目的申请，主要以财政贴息方式进行补贴，但额度不高。1234在洛铜每年的资本性投入计划中，自有资金占有较大比例，甚至有些项目全部是自有资金，如2008年的16吨黄铜改造项目，项目投资600多万，基本全是自有资金的资本性支出。SLIDE44洛阳铜业洛铜的融资经验并不丰富，融资信息匮乏、融资渠道较少是洛铜进行项目融资的关键障碍CDM洛铜对CDM缺乏了解，更没有进行过相应项目操作。合同能源管理洛铜尚未进行过相关合同能源管理的项目操作，但洛铜领导层对此亦有一定兴趣。世界银行贷款567由于缺乏相关申请世界银行贷款的资源和经验，并没有申请过世界银行的贷款，同时因为项目本身投入的资金并不多，多以自筹资金为主进行解决，目前大的系统性设备更新改造方案并没有进行过。洛铜对CDM的了解相对不多