Zmiany w rozporządzeniu wdrażającym dyrektywę w sprawie ekoprojektu

NAJWAŻNIEJSZY DOKUMENT MA NUMER 640/2009

Przykładem są silniki elektryczne. Zanim zakresem dyrektywy, potocznie zwanej EuP, objęto te urządzenia, zlecono badanie, w którym analizie poddano ich ekonomiczne, środowiskowe oraz techniczne aspekty. Potwierdziło ono, że ich liczba na rynku Unii Europejskiej jest duża i mają znaczący wpływ na środowisko, głównie w fazie użytkowania. Jak ustalono, roczne zużycie energii elektrycznej przez te urządzenia przekroczyło w 2005 roku tys. TWh, powodując emisję 427 Mt CO₂. W 2020 roku, o ile nic się nie zmieni, wzrośnie ono do 1252 TWh. Równocześnie stwierdzono, że zwiększenie ich sprawności energetycznej jest możliwe przez zastosowanie już znanych rozwiązań technicznych.

Mariusz Snowacki

HF Inverter Polska

Jak z Państwa perspektywy wygląda dostępność i użycie rozwiązań energooszczędnych w polskim przemyśle? Co z innymi krajami?

Efektywność energetyczna przypomina, co mogę stwierdzić bazując na moich własnych obserwacjach rynku polskiego, potwora z Loch Ness - każdy o nim słyszał, wszyscy o nim mówią, ale nikt go nie widział. Inwestorzy nadal często ignorują rozwiązania energooszczędne, które w początkowej fazie inwestycji są droższymi.

Potencjał ekonomiczny w zakresie poprawy efektywności użytkowania energii elektrycznej w gospodarce polskiej jest jednak znaczący i raczej słabo wykorzystany - nie tylko ze względu na szereg istniejących barier wynikających z użytych rozwiązań, ale także z braku informacji o dostępności nowych technologii. Osobiście już ponad pięć lat współpracuję z przedsiębiorstwami z Dalekiego Wschodu i przez ten krótki okres zauważyłem, jak szybki jest ich postęp technologiczny. Wynika nie tylko z dużych inwestycji finansowych w naukę, ale również z łatwego dostępu do surowców naturalnych. Jak wiemy Chiny posiadają największe złoża metali ziem rzadkich (skandowce i lantanowce), które wykorzystywane są do produkcji magnesów trwałych (samar, neodym), a te z kolei są używane w nowoczesnych silnikach o najwyższej klasie sprawności.

Czy oznacza to, że energooszczędność to nie tylko Europa?

Państwa Dalekiego Wschodu, a zwłaszcza Chiny, są gotowe do produkcji i stosowania rozwiązań energooszczędnych. Dla inwestorów jest to dobra informacja, ponieważ będzie to miało korzystny wpływ na cenę silników IE3 oraz IE4. W realiach wolnego rynku cena kształtowana jest przez podaż i popyt, a w tym konkretnym przypadku popyt jest ustalony przepisami prawa, co wpłynie na ilość dóbr silników IE3 na rynku również pochodzącego z Dalekiego Wschodu.

Nasza firma, HF Inverter Polska, jest dystrybutorem EURA Drives Electric - chińskiego producenta przemienników częstotliwości, softstarterów, serwo napędów, a od 2012 roku również silników o klasie sprawności super-premium IE4. Nie jest to jednostkowy przykład chińskiego przedsiębiorstwa, które produkuje i będzie dostarczał na rynek europejski silników spełniających nowe przepisy. Pragnę na marginesie zaznaczyć, że Daleki Wschód już dostarcza silniki o najwyższej klasie sprawności (IE3) od 19 grudnia 2010 roku do USA i Kanady. Od tego dnia obowiązują tam przepisy określające, że silniki o mocach od 1 hp do 200 hp muszą odpowiadać najwyższemu poziomowi sprawności określonemu przez NEMA. W Europie, regulacje te jak wiemy, są wprowadzane zgodnie z harmonogramem określonym rozporządzeniem Komisji Wspólnot Europejskich nr 640/2009, które jest aktem wykonawczym do Dyrektywy 2005/32/WE.

Wymagania przygotowane przez KE publikowane są jako rozporządzenia wykonawcze. Dokument taki, wdrażający postanowienia dyrektywy 2005/32/WE dla silników elektrycznych, wprowadzono w życie w 2009 roku jako rozporządzenie o numerze 640/2009.

W piśmie tym przedstawiono harmonogram, zgodnie z którym silniki o niższej sprawności według klasyfikacji analogicznej, jak ta przedstawiona w normie IEC 60034-30-1, mają zostać wycofane z rynku i z użytku na terenie Unii Europejskiej. Dzięki temu przewiduje się uzyskanie oszczędności energii elektrycznej rzędu 315 TWh w 2020 roku w porównaniu do jej prognozowanego zużycia w razie niepodjęcia żadnych działań.

Przykłady silników energooszczędnych

Silniki klasy IE4 - moc: od 75 do 375 kW, wznios wału: IEC od 280 do 355, materiał budowy: żeliwo, liczba biegunów: od 2 do 6, zakres napięć 400 V 50 Hz oraz 440/460 V 60 Hz, stopień ochrony: IP55.
www.abb.com

Silniki klasy IE3 - praca ciągła S1, stopień ochrony: IP55, klasa izolacji: F, temperatura pracy od -20 do +40°C, lakierowanie dla klimatu umiarkowanego RAL7030, klasa korozyjności: C3, zakres mocy: 0,75-355 kW, wielkość mechaniczna: 80-355, obroty: 3000, 1500, 1000 obr./min.
http://mollmotor.pl

Silniki energooszczędne - pełen zakres silników z serii SIE firmy Cantoni spełniających najnowsze regulacje unijne; parametry: moce znamionowe od 0,75 kW do 355 kW, wielkości mechaniczne: 80-355 mm, napięcia znamionowe: do 1000 V, częstotliwości 50 Hz oraz 50/60 Hz
www.cantonigroup.com

HARMONOGRAM WYCOFYWANIA Z RYNKU SILNIKÓW MAŁEJ SPRAWNOŚCI

Rys. 3. W energooszczędnych silnikach wprowadza się zmiany konstrukcyjne, które pozwalają ograniczyć straty energii:
(A) straty mechaniczne ogranicza się, minimalizując tarcie w łożyskach,
(B) straty dodatkowe minimalizuje się, odpowiednio zmniejszając szczelinę powietrzną,
(C) straty w rdzeniu ogranicza się, stosując blachy o wyższej przenikalności magnetycznej,
(D) grubsze uzwojenia zmniejszają straty obciążeniowe,
(E) dąży się też do ograniczenia oporu aerodynamicznego łopatek wentylatora

Pierwszą datą graniczną był 16 czerwca 2011 roku. Od tego dnia silniki musiały mieć co najmniej klasę sprawności IE2. Od 1 stycznia 2015 roku, silniki o mocy znamionowej w przedziale od 7,5 kW do 375 kW muszą z kolei mieć klasę sprawności co najmniej IE3 lub odpowiadać klasie IE2 i być wyposażone w sterownik bezstopniowy. Za dwa lata, tj. z początkiem 2017 roku, wymóg ten obejmie też silniki o mocy w zakresie od 0,75 kW do 375 kW.

Ograniczenia te dotyczą konkretnej grupy urządzeń. Zakresem rozporządzenia nr 640/2009 objęto: elektryczne indukcyjne silniki klatkowe o stałej prędkości zasilane prądem trójfazowym, 50 Hz lub 50/60 Hz, które mają od 2 do 6 biegunów, napięcie znamionowe do 1 kV, moc znamionową od 0,75 kW do 375 kW i są określane na podstawie ciągłej eksploatacji roboczej.

Na początku zeszłego roku wydano dokument numer 4/2014, zastępujący ten o numerze 640/2009. Zmodyfikowano w nim artykuł 1, który dotyczy jego przedmiotu i zakresu.

Najważniejsza zmiana to nowa lista urządzeń, których rozporządzenie to nie dotyczy. Zdecydowano się na to po analizie skutków wdrożenia wytycznych dokumentu nr 640/2009 na rynek i działanie silników.

Ważne daty

2005 - Przyjęcie dyrektywy 2005/32/WE ws. ekoprojektu dla produktów wykorzystujących energię

2007 - Publikacja normy IEC 60034-2-1 określającej metody badania sprawności silników

2008 - Publikacja normy IEC 60034-30-1 określającej klasy sprawności silników

2009 - Przyjęcie dyrektywy ws. ekoprojektu dla produktów związanych z energią, Publikacja rozporządzenia nr 640/2009 wdrażającego dyrektywę 2005/32/WE

2010 - Publikacja przewodnika wyboru silników energooszczędnych IEC 60034-31

2011 - Od czerwca silniki o mocy 0,75-375 kW muszą mieć klasę sprawności co najmniej IE2

2014 - Aktualizacja norm IEC 60034-30-1 i IEC 60034-2-1 Publikacja rozporządzenia nr 4/2014 zmieniającego to nr 640/2009

2015 - Od stycznia silniki o mocy 7,5-375 kW muszą mieć klasę sprawności co najmniej IE3 albo IE2 i być wyposażone w sterownik bezstopniowy

2017 - Od stycznia silniki o mocy 0,75-375 kW muszą mieć klasę sprawności co najmniej IE3 lub IE2 i być wyposażone w sterownik bezstopniowy

ZMIANY W ROZPORZĄDZENIU WDRAŻAJĄCYM DYREKTYWĘ W SPRAWIE EKOPROJEKTU

W rozporządzeniu nr 4/2014 zmieniono wartości: wysokości bezwzględnej, maksymalnych oraz minimalnych temperatur otoczenia i temperatur wody chłodzącej, po przekroczeniu których uznaje się, że silnik pracuje w warunkach ekstremalnych i musi w rezultacie mieć specjalną konstrukcję. Obecnie zatem jego zapisy nie stosują się do silników:

przeznaczonych do eksploatacji przy pełnym zanurzeniu w cieczy (bez zmian),
stanowiących integralną część produktu (przekładni zębatej, pompy, wentylatora, sprężarki, itp.), których charakterystyka energetyczna nie może być sprawdzona niezależnie od niego (bez zmian),
silników hamujących (bez zmian),
silników przeznaczonych do eksploatacji wyłącznie:
- na wysokościach powyżej 4000 m n.p.m. (wcześniej: 1000 m n.p.m.),
- w temperaturze otoczenia przekraczającej +60°C (wcześniej: +40°C),
- w maksymalnej temperaturze roboczej powyżej +400°C (bez zmian),
- w temperaturze otoczenia poniżej -30°C w odniesieniu do wszystkich silników albo poniżej 0°C w przypadku silników chłodzonych wodą (wcześniej: w temperaturze otoczenia poniżej -15°C dla wszystkich silników albo poniżej 0°C dla silników chłodzonych powietrzem)
- w przypadku, gdy temperatura wody chłodzącej na wejściu do produktu wynosi mniej niż 0°C lub więcej niż +32°C (wcześniej odpowiednio: +5°C i +25°C)
- w przestrzeniach zagrożonych wybuchem zgodnie z definicją z dyrektywy 94/9/WE.

Paweł Damian

ATB Tamel

W 2011 roku na rynku pojawiły się silniki standardowe do pracy w wyższych temperaturach otoczenia, co służyło "obejściu" przepisów w zakresie energooszczędności. Czy w przypadku kolejnej zmiany, która miała miejsce pierwszego stycznia, można spodziewać się, że klienci również będą zainteresowani pozostaniem przy starszych silnikach?

Podobne pytanie stawialiśmy sobie w roku 2011, kiedy 16 czerwca wchodził w życie obowiązek stosowania silników wysokosprawnych o klasie sprawności co najmniej IE2. Wówczas również zastanawialiśmy się, w którym kierunku będzie podążał rynek oraz jak na te zmiany zareagują klienci. Przepisy wpływały bowiem nie tylko na cenę silników, lecz również na ich budowę. W kilku przypadkach brak możliwości uzyskania wymaganej sprawności pociągał za sobą konieczność zastosowania silników o jeden rozmiar większych, co z kolei uniemożliwiało użycie danej wersji w dotychczasowej konstrukcji danego urządzenia. Tego typu sytuacje spowodowały, iż na rynku zaczęły pojawiać się silniki do pracy w wyższych temperaturach otoczenia bądź pracy innej niż ciągła (S1) celem "obejścia" konieczności stosowania silników IE2.

Z perspektywy czasu widać jak wymogi dotyczące silników wysokosprawnych zdywersyfikowały rynek. Podobnej sytuacji należy się również na skutek wejścia w życie przepisów o stosowaniu silników o klasie sprawności IE3. Podążanie za normami/przepisami jest obowiązkiem każdego producenta, jednak rynek sterowany jest wymaganiami klienta, a te ostatnie nierzadko nie są w jednej linii z dyrektywami. Głównym powodem takiego stanu rzeczy są koszty zakupu silników wysokosprawnych. W celu uniknięcia sytuacji stosowania silników IE1 należałoby, oprócz wprowadzenia ogólnych norm, budować świadomość klientów z zalet stosowania silników wysokosprawnych. To zadanie nie może być złożone wyłącznie na barki producentów silników elektrycznych, gdyż wszyscy jesteśmy odpowiedzialni za to, jak ten świat będzie wyglądał za kilka, kilkanaście lat.