1. الآلات الكهربائية: الغرض والتصنيف
الآلة الكهربائية هي جهاز ميكانيكي كهرومغناطيسي يقوم بتحويل ونقل الطاقة من خلال تفاعل الكهرباء والمغناطيسية.
بالمعنى الواسع، تشمل الآلات الكهربائية المحركات والمولدات. يستقبل المحرك الطاقة الكهربائية وينقل الطاقة الميكانيكية؛ تُستخدم المحركات المختلفة على نطاق واسع في الصناعات والأجهزة المنزلية، وخاصةً لقيادة المعدات الميكانيكية.
يستقبل المولد الطاقة الميكانيكية وينتج الطاقة الكهربائية. إن تطوير المولدات والمعدات ذات الصلة يجعل من الممكن الحصول على الكهرباء من الطاقة الحرارية والهيدروليكية والنووية وطاقة الرياح والطاقة الشمسية والكتلة الحيوية، مما يوفر للقطاعات الاقتصادية وسكان المناطق الحضرية والريفية.
عادة، تشير كلمة "آلة كهربائية" في هذا السياق إلى محرك كهربائي. على الرغم من الاختلافات في التصميم، فإنه عادة ما يتكون من جزء ثابت ودوار ومساعد. يجمع الجزء الثابت بين الهيكل والإطار ونواة الجزء الثابت واللف وأغطية الأطراف والقاعدة وغيرها من العناصر الموصلة مغناطيسيًا والحاملة للتيار والداعمة.
يشتمل الجزء الدوار على العمود والقلب ودعم الدوار واللف وحلقات الانزلاق والمبدل والمروحة. تشمل الأجزاء الملحقة المحامل والفرش والمبردات. يحدد تنوع النماذج والأحجام والطاقة ونهايات العمود والعزل الأنواع العديدة للآلات الكهربائية.
وفقًا لممارسة الصناعة، يتم تصنيف المحركات، من ناحية، وفقًا لارتفاع المحور إلى محركات كبيرة وصغيرة ومتوسطة ومحركات صغيرة، ومن ناحية أخرى، وفقًا للخصائص الخاصة، إلى قياسية وخاصة.
نظرًا لأن المحركات متوسطة الحجم والصغيرة لديها العديد من أوجه التشابه في تكنولوجيا التصنيع والمستخدمين النهائيين، فإن الصناعة عادةً ما تجمعهم معًا تحت فئة المحركات الصغيرة والمتوسطة الحجم.
بحسب برنامج زيادة كفاءة الطاقة للمحركات للأعوام 2013-2015، الذي نشرته وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات والمديرية العامة لمراقبة الجودة والتفتيش والحجر الصحي في يونيو 2013، فإنه بحسب كفاءة الطاقة، تنقسم المحركات إلى عالية الكفاءة وتقليدية.
وفي سياق القيود المتزايدة على الموارد، تعتبر الدول المتقدمة الرائدة أن زيادة كفاءة المحرك هو إجراء مهم لتوفير الطاقة.
في عام 2008، أنشأت اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) تصنيفًا عالميًا واحدًا لكفاءة طاقة المحركات (انظر الجدول 1) وطرق الاختبار الموحدة.
في الولايات المتحدة، أصبحت المحركات عالية الكفاءة إلزامية منذ عام 1997، والمحركات فائقة الكفاءة منذ عام 2011؛ وبدأت أوروبا أيضًا في فرض إدخال المحركات عالية الكفاءة في عام 2011. وأصدرت الصين المعيار GB18613-2006 ثم قامت بمراجعته إلى اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC)؛ GB18613-2012 دخل حيز التنفيذ في 1 سبتمبر 2012.
وفقًا لهذا المعيار، لم يتم تصنيف الغالبية العظمى من المحركات المنتجة في الصين على أنها محركات عالية الكفاءة، مما يتطلب منها تلبية أو تجاوز تصنيف كفاءة الطاقة GB18613-2012. لتسريع توفير الطاقة الصناعية، وتحويل نموذج التطوير وتحقيق الأهداف الإلزامية للخطة الخمسية الثالثة عشرة، من الضروري تحسين كفاءة استخدام الطاقة في المحركات بشكل كبير.
يعود تاريخ صناعة الهندسة الكهربائية في العالم إلى مولد قرص التيار المستمر اليدوي الذي ابتكره البريطاني M.
فاراداي في عام 1831، أي أكثر من 180 عامًا. يعود تاريخ الصناعة الصينية إلى أكثر من قرن من الزمان، حيث تم تصنيع مولدات ويمشورست وغيرها من الأدوات التعليمية الكهربائية والمغناطيسية على يد مصنع الوسائل التعليمية في تيانجين عام 1905.
قبل تشكيل جمهورية الصين الشعبية، كانت المعدات والتكنولوجيا ومستوى المنتج والقدرة الإنتاجية أدنى بكثير من مثيلاتها في العالم. في مصانع شنغهاي Qian Yong Ji وHuasheng وHuacheng، كانت أقوى المحركات تمتلك 200-300 كيلووات فقط.
على مدار أكثر من 60 عامًا بعد تأسيس جمهورية الصين الشعبية، انتقلت الصناعة من نطاق صغير إلى نطاق واسع، ومن الضعف إلى القوة، ومن التخلف إلى المراكز الرائدة، مع الاعتماد المستمر على الواردات وإدخال التقنيات وتطويرها وابتكارها المتكرر، ثم تطوراتها الخاصة. بعد الانتعاش الاقتصادي الأولي في السنوات الأولى لجمهورية الصين الشعبية
ومن بين 156 مشروعا في الخطة الخمسية كانت مشاريع الهندسة الكهربائية. تم إنشاء شنغهاي، هاربين، شيانغتان، جياموس، لانتشو، شنيانغ وغيرها من المصانع الداعمة على التوالي. وقد ساهم التطور السريع لتوليد الطاقة ونقلها وتوزيعها في نمو الصناعة. تم تشكيل نظام كامل للإنتاج والأعمال، ويلبي نطاق المنتجات وأحجامها وخصائصها وأحجامها بشكل أساسي احتياجات الاقتصاد الصيني.
وصلت القدرة المركبة للمحركات الصغيرة والمتوسطة الحجم في الصين إلى 1.6 مليار كيلووات؛ أصبحت البلاد منتجًا ومستهلكًا ومصدرًا عالميًا رئيسيًا لهذه المحركات.
2. حجم الصناعة والنمو
وقد شهدت الصناعة ككل نموا على مدى السنوات العشر الماضية. تشكل محركات التيار المتردد الغالبية العظمى من الإنتاج، لذا فإن معدلات تطورها ونموها تعكس إلى حد كبير وضع الصناعة ككل.
(1) حجم الصناعة ومعدل النمو
وفقًا لمكتب الإحصاء الوطني، في الفترة من 2001 إلى 2013، زاد إنتاج محركات التيار المتردد في الصين من 62.6327 إلى 279.1460 مليون كيلووات سنويًا، بمتوسط نمو سنوي قدره 13.26٪. وفي عام 2012 بلغت الزيادة مقارنة بعام 2011 5.0235 مليون كيلوواط بنسبة 1.99%؛ في عام 2013 – 22.234 مليون كيلوواط بنسبة 8.65%. واستمر السوق في النمو بشكل مطرد.
(2) حجم ونمو المحركات الصغيرة والمتوسطة
وفقًا لخبراء من قسم السيارات الصغيرة والمتوسطة التابع لجمعية الصناعة الكهربائية الصينية، فإن إجمالي إيرادات الشركات المرجعية الـ 77 تمثل حوالي 60٪ من الصناعة.
وعلى هذا الأساس، قدرت إيرادات صناعة المحركات الصغيرة والمتوسطة الصينية في عام 2013 بنحو 100 مليار يوان. تنتج العديد من الشركات أيضًا محركات كبيرة ومحركات صغيرة ومعدات كهربائية أخرى؛ على سبيل المثال، شملت إحصاءات وولونغ العقارات والمحركات الكبيرة، في حين أنتجت شركة شيانغتان إلكتريك بشكل أساسي توربينات الرياح والمحركات الكبيرة، والتي تم تضمين إيراداتها في الفئة الصغيرة والمتوسطة.
وبعد استبعاد هذه المبيعات، قدر حجم صناعة المحركات الصغيرة والمتوسطة في الصين في عام 2013 بما لا يقل عن 60 مليار يوان.
وفقًا لتوقعات معهد شنغهاي لأبحاث الهندسة الكهربائية، من المتوقع أن يرتفع إجمالي إنتاج شركات الأعمدة من 159.20 مليون كيلووات في عام 2010 إلى 259.20 مليون كيلووات في عام 2020، بنسبة 62.81٪. فيما يلي إنتاج الأنواع الفردية ونموها:
العوامل الرئيسية التي تدفع الطلب على المحركات في الصين هي:
1) النقل الدولي للإنتاج
بسبب تكاليف العمالة وعوامل أخرى، تقوم الدول المتقدمة بتحويل إنتاج المحركات تدريجياً إلى الدول النامية. لقد أصبحت الصين قاعدة التصنيع في العالم؛ ABB، SIEMENS، GAMESA وغيرها من الشركات المصنعة المعروفة أنشأت مراكز إنتاج هنا.
2) التعافي الاقتصادي العالمي والنمو الاقتصادي الصيني
فقد بدأ الاقتصاد الأميركي في التحسن، وأوروبا تتعافى تدريجياً، والصين تنتقل من النمو المرتفع إلى النمو المعتدل مع التركيز على الجودة. وفي المستقبل، ستعمل الصين على زيادة الاستثمار في الحفاظ على الطاقة وحماية البيئة والبنية التحتية والرفاهية العامة والاستهلاك. سيوفر نمو الاقتصاد العالمي مساحة للتنمية المستدامة طويلة المدى لهذه الصناعة.
3) التجديد الهيكلي واستبدال المنتجات ذات الأداء المنخفض
تنص خطة الدولة لتطوير توفير الطاقة وحماية البيئة للخطة الخمسية الثانية عشرة على الاستخدام الواسع النطاق للمحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور الصغيرة والمتوسطة الحجم من فئتي كفاءة الطاقة الأولى والثانية وزيادة كفاءة الأنظمة.
يدعم برنامج كفاءة طاقة المحرك 2013-2015 التابع لوزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات والمديرية العامة لمراقبة الجودة والتفتيش والحجر الصحي تطوير وتنفيذ محركات فعالة وتحديث الصناعة وتحسينات الكفاءة الشاملة. يؤدي التقاعد الهائل للمحركات المتقادمة إلى زيادة الطلب.
تساهم المعايير الأعلى أيضًا في توحيد الصناعة، مما يعزز مزايا الشركات العاملة في مجال البحث وإنتاج المحركات عالية الأداء.
3. اتجاهات التنمية المستقبلية
وتتميز الصناعة وخاصة المحركات الصغيرة والمتوسطة بوجود عدد كبير من الموديلات والأنواع وصناعات استهلاكية متنوعة واستهلاك ضخم للطاقة. وهذا يخلق اتجاهات للكفاءة العالية والتخصص والتنفيذ الفردي.
(1) كفاءة عالية وتوفير الطاقة
يؤدي تحسين التصميم الكهرومغناطيسي والميكانيكي والمواد الجديدة والمعدات والتقنيات إلى تقليل خسائر النحاس والمغناطيسية والإضافية والميكانيكية وتحسين تحويل الطاقة. تُستخدم المحركات الصغيرة والمتوسطة في العديد من التطبيقات الصناعية؛ تعد زيادة كفاءتها أمرًا مهمًا لتوفير الطاقة وكفاءة المؤسسات وحماية البيئة وهي إحدى الطرق لتحقيق أهداف توفير الطاقة وخفض الانبعاثات.
وقد جعل النمو الاقتصادي السريع الصين مستهلكا رئيسيا للطاقة.
في مؤتمر عقد في كوبنهاجن، أعلنت الحكومة عن خفض استهلاك الطاقة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون لكل وحدة من الناتج المحلي الإجمالي بحلول عام 2020 بنسبة 40-45٪ مقارنة بمستويات عام 2005. وقد نصت الخطة الخمسية الثانية عشرة على انخفاض هذه المؤشرات بنسبة 16% و17%.
وفي المساهمة الوطنية التي قدمتها الصين أمام مؤتمر باريس، حددت الصين موعداً للوصول إلى ذروة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بحلول عام 2030 تقريباً، مع محاولة القيام بذلك في وقت مبكر، وخفض كثافة الكربون في الناتج المحلي الإجمالي بنسبة 60% إلى 65% بحلول عام 2005. ولابد أن تصبح الحضارة البيئية جزءاً مهماً من الخطة الخمسية الثالثة عشرة مع مبادئ الإبداع، والتنسيق، والصداقة البيئية، والانفتاح، وتقاسم النتائج.
وينبغي للابتكارات التكنولوجية والمؤسسية، وتحسين الهيكل الصناعي، والطاقة المنخفضة الكربون، والمباني الخضراء، والنقل، وسوق الكربون الوطني أن تخلق نموذجا للتنمية المتناغمة للإنسان والطبيعة.
إن زيادة كفاءة إنتاج الطاقة ونقلها واستهلاكها يجعل من الممكن تقليل كثافة الطاقة في الناتج المحلي الإجمالي مع الاستمرار في النمو.
تمثل الكهرباء أكثر من 50% من استهلاك الطاقة، وتمثل المحركات أكثر من 50% من إجمالي استهلاك الطاقة. ولذلك، فإن زيادة كفاءتها أمر ضروري لسياسات توفير الطاقة.
أصبحت المحركات وأنظمة القيادة مجالًا يتمتع بإمكانات كبيرة. تعمل الحكومات والمنظمات على تطوير الحلول والمبادئ التوجيهية والمعايير واللوائح لمختلف التطبيقات والصناعات وإنشاء منتجات صديقة للبيئة.
ومن الأمثلة على ذلك معايير IEC الموحدة للكفاءة والاختبار، وEuroDEEM الأوروبي، وMMASTER الأمريكي، وبرنامج التصميم البيئي للاتحاد الأوروبي. إن دعم الصين للمحركات والأنظمة الفعالة والتنفيذ الكامل للوائح البيئية الصارمة يجعل المحركات الصغيرة والمتوسطة الحجم عالية وفائقة الكفاءة، والمحركات متغيرة السرعة، والمحركات المغناطيسية الدائمة، وأنظمة توفير الطاقة والتكنولوجيا الخضراء اتجاهًا طبيعيًا للتنمية.
(2) التخصص والتخصيص
يعمل مستهلكو المحركات الصغيرة والمتوسطة في صناعات المعادن والطاقة والبتروكيماويات والتعدين ومواد البناء والمرافق والمياه. إن حاجتهم إلى كفاءة الطاقة والتخصص يدفعهم إلى إنشاء منتجات احترافية وفعالة. يعمل التطوير المخصص للمحركات ذات التردد المتغير والمقاومة للانفجار والسرعتين على تحسين كفاءة العملاء مع تعزيز تطوير الشركة المصنعة والكفاءات الأساسية ومكانة الصناعة.
لتحسين كفاءة استخدام الطاقة للمستخدم النهائي، لا يكفي أن تقوم الشركات المصنعة بتزويد الشركات المصنعة للمضخات والمراوح والضواغط بمحركات عالمية متخصصة. ومن الضروري المشاركة في تصميم وبحث منتجاتها وتطوير المحركات المناسبة حسب الخصائص المطلوبة. تعمل هذه المشاركة على تحسين اعتماد سوق المنتجات وتعزيز التعاون مع المستهلكين، مما يساعد في الحفاظ على حصة السوق وتوسيعها.
(3) الأتمتة الذكية
تدمج أنظمة القيادة الرائدة في العالم بالفعل التشخيص والحماية والتحكم والاتصالات، مما يوفر التشخيص الذاتي والحماية الذاتية والتحكم التلقائي في السرعة والتحكم عن بعد. إن انتقال الهندسة الميكانيكية الصينية إلى تقنيات أعلى ودقيقة ومتقدمة والتقارب بين التصنيع والمعلومات يجعل الأنظمة الذكية اتجاهاً لا مفر منه.
تقبل المزيد والمزيد من الشركات البحث في مطابقة أنظمة المحركات والحمل والتحكم والتصميم الأمثل والتحكم في توفير الطاقة لمحركات الأقراص الصناعية الصغيرة والمتوسطة. ويجري تطوير المحركات والأنظمة ذات التغذية الراجعة الداخلية، والتحكم في توفير الطاقة للآلات ذات الطاقة المزدوجة، والتحكم في توفير الطاقة في الطور، وتحليل الكفاءة وبرامج التحكم. يتيح التصميم والتصنيع المتكاملان لأجهزة التحكم وأجهزة الاستشعار والمشغلات مراعاة الأوضاع والأحمال المختلفة.
(4) التكامل الشامل
يؤدي تطوير وتطبيق إلكترونيات الطاقة والكمبيوتر وتكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة ونظرية التحكم إلى توسيع مجالات استخدام المحركات الصغيرة والمتوسطة الحجم. ولأداءها بكفاءة وفعالية واقتصادية، فإنها تتفاعل مع أجهزة الكمبيوتر وأجهزة التحكم ومحولات الطاقة وأجهزة الاستشعار، وغالبًا ما يتم دمجها مع المحركات والأحمال النهائية: الأجهزة الميكانيكية والهيدروليكية والهوائية.
بهذه الطريقة، لا يصبح المحرك مكونًا مشغلًا منفصلاً، بل يصبح نظامًا ميكاترونيًا كاملاً بوظيفة معينة.
لقد تطورت شركات ABB وSiemens وMitsubishi من شركات تصنيع المحركات إلى موردين مشهورين للمحركات وأنظمة التحكم، مما أدى إلى توسيع نطاق محولات التردد وبادئ التشغيل الناعم وأدوات التحكم الأخرى. وقد وفر ذلك مزايا تكنولوجية وتنافسية وحصة سوقية كبيرة.
تقوم بعض الشركات المصنعة الصينية بالفعل بالبحث في التحكم في القيادة وتكامل النظام والمطابقة المثلى للمعلمات والتحكم المتكامل وتقوم بإصدار منتجات ناضجة إلى حد ما.
تُستخدم المحركات على نطاق واسع في صناعات المعادن والطاقة والبتروكيماويات والفحم والتعدين وإنتاج مواد البناء والورق والمرافق وإدارة المياه وبناء السفن ونقل الموانئ. فهي مطلوبة حيثما يتم تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية أو العكس، وهو ما يحدد سعة السوق الضخمة.
وفقًا للتقديرات الدولية المقبولة عمومًا، فإن الطاقة المركبة للمحركات أعلى بمقدار 2.5 إلى 3.5 مرة من قوة المولدات.
وفي المستقبل، ينبغي أن يستمر الإنتاج الصيني في النمو. بحلول عام 2020، كانت قدرة التوليد المتوقعة 1 كيلووات للشخص الواحد مقابل 3 كيلووات في الولايات المتحدة الأمريكية، وكانت قدرة المحرك المركبة حوالي 4.5 مليار كيلووات، مقارنة بالمستوى آنذاك البالغ حوالي 1.2 مليار كيلووات.
وقد خلقت أكثر من 3 مليارات كيلوواط من القدرة الجديدة سوقًا كبيرًا للمحركات الفعالة والخاصة. وينقسم الطلب إلى تركيبات تدريجية - سنوية جديدة - واستبدال، أي استبدال المحركات القديمة بأخرى جديدة، وخاصة الموفرة للطاقة.
تشكل محركات التيار المتردد الجزء الأكبر من السوق، لذلك يمكن استخدام إنتاجها تقريبًا كمؤشر للصناعة ككل.
ووفقاً لمكتب الإحصاء، ارتفع إنتاج المحركات التي تعمل بالتيار المتردد في الفترة 2001-2013 من 62.6327 إلى 279.1460 مليون كيلووات سنوياً، أي بمعدل 13.26% سنوياً.
ترتبط الصناعة ارتباطًا وثيقًا بنمو الناتج المحلي الإجمالي. ومع تباطؤ الاقتصاد العالمي، كانت الصين تحت ضغط من التباطؤ والتضخم؛ وتم تخفيض متوسط نمو الناتج المحلي الإجمالي المخطط له في الخطة الخمسية الثانية عشرة إلى 7%.
وأدى عدم كفاية الطلب والقدرة الفائضة النسبية إلى تباطؤ نمو الصناعة إلى مستويات سلبية. ومع ذلك، على المدى الطويل، ظلت الصين في مرحلة من التطور السريع.
أدى التحضر وتجديد المعدات إلى زيادة الطلب على صناعات المعادن والصلب والأسمنت والطاقة وبناء السفن بشكل مطرد. لقد أتاح إدخال المحركات الصغيرة والمتوسطة الحجم الفعالة للشركات الرائدة فرصًا للنمو السريع.
بشكل متحفظ، تم تقدير متوسط الزيادة السنوية في إنتاج المحرك المتغير على مدى السنوات الخمس المقبلة بأكثر من 7٪. عند حساب 7% ومتوسط عشر سنوات قدره 13.26%، كان من المتوقع أن يتراوح الإنتاج في خمس سنوات بين 392-520 مليون كيلووات سنويًا.
وفقًا لإحصائيات قسم المحركات الصغيرة والمتوسطة بالجمعية في عام 2013، شكلت محركات التيار المستمر 2.93% فقط من إنتاج المؤسسات الداعمة وتم استبدالها تدريجيًا بمحركات التيار المتغير.
ومع ذلك، فهي توفر تحكمًا جيدًا، وتغييرًا منتظمًا وسلسًا وغير متدرج للسرعة على نطاق واسع تحت الأحمال الثقيلة وعزم دوران مرتفع مع تحكم اقتصادي. لذلك، غالبًا ما يتم استخدامها في مصانع الدرفلة العكسية الكبيرة والرافعات.
على الرغم من أن محول التردد يسمح لمحرك متغير بتحقيق نتيجة مماثلة، إلا أن المحركات الدائمة، وخاصة الكبيرة منها، تحتفظ بمزايا الموثوقية الشاملة والجدوى الاقتصادية. منذ فترة طويلة تم توفير المحولات المتطورة لتحل محلها بشكل رئيسي من قبل GE وSIEMENS وABB وTMEIC.
وعلى الرغم من انخفاض الأسعار، ظلت التكلفة أعلى بحوالي 3 مرات من أنظمة التيار المباشر، وكانت نسبة السعر إلى الأداء منخفضة. وتتطلب الصيانة والإصلاح موظفين ماهرين، وهو ما لا تمتلكه الشركات الصينية الصغيرة والمتوسطة الحجم عادة، لذا لا يتم تصحيح الأخطاء دائما بسرعة ولم يحدث اعتماد على نطاق واسع.
تظل محركات التيار المستمر المتخصصة والكبيرة والفعالة تمثل فرصة في السوق.
وفقا لإحصائيات المؤسسات الداعمة للجمعية، في عام 2013 بلغ إنتاج محركات التيار المستمر 5.061 مليون كيلوواط، أي 1.069 مليون كيلوواط، أو 17.44٪، أقل من العام السابق.
وفقًا لمكتب الإحصاء الحكومي، في الفترة 2001-2013، زاد إنتاج معدات التوليد من 13.3935 إلى 127.3520 مليون كيلووات سنويًا بمتوسط زيادة سنوية قدرها 20.64٪.
ولا تزال تنمية موارد الرياح في الصين منخفضة بشكل عام، والإمكانات غير المستغلة هائلة.
أصبحت زيادة قدرة الوحدة اتجاها دوليا. ومع تطور طاقة الرياح البحرية، بدأ التشغيل التجاري لوحدات بقدرة تتراوح بين 3 و6 ميجاوات.
منذ عام 2010، دخلت الصناعة فترة من التكيف الصناعي والسياسي؛ وبعد الذروة، انخفض معدل النمو. وأدت القدرة الفائضة والمنافسة المنخفضة الأسعار والتدابير الأجنبية لمكافحة الإغراق والتدابير التعويضية إلى استمرار انخفاض المنشآت الجديدة في عام 2012.
وفي الصين، تمت إضافة 12,960 ميجاوات بعد ذلك - أي أقل بنسبة 26.5% عن العام السابق. ومع تخفيف القيود على التوليد وقضايا الاتصال، بدأ التعافي في عام 2013، مع التقدير الأولي لجمعية طاقة الرياح الذي يبلغ 16.100 ميجاوات من المنشآت الجديدة، بزيادة قدرها 24٪ عن عام 2012.
تجاوزت القدرة الإجمالية 90 مليون كيلوواط. وفي عام 2013، تفوقت طاقة الرياح على الطاقة النووية لتصبح المصدر الثالث للكهرباء في الصين لأول مرة.
ومن شأن تنفيذ السياسات والتكيف الهيكلي أن يدعم المزيد من النمو.
يعد توليد الكتلة الحيوية عن طريق التغويز أنظف من الاحتراق المباشر ولا ينبعث منه أي غازات ضارة تقريبًا.
وهي مناسبة للاستخدام الموزع للكتلة الحيوية، وتتطلب استثمارات أقل وتكاليف توليد منخفضة، وهو أمر مفيد بشكل خاص للبلدان النامية. وقد تجاوزت القدرة المركبة العالمية 50 مليون كيلووات ويمكن أن تحل محل أكثر من 90 مليون طن من مكافئ الوقود.
وفي الولايات المتحدة الأمريكية الرائدة، تتجاوز القدرة 10000 ميجاوات، أكثر من 40% من توليد الطاقة المتجددة. وفي الصين، لا تتجاوز حصة الكتلة الحيوية من الطاقة المتجددة 0.5% مقابل المتوسط العالمي الذي يبلغ 25%، وهو ما يخلق آفاقاً واسعة.
الطلب على المحركات في البلدان النامية يتزايد بسرعة. وحافظت الصين والهند على وجه الخصوص، فضلا عن دول البريكس سريعة النمو مثل جنوب أفريقيا والبرازيل وروسيا، على نمو اقتصادي قوي في السنوات الأخيرة. ولدت البنية التحتية والإنتاج المرتبط بها طلبًا كبيرًا.
المجالات الرئيسية لطلب السوق:
1) الطلب على التصنيع الجديد
لقد واجه النمو الصناعي السريع في الصين قيودا تتعلق بالموارد والبيئة. لقد أصبح نمط الاستهلاك العالي للطاقة والانبعاثات غير مستدام، وتتجه الصناعة نحو الحفاظ على الموارد واستدامتها. وحدد تقرير المؤتمر الثامن عشر للحزب مسارا جديدا للتصنيع: المحتوى التكنولوجي العالي والكفاءة الاقتصادية، وانخفاض استهلاك الموارد والتلوث، والاستخدام الكامل لمزايا الموارد البشرية.
وكانت الأزمة المالية العالمية سبباً في تباطؤ نمو الصين وفي الوقت نفسه خلقت الظروف اللازمة لتسريع التصنيع الجديد. تتطلب التغييرات الهيكلية والتحديث والحفاظ على الطاقة عددًا كبيرًا من المحركات الفعالة ذات طاقة الوحدة العالية، مما يؤدي إلى توسيع سوق الصناعة.
2) الطلب على توفير الطاقة
تجمع المحركات عالية الكفاءة بين الفوائد الاقتصادية والمجتمعية وأصبحت أولوية صناعية، مما يوفر فرصًا وتحديات غير مسبوقة. ومع تنفيذ وتعزيز سياسات التنفيذ، من المتوقع أن تنمو بسرعة. وينص البرنامج الشامل لتوفير الطاقة وخفض الانبعاثات ضمن الخطة الخمسية الثانية عشرة بتاريخ 31 أغسطس 2011 على تقديم إعانات دعم الميزانية للمحركات ذات الكفاءة وزيادة كفاءة تشغيل الأنظمة بنسبة 2 إلى 3 نقاط مئوية بحلول عام 2015. وبالإضافة إلى التركيبات الجديدة، هناك طلب قوي على استبدال المحركات التقليدية التي تعمل بالفعل، حتى تلك التي لم تصل إلى نهاية مدة خدمتها.
يعد توفير الطاقة وحماية البيئة والحضارة البيئية من الموضوعات المهمة في الخطة الخمسية الثالثة عشرة.
وتقدر وزارة حماية البيئة أن الاستثمار السنوي في حماية البيئة يمكن أن يرتفع إلى حوالي 2 تريليون يوان، ويمكن أن يتجاوز إجمالي الاستثمار العام 17 تريليون يوان. ومن الممكن أن تؤدي الاستثمارات في توفير الطاقة والبيئة إلى مضاعفة الخطة الخمسية السابقة.
يؤدي ارتفاع تكاليف العمالة والمواد إلى تقليل تأثير تقليل الانبعاثات السلبية عن طريق إغلاق المرافق القديمة. الوسائل الرئيسية هي تحديث المعدات والتقنيات وزيادة المستوى الفني للمنتجات.
وأعلنت شركات بتروتشاينا وسينوبك ومشروع نقل المياه من الجنوب إلى الشمال وغيرها من المؤسسات والمشاريع عن عمليات شراء واسعة النطاق للمحركات الفعالة والسحب المتسارع للآلات القديمة كثيفة الاستهلاك للطاقة.
3) الأسواق الخارجية
لا تزال السوق العالمية خاضعة لهيمنة عدد قليل من الشركات الكبيرة المتعددة الجنسيات: GE، وSIEMENS، وABB، وTMEIC، مع تقنيات التصميم والتصنيع المتقدمة.
وشكلت صادرات الصين حوالي 10% من إجمالي إنتاج المحركات. غالبًا ما يتقاضى الموردون الأجانب أسعارًا مرتفعة.
وتتمتع الصين بميزة تكلفة العمالة والدعم الحكومي للابتكار والتحديث الصناعي لديها. إن التركيز على الأبحاث والاختراقات التكنولوجية يعمل على سد هذه الفجوة تدريجياً.
وبفضل الطلب، يتزايد الإبداع مرة أخرى، وينمو الاكتفاء الذاتي في المنتجات العالية الجودة، وتكتسب الشركات المصنعة المحلية الكبرى فرصا أولية للتنافس مع القادة الدوليين.
وفي الولايات المتحدة وغيرها من البلدان المتقدمة، بدأ عدد الشركات المصنعة للمحركات التقليدية في الانخفاض تدريجياً، في حين تتزايد الواردات، الأمر الذي يخلق فرصاً للصين، التي قد تصبح مركز تصنيع المحركات على مستوى العالم في المستقبل. إن النمو السريع في الطلب من البلدان النامية، وخاصة الهند وجنوب أفريقيا والبرازيل وروسيا، مدفوع بالاقتصاد والبنية التحتية والتصنيع المتحالف معها، وهو ما يغذي الصادرات الصينية.
(2) عرض السوق
تنقسم الشركات المصنعة في الصين إلى شركات مملوكة للدولة، بما في ذلك الشركات التي تسيطر عليها الدولة، والأجنبية، بما في ذلك الشركات الأجنبية، والخاصة. تهيمن المؤسسات العامة والخاصة على المحركات الصغيرة والمتوسطة الحجم؛ ساهم الأجانب فقط إلى حد ما في تحسين التكنولوجيا وحجم الإنتاج.
لقد انتقل الاقتصاد الصيني تدريجياً من النمو بمعدل يتجاوز 10% إلى نمو مطرد يبلغ نحو 7%. لقد حددت السياسات الصناعية وسياسات الاقتصاد الكلي الاتجاه للمحركات الصغيرة والمتوسطة الحجم. وفي الوقت نفسه، ظهر عدم التوازن وعدم الاتساق وعدم الاستقرار: الطاقة الفائضة للمستويات المنخفضة والمتوسطة، وضغط التباطؤ وصعوبات التصدير؛ إعادة هيكلة صعبة للمجموعة ومقاومة إدخال منتجات فعالة؛ - التقلبات في أسعار المواد الخام وارتفاع تكاليف العمالة وانخفاض الأرباح. لقد أصبح رفع المستوى الفني وإزالة القدرات المتقادمة هو المبدأ التوجيهي العام لهذه الصناعة.
يتم إنتاج المحركات التقليدية من قبل العديد من الشركات ذات الأسهم الفردية الصغيرة.
التركيز منخفض ولكنه متزايد. هناك حوالي 2000 شركة مصنعة للمحركات الصغيرة والمتوسطة في الصين، منها حوالي 300 شركة ذات حجم كبير؛ وتتركز في تشجيانغ وجيانغسو وشانغهاي وشاندونغ وقوانغدونغ وفوجيان.
ووفقا لإحصاءات الجمعية، كانت مجموعة ولونغ الكهربائية، وتشوهاي كايبانغ موتور، ومجموعة شاندونغ هوالي للسيارات، هي الرائدة من حيث الإيرادات في عام 2014؛ لإنتاج التصدير - وولونغ، فوجيان أنبو موتور جروب وتشجيانغ جينلونغ موتور؛ حول الإدخال التراكمي للمحركات الفعالة - Wolong وJiangsu Small and Medium Motor وZhejiang Jinlong Motor. تستمر الصناعة في التوحيد.
ووفقا لبيانات المؤسسة الأساسية، والتي تشمل إيرادات المجموعة من المحركات الكبيرة والمعدات الكهربائية والعقارات، ارتفع إجمالي الإيرادات من 32.990 مليار يوان إلى 54.05 مليار يوان في الفترة 2007-2012. ارتفعت أسهم المشاركين الثلاثة والعشرة الرئيسيين ووصلت في عام 2012 إلى 50.30% و73.90% على التوالي.
يبلغ ارتفاع محاور المحركات الصغيرة والمتوسطة 80-630 ملم. باعتبارها المكونات الرئيسية لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية، فإنها تستخدم على نطاق واسع في المضخات والمراوح والضواغط، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالاقتصاد. تعد هذه الأنواع من المعدات شائعة في الحياة العامة وتشكل جزءًا مهمًا من استهلاك الكهرباء، لذا فإن كفاءتها لها تأثير كبير على كفاءة الطاقة بشكل عام. تعتبر الكفاءة مؤشرا هاما على المستوى الفني لهذه المحركات.
مفتاح الكفاءة العالية هو تقليل خسائر المحرك نفسه: في الفولاذ والنحاس والميكانيكية والإضافية، للحصول على الطاقة الميكانيكية عند الخرج.
عادةً ما تعمل الشركات المصنعة الكبرى للمحركات الصغيرة والمتوسطة الحجم على تقليل الخسائر بالطرق التالية:
(1) تعمل اللفات الثابتة التوافقية المنخفضة على تقليل خسائر النحاس والمواد المضافة. إن تحسين شكل القوة الدافعة المغناطيسية يقلل من الخسائر والخسائر الإضافية في ملفات الجزء الثابت والدوار. يؤدي التشريب الفراغي للملف بورنيش عازل خالٍ من المذيبات إلى زيادة القوة الكهربائية وتقليل استهلاك التدفئة والطاقة وزيادة عمر الخدمة.
يضمن الحساب الكهرومغناطيسي الأمثل واختيار وضبط شكل الجزء الثابت وفتحات العضو الدوار التوزيع العقلاني للتحريض في الأسنان والنير وتنسيق الأحمال، مما يقلل من الخسائر في النحاس والفولاذ. الفولاذ الكهربائي المدلفن على البارد عالي الجودة مع نفاذية عالية وخسائر منخفضة يقلل من الخسائر المغناطيسية والحمل الكهربائي، مما يزيد من الكفاءة.
(2) التهوية الحديثة العقلانية تقلل من الخسائر الميكانيكية. يوفر الغلاف المخروطي ومروحة التوجيه المخروطية تدفقًا كافيًا للهواء مع انخفاض فقد التهوية والاحتكاك، كما يعملان على التبريد بشكل فعال وتقليل الضوضاء الميكانيكية.
يؤدي تقليل الخسائر وزيادة الكفاءة إلى تقليل الحرارة وتدفق هواء التبريد المطلوب، مما يسمح باستخدام قطر مروحة أصغر. وهذا يقلل من استهلاك الطاقة الميكانيكية ويزيد من الكفاءة.
(3) التدابير التكنولوجية الفعالة تقلل من الخسائر المتزايدة. إلى جانب التركيبة الصحيحة لفتحات الجزء الثابت والدوار وشطبة الفتحات، يتم ضبط فجوة الهواء وإجراء معالجة إضافية للدوار المُصنّع، مما يقلل من الخسائر الإضافية ويتحكم فيها.
توفر صناعة الهندسة الكهربائية مكونات القيادة لمصنعي المعدات الأصلية وتتمتع عمومًا بأداء تجاري قوي. كانت الهوامش الإجمالية لشركات Wolong Electric وXinzhi Motor وDayang Motor وZhongdian Motor وJinlong Electromechanical المدرجة مستقرة مع نمو طفيف من عام 2012 إلى عام 2014. وكان السبب الرئيسي لذلك هو الانخفاض العام في أسعار الفولاذ الكهربائي وسبائك النحاس والألمنيوم على مدى السنوات الثلاث الماضية، مما خلق مجالًا للأرباح.
على مدار سنوات التطوير، تم تشكيل القاعدة الصناعية وهيكل وحجم الصناعة، وزادت حواجز الدخول بشكل كبير. تكون هذه المعدلات مرتفعة بشكل خاص في المحركات عالية الكفاءة بسبب التعقيد الفني والتصنيع المعقد والاستثمار الأولي الكبير ومتطلبات الموثوقية. العوائق الرئيسية أمام الدخول هي:
أولا، يتطلب التصميم والتكنولوجيا المعقدة معرفة متعددة التخصصات. يجب أن يتمتع المصممون والتقنيون والمفتشون والمختبرون والعمال بتدريب وخبرة جادة. يستخدم التصنيع مجموعة متنوعة من الآلات الكبيرة والمتخصصة والمعقدة، مما يفرض متطلبات عالية على القوى العاملة الفنية للوافدين الجدد.
ثانيًا، يطلب المستهلكون النهائيون الموثوقية والخدمة سريعة الاستجابة، مما يزيد من متطلباتهم لاختبار ما قبل البيع ودعم ما بعد البيع. مطلوب فريق مؤهل للإنتاج ومراقبة الجودة والخدمة.
التكنولوجيا تتقدم بسرعة. يجب على الشركات المصنعة تبني التصميم والتصنيع والعمليات المتقدمة في الوقت المناسب وتنفيذ التقنيات والمواد والمعدات الجديدة. من الصعب على الشركات الجديدة توفير المراقبة التكنولوجية والتطوير الداخلي في نفس الوقت.
تُستخدم المحركات في الصناعات المعدنية والطاقة والبتروكيماويات والفحم والتعدين ومواد البناء وإنتاج الورق والمرافق العامة وإدارة المياه وبناء السفن ونقل الموانئ. التطبيقات والبيئات المختلفة لها متطلبات مختلفة. عادةً ما يستغرق الأمر وقتًا طويلاً لتجميع الخبرة لدخول مجالات مختلفة. تتيح لنا الخبرة الناجحة الناضجة والمنتجات الموثوقة في مجال معين الحصول باستمرار على حصة كبيرة.
تعد الموثوقية والملاءمة للمهمة من عوامل الاختيار المهمة. يفضل المستهلكون النهائيون الشركات المصنعة ذات الخبرة والعلامة التجارية في المجال المطلوب. ويواجه المنافسون الجدد الذين ليس لديهم مثل هذا التراكم منافسة أكثر صرامة.
يتطلب إنتاج المحرك استثمارات كبيرة في الأصول الثابتة، وخاصة معدات الإنتاج والاختبار والفحص. يستغرق إعداد المعدات والعمليات وقدرات التوليد وقتا طويلا، عادة سنوات. تحتاج المنتجات أيضًا إلى فترة طويلة من التحقق من صحتها في السوق، لذلك يلزم وجود رأس مال عامل كافٍ. إن ارتفاع تكاليف التمويل والإهلاك، وكثافة رأس المال، والعمل برافعة مالية عالية يخلق حاجزًا نقديًا أمام الشركات الجديدة.
تقوم المحركات بتشغيل المراوح والمضخات والضواغط والأدوات الآلية والناقلات، وتستخدم على نطاق واسع في الصناعات المعدنية والبتروكيماويات والكيمياء وتعدين الفحم ومواد البناء والمرافق العامة.
إنهم يستهلكون 64٪ من إجمالي الكهرباء، وفي الصناعة - 75٪ من الاستهلاك الصناعي. وتتيح زيادة كفاءتها بمقدار نقطة مئوية واحدة توفير حوالي 26 مليار كيلووات ساعة سنويًا.
ولذلك، أصبحت زيادة الكفاءة وسيلة هامة لتوفير الطاقة. حدد برنامج وزارة الصناعة في أغسطس 2013 أهداف تجديد المنتج بحلول عام 2015: 50% من المحركات ذات الجهد المنخفض ثلاثية الطور ذات الجهد المنخفض و40% من المحركات ذات الجهد العالي يجب أن تستوفي معايير الكفاءة؛ introduce 170 million kW of efficient engines, remove 160 million kW of low-efficiency ones, modernize 100 million kW of systems and effectively rehabilitate 20 million kW of retired machines.
On this basis, the demand for efficient engines and related equipment is estimated to be close to 100 billion yuan.
Motors drive fans, pumps, compressors, machine tools and conveyors in metallurgy, petrochemicals, chemistry, coal industry, building materials and utilities. The situation in these industries is positively related to economic growth and investment in fixed capital. China's continued rapid growth and industrialization have provided the basis for the sustainable development of small and medium-sized engines.
Large customers including Shanghai Kaiquan Pump Group, Shimge Pump Industry Group and Nanfang Pump Industry have become the world's leading pump manufacturers over the years, promoting the relocation of pump production to China. Large foreign manufacturers with Chinese factories need engine suppliers with a wide range and comprehensive supplies for centralized procurement of several models. This encourages product expansion and simultaneously creates opportunities for scale-up.
Large international manufacturers, thanks to their technology and reputation, occupy a large part of the foreign market, but often have high prices. Improvements in Chinese technology and performance and favorable price-quality ratio are increasing foreign orders and the share of Chinese engines abroad.
The number of traditional engine manufacturers in the EU, US and other developed countries is decreasing, while imports are increasing, opening up great opportunities for China to become a global manufacturing center. Demand from other developing countries is also growing rapidly: growth in the economy, infrastructure and related industries creates a need for engines and stimulates Chinese exports.
Leading foreign manufacturers widely use highly automated lines and machining centers that provide high productivity and reliability. In terms of automation and intelligence of production and control equipment, the company still has a certain gap with the advanced international level.
Because efficiency improvement in China has lagged behind Europe, Australia and the United States, training in the design and improvement of small and medium-sized efficient engine technology has developed later, and scientific and technical personnel are insufficient. This personnel shortage is the main obstacle to increasing the company's key competitiveness and participation in international competition.
Motors, as widely used industrial products, serve a variety of industries. In general, enterprises are little dependent on seasonal fluctuations in demand in one region and do not have a pronounced seasonality.
In the long term, the industry cycle follows the macroeconomics: rapid growth increases demand and improves the situation, a slowdown or recession reduces demand and worsens it.
China remains in the middle stage of industrialization and continues on a new industrial path.
The global economy is recovering slowly; growth is below expectations, potential growth is declining, trade and investment are weak. A simultaneous slowdown of several sources of growth and stagnation are possible.
Full recovery of the global economy may be long and difficult. However, China's transition from policy stimulation to self-sustaining growth, the restructuring of heavy industry, modernization, energy conservation and the environmental requirements of new industrialization allow us to expect a long upward industrial cycle.
The industry does not have any pronounced regionalism. Relatively more manufacturers are located in the east, north, northeast and southwest of China; the densest concentration is on the east coast.
