1. Maszyny elektryczne: przeznaczenie i klasyfikacja
Maszyna elektryczna to elektromagnetyczne urządzenie mechaniczne, które przekształca i przesyła energię poprzez interakcję elektryczności i magnetyzmu.
W szerokim znaczeniu maszyny elektryczne obejmują silniki i generatory. Silnik odbiera energię elektryczną i przekazuje energię mechaniczną; Różne silniki są szeroko stosowane w przemyśle i sprzęcie gospodarstwa domowego, głównie do napędzania urządzeń mechanicznych.
Generator odbiera energię mechaniczną i wytwarza energię elektryczną. Rozwój generatorów i związanych z nimi urządzeń umożliwia pozyskiwanie energii elektrycznej z energii cieplnej, hydraulicznej, jądrowej, wiatrowej, słonecznej i biomasy, zaopatrując sektory gospodarki oraz ludność miejską i wiejską.
Zazwyczaj słowo „maszyna elektryczna” w tym kontekście odnosi się do silnika elektrycznego. Pomimo różnic w konstrukcji zwykle składa się z części stałej, obrotowej i pomocniczej. Część stała łączy w sobie obudowę, ramę, rdzeń stojana i uzwojenie, pokrywy końcowe, podstawę i inne elementy przewodzące magnetycznie, przewodzące prąd i wspierające.
Część obrotowa obejmuje wał, rdzeń, wspornik i uzwojenie wirnika, pierścienie ślizgowe, komutator i wentylator. Akcesoria obejmują łożyska, szczotki i chłodnice. Różnorodność modeli, rozmiarów, mocy, końcówek wałów i izolacji determinuje wiele typów maszyn elektrycznych.
Zgodnie z praktyką branżową silniki dzieli się z jednej strony ze względu na wysokość osi na duże, małe i średnie oraz mikrosilniki, a z drugiej strony ze względu na szczególne właściwości na standardowe i specjalne.
Ponieważ silniki średniej i małej wielkości mają wiele podobieństw pod względem technologii produkcji i użytkowników końcowych, w branży zwykle zalicza się je do kategorii silników małych i średnich.
Zgodnie z programem zwiększania efektywności energetycznej silników na lata 2013-2015, opublikowanym w czerwcu 2013 roku przez Ministerstwo Przemysłu i Informatyki oraz Generalną Dyrekcję Kontroli Jakości, Inspekcji i Kwarantanny, silniki ze względu na efektywność energetyczną dzielą się na wysokosprawne i konwencjonalne.
W kontekście rosnących ograniczeń zasobów wiodące kraje rozwinięte uważają zwiększanie wydajności silników za ważny środek oszczędzania energii.
W 2008 roku Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna IEC ustaliła jedną ogólnoświatową klasyfikację efektywności energetycznej silników (patrz tabela 1) i znormalizowane metody badań.
W USA silniki o wysokiej wydajności są obowiązkowe od 1997 r., a ultrawydajne od 2011 r.; Europa również zaczęła wymagać wprowadzenia silników o wysokiej wydajności w 2011 r. Chiny wydały GB18613-2006, a następnie skorygowały je do zgodności z IEC; GB18613-2012 weszło w życie 1 września 2012 r.
Zgodnie z tą normą zdecydowana większość silników produkowanych w Chinach nie została sklasyfikowana jako silniki o wysokiej sprawności, co wymaga od nich spełnienia lub przekroczenia wskaźnika efektywności energetycznej GB18613-2012. Aby przyspieszyć oszczędzanie energii w przemyśle, przekształcić model rozwoju i osiągnąć obowiązkowe cele Trzynastego Planu Pięcioletniego, konieczna jest znaczna poprawa efektywności energetycznej silników.
Światowy przemysł elektrotechniczny wywodzi swoją historię od ręcznego generatora dyskowego prądu stałego, stworzonego przez brytyjskiego M.
Faradaya w 1831 r., czyli ponad 180 lat. Historia chińskiego przemysłu sięga ponad stu lat wstecz, od produkcji generatorów Wimshursta oraz innych edukacyjnych instrumentów elektrycznych i magnetycznych przez Fabrykę Pomocy Dydaktycznych w Tianjin w 1905 roku.
Przed powstaniem Chińskiej Republiki Ludowej sprzęt, technologia, poziom produktów i moce produkcyjne były znacznie gorsze od światowych. W szanghajskich fabrykach Qian Yong Ji, Huasheng i Huacheng najmocniejsze silniki miały zaledwie 200–300 kW.
Przez ponad 60 lat od powstania Chińskiej Republiki Ludowej przemysł przeszedł od małej do dużej skali, od słabości do siły, od pozostania w tyle do pozycji lidera, konsekwentnie opierając się na imporcie, wprowadzaniu technologii, ich rozwoju i powtarzających się innowacjach, a następnie własnym rozwoju. Po początkowym ożywieniu gospodarczym w pierwszych latach ChRL
Wśród 156 projektów planu pięcioletniego znalazły się projekty elektrotechniczne. Sukcesywnie powstawały Szanghaj, Harbin, Xiangtan, Jiamus, Lanzhou, Shenyang i inne fabryki wspierające. Szybki rozwój wytwarzania, przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej przyczynił się do rozwoju przemysłu. Utworzono kompletny system produkcyjny i biznesowy, a asortyment produktów, rozmiary, cechy i wolumeny odpowiadają głównie potrzebom chińskiej gospodarki.
Moc zainstalowana małych i średnich silników w Chinach osiągnęła 1,6 miliarda kW; kraj stał się głównym światowym producentem, konsumentem i eksporterem takich silników.
2. Skala i rozwój branży
W ciągu ostatnich dziesięciu lat branża jako całość rozwijała się. Silniki prądu przemiennego stanowią zdecydowaną większość produkcji, więc ich rozwój i tempo wzrostu w dużej mierze odzwierciedlają pozycję branży jako całości.
(1) Wielkość branży i tempo wzrostu
Według Narodowego Biura Statystycznego w latach 2001–2013 produkcja silników prądu przemiennego w Chinach wzrosła z 62,6327 do 279,1460 mln kW rocznie, przy średnim rocznym wzroście na poziomie 13,26%. W roku 2012 wzrost w stosunku do roku 2011 wyniósł 5,0235 mln kW, czyli 1,99%; w 2013 r. – 22,234 mln kW, czyli 8,65%. Rynek nadal stabilnie rósł.
(2) Skala i rozwój małych i średnich silników
Według ekspertów z Oddziału Małych i Średnich Silników Chińskiego Stowarzyszenia Przemysłu Elektrycznego, całkowite przychody 77 przedsiębiorstw referencyjnych stanowiły około 60% przychodów branży.
Na tej podstawie przychody chińskiego przemysłu małych i średnich silników w 2013 roku oszacowano na 100 miliardów juanów. Wiele przedsiębiorstw produkuje również duże i mikrosilniki oraz inny sprzęt elektryczny; Na przykład statystyki Wolonga obejmowały nieruchomości i duże silniki, podczas gdy Xiangtan Electric produkował głównie turbiny wiatrowe i duże silniki, z których przychody zaliczano do kategorii małych i średnich.
Po wyłączeniu tej sprzedaży wielkość chińskiego przemysłu małych i średnich silników w 2013 roku oszacowano na co najmniej 60 miliardów juanów.
Według prognoz Szanghajskiego Instytutu Badawczego Inżynierii Elektrycznej, całkowita produkcja przedsiębiorstw słupowych ma wzrosnąć ze 159,20 mln kW w 2010 r. do 259,20 mln kW w 2020 r., czyli o 62,81%. Poniżej przedstawiono produkcję poszczególnych typów i jej wzrost:
Główne czynniki napędzające popyt na silniki w Chinach to:
1) Międzynarodowe przeniesienie produkcji
Ze względu na koszty pracy i inne czynniki kraje rozwinięte stopniowo przenoszą produkcję silników do krajów rozwijających się. Chiny stały się światową bazą produkcyjną; ABB, SIEMENS, GAMESA i inni znani producenci mają tu swoje centra produkcyjne.
2) Ożywienie gospodarki światowej i wzrost gospodarczy Chin
Gospodarka USA zaczęła się poprawiać, Europa stopniowo odradza się, a Chiny przechodzą od wysokiego wzrostu do umiarkowanego wzrostu, z naciskiem na jakość. W przyszłości Chiny zwiększą inwestycje w oszczędzanie energii, ochronę środowiska, infrastrukturę, dobro publiczne i konsumpcję. Rozwój gospodarki światowej zapewni przestrzeń dla długoterminowego, zrównoważonego rozwoju branży.
3) Renowacja konstrukcji i wymiana produktów o niskiej wydajności
Państwowy Plan Rozwoju Energooszczędności i Ochrony Środowiska XII planu pięcioletniego przewiduje powszechne wprowadzenie małych i średnich trójfazowych silników asynchronicznych I i II klasy efektywności energetycznej oraz zwiększenie sprawności układów.
Program Efektywności Energetycznej Silników 2013-2015 Ministerstwa Przemysłu i Informatyki oraz Generalnej Dyrekcji Kontroli Jakości, Inspekcji i Kwarantanny wspiera rozwój i wdrażanie wydajnych silników, modernizację przemysłu i ogólną poprawę wydajności. Masowe wycofywanie przestarzałych silników napędza popyt.
Wyższe standardy przyczyniają się również do konsolidacji branży, zwiększając przewagę firm zajmujących się badaniami i produkcją silników o wysokich osiągach.
3. Przyszłe trendy rozwojowe
Przemysł, zwłaszcza małych i średnich silników, charakteryzuje się dużą liczbą modeli i typów, różnorodnymi gałęziami przemysłu konsumpcyjnego oraz ogromnym zużyciem energii. Kreuje to trendy wysokiej efektywności, specjalizacji i indywidualnego wykonania.
(1) Wysoka wydajność i oszczędność energii
Optymalizacja konstrukcji elektromagnetycznej i mechanicznej, nowe materiały, sprzęt i technologie zmniejszają straty miedzi, magnetyczne, addytywne i mechaniczne oraz poprawiają konwersję energii. Małe i średnie silniki są wykorzystywane w wielu zastosowaniach przemysłowych; Zwiększanie ich efektywności jest ważne dla oszczędności energii, efektywności przedsiębiorstwa i ochrony środowiska i jest jednym ze sposobów osiągnięcia celów w zakresie oszczędności energii i redukcji emisji.
Szybki wzrost gospodarczy uczynił Chiny głównym konsumentem energii.
Na konferencji w Kopenhadze rząd zapowiedział redukcję zużycia energii i emisji CO2 na jednostkę PKB do 2020 r. o 40–45% w porównaniu z poziomem z 2005 r. Dwunasty plan pięcioletni przewidywał obniżenie tych wskaźników o 16% i 17%.
W narodowym wkładzie przedstawionym przed konferencją w Paryżu Chiny przedstawiły szczyt emisji CO2 około 2030 r., z próbą dokonania tego wcześniej, i zmniejszenie emisyjności PKB o 60–65% do 2005 r. Cywilizacja ekologiczna powinna stać się ważnym elementem Trzynastego Planu Pięcioletniego z zasadami innowacyjności, koordynacji, przyjazności dla środowiska, otwartości i dzielenia się wynikami.
Innowacje technologiczne i instytucjonalne, optymalizacja struktury przemysłowej, energetyka niskoemisyjna, zielone budownictwo, transport i krajowy rynek emisji dwutlenku węgla powinny stworzyć model harmonijnego rozwoju człowieka i przyrody.
Zwiększanie efektywności wytwarzania, przesyłu i zużycia energii pozwala na zmniejszenie energochłonności PKB przy jednoczesnym dalszym wzroście.
Energia elektryczna stanowi ponad 50% całkowitego zużycia energii, a silniki – ponad 50% całkowitego zużycia energii. Dlatego też w ramach polityki oszczędzania energii konieczne jest zwiększenie ich efektywności.
Silniki i układy napędowe stały się obszarem o ogromnym potencjale. Rządy i organizacje opracowują rozwiązania, wytyczne, standardy i regulacje dla różnych zastosowań i branż oraz tworzą produkty przyjazne dla środowiska.
Przykładami są jednolite normy IEC dotyczące wydajności i testowania, europejski EuroDEEM, amerykański MMASTER i unijny program ekoprojektu. Wsparcie Chin dla wydajnych silników i układów oraz pełne wdrożenie rygorystycznych przepisów środowiskowych sprawia, że wysoko- i ultrawydajne małe i średnie silniki, silniki o zmiennej prędkości obrotowej i silniki z magnesami trwałymi, systemy oszczędzania energii i zielone technologie są naturalnym kierunkiem rozwoju.
(2) Specjalizacja i dostosowywanie
Odbiorcy małych i średnich silników pracują w hutnictwie, energetyce, petrochemii, górnictwie, materiałach budowlanych, użyteczności publicznej i przemyśle wodnym. Potrzeba efektywności energetycznej i specjalizacji napędza ich do tworzenia profesjonalnych, wydajnych produktów. Niestandardowy rozwój silników przeciwwybuchowych, o zmiennej częstotliwości i silników dwubiegowych poprawia wydajność klienta, jednocześnie wzmacniając rozwój producenta, podstawowe kompetencje i pozycję w branży.
Aby poprawić efektywność energetyczną użytkownika końcowego, nie wystarczy, że producenci dostarczają specjalistyczne silniki uniwersalne producentom pomp, wentylatorów i sprężarek. Konieczne jest uczestnictwo w projektowaniu i badaniach swoich produktów oraz opracowywanie odpowiednich silników zgodnie z wymaganymi właściwościami. Takie uczestnictwo poprawia przyjęcie produktu na rynku i wzmacnia współpracę z konsumentami, pomagając w utrzymaniu i zwiększaniu udziału w rynku.
(3) Inteligentna automatyzacja
Wiodące na świecie systemy napędowe integrują już diagnostykę, ochronę, sterowanie i komunikację, zapewniając autodiagnostykę, samoobronę, automatyczną kontrolę prędkości i zdalne sterowanie. Przejście chińskiej inżynierii mechanicznej do wyższych, precyzyjnych i zaawansowanych technologii oraz konwergencja industrializacji i informatyzacji sprawiają, że inteligentne systemy są nieuniknionym trendem.
Coraz więcej przedsiębiorstw akceptuje badania nad dopasowaniem silników, obciążeń i systemów sterowania, zoptymalizowaną konstrukcją i energooszczędnym sterowaniem małych i średnich napędów przemysłowych. Opracowywane są silniki i systemy z wewnętrznym sprzężeniem zwrotnym, energooszczędne sterowanie maszynami o podwójnej mocy, sterowanie oszczędzające energię fazową oraz oprogramowanie do analizy i sterowania wydajnością. Zintegrowany projekt i produkcja elementów sterujących, czujników i siłowników umożliwia uwzględnienie różnych trybów i obciążeń.
(4) Kompleksowa integracja
Rozwój i zastosowanie energoelektroniki, technologii komputerowej i mikroelektroniki oraz teorii sterowania poszerzają obszary zastosowań małych i średnich silników. Aby działać wydajnie, wydajnie i ekonomicznie, współdziałają z komputerami, sterownikami, przetwornicami mocy i czujnikami, a często są integrowane z dalszymi siłownikami i obciążeniami: urządzeniami mechanicznymi, hydraulicznymi i pneumatycznymi.
W ten sposób silnik nie staje się oddzielnym elementem wykonawczym, ale kompletnym układem mechatronicznym o zadanej funkcji.
Firmy ABB, Siemens i Mitsubishi przekształciły się z producentów silników w renomowanych dostawców silników i systemów sterowania, poszerzając swoją ofertę przetwornic częstotliwości, softstartów i innych elementów sterujących. Zapewniło to przewagę technologiczną i konkurencyjną oraz znaczny udział w rynku.
Niektórzy chińscy producenci już badają sterowanie napędem, integrację systemu, optymalne dopasowanie parametrów i zintegrowane sterowanie i wypuszczają na rynek dość dojrzałe produkty.
Silniki znajdują szerokie zastosowanie w hutnictwie, energetyce, petrochemii, przemyśle węglowym i wydobywczym, produkcji materiałów budowlanych, papierze, gospodarce komunalnej i wodnej, przemyśle stoczniowym i przeładunkach portowych. Są potrzebne wszędzie tam, gdzie energia elektryczna zamieniana jest na energię mechaniczną lub odwrotnie, co determinuje ogromną pojemność rynku.
Według ogólnie przyjętych międzynarodowych szacunków moc zainstalowana silników jest 2,5–3,5 razy większa niż moc generatorów.
W przyszłości chińska produkcja powinna nadal rosnąć. Do roku 2020 przewidywana moc wytwórcza wyniosła 1 kW na osobę wobec 3 kW w USA, a moc zainstalowana silników wyniosła ok. 4,5 mld kW wobec ówczesnego poziomu ok. 1,2 mld kW.
Ponad 3 miliardy kW nowej mocy stworzyło duży rynek wydajnych i specjalnych silników. Zapotrzebowanie dzieli się na przyrostowe – nowe instalacje roczne – oraz wymianę, czyli wymianę starych silników na nowe, zwłaszcza energooszczędne.
Silniki prądu przemiennego stanowią większość rynku, więc ich moc wyjściową można z grubsza wykorzystać jako wskaźnik całej branży.
Według urzędu statystycznego w latach 2001–2013 produkcja silników prądu przemiennego wzrosła z 62,6327 do 279,1460 mln kW rocznie, średnio o 13,26% rocznie.
Branża jest ściśle powiązana ze wzrostem PKB. Wraz ze spowolnieniem gospodarki światowej Chiny znalazły się pod presją spowolnienia gospodarczego i inflacji; Planowany średni wzrost PKB w dwunastym planie pięcioletnim obniżono do 7%.
Niewystarczający popyt i względna nadwyżka mocy produkcyjnych spowolniły rozwój branży do poziomu ujemnego. Jednak w dłuższej perspektywie Chiny pozostawały w fazie szybkiego rozwoju.
Urbanizacja i odnawianie urządzeń stale zwiększają zapotrzebowanie przemysłu metalurgicznego, stalowego, cementowego, energetycznego i stoczniowego. Wprowadzenie wydajnych silników małych i średnich dało wiodącym przedsiębiorstwom możliwości szybkiego wzrostu.
Konserwatywnie, średnioroczny wzrost mocy zmiennej silnika w ciągu najbliższych pięciu lat oszacowano na ponad 7%. Przy obliczaniu na poziomie 7% i średniej dziesięcioletniej wynoszącej 13,26% przewidywano, że produkcja w ciągu pięciu lat będzie mieścić się w przedziale 392–520 mln kW rocznie.
Według statystyk Oddziału Małych i Średnich Silników stowarzyszenia w 2013 roku silniki prądu stałego stanowiły zaledwie 2,93% produkcji przedsiębiorstw wspierających i były stopniowo zastępowane silnikami zmiennoprądowymi.
Zapewniają jednak dobrą kontrolę, równomierną, płynną, bezstopniową zmianę prędkości w szerokim zakresie przy dużych obciążeniach i wysoki moment rozruchowy przy ekonomicznej kontroli. Dlatego często stosuje się je w dużych walcarkach nawrotnych i wciągarkach.
Chociaż przetwornica częstotliwości umożliwia osiągnięcie podobnego rezultatu przez napęd zmienny, silniki trwałe, zwłaszcza duże, zachowują zalety w zakresie ogólnej niezawodności i opłacalności ekonomicznej. Wyrafinowane przetwornice zastępujące je od dawna dostarczają głównie firmy GE, SIEMENS, ABB i TMEIC.
Pomimo obniżki ceny koszt pozostał około 3 razy wyższy niż w przypadku systemów DC, a stosunek ceny do wydajności był niski. Konserwacja i naprawy wymagają wykwalifikowanego personelu, którego zazwyczaj nie posiadają małe i średnie chińskie przedsiębiorstwa, dlatego też usterki nie zawsze są szybko naprawiane i nie ma miejsca na powszechne przyjęcie.
Specjalistyczne, duże i wydajne silniki prądu stałego pozostają szansą rynkową.
Według statystyk przedsiębiorstw wspierających stowarzyszenie, w 2013 roku produkcja silników prądu stałego wyniosła 5,061 mln kW, o 1,069 mln kW, czyli o 17,44% mniej niż w roku poprzednim.
Według Głównego Urzędu Statystycznego w latach 2001–2013 produkcja urządzeń wytwórczych wzrosła z 13,3935 do 127,3520 mln kW rocznie, przy średniorocznym wzroście na poziomie 20,64%.
Stopień rozwoju zasobów energii wiatrowej w Chinach jest ogólnie niski, a niewykorzystany potencjał jest ogromny.
Zwiększanie wydajności jednostek stało się międzynarodowym trendem. Wraz z rozwojem morskiej energetyki wiatrowej rozpoczęła się komercyjna eksploatacja bloków o mocy 3–6 MW.
Od 2010 r. branża weszła w okres dostosowań przemysłowych i politycznych; Po osiągnięciu szczytu dynamika wzrostu spadła. Nadmiar mocy produkcyjnych, niska konkurencja cenowa oraz zagraniczne środki antydumpingowe i wyrównawcze doprowadziły do ciągłego spadku liczby nowych instalacji w 2012 r.
W Chinach dodano wówczas 12 960 MW – o 26,5% mniej niż rok wcześniej. Wraz ze złagodzeniem ograniczeń wytwórczych i problemów z łącznością, w 2013 r. rozpoczęło się ożywienie gospodarcze, a Stowarzyszenie Energii Wiatrowej wstępnie oszacowało 16 100 MW nowych instalacji, co oznacza wzrost o 24% w porównaniu z 2012 r.
Całkowita moc przekroczyła 90 milionów kW. W 2013 r. energia wiatrowa wyprzedziła energię jądrową i po raz pierwszy stała się trzecim źródłem energii elektrycznej w Chinach.
Wdrażanie polityki i dostosowania strukturalne powinny wspierać dalszy wzrost.
Wytwarzanie biomasy przez zgazowanie jest czystsze niż bezpośrednie spalanie i nie powoduje emisji prawie żadnych szkodliwych gazów.
Nadaje się do rozproszonego wykorzystania biomasy, wymaga mniejszych inwestycji i ma niskie koszty wytwarzania, co jest szczególnie przydatne dla krajów rozwijających się. Globalna moc zainstalowana przekroczyła 50 milionów kW i może zastąpić ponad 90 milionów ton ekwiwalentu paliwa.
W wiodących USA moc przekracza 10 000 MW, co stanowi ponad 40% wytwarzania energii odnawialnej. W Chinach udział biomasy w mocach odnawialnych wynosi zaledwie 0,5% wobec średniej światowej wynoszącej 25%, co stwarza szerokie perspektywy.
Popyt na silniki w krajach rozwijających się szybko rośnie. W szczególności Chiny i Indie, a także szybko rozwijające się kraje BRICS, czyli Republika Południowej Afryki, Brazylia i Rosja, utrzymały w ostatnich latach silny wzrost gospodarczy. Infrastruktura i związana z nią produkcja generowały duży popyt.
Główne obszary popytu rynkowego:
1) Zapotrzebowanie na nową industrializację
Szybki rozwój przemysłu w Chinach napotkał ograniczenia związane z zasobami i środowiskiem. Wzorzec wysokiego zużycia energii i emisji stał się niezrównoważony, a branża zmierza w kierunku ochrony zasobów i zrównoważonego rozwoju. W raporcie XVIII Zjazdu Partii nakreślono nową ścieżkę industrializacji: wysoki poziom technologiczny i efektywność ekonomiczna, niskie zużycie zasobów i zanieczyszczenie, pełne wykorzystanie zalet zasobów ludzkich.
Światowy kryzys finansowy spowolnił rozwój Chin i jednocześnie stworzył warunki do przyspieszenia nowej industrializacji. Zmiany konstrukcyjne, modernizacje i oszczędzanie energii wymagają dużej liczby wydajnych silników o dużej mocy jednostkowej, poszerzając rynek przemysłowy.
2) Żądaj oszczędności energii
Silniki o wysokiej wydajności łączą korzyści gospodarcze i społeczne i stały się priorytetem branży, stwarzając niespotykane dotąd możliwości i wyzwania. Oczekuje się, że wraz z wdrożeniem i wzmocnieniem polityk wdrożeniowych będą one szybko rosły. Kompleksowy program oszczędzania energii i redukcji emisji Dwunastego Planu Pięcioletniego z dnia 31 sierpnia 2011 roku przewiduje dotacje budżetowe na sprawne silniki i wzrost sprawności operacyjnej układów o 2-3 punkty procentowe do roku 2015. Oprócz nowych instalacji istnieje duże zapotrzebowanie na wymianę silników tradycyjnych, już eksploatowanych, nawet tych, które nie osiągnęły końca żywotności.
Oszczędność energii, ochrona środowiska i cywilizacja ekologiczna to ważne tematy Trzynastego Planu Pięcioletniego.
Ministerstwo Ochrony Środowiska szacuje, że roczne inwestycje w ochronę środowiska mogą wzrosnąć do około 2 bilionów juanów, a łączne inwestycje publiczne mogą przekroczyć 17 bilionów. Inwestycje w oszczędność energii i ekologię mogą być ponad dwukrotnie większe w porównaniu z poprzednim pięcioletnim okresem.
Rosnące koszty pracy i materiałów ograniczają efekt biernej redukcji emisji poprzez zamykanie przestarzałych obiektów. Głównymi środkami są aktualizacja sprzętu, technologii i podnoszenie poziomu technicznego produktów.
PetroChina, Sinopec, projekt transferu wody z południa na północ oraz inne przedsiębiorstwa i projekty ogłosiły zakupy na dużą skalę wydajnych silników i przyspieszone wycofywanie energochłonnych i starych maszyn.
3) Rynki zagraniczne
Rynek globalny w dalszym ciągu jest zdominowany przez kilka dużych międzynarodowych firm: GE, SIEMENS, ABB i TMEIC, dysponujących zaawansowanymi technologiami projektowania i produkcji.
Eksport Chin stanowił około 10% całkowitej mocy silników. Zagraniczni dostawcy często pobierają wysokie ceny.
Chiny mają przewagę pod względem kosztów pracy i wsparcie rządowe dla własnych innowacji i modernizacji przemysłu. Koncentracja na badaniach i przełomach technologicznych stopniowo zmniejsza tę lukę.
Kierując się popytem, ponownie intensyfikuje się innowacyjność, rośnie samowystarczalność w zakresie produktów wysokiej jakości, a duzi lokalni producenci zyskują pierwsze możliwości konkurowania z międzynarodowymi liderami.
W USA i innych krajach rozwiniętych liczba tradycyjnych producentów silników stopniowo maleje, przy jednoczesnym wzroście importu, co stwarza szanse dla Chin, które w przyszłości mogą stać się światowym centrum produkcji silników. Szybki wzrost popytu ze strony krajów rozwijających się, zwłaszcza Indii, Republiki Południowej Afryki, Brazylii i Rosji, jest napędzany ekonomią, infrastrukturą i pokrewną produkcją, co napędza chiński eksport.
(2) Podaż rynkowa
Producenci w Chinach dzielą się na państwowych, w tym kontrolowanych przez państwo, zagranicznych, w tym kontrolowanych przez podmioty zagraniczne i prywatnych. W małych i średnich silnikach dominują przedsiębiorstwa publiczne i prywatne; obcokrajowcy tylko w pewnym stopniu przyczynili się do poprawy technologii i wielkości produkcji.
Gospodarka Chin stopniowo przeszła od dwucyfrowego wzrostu do stałego wzrostu na poziomie około 7%. Polityka przemysłowa i makroekonomiczna wyznaczyła kierunek dla małych i średnich silników. Jednocześnie pojawiła się nierównowaga, niespójność i niestabilność: nadwyżki mocy produkcyjnych na niskim i średnim poziomie, presja spowolnienia i trudności w eksporcie; trudna restrukturyzacja asortymentu i opór przed wprowadzeniem skutecznych produktów; wahania cen surowców, rosnące koszty pracy i spadające zyski. Podnoszenie poziomu technicznego i usuwanie przestarzałych mocy stało się ogólną wytyczną branży.
Konwencjonalne silniki są produkowane przez wiele przedsiębiorstw z małymi indywidualnymi udziałami.
Stężenie jest niskie, ale rośnie. W Chinach działa około 2000 małych i średnich producentów silników, z czego około 300 produkuje na znaczną skalę; są skoncentrowani w Zhejiang, Jiangsu, Szanghaju, Shandong, Guangdong i Fujian.
Według statystyk stowarzyszenia liderami pod względem przychodów w 2014 roku byli Wolong Electric Group, Zhuhai Kaibang Motor i Shandong Huali Motor Group; do produkcji eksportowej – Wolong, Fujian Anbo Motor Group i Zhejiang Jinlong Motor; w sprawie łącznego wprowadzenia wydajnych silników – Wolong, Jiangsu Small and Medium Motor oraz Zhejiang Jinlong Motor. Branża nadal się konsoliduje.
Według podstawowych danych przedsiębiorstw, które obejmują przychody grupy z dużych silników, sprzętu elektrycznego i nieruchomości, całkowite przychody wzrosły z 32,990 miliardów juanów do 54,05 miliardów juanów w latach 2007–2012. Udziały trzech i dziesięciu czołowych uczestników wzrosły i w 2012 roku osiągnęły odpowiednio 50,30% i 73,90%.
Małe i średnie silniki mają wysokość osi 80–630 mm. Jako główne komponenty przetwarzające energię elektryczną na energię mechaniczną, znajdują one szerokie zastosowanie w pompach, wentylatorach i sprężarkach, które są ściśle związane z ekonomią. Tego typu urządzenia są powszechne w życiu publicznym i stanowią ważną część zużycia energii elektrycznej, dlatego ich sprawność ma istotny wpływ na ogólną efektywność energetyczną. Wydajność jest ważnym wskaźnikiem poziomu technicznego takich silników.
Kluczem do wysokiej sprawności jest ograniczenie strat własnych silnika: stalowych, miedzianych, mechanicznych i dodatkowych, w celu uzyskania mocy mechanicznej na wyjściu.
Główni producenci małych i średnich silników zazwyczaj ograniczają straty w następujący sposób:
(1) Uzwojenia stojana o niskiej zawartości harmonicznych zmniejszają straty miedzi i dodatków. Poprawa kształtu siły magnetomotorycznej zmniejsza dodatkowe straty i straty w uzwojeniach stojana i wirnika. Impregnacja próżniowa uzwojenia lakierem izolacyjnym niezawierającym rozpuszczalników zwiększa wytrzymałość elektryczną, zmniejsza zużycie ciepła i energii oraz zwiększa żywotność.
Zoptymalizowane obliczenia elektromagnetyczne oraz dobór i dopasowanie kształtu żłobków stojana i wirnika zapewniają racjonalny rozkład indukcji w zębach i jarzmie oraz koordynację obciążeń, minimalizując straty w miedzi i stali. Wysokiej jakości stal elektrotechniczna walcowana na zimno o wysokiej przepuszczalności i niskich stratach zmniejsza straty magnetyczne i obciążenie elektryczne, zwiększając wydajność.
(2) Nowoczesna racjonalna wentylacja zmniejsza straty mechaniczne. Stożkowa obudowa i stożkowy wentylator prowadzący zapewniają wystarczający przepływ powietrza przy niskich stratach wentylacyjnych i tarciu, skutecznie chłodzą i redukują hałas mechaniczny.
Mniejsze straty i zwiększona wydajność zmniejszają wydzielanie ciepła i wymagany przepływ powietrza chłodzącego, umożliwiając zastosowanie wentylatora o mniejszej średnicy. To dodatkowo zmniejsza zużycie energii mechanicznej i zwiększa wydajność.
(3) Skuteczne środki technologiczne zmniejszają straty przyrostowe. Wraz z odpowiednią kombinacją żłobków stojana i wirnika oraz skosem żłobków reguluje się szczelinę powietrzną i przeprowadza się dodatkową obróbkę wyprodukowanego wirnika, redukując i kontrolując dodatkowe straty.
Przemysł elektrotechniczny dostarcza komponenty napędowe producentom OEM i ogólnie osiąga dobre wyniki biznesowe. Marże brutto notowanych na giełdzie spółek Wolong Electric, Xinzhi Motor, Dayang Motor, Zhongdian Motor i Jinlong Electromechanical utrzymywały się na stabilnym poziomie, przy niewielkim wzroście w latach 2012–2014. Głównym powodem był ogólny spadek cen wlewków stali elektrotechnicznej, miedzi i aluminium w ciągu ostatnich trzech lat, co stworzyło pole do zysków.
Na przestrzeni lat rozwoju ukształtowała się baza przemysłowa, struktura i skala przemysłu, a bariery wejścia znacznie wzrosły. W silnikach o wysokiej sprawności są one szczególnie wysokie ze względu na złożoność techniczną, złożoną produkcję, znaczne inwestycje początkowe i wymagania dotyczące niezawodności. Główne bariery wejścia to:
Po pierwsze, złożone projekty i technologia wymagają wiedzy interdyscyplinarnej. Projektanci, technolodzy, inspektorzy, testerzy i pracownicy muszą przejść poważne szkolenie i doświadczenie. W produkcji wykorzystuje się różnorodne duże, wyspecjalizowane i złożone maszyny, co stawia wysokie wymagania kadrze technicznej nowych uczestników.
Po drugie, konsumenci końcowi wymagają niezawodności i szybkiej obsługi, zwiększając swoje wymagania w zakresie testów przedsprzedażnych i wsparcia posprzedażnego. Wymagany jest wykwalifikowany zespół ds. produkcji, kontroli jakości i serwisu.
Technologia szybko się rozwija; Producenci muszą terminowo wdrażać zaawansowane projekty, produkcję i procesy oraz wdrażać nowe technologie, materiały i sprzęt. Nowym przedsiębiorstwom trudno jest jednocześnie zapewnić nadzór technologiczny i rozwój wewnętrzny.
Silniki znajdują zastosowanie w hutnictwie, energetyce, petrochemii, przemyśle węglowym i wydobywczym, produkcji materiałów budowlanych i papieru, użyteczności publicznej i gospodarce wodnej, przemyśle stoczniowym i przeładunkach portowych. Różne aplikacje i środowiska mają różne wymagania. Aby wejść do różnych obszarów, zwykle potrzeba dużo czasu, aby zgromadzić doświadczenie. Dojrzałe, owocne doświadczenie i niezawodne produkty w określonej dziedzinie pozwalają nam konsekwentnie zdobywać znaczący udział.
Niezawodność i przydatność do zadania są ważnymi czynnikami wyboru. Konsumenci końcowi wolą producentów z doświadczeniem i marką w pożądanej dziedzinie. Nowi konkurenci bez takiej akumulacji stają w obliczu ostrzejszej konkurencji.
Produkcja silników wymaga dużych inwestycji w środki trwałe, zwłaszcza w sprzęt produkcyjny, testujący i kontrolny. Konfigurowanie sprzętu i procesów oraz mocy wytwórczych zajmuje dużo czasu, zwykle lata. Produkty wymagają również długiego okresu walidacji rynkowej, dlatego wymagany jest wystarczający kapitał obrotowy. Wysokie koszty finansowania i amortyzacji, kapitałochłonność oraz działanie przy dużej dźwigni finansowej tworzą barierę gotówkową dla nowych przedsiębiorstw.
Silniki napędzają wentylatory, pompy, sprężarki, obrabiarki i przenośniki i są szeroko stosowane w metalurgii, petrochemii, chemii, górnictwie węgla, materiałach budowlanych i usługach użyteczności publicznej.
Zużywają 64% całej energii elektrycznej, a w przemyśle - 75% zużycia przemysłowego. Zwiększenie ich efektywności o jeden punkt procentowy pozwala zaoszczędzić około 26 miliardów kWh rocznie.
Dlatego zwiększanie wydajności stało się ważnym sposobem oszczędzania energii. Program Ministerstwa Przemysłu z sierpnia 2013 r. wyznaczył cele w zakresie odnowy produktów do 2015 r.: 50% trójfazowych silników klatkowych niskiego napięcia i 40% silników wysokiego napięcia musi spełniać standardy wydajności; wprowadzić 170 mln kW wydajnych silników, usunąć 160 mln kW silników o niskiej sprawności, zmodernizować układy o mocy 100 mln kW i skutecznie zregenerować 20 mln kW wycofanych z użytku maszyn.
Na tej podstawie zapotrzebowanie na wydajne silniki i związany z nimi sprzęt szacuje się na blisko 100 miliardów juanów.
Silniki napędzają wentylatory, pompy, sprężarki, obrabiarki i przenośniki w metalurgii, petrochemii, chemii, przemyśle węglowym, materiałach budowlanych i użyteczności publicznej. Sytuacja w tych branżach jest pozytywnie powiązana ze wzrostem gospodarczym i inwestycjami w środki trwałe. Ciągły szybki rozwój i industrializacja Chin zapewniły podstawę zrównoważonego rozwoju małych i średnich silników.
Duzi klienci, w tym Shanghai Kaiquan Pump Group, Shimge Pump Industry Group i Nanfang Pump Industry, na przestrzeni lat stali się wiodącymi na świecie producentami pomp, promując przenoszenie produkcji pomp do Chin. Duzi zagraniczni producenci posiadający chińskie fabryki potrzebują dostawców silników z szerokim asortymentem i kompleksowymi dostawami w celu scentralizowanego zaopatrzenia w kilka modeli. Zachęca to do ekspansji produktów i jednocześnie stwarza możliwości zwiększania skali.
Duzi międzynarodowi producenci dzięki swojej technologii i reputacji zajmują dużą część rynku zagranicznego, ale często mają wysokie ceny. Ulepszenia chińskiej technologii i wydajności oraz korzystny stosunek ceny do jakości zwiększają zamówienia zagraniczne i udział chińskich silników za granicą.
Liczba tradycyjnych producentów silników w UE, USA i innych krajach rozwiniętych maleje, podczas gdy import rośnie, otwierając przed Chinami ogromne możliwości stania się światowym centrum produkcyjnym. Popyt ze strony innych krajów rozwijających się również szybko rośnie: rozwój gospodarki, infrastruktury i powiązanych branż stwarza zapotrzebowanie na silniki i stymuluje chiński eksport.
Wiodący producenci zagraniczni szeroko wykorzystują wysoce zautomatyzowane linie i centra obróbcze, które zapewniają wysoką produktywność i niezawodność. Pod względem automatyzacji i inteligencji urządzeń produkcyjnych i kontrolnych firma nadal ma pewną lukę w stosunku do zaawansowanego poziomu międzynarodowego.
Ponieważ poprawa wydajności w Chinach pozostaje w tyle za Europą, Australią i Stanami Zjednoczonymi, szkolenia w zakresie projektowania i doskonalenia technologii wydajnych silników małych i średnich rozwinęły się później, a personel naukowy i techniczny jest niewystarczający. Braki kadrowe stanowią główną przeszkodę w zwiększaniu kluczowej konkurencyjności firmy i jej udziale w międzynarodowej konkurencji.
Silniki, jako szeroko stosowane produkty przemysłowe, służą różnym gałęziom przemysłu. Ogólnie rzecz biorąc, przedsiębiorstwa są w niewielkim stopniu zależne od sezonowych wahań popytu w jednym regionie i nie charakteryzują się wyraźną sezonowością.
W dłuższej perspektywie cykl przemysłowy przebiega zgodnie z makroekonomią: szybki wzrost zwiększa popyt i poprawia sytuację, spowolnienie lub recesja zmniejsza popyt i go pogarsza.
Chiny pozostają w środkowym etapie industrializacji i podążają nową ścieżką przemysłową.
Gospodarka światowa powoli się ożywia; wzrost gospodarczy jest niższy od oczekiwań, potencjalny wzrost maleje, handel i inwestycje są słabe. Możliwe jest jednoczesne spowolnienie kilku źródeł wzrostu i stagnacja.
Pełne ożywienie gospodarki światowej może być długie i trudne. Jednakże przejście Chin od stymulacji polityki do samowystarczalnego wzrostu, restrukturyzacji przemysłu ciężkiego, modernizacji, oszczędzania energii i wymogów środowiskowych nowej industrializacji pozwala nam spodziewać się długiego wzrostowego cyklu przemysłowego.
W branży nie występuje wyraźny regionalizm. Stosunkowo więcej producentów znajduje się na wschodzie, północy, północnym wschodzie i południowym zachodzie Chin; najgęstsze skupisko występuje na wschodnim wybrzeżu.
