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        空壓機行業系統節能服務發展趨勢

          【壓縮機網】2023年空壓機行業出現了比較大的起伏,并未如很多人預期的那樣出現較大幅度增長。但壓縮空氣作為非常重要的動力源,在我國國民經濟的各個領域幾乎都有應用,所以筆者對于行業長期發展趨勢保持樂觀態度,在此和大家就行業未來發展方向做一些探討。

          我國空壓機行業發展歷程及現狀

          1.發展歷程

          筆者認為可以把我國空壓機行業發展分為四個階段。由于空壓機行業是一個傳統機械行業,它的發展和變革沒有那么劇烈,而是一個緩慢的過程,所以文中給出的時間點只是作為一個參考,便于區分不同階段,并不是非常精準的節點。

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          1.0時代(新中國成立~80年代末):

          這一階段我國基本處于計劃經濟時代,所有的空壓機企業都是國有企業,由國家來決定企業生產什么樣的產品、銷售到哪些行業。這個階段的產品類型沒有大的突破,以活塞壓縮機為主。國內也陸續引進國外一些先進技術,研發制造了噴油螺桿、噴油單螺桿等其它結構的空壓機,但由于技術、成本、市場等原因,并沒有形成規?;?。

          那個時代很多行業的新產品研發主要依靠科研院所。原通用機械研究所(現合肥通用機械研究院有限公司)則是空壓機行業技術歸口單位,承擔了更多的新產品研究及組織行業聯合設計的工作,其中包括L型水冷、V型風冷活塞機等系列產品。這些產品在市場上經過很多考驗,性能優異,一直到2006年以前還占有較大的市場份額,直到噴油螺桿空壓機越來越成熟后,動力用的L型、V型活塞空壓機才逐步退出歷史舞臺。這個階段稱之為“國家導向”,主要是計劃經濟的體現。

          2.0時代(90年代初~2006年):

          進入90年代,改革開放的效應迅速放大,市場經濟快速發展。很多外資空壓機企業,尤其國際一線品牌如阿特拉斯·科普柯、英格索蘭等紛紛到國內來與我們優秀的國企合資辦廠,這是當時我們國家“市場換技術”戰略的落實之舉。這些合資企業后期因為股份變化,現在基本又變成外商獨資企業,但在這一階段確實我國國企改革進加快了,由此帶動了民營企業蓬勃發展。

          這一階段的產品呈現了多樣化的態勢,噴油螺桿、單螺桿、干螺桿、噴油滑片、隔膜等不同結構形式的空壓機,百花齊放。此時企業利潤以產品銷售利潤為主。這個階段可以稱之為“生產企業導向”。因為這時的產品研發生產模式比較單一,用戶只能從企業在生產少量的固定結構型式中去選產品。比較典型的是排氣壓力,空壓機基本都是在0.7MPa或者0.8MPa壓力下設計制造的。但實際用氣很多只需要0.5~0.6MPa,紡織等很多行業需要的壓力甚至更低,那時只能把0.7MPa或者0.8MPa的機器拿去降壓使用,產品實際運行遠離最佳效率點,造成了很大的能源浪費。

          3.0時代(2007~2018年):

          在3.0時代已經基本較少看到國企的身影了,隨著國內民營企業加大噴油螺桿主機的研發制造投入,國內制造的噴油螺桿空壓機無論從能效還是可靠性上都得到了快速提升,隨著規模效應的產生,產品價格也大幅下降。噴油螺桿空壓機在很多應用場合逐漸替代了活塞空壓機等產品,成為市場上的絕對主流。但隨之而來的是制造門檻的降低,競爭加劇,從而導致產品利潤大幅下滑。此時,空壓機行業逐漸探索出一種新的模式,就是通過售后服務來補充一部分利潤空間。另外,企業會根據不同應用場景設計產品或者根據用戶需求定制化生產產品,也有更多地企業開始關注細分市場。這個時代的特點我稱之為“用戶導向”。

          4.0時代(2019年以后):

          現在,空壓機行業的企業已經形成了相對穩定的梯隊分布。無油、離心產品由于疫情原因,得到了快速增長。物聯網技術成熟,也加速了系統化、集成化的模式和產品形態的出現。但與此同時,由于國際局勢變化以及國內需求減弱,空壓機行業的產能嚴重過剩,企業數量快速增長導致生產出來的眾多產品無法消化。

          這個階段的標簽是“需求導向”。相較于“用戶導向”時代的差異,筆者認為很多時候用戶并不一定準確地知道自己的需求,往往基于經驗給出技術要求,但和實際應用的技術要求還存在差異。另外用戶對壓縮空氣系統并不專業,壓縮空氣系統存在哪些節能空間,如何和用戶的生產工藝結合,也都需要空壓機的生產企業、服務商等,更多地做一些售前售后服務,防止或者減少假性需求,給出相對完善的技術方案。

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          2.行業現狀

          前文提到,現階段空壓機行業市場比較成熟,企業已經形成相對穩定的梯隊。其中頭部企業產品線比較完整,包括各類型的空壓機以及壓縮空氣干燥器等,產量也較大,有很強的規模生產能力和系統服務能力。接下來依次是大型、中型、小微型企業,相應的能力逐級遞減。小微型企業的發展模式也有所區別,有一部分企業有自己的研發服務能力,專注一些特殊產品、細分領域,盡管產量不大,但利潤率有保障,客戶相對穩定;另外一部分主要做相對低端的市場,靠低價低利潤走量來占領市場。筆者認為,從行業發展來看,企業都要有一定的系統服務能力。如果只以產品單一或者只走低端市場的企業,未來將面臨更加激烈的市場競爭,抗風險的能力更弱,被淘汰的可能性更大。

          從市場角度看,空壓機行業目前主要存在幾個問題:

         ?。?)產能嚴重過剩。

          目前空壓機生產企業數量非常多,2018年生產許可證取消之前有700家左右的企業,其中有100多家是做后處理干燥器的企業。取消以后企業數量更加龐大,導致行業內卷嚴重。同時,由于短期出口受限,內需減弱,導致現在空壓機供給遠遠大于需求。

         ?。?)同質化嚴重。

          目前行業內無論是生產噴油螺桿空壓機主流產品還是離心等其它結構產品的企業,從產品功能上看,沒有明顯的區別。不同性能水平的產品也比比皆是。這些都導致企業集中在一個比較窄的范圍內相互競爭。

         ?。?)產品附加值低。

          由于上述兩個原因,導致競爭加劇,最終體現為單個產品價格一降再降,而單個產品的銷售也并不能給用戶帶來更多的價值,也就不能為企業創造更多的利潤。

          解決這些問題可以借鑒以下幾個思路:

         ?。?)開發新的應用場景。比如在一些行業存在可以用壓縮空氣動力替代其它動力的場合。當然,這種方式對空壓機行業從業者有一定的局限性,作為壓縮空氣的提供者,并不占據開發其用途的主導地位。除非某項技術或者某個行業有比較大的變革,否則開發新應用場景難度還是比較大,所以更主要的是要關注存量市場??諌簷C的使用壽命通常都在十年左右,甚至更長,新的空壓機能效較十年前有很大提升,因此替換老舊設備、系統節能改造都具有很大潛力。

         ?。?)要解決同質化問題,一是要深度挖掘產品特性??諌簷C都是提供壓縮空氣,從產品角度來說差異化是比較困難的,但實際上不同企業的產品仍然有自己的特點,需要企業挖掘自身產品特點,了解行業基本情況,提煉出有競爭力的產品特性。合肥通用機械產品認證有限公司在行業內推廣的特性認證,就是希望幫助有特點的或者性能特別優異的產品脫穎而出。二是要從應用領域和服務方案的差異化去著手。要深耕細分領域,即使在同一個領域面對同樣的客戶,也可以根據自身技術和產品優勢,提供差異化的技術服務方案。

         ?。?)通過服務給客戶帶來最大價值。壓縮空氣生產和應用是比較復雜的過程,其真實需求往往很難獲得,尤其是用戶自己提出的技術參數可能會存在過度需求的情況。而且在用戶生產過程中隨著產量、工藝等發生變化,其需求也在隨之發生變化。因此在前期深度調研、系統運行調節、后續節能改造升級等各環節加強服務,讓用戶可以隨時用到最可靠節能的壓縮空氣,幫助用戶節約能源,增強競爭力。

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          總之,解決空壓機行業三個問題的核心還是要增強自身技術服務能力。企業能夠給用戶提供好的系統解決方案,就能夠建立長期合作、信任的關系。以前的空壓機服務更多局限于單個產品的服務以及售后服務過程,行業未來會向整個壓縮空氣系統和全流程服務發展。這樣附加值空間會更大,給用戶能夠提供更優質的服務,為用戶帶來更多利益。對空壓機企業來說,能夠提高附加值,提升競爭力,增強用戶粘度,促進企業良性發展。對于用戶來說,使用壓縮空氣一定是希望像使用水、電一樣便捷,在滿足自己的基本功能要求的前提下,最重要的期望是壓縮空氣便宜。同時,從國家“雙碳”目標的實施路徑看,節能減排也是實現“雙碳”目標一個非常重要的手段。因此,如何能夠給用戶提供量身定制的優秀的系統解決方案,提供可靠便宜的壓縮空氣,是每個企業都需要修煉的內功。

          壓縮空氣系統未來發展方向

          壓縮空氣系統未來發展方向主要有兩個,一個是壓縮空氣站,包含空氣壓縮機、凈化設備、控制裝置、冷卻裝置、監測系統、儲氣罐及管網等。壓縮空氣站屬于工廠獨立的基礎設施之一,須有資質的單位按照GB 50029《壓縮空氣站設計規范》進行設計和建造。另外一個是壓縮空氣一體裝置。就是生產制造時,把空氣壓縮機、干燥器、控制系統等集成在一個橇座上,實現靈活用氣。二者原理基本一致,都是通過空壓機產生壓縮空氣,通過后處理凈化設備去除掉空氣里面的水、油等污染物,最終給用戶提供可靠氣體。

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          1.壓縮空氣站

          壓縮空氣是現代工業四大動力源之一,廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、機械、輕工、紡織、汽車制造、電子、食品、醫藥、生化、國防、科研等領域。我國80%以上的規模工廠配置有壓縮空氣動力。我國壓縮空氣站每年用電量超過4000億kWh,且節能潛力巨大。

          目前,指導壓縮空氣站的能效評價標準主要有兩個,一個是系統監測方法標準GB/T 16665-2017《空氣壓縮機組及供氣系統節能監測》,另一個是系統評價標準:T/CGMA033001-2018《壓縮空氣站能效分級指南》,兩個標準都是由合肥通用機電產品檢測院有限公司牽頭起草的。

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          1.1壓縮空氣站能效分級

          根據T/CGMA033001-2018《壓縮空氣站能效分級指南》,壓縮空氣站能效分5個等級,1級為最佳水平,每級相差10%。而根據GB19153-2019《容積式空氣壓縮機能效限定值及能效等級》,容積式空氣壓縮機能效等級分為三級,每級相差8~12%。但空壓機產品前些年能效提升幅度較大,目前從技術上看已經非常成熟,單機能效想要有較大幅度的提升已經非常困難,更不要說提升一個等級。而壓縮空氣站包含了空壓機、干燥器、過濾器、管網、控制系統等,其能效既和壓縮空氣站的配置設計相關,很大程度上也受運行管理水平的影響,因此能夠提升能效的環節非常多,而且通過調研顯示,現存在役約50%的壓縮空氣站能效達不到5級要求。所以說,壓縮空氣站節能空間巨大,存量市場大有可為。

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          雖然壓縮空氣站能效提升空間大,但想達到1級能效還是非常困難的,需要在各個環節都做到極致,標準制定之初也是按照1級站大約占總數5%的要求去設定指標。但行業內似乎能看到宣傳的壓縮空氣站都達到了1級能效。主要原因有兩個:一是空壓機生產企業或者節能服務公司在申請壓縮空氣站能效評價時,已經把目標設定為1級,因此申請的項目必然是精挑細選的,有相當把握能夠達到的;二是行業內卷嚴重。部分壓縮空氣站評價可能為2級,從專業角度看也是相當高效的站,但由于競爭對手行業普遍宣傳1級站,自己也只好放棄2級站的宣傳,最終導致好像目之所及皆為1級。另外,在未來開展存量市場開發、壓縮空氣站節能改造時,由于改造前的壓縮空氣站可能存在一定先天缺陷,所以并不一定要求改造后的能效達到1級或者2級,更多地應當關注改造前后的能效對比以及節能量。

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          1.2壓縮空氣站配置分析

          合肥通用機電產品檢測院有限公司現已完成的大量壓縮空氣站的能效檢測和評估。從數據看,59%的壓縮空氣站使用的空壓機是噴油螺桿空壓機,噴油螺桿空壓機配置的干燥器基本為冷凍式壓縮空氣干燥器;其余的壓縮空氣站主要使用的離心機、干螺桿空壓機,其下游配置的幾乎都是壓縮熱吸附式干燥器。從實際測試情況和標準數據解讀看,配置噴油螺桿的壓縮空氣站要達到一級能效相對困難,配置熱回收裝置能夠有效提升系統能效,但也要根據用戶的實際對回收熱量的需求情況。數據分析一級能效壓縮空氣站中噴油螺桿空壓機大概只有1/4配置了熱回收裝置,所以配置噴油螺桿空壓機的站房的如果每個環節能夠盡量優化,也可能在沒有余熱回收時達到一級能效。

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          空壓機和干燥器的結構型式非常多,之間存在的組合就更為復雜,但為了實現壓縮空氣站節能,從現有產品種類中可逐漸形成一些相對固定的組合。大氣量的應用場合通常采用離心機,為了調節負荷,往往也會配置變頻干螺桿空壓機,為了把無油機產生的大量壓縮熱充分利用,下游通常配置壓縮熱吸干機;而噴油螺桿空壓機多適用于氣量不太大、用氣品質要求不太苛刻的場合,因此通常配置冷干機。

          1.3政策支持

          國家和各個地方對節能項目有一些政策支持。比如:北京市《2022年北京市高精尖產業發展資金實施指南》規定項目實施后單位產品能耗達到國家、行業或地方標準先進值的,按不超過納入獎勵范圍總投資的30%給予獎勵,單個企業年度獎勵金額最高不超過3000萬元;江蘇省《關于實施與減污降碳成效掛鉤財政政策》規定下降率每比目標任務改善0.1個百分點的按收取該市、縣(市)統籌資金總額的1%進行獎勵,獎勵上限為10%。另外,上海市《普陀區支持節能減排降碳實施意見》、《寶山區節能減排專項資金使用管理辦法》、深圳市《市工業和信息化局關于發布2023年支持綠色發展促進工業“碳達峰”扶持計劃申報指南的通知》、安徽省《安徽省人民政府關于印發支持制造強省建設若干政策的通知》等多地相關文件也都規定了節能補貼政策。

          但以上政策并沒有針對壓縮空氣站節能項目,不太容易直接獲得資金補貼。而寧波市能源局的補貼政策就比較明確,根據《寧波市空壓機能效提升專項資金管理辦法》規定,專項資金的使用范圍為:對2023年到2025年期間更換高效空壓機、新建或改造高效節能壓縮空氣站和改用管道集中供氣項目進行補助。其中,針對更換高效空壓機單機項目,空壓機需達到一級能效,2023年按照空壓機額定功率不高于200元/千瓦予以一次性補助,2024年不高于150元/千瓦,2025年不高于100元/千瓦。財政補助總額原則上不超過新購空壓機設備金額的15%。對于新建或改造壓縮空氣站,需達到一級能效,按照壓縮空氣站額定功率不高于300元/千瓦予以一次性補助。對于采用合同能源管理模式壓縮空氣站項目需達到一級能效的,按照壓縮空氣站額定功率不高于300元/千瓦予以一次性補助,其中,空壓機節能服務機構按照壓縮空氣站額定功率不高于200元/千瓦標準補助,用氣企業按照壓縮空氣站額定功率不高于100元/千瓦標準補助。壓縮空氣站項目補助總額不應超過項目新購系統設備金額的15%。對于改用管道集中供氣項目,按照改用管道集中供氣后企業淘汰的空壓機額定功率不高于200元/千瓦進行一次性補助。

          2.壓縮空氣一體裝置

          壓縮空氣一體裝置是空氣壓縮機、壓縮空氣干燥器、過濾器及控制系統等集成一體并安裝在同一橇座上的生產成品壓縮空氣的裝置,可以方便地安放在各用氣設備和生產流程旁或只需要中、小氣量的場所,就近生產壓縮空氣,實現分散供氣,近年來發展迅速。目前市場上壓縮空氣一體裝置中配用空壓機型式主要是噴油螺桿,配用干燥器型式則包括冷干機、吸干機。

          壓縮空氣一體裝置現在已經形成了行業標準,正處于在報批階段。由于空壓機和干燥器的結構型式及組合比較多,所以在制定標準的時候,在標準的覆蓋范圍、試驗方法、指標設定等方面遇到了很多困難。目前規定了驅動電動機額定功率為1.5kW~355kW,主要考慮到這類產品實際應用場景以及應用便捷的優點,其規格、用電電壓等有一定的限制。該類產品主要作為一般動力用,故供氣壓力設定為0.3MPa~1.6MPa??己酥笜税凑粘R姷漠a品標準,規定了壓力、容積流量、噪聲、振動、能效、露點、含油量等技術要求。能效指標采用輸功效率,與壓縮空氣站一致,能效等級分為3級。能效試驗按照規定工況在穩定運行狀態測試,這和壓縮空氣站能效按實際運行狀態測試有所區別。

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          總結

          筆者根據對行業的長期觀察和思考,有以下幾點總結:

          第一,在雙碳大背景下,未來很長一段時間內,節能仍然是空壓機行業的主旋律。

          第二,空壓機行業未來會向全系統、全流程服務的方向發展。

          第三,無論是壓縮空氣站還是一體裝置,當前的系統設計仍顯得比較粗放,未來系統化設計的理念將逐漸深入到企業、產品以及方案中。壓縮空氣系統目前還是以空壓機產品和企業為主導,現在具備一定規模的空壓機企業已經開始補充干燥器產品設計研發及生產能力,以提升提供系統解決方案的實力。因此對于干燥器企業來說,必需要充分發揮自己的行業優勢、產品優勢、技術優勢,才能承受來自空壓機企業以及凈化行業內部競爭帶來的雙重沖擊。

          綜上所述,系統節能服務是空壓機行業大勢所趨,企業只有不斷提升相關能力,才能更好地應對未來復雜多變的形勢。

        來源:本站原創

        標簽: 空壓機節能趨勢  

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