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[新聞十日談#39]四月漲聲響起 提高能效刻不容緩
綠色通膨海嘯將臨

【作者: 編輯部】   2024年03月26日 星期二

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背景

面對近年來國際淨零碳排時程逐日逼近,台灣出口導向的製造業正積極應對2026年歐盟將正式上路的碳關稅機制(CBAM),正式進入碳有價時代;而自從去年大選前,長期扮演通膨消波塊的台電終於不堪連年虧損,先由政客提出「深度節電」口號帶風向;選後更公然宣告不演了,自四月起調漲電價平均漲幅約在10%以上。


其中預計工業用電平均漲幅逾1成,特高壓用電大用戶例如半導體產業漲幅將最大、應會超過15%;就連民生用戶330度以下約漲5%,總計1,500萬用電戶全面受影響。若再加入3月公布碳費費率,綠色通膨時代將臨!


主持人:CTIMES副總編輯 籃貫銘


與談人:資深編輯 陳念舜



[問題1] 高能效馬達定義與各國進展?


陳念舜(簡稱陳): 當各國陸續訂定馬達最低能效標準(MEPS)之後,台灣也在2016年將馬達最低能效提升至IE3等級;並隨著歐盟自2023年起,要求100kW以上功率馬達皆須達到IE4等級,中國大陸也宣示將於2024年跟進,台灣與新加坡則訂於2025年實行。


國際上主流馬達製造商因此紛紛致力於開發更高效率馬達,除了現已廣泛使用的超高效率感應馬達(≧IE5)之外,還有永磁馬達(PM)及同步磁阻馬達等選項將成主流。其中感應馬達常被認為已達到瓶頸,難以達到更高能效,卻可透過先進的電腦輔助設計優化磁路、高度自動化設備提升品質穩定性,以及低鐵損與薄型矽鋼片的發展。


永磁馬達則因馬達高效且體積小於感應馬達,可在短時間內即達到高轉速、出力更快、耗能更少,但是需要使用釹鐵硼等稀土金屬打造,導致製造成本及供應鏈風險較高,早期以低轉速直驅應用場域為主,差別在於磁鐵擺放位置、來源,以及量產的品質、效率,還要考慮變頻技術。


問世已有30年以上的同步磁阻馬達,則經過最佳化的磁障層設計、與驅動器間搭配的優化後,可在無磁石輔助的條件下達到IE5能效,又因近年來成功量產而成為後起之秀。


[問題2] 目前台灣推廣高能效馬達的現況與挑戰?


陳: 目前台灣市場上大多數馬達雖然均已達到IE3能效等級,或跟進日本以採用永磁馬達居多。但因為執行並不嚴格,還有不少業者因為主要是搭配OEM設備出口東南亞等地,所以經常只提供IE1/IE2馬達。現今10kW以下馬達要達到IE5等級,並利用馬達節能來實現低碳製造,還有許多待提升能效的空間,估計約有10%以上機械損失可排除。


政府未來若能將制訂IE4為馬達最低能效標準的時程提前,會更有助於台灣馬達製造廠商的技術能力提升,以及更高效使用馬達而加速汰舊換新。


經濟部近年來也為鼓勵節能改善投資、縮短回收年限,而推出「動力與公用設備補助」,涵括微油式空壓機、水泵、通風機等產品,並將1~270HP的IE4低壓三相鼠籠型感應馬達也列入最新補助範圍。


[問題3] 如何跟進歐美趨勢,加速落實IE5馬達應用?


陳: 基於目前用來搭配工廠自動化OEM設備的馬達,其實都是針對產能滿載或擴充而選用、設定較高安全係數,卻忽略了中小型馬達未必都要全負載運行,而須採用變速(1200rpm~1800rpm)控制來調整節能,以達到IE2/IE3/IE4不同等級的功率輸出範圍。若有需要頻繁調整怠/高/低轉速,或提升扭矩的產業機械,恐因此承擔機械損失。


倘若更換永磁馬達直驅,則可望降低設備、保養成本,達到最佳速度控制和整體效能的節能效益,已有業者率先將IE5超高效率馬達直驅系統導入冷卻水塔應用。


目前國內外馬達製造大廠除了提供IE3馬達之外,也逐漸跟上國際趨勢,加速實現IE4最低能效標準;進而推出超高效IE5感應及永磁馬達。


憑藉IE5感應馬達不需驅動器啟動的優勢,在危險環境的防爆應用上仍為首選;並持續開發IE5同步磁阻馬達、IE6永磁馬達及磁石輔助(PMA磁石用鐵氧體,而非稀土的銣鐵硼)同步磁阻馬達發展,減少對於稀土磁鐵依賴。


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