1. Einleitung Die chinesische Regierung hat einen menschenzentrierten Ansatz vorgeschlagen, um sicherzustellen, dass die Entwicklung tatsächlich auf einen umfassenden, koordinierten und nachhaltigen Pfad gelenkt wird; die Transformation des Wirtschaftswachstumsmodells beschleunigt wird; Ressourcenschonung zu einer grundlegenden nationalen Politik gemacht wird, eine Kreislaufwirtschaft entwickelt, die Umwelt geschützt und der Aufbau einer ressourcenschonenden und umweltfreundlichen Gesellschaft beschleunigt wird; die Ressourcennutzungseffizienz deutlich verbessert und der Energieverbrauch pro BIP-Einheit bis 2010 im Vergleich zu 2005 um etwa 20 % gesenkt wird. Die Ende 2005 abgehaltene Zentrale Wirtschaftskonferenz traf konkrete Vorkehrungen für Chinas Wirtschaftspolitik im Jahr 2007. Das Jahr 2006 ist vergangen, und viele Ereignisse aus diesem Jahr sind es wert, in Erinnerung zu bleiben. Mit dem Beginn des Jahres 2007 gibt es noch viele weitere bedeutende Entwicklungen, auf die wir uns freuen können! Die übergeordneten Anforderungen an die Wirtschaftsarbeit im Jahr 2007 sind: die vollständige Umsetzung der wissenschaftlichen Entwicklungsperspektive, die Beschleunigung des Aufbaus einer sozialistischen harmonischen Gesellschaft, die kontinuierliche Stärkung und Verbesserung der makroökonomischen Steuerung, die Fokussierung auf die Anpassung der Wirtschaftsstruktur und die Transformation des Wirtschaftswachstumsmodells, die Fokussierung auf die Stärkung der Ressourcenschonung und des Umweltschutzes, die Fokussierung auf die Förderung von Reformen und Öffnung sowie unabhängiger Innovation, die Fokussierung auf die Förderung der sozialen Entwicklung und die Lösung von Problemen der Lebensgrundlagen der Bevölkerung sowie die Ausrichtung der wirtschaftlichen und sozialen Entwicklung auf den Pfad der wissenschaftlichen Entwicklung, um eine gesunde und rasche Entwicklung der Volkswirtschaft zu erreichen und ein günstiges Umfeld für die Einberufung des 17. Nationalkongresses der Kommunistischen Partei Chinas zu schaffen. 2. Chinas Energieeinsparungsbemühungen haben bemerkenswerte Ergebnisse erzielt . Am 13. April 2007 erklärte Ma Kai, Direktor der Nationalen Entwicklungs- und Reformkommission und Direktor des Büros der Nationalen Energieführungsgruppe, in einem Bericht auf einer gemeinsamen Lagebesprechung von sechs Ministerien, darunter der Propagandaabteilung des Zentralkomitees der KPCh: „Chinas Energiewirtschaft hat bemerkenswerte Erfolge erzielt.“ Dies spiegelt sich deutlich in sechs Aspekten wider: Erstens wurde die Energieversorgungskapazität schrittweise erhöht. Zweitens wurde die Energiestruktur optimiert. Drittens wurde der technologische Fortschritt im Energiebereich kontinuierlich beschleunigt. Viertens wurden Fortschritte bei der Energieeinsparung und dem Umweltschutz erzielt. Fünftens schreiten die institutionellen Reformen stetig voran. Sechstens wurde die Energiegesetzgebung deutlich verschärft. Trotz der erzielten Fortschritte bei der Energieeinsparung und dem Umweltschutz bleibt die Situation hinsichtlich Energieeinsparung und Emissionsreduzierung weiterhin angespannt. Die Fortschritte bei der Energieeinsparung und dem Umweltschutz beziehen sich auf die positiven Ergebnisse der Energieeinsparungs- und Effizienzsteigerungsbemühungen meines Landes unter der Führung der Politik des Zentralkomitees der Partei und des Staatsrats zur „gleichzeitigen Entwicklung und Erhaltung von Energie, wobei die Erhaltung oberste Priorität hat“. Der Gesamtenergieverbrauch pro BIP-Einheit ist gesunken; zu konstanten Preisen berechnet, liegt der Energieverbrauch pro 10.000 Yuan BIP derzeit 64 % niedriger als 1980. Der Energieverbrauch pro Einheit wichtiger energieintensiver Produkte ist schrittweise gesunken, und die Maßnahmen zur Schadstoffbekämpfung im Energiesektor wurden verstärkt. Neue Wärmekraftwerke wurden mit Entschwefelungsanlagen ausgestattet, bestehende Wärmekraftwerke haben ihre Entschwefelungsmaßnahmen verstärkt, die Wasserrecyclingrate der Kraftwerke hat sich schrittweise verbessert und die Sanierungsprojekte für Kohleabbaugebiete in Nordostchina und anderen Regionen wurden beschleunigt. Am 27. April 2007 betonte Premierminister Wen Jiabao in seiner Rede auf der Videokonferenz der Nationalen Konferenz zur Energieeinsparung und Emissionsreduzierung: „Wir müssen uns der Tatsache bewusst sein, dass die Lage im Bereich Energieeinsparung und Emissionsreduzierung weiterhin sehr ernst ist. Im vergangenen Jahr wurden die zu Jahresbeginn festgelegten nationalen Ziele für Energieeinsparung, Emissionsreduzierung und Schadstoffreduzierung nicht erreicht, was die zukünftigen Bemühungen in diesen Bereichen erschwert. “ 3. Chinas wirtschaftliche Entwicklung steht vor einer entscheidenden historischen Phase im Bereich „Energieeinsparung und Emissionsreduzierung“ . In den letzten Jahren ist Chinas BIP jährlich um etwa 10 % gewachsen, was zu einem rasanten Anstieg des Energieverbrauchs und einer kontinuierlichen Verschlechterung der Umwelt geführt hat. Mit seiner rasanten wirtschaftlichen Entwicklung ist China zum zweitgrößten Energieverbraucher der Welt aufgestiegen und verbraucht rund 11 % des globalen Energieverbrauchs. Die Abhängigkeit von Ölimporten liegt bei über 40 %, und Chinas Wirtschaftswachstum basiert weiterhin maßgeblich auf hohem Ressourceneinsatz, was zu einer geringen Ressourceneffizienz führt. Derzeit liegt der Energieverbrauch pro Produkteinheit in acht energieintensiven Branchen – darunter Stahl, Nichteisenmetalle, Strom und Chemie – durchschnittlich mehr als 40 % über dem weltweiten Durchschnitt fortgeschrittener Länder. Sollte China den traditionellen Weg der industriellen Entwicklung mit hohem Input, hohem Verbrauch und hohen Emissionen fortsetzen, würden selbst zwei Erden nicht ausreichen, um die 1,3 Milliarden Einwohner Chinas zu versorgen. Daher ist es unerlässlich, zunächst die Grundlagen der chinesischen Energiestrategie zu verstehen. Auf der Grundlage dieser Strategie muss erkannt werden, dass sich die wirtschaftliche Entwicklung in einer entscheidenden historischen Phase der „Energieeinsparung und Emissionsreduzierung“ befindet, und die damit verbundenen Herausforderungen der Energieentwicklung müssen angegangen werden. 4. Grundlage für Chinas Energieentwicklungsstrategie: Basierend auf dem Prinzip „Effizienzsteigerung, Umweltschutz, Versorgungssicherheit und nachhaltige Entwicklung“ lässt sich Chinas Energieentwicklungsstrategie für die nächsten 15 Jahre unter Berücksichtigung von Energieangebot und -nachfrage wie folgt beschreiben: Priorisierung der Energieeffizienz, Koordination der Umweltentwicklung, Verknüpfung von nationaler und internationaler Entwicklung, Kohle als Hauptenergieträger, Strom als Kernenergieträger und umfassende Entwicklung von Öl, Gas und neuen Energiequellen. Unterstützung einer nachhaltigen wirtschaftlichen und sozialen Entwicklung durch nachhaltige Energieentwicklung und deren effektive Nutzung. Diese Strategie soll verdeutlichen, dass die Energieentwicklungsstrategie zur Lösung der chinesischen Energieprobleme den nationalen Gegebenheiten Chinas entsprechen, natürliche und wirtschaftliche Gesetze respektieren, aus internationalen Erfahrungen lernen, nationale und internationale Ressourcen und Märkte voll ausschöpfen und die wichtige Rolle von Wissenschaft und Technologie in der Energieentwicklungsstrategie nutzen muss. Sie muss einen Weg der Energieentwicklung mit chinesischen Merkmalen beschreiten. Die in Chinas Industrieproduktion vorherrschenden „drei Höchstwerte“ (hoher Energieverbrauch, hoher Ressourcenverbrauch und hohe Umweltverschmutzung) sind äußerst gravierend. China verbraucht rund 120.000 Tonnen Standardkohleäquivalent pro 100 Millionen US-Dollar BIP, etwa das 6,58-Fache Japans, das 4,49-Fache Deutschlands und das 3,65-Fache der USA. Die Energieintensität pro BIP-Einheit für Stahl, Holz und Zement ist in China 5- bis 8-mal, 4- bis 10-mal bzw. 10- bis 13-mal so hoch wie in entwickelten Ländern. Bis 2020 muss sich das BIP Chinas gegenüber dem Jahr 2000 vervierfachen, was jedoch nicht durch eine Vervierfachung des Energieverbrauchs gedeckt werden kann. Zudem kann sich Chinas Energieverbrauch weder durch heimische Produktion noch durch Importe verdoppeln, und es bestehen auch Probleme der Umweltverschmutzung. Daher ist es unerlässlich, das Wachstum des Energieverbrauchs zu verlangsamen. Neben dem bewussten Energiesparverhalten der Bürger ist die Anwendung fortschrittlicher Wissenschaft und Technologie eine entscheidende Maßnahme. Daraus lässt sich schließen, dass die wirtschaftliche Entwicklung Chinas in eine kritische historische Phase der „Energieeinsparung und Emissionsreduzierung“ eingetreten ist. Mit anderen Worten: Energieeinsparung ist dringend! Der Aufbau einer ressourcenschonenden Gesellschaft ist ein zentrales Anliegen aller Sektoren und Branchen in meinem Land, und eine verstärkte einheitliche Planung im Energiesektor ist unerlässlich. Beobachter sehen in der starken Unterstützung der Zentralregierung für den Aufbau einer ressourcenschonenden Gesellschaft ein Zeichen dafür, dass Chinas Strategie für nachhaltige Entwicklung in die Umsetzungsphase eingetreten ist. Energieeinsparung ist eine langfristige strategische Politik für die wirtschaftliche und soziale Entwicklung meines Landes und gleichzeitig eine äußerst dringliche Aufgabe. Um Energieeinsparung und Emissionsreduzierung in der gesamten Gesellschaft zu fördern, Energieengpässe zu beseitigen, eine energieeffiziente Gesellschaft aufzubauen, eine nachhaltige wirtschaftliche und soziale Entwicklung zu fördern und das große Ziel einer in jeder Hinsicht moderat wohlhabenden Gesellschaft zu erreichen, hat die Nationale Entwicklungs- und Reformkommission den „Mittel- und langfristigen Sonderplan für Energieeinsparung“ formuliert. Der Staatsrat hat kürzlich zudem eine Sonderverordnung erlassen, die Ressourcenschonung, verbesserte Ressourcennutzungseffizienz und Abfallreduzierung in allen Bereichen der Produktion, des Bauwesens, des Vertriebs und des Konsums fordert. Es werden Anstrengungen unternommen, um Energieeinsparung und Emissionsreduzierung voranzutreiben. In meinem Land haben einige namhafte Unternehmen der Industrieautomatisierung durch ihre herausragende Arbeit bereits bedeutende Fortschritte bei der Erreichung dieser Ziele erzielt. Im Folgenden präsentiere ich einige Fallstudien aus der Privatwirtschaft, um die Problematik der Energieeinsparung, Emissionsreduzierung und Automatisierungstechnik zu veranschaulichen. 5. Erfolgreiche Beispiele für Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung durch Automatisierungstechnik 5.1 Anwendung des MACS-Systems von Beijing Hollysys im Kraftwerk Hangzhou Green Energy Environmental Protection Das Müllverbrennungskraftwerk Hangzhou Green Energy Environmental Protection wurde von der Hangzhou Green Energy Environmental Protection Power Generation Co., Ltd. errichtet. Die erste Phase des Projekts ging im Oktober 2004 vollständig in Betrieb und umfasst drei Müllverbrennungsanlagen mit einer Kapazität von je 15 t/d, drei Abhitzekessel mit einer Kapazität von je 15 t/h und drei Abgasreinigungsanlagen. Zudem verfügt das Kraftwerk über eine 7,5-MW-Kondensationsdampfturbine der Hangzhou Turbine Factory. Die Müllverbrennungsanlagen sind vom Typ Martin und wurden von der Hangzhou Boiler Factory mit Technologie von Mitsubishi Heavy Industries (Japan) gefertigt. Bisher wurden in Müllverbrennungsanlagen zur Stromerzeugung typischerweise SPSen verschiedener Hersteller zur Steuerung der einzelnen Anlagenteile eingesetzt. Viele dieser SPSen wurden im Rahmen der Hauptanlagenfertigung geliefert. Aufgrund der Unterschiede in Modellen und Typen kam es häufig zu Kommunikations- und Informationsaustauschproblemen zwischen den verschiedenen SPSen, was zu isolierten „Automatisierungsinseln“ im Steuerungssystem der Müllverbrennungsanlage führte. Viele SPSen anderer Hersteller hatten Schwierigkeiten mit der Steuerung komplexer analoger Signale. Daher entschied sich Hangzhou Green Energy Environmental Power Generation Co., Ltd. von Anfang an für den Einsatz eines Prozessleitsystems (DCS) zur integrierten Anlagensteuerung. Die Grundidee der integrierten Anlagensteuerung des Kraftwerks Hangzhou Green Energy besteht darin, ein fortschrittliches, vollständig offenes DCS-System als übergeordnetes Steuerungssystem für die gesamte Anlage zu verwenden. Dadurch wird die integrierte Steuerung aller mechanischen, Kessel-, Elektro- und Feldhilfssysteme erreicht. Ein umfassendes Schichtbetriebssystem kommt zum Einsatz. Nach wiederholter Analyse, Vergleich und sorgfältiger Bewertung entschied sich Hangzhou Green Energy Environmental Power Generation Co., Ltd. schließlich für das DCS-MACS-System der vierten Generation von Beijing Hollysys Co., Ltd., das den neuesten internationalen Entwicklungstrends entspricht. Das MACS-System ermöglicht die einfache Anbindung und Kommunikation mit allen Steuerungssubsystemen (verschiedene SPSen und 505-Drehzahlregler) der Anlage über Ethernet, PROFIBUS-DP-Feldbus oder RS485-Schnittstellen. Die anlagenweite Integration des MACS-Systems wurde erfolgreich realisiert. Die Anlage arbeitet derzeit einwandfrei, die Abfallverbrennungsleistung übertrifft die Auslegungsvorgabe von 450 t/d und erreicht 600 t/d; die Stromerzeugung liegt zwischen 6,9 und 7,5 MW. Die anlagenweite Steuerungsfunktion wurde durch das vollständig offene MACS-System realisiert. Dieses Projekt verarbeitet nicht nur Abfall, sondern wandelt ihn auch in Strom um und trägt so effektiv zur Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung bei. 5.2 Aktivitäten der Beijing Sanbo Automation Technology Co., Ltd. im Bereich Energieeinsparung, Verbrauchsreduzierung und Ressourcenoptimierung. Sanbo hat in letzter Zeit erfolgreich über zehn Hightech-Produkte für die Kokereiautomatisierung mit eigenen Schutzrechten entwickelt. Dazu gehören: Infrarot-Thermometer und Temperaturmanagementsysteme für Kokereiöfen, automatische Kohledosiersysteme für Kokereiöfen, Überwachungs- und Steuerungssysteme für Vier-Wagen-Verriegelungen in Kokereiöfen, automatische Kohlemischsysteme für Kokereiöfen, automatische Heizoptimierungssysteme für Kokereiöfen sowie intelligente Druckregelungssysteme für Gassammelleitungen in Kokereiöfen. Mehr als 60 Kokereien setzen bereits eines oder mehrere dieser Produkte ein. Die erfolgreiche Entwicklung des Infrarot-Thermometers und Temperaturmanagementsystems für Kokereiöfen führte zu einer schnellen Markteinführung und Anwendung. Es hat die langjährige Monopolstellung der bekannten ausländischen Marke Aikont weitgehend verdrängt und die Kosten für Kokereien deutlich gesenkt. Das von Sanbo entwickelte automatische Heizoptimierungssystem für Kokereiöfen hat den Unternehmen erhebliche wirtschaftliche Vorteile gebracht. Beispielsweise sparte die Implementierung dieses Systems in einer Kokerei in Jiangxi dem Unternehmen jährlich über 3 Millionen Yuan an Energiekosten, während die anfängliche Investition in das System lediglich über 300.000 Yuan betrug. Die Sanbo Company leistet damit ihren Beitrag zur nationalen Initiative, traditionelle Industrien mithilfe von Informations- und Automatisierungstechnologien zu transformieren, den Energieverbrauch zu senken und Ressourcen zu optimieren. 5.3 Energiesparmaßnahmen der Beijing Huabang Control Company und der Beijing Keqiang Company im Bereich der Kohlenstoffröstungs-Steuerungstechnologie: Bei der Herstellung von Kohlenstoffaluminium hat der Röstprozess den größten Einfluss auf Energieverbrauch, Umweltschutz, Endproduktqualität und Lebensdauer. Aufgrund der Komplexität des Prozesses und der rauen Umgebungsbedingungen vor Ort gab es vor 1998 nahezu keine automatische Steuerung, was zu hohem Energieverbrauch, erheblicher Umweltverschmutzung und instabiler Produktqualität führte. Nach der Einführung ausländischer Steuerungssysteme verbesserte sich die Situation deutlich, die enormen Kosten erschwerten jedoch eine breite Anwendung. Beijing Huabang Tiankong Technology Co., Ltd. und Beijing Keqiang Co., Ltd. haben, gestützt auf ihre starke Expertise in der Luft- und Raumfahrttechnik, im Jahr 2000 erfolgreich ein inländisches System zur Steuerung der Kohlenstoffröstung auf den Markt gebracht. Dieses System basiert auf der Integration und Anwendung fortschrittlicher ausländischer Technologien sowie moderner Regelungstechnik. Innerhalb weniger Jahre hat es sich weit verbreitet, Importprodukte vollständig ersetzt und erhebliche wirtschaftliche, ökologische und soziale Vorteile geschaffen. Im Vergleich zur manuellen Steuerung konnte der Energieverbrauch um 50 % gesenkt und die Produktqualifizierungsrate von unter 90 % auf über 98 % gesteigert werden. 5.4 Die „Optimierungssteuerungstechnologie für chemische Kohleprozesse der Zhejiang University Zhongzi Co., Ltd.“: Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung. Der Kohleverbrauch macht 70 % des gesamten Energieverbrauchs Chinas aus und betrifft zahlreiche Branchen wie die Chemie-, Metallurgie- und Energiewirtschaft. Unternehmen, die auf Kohle als Energieträger angewiesen sind, stehen unter zunehmendem Druck. Die effiziente Nutzung von Kohlevorkommen ist seit vielen Jahren ein Forschungsthema für Experten und Ingenieure. Für Automatisierungssystemingenieure ist die Anwendung fortschrittlicher Steuerungs- und Prozessoptimierungstechnologien in der Kohlechemieproduktion zur Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung derzeit die dringlichste Aufgabe. Optimierte Steuerungstechnologien in der Kohlechemieproduktion können die Kohleausnutzung deutlich verbessern, erhebliche Ressourcen einsparen und die Produktionskosten senken. Dadurch ergeben sich vielversprechende Marktchancen in diesem Bereich. Das verteilte Steuerungssystem SunyTDCS9200 der Zhejiang University Zhongzi Company nutzt Fuzzy-Control und optimierte Steuerungstechnologie, um die bisherige Praxis der isolierten Steuerung lokaler Parameter zu überwinden. Stattdessen wird ein Konzept für den umfassenden Mehrparameterbetrieb der gesamten Anlage etabliert, das zu verbesserter Betriebsgenauigkeit, Sicherheit, Stabilität und Vorhersagbarkeit führt. Durch den Einsatz fortschrittlicher Steuerungs- und Prozessoptimierungstechnologien im Kohlechemieproduktionsprozess konnten Energieeinsparungen und Verbrauchsreduzierungen erzielt werden. Nach der Implementierung dieser Technologien stieg die durchschnittliche Gasausbeute pro Ofen um mehr als 10 %, während der Kohleverbrauch um 5–10 % sank. 5.5 Anwendung der Frequenzumrichtertechnologie (FU) durch die Chengdu Senlan Company und andere chinesische Unternehmen. Frequenzumrichter haben wesentlich zur Energieeinsparung, zur Verbesserung der Lebensqualität, zur Senkung der Produktionskosten, zur Steigerung der Produktqualität und zur Optimierung der industriellen Automatisierung beigetragen. Die Frequenzumrichter von Senlan (Chengdu New Hope Group, Provinz Sichuan) werden in zahlreichen Branchen in ganz China eingesetzt. Nach einer Begutachtung durch den Chinesischen Automatisierungsverband wurde das Unternehmen im April 2006 auf der „China Automation Industry Century Tour“ des Verbandes in Nanjing mit dem Nationalen Markenpreis ausgezeichnet. Da Frequenzumrichter ein sanftes Anfahren und Anhalten großer Motoren ermöglichen, Spannungsspitzen beim Anlauf vermeiden, die Ausfallraten von Motoren senken, die Lebensdauer verlängern und gleichzeitig den Kapazitätsbedarf des Stromnetzes sowie Blindleistungsverluste reduzieren, ist die Förderung und der Einsatz von Frequenzumrichtern zur Energieeinsparung zu einem Schwerpunkt der Energiebehörden und -einrichtungen im ganzen Land geworden. Marktforschungen zeigen, dass es in China Motoren mit variabler Last und Energiesparpotenzial mit einer Leistung von mindestens 180 Millionen Kilowatt gibt. Die durch Energieknappheit bedingten Anforderungen an Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung bieten Frequenzumrichtern ein breiteres Anwendungsfeld und eröffnen den entsprechenden Unternehmen neue Entwicklungschancen. 5.6 Tsinghua Tongfangs „Energiesparende und umweltfreundliche Gebäude als neuer Trend“: Statistiken zufolge entfallen in China rund 114 % des gesamten Energieverbrauchs auf Gebäude. Damit liegt China an erster Stelle aller Energieverbrauchsarten und verzeichnet einen kontinuierlichen Aufwärtstrend. Diese Situation macht den Energieverbrauch zu einer Schwachstelle, die Chinas wirtschaftliche Entwicklung hemmt. Angesichts der weltweit angespannten Energieversorgung ist Energieeinsparung zu einem weiteren zentralen Thema für die Bauindustrie geworden. Derzeit konzentriert sich die Energieeinsparung im Baugewerbe hauptsächlich auf Fensterdesign und Beleuchtungseffizienz. Der Einsatz fortschrittlicher Technologien (wie z. B. der automatischen Steuerungstechnik) zur Verbesserung der Energienutzung, Reduzierung des Energieverbrauchs und Stärkung des Energiemanagements ist entscheidend für die Transformation traditioneller Gebäude hin zum intelligenten Bauen. Laut dem Geschäftsführer von Tsinghua Tongfang entfallen über 50 % des gesamten Energieverbrauchs eines Gebäudes auf die zentrale Klimaanlage. Mit zunehmender Gebäudegröße und steigenden Standards steigt auch die Anzahl der elektromechanischen Anlagen drastisch an. Das Unternehmen nutzt moderne Computertechnologie und Netzwerksysteme zur zentralen Verwaltung und automatischen Überwachung der vorhandenen elektromechanischen Anlagen. Dies gewährleistet den sicheren Betrieb aller Geräte, spart 25 % Energie und rund 50 % Personal und verbessert gleichzeitig den Komfort und die Arbeitseffizienz der Nutzer. Zahlreiche Beispiele von Privatunternehmen in China belegen dies. Vom 11. bis 13. Mai 2006 veranstaltete die Chinesische Gesellschaft für Automatisierung die „IAC2006 – 10. Internationale Fachmesse für industrielle Automatisierungs- und Steuerungstechnik“ in Shanghai. Viele Hersteller präsentierten ihre energiesparenden Produkte, darunter die Spritzgießmaschine der Shanghai Dingmaoxing Control Technology Co., Ltd., die eine Energieeinsparung von 60 % erzielte und auf positive Resonanz am Markt stieß. Auch die „IAC2007 – 10. Internationale Fachmesse für industrielle Automatisierungs- und Steuerungstechnik“ präsentierte die Errungenschaften vieler in- und ausländischer Hersteller in diesem Bereich. Daher hat sich „Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung“ zu einem der Haupttrends für die zukünftige Entwicklung von Unternehmen im Bereich der industriellen Automatisierung in China entwickelt. 6. „Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung“ erfordert Lösungen durch Spitzentechnologien wie die Automatisierung. Heutige Energieeinsparung bedeutet nicht mehr nur, Energie zu sparen und den Verbrauch zu reduzieren, sondern vielmehr, durch den Einsatz fortschrittlicher Wissenschaft und Technologie die Energieeffizienz zu verbessern und sogar neue Energiequellen zu erschließen. In der heutigen wettbewerbsintensiven globalen Marktwirtschaft müssen Industrieunternehmen Automatisierungstechnologien einsetzen, um Produktqualität zu sichern, Kosten zu senken und einen quantitativen Vorsprung zu wahren. Insbesondere bei der Transformation traditioneller Branchen durch Spitzentechnologie spielt die Automatisierung eine sehr wichtige Rolle für den Betrieb und die Entwicklung von Industrieunternehmen. Im Folgenden untersuchen wir, wie „Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung“ durch Spitzentechnologien wie die Automatisierung aus der Perspektive von Steuerung und Optimierung gelöst werden können. 6.1 Ausrichtung von Unternehmen auf „Integrierte Prozessautomatisierungssysteme“ zur „Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung“ Um Energieeinsparung, Verbrauchsreduzierung und Ressourcenoptimierung in industriellen Produktionsprozessen zu erreichen, müssen neben der Einführung fortschrittlicher Prozesse und Anlagen auch fortschrittliche Prozessautomatisierungssysteme eingesetzt werden. Heutige Prozessautomatisierungssysteme haben sich zu integrierten Systemen mit dreistufiger Struktur entwickelt: Prozessleitsystem (PCS), Produktionsmanagementsystem (MES) und Geschäftsplanungssystem (BPS). Um Energieeinsparungen zu erzielen, den Verbrauch zu senken, Ressourcen zu optimieren, maximale wirtschaftliche Vorteile zu erwirtschaften und die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern, müssen Unternehmen neben der Anwendung fortschrittlicher Optimierungstechnologien auf jeder Ebene auch integrierte Prozessautomatisierungssysteme einsetzen, die Betrieb, Planung und Ressourcenmanagement im Sinne der Systemintegration optimieren. Akademiemitglied Sun Youxian von der Chinesischen Gesellschaft für Automatisierung schlug darüber hinaus vor, vollständige Sätze dedizierter Steuerungs- und Optimierungssysteme zur Bewältigung der „drei Hochs“ (hoher Energieverbrauch, hohe Umweltverschmutzung und hohe Emissionen) bereitzustellen. Metallurgie, Nichteisenmetalle, Energie, Chemie, Baustoffe und Papierherstellung sind die sechs wichtigsten energieintensiven Branchen in Chinas Industrieproduktion und gleichzeitig die sechs Branchen mit der größten Umweltbelastung. In großen Bergbauunternehmen der sechs wichtigsten Industriezweige werden die wichtigsten energieintensiven Anlagen und Schadstoffquellen für die Implementierung vollständiger, dedizierter Steuerungs- und Optimierungssysteme ausgewählt. Ziel ist die Energieeinsparung, Verbrauchsreduzierung und Schadstoffminderung. Dies ist Teil der Industrialisierung der High-End-Industrieautomatisierung . 6.2 „Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung“ im Unternehmen: Automatisierung und Informationstechnologie kombinieren. Die industrielle Steuerungs- und Automatisierungstechnik ist eine umfassende Technologie, die Regelungstechnik, Messtechnik, Computer und andere Informationstechnologien nutzt, um industrielle Produktionsprozesse zu erfassen, zu steuern, zu optimieren, zu planen, zu verwalten und Entscheidungen zu treffen. Dadurch werden die Ziele Produktionssteigerung, Qualitätsverbesserung, Verbrauchsreduzierung und Gewährleistung der Sicherheit erreicht. Sie umfasst im Wesentlichen drei Komponenten: Software, Hardware und Systeme der industriellen Automatisierung. Als eine der wichtigsten Technologien im modernen Fertigungssektor des 20. Jahrhunderts löst die industrielle Steuerungs- und Automatisierungstechnik hauptsächlich Probleme der Produktionseffizienz und -konsistenz. Obwohl das Automatisierungssystem selbst nicht direkt Vorteile generiert, hat es einen signifikanten Einfluss auf die Verbesserung des Produktionsprozesses im Unternehmen. Der Beitrag der Informatisierung für Unternehmen zeigt sich vor allem in folgenden Aspekten: Einerseits verbessert sie die Konstruktions- und Produktionsprozesse, fördert den Fortschritt im Unternehmensmanagement, senkt den Energieverbrauch, reduziert Schadstoffemissionen im Produktionsprozess und unterstützt das Recycling von Ressourcen. Andererseits kann sie auch das Managementniveau, die Produktqualität, die Arbeitsproduktivität und die Ressourcennutzung verbessern. Wenn Automatisierungssysteme das Rückgrat eines Unternehmens bilden, dann ist die Informationstechnologie sein Nervensystem. Um bessere Ergebnisse bei der Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung zu erzielen, müssen Automatisierung und Informationstechnologie daher kombiniert und integriert werden. 6.3 Intensive Entwicklung energiesparender Automatisierungsprodukte und -technologien Die intensive Entwicklung energiesparender Automatisierungsprodukte und -technologien bietet Unternehmen nicht nur neue Technologien und Produkte zur Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung, sondern eröffnet auch neue Wege für Automatisierungstechnologien und -produkte. Zahlreiche ähnliche energiesparende und verbrauchsreduzierende Produkte sind bereits bekannt. Die Zukunft der Produkte hängt von hoher Leistung und niedrigem Energieverbrauch ab! Es ist bekannt, dass Branchen wie Wasserversorgung, Brandschutz, Luftkompressoren, Kessel und zentrale Klimaanlagen eine Vielzahl energiesparender Automatisierungsprodukte und -technologien benötigen. Fallbeispiel 1: Anwendung der Frequenzumrichtertechnologie. Ventilatoren und Pumpen sind derzeit die am weitesten verbreiteten Geräte in industriellen Anlagen, und ihre Motoren weisen eine hohe Leistung auf. In China sind Motoren mit rund 50 % des Gesamtverbrauchs die größten Stromverbraucher. Davon entfallen 30 % auf Ventilatoren und Pumpen. Traditionell werden Luft- und Wasserdurchfluss von Ventilatoren und Pumpen über Klappen und Ventile reguliert. Steigt der Bedarf an Luft- und Wasserdurchfluss, werden die Klappen und Ventile weiter geöffnet. Diese Regelungsmethode ist zwar einfach und leicht umzusetzen, führt aber zu erhöhten Netzverlusten und einem erheblichen Energieverlust durch Klappen und Ventile, was wiederum zu beträchtlicher Energieverschwendung führt. In den letzten Jahren hat sich die Frequenzumrichtertechnologie mit der Weiterentwicklung der Leistungselektronik zunehmend etabliert, und die Nachrüstung von Ventilatoren und Pumpen mit Frequenzumrichtertechnologie findet breite Akzeptanz bei den Kunden. Fallbeispiel 2: Hydraulikindustrie: Die Entwicklung energiesparender Produkte ist ein Trend. Hydraulische Kupplungen gehören zu den wichtigsten Produkten der Hydraulikindustrie. Sie lassen sich unter anderem in drehmomentbegrenzende, drehzahlgeregelte und hydraulische Kupplungsgetriebe unterteilen. Eine ihrer Hauptfunktionen ist die signifikante Energieeinsparung. Die durch die Drehzahlregelung der Kupplung eingesparte elektrische Energie kann 20 % bis 40 % ihrer Nennleistung erreichen, was einen sehr signifikanten Energiespareffekt belegt. Fallbeispiel 3: Energiesparendes automatisiertes Steuerungssystem für Heizungsanlagen. Angesichts des zunehmenden Umfangs und der verbesserten Managementeffizienz städtischer Fernwärmenetze ist die Installation automatisierter Steuerungssysteme in den Fernwärmenetzen unerlässlich, um die Energieausnutzung des Systems zu verbessern. Daher sollten digitale Parks zukünftig den Aufbau hocheffizienter Energieintegrations- und -recyclingsysteme energisch vorantreiben, um die Energieintegration zu erreichen. Neue Technologien, Prozesse und Anlagen sollen genutzt werden, um den Energieverbrauch zu senken und die Energieeffizienz in Unternehmen und Industrieparks zu verbessern. In Industrieparks sollte eine zentrale Fernwärmeversorgung implementiert werden, wobei die Abwärme zur Stromerzeugung genutzt wird. Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) ermöglichen eine gestaffelte Energienutzung innerhalb der Parks. Der Einsatz wirtschaftlich rentabler sauberer Energiequellen sollte priorisiert werden, um die Energiestruktur der Industrieparks zu optimieren. Dieser Ansatz sollte auch bei der energetischen Sanierung von Heizungsanlagen in älteren Stadtgebieten verfolgt werden. Wie ersichtlich, birgt die Energiesparbranche enormes Potenzial! 6.4 Unternehmen der Industrieautomatisierung sollten dem Markt für Energiespardienstleistungen besondere Aufmerksamkeit schenken. Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung erfordern den Einsatz von Spitzentechnologien wie der Automatisierung und müssen aus zwei Perspektiven betrachtet werden: der technologischen und der Dienstleistungsebene. Energiespardienstleistungen sind ein weiterer wichtiger Aspekt der Rolle der Automatisierungstechnologie. Laut verlässlichen Quellen kann Chinas jährliches Energiesparpotenzial 250 Millionen Tonnen Standardkohle erreichen. Bei einem Preis von 400 Yuan pro Tonne ergibt sich ein Marktpotenzial für Energieeinsparung von bis zu 100 Milliarden Yuan. Energiespardienstleistungen werden im Fachjargon allgemein als „Vertragsenergiemanagement“ bezeichnet. Sie entstanden in Europa und Amerika in den 1970er-Jahren und sind dort mittlerweile relativ etabliert, befinden sich in China jedoch noch in der Anfangsphase. Shanghai, ein Vorreiter in diesem Bereich in China, hat konkrete Maßnahmen ergriffen. Die Stadt hat über drei Jahre 10 Millionen Yuan für die Förderung von Vertragsenergiemanagement-Projekten bereitgestellt. Experten sind überzeugt, dass diese Förderung mit minimalem Investitionsaufwand eine bedeutende Wirkung erzielen kann. Herr Xia Mingwei von Rockwell Automation stellte das „Energiemanagementsystem“ (Power and Energy Management System, PEMS) vor: PEMS ist eine umfassende Lösung, bestehend aus technischen Systemen, Hardware, Software, Kommunikationsnetzen und spezialisierten Dienstleistungen. Durch die optimierte Steuerung und das Management des Energieverbrauchs im gesamten Unternehmen erzielt PEMS Energieeinsparungen und senkt somit die Stromkosten. 7. The State Attaches Great Importance to "Energy Conservation and Consumption Reduction" Statistics over the years show that China's energy consumption per unit of GDP is 2.5 times that of the United States, 4.5 times that of the European Union, 8 times that of Japan, and 2.2 times the world average. This not only reflects the enormous waste in China's energy consumption process but also indicates the huge potential for energy conservation. Energy conservation is not only closely related to China's national economic development but also to the vital interests of each and every one of us. Compared to 1990, China's energy consumption per 10,000 yuan of GDP decreased by approximately 45% in 2004, equivalent to saving 700 million tons of standard coal. The gap with advanced international levels is gradually narrowing. However, China's economic growth still largely relies on high resource input, resulting in low resource output efficiency. Currently, the energy consumption per unit of product in eight energy-intensive industries, including steel, non-ferrous metals, electricity, and chemicals, is on average more than 40% higher than the world's advanced levels. In 2006, China's economic growth rate was 10.7%, with the secondary industry growing at 12.5%, while in the primary industry, heavy industry grew at over 15%. Under this economic growth model, it is naturally difficult to reduce China's GDP energy consumption. Therefore, the country still attaches great importance to "energy conservation and emission reduction." 7.1 The discovery of a large oil field still requires vigorous efforts in "energy conservation and emission reduction"! On May 3, 2007, China National Petroleum Corporation announced the discovery of a large oil field with reserves of 1 billion tons in the Bohai Bay coastal area—the Jidong Nanbao Oilfield. This indicates that China's energy strategy of relying mainly on its own resources to solve its oil supply has once again received strong support! In this sense, the successful exploration of the Bohai Bay oil field is a timely help in alleviating China's energy supply pressure. However, while we are pleased, we still need to remain calm and face the grim reality of China's energy, especially oil, supply and demand. Compared to China's current annual crude oil consumption of approximately 300 million tons, the total reserves of 1 billion tons in the Bohai Bay oil field are not large. Furthermore, the exploration of new oil fields within China is fraught with uncertainty. Therefore, expecting the Nanpu oil field to rewrite China's energy shortage pattern, or hoping to continuously expand crude oil production to solve the prominent contradiction of China's tight oil supply and demand, is clearly unrealistic. Relevant statistics show that China's proven oil reserves are currently about 6 billion tons, enough for only about 20 years of extraction. Whether it is the oil abundance per unit area, the number of years of oil recovery, or the per capita oil reserves, China cannot be far below the world average. China remains a country with a relatively short supply of energy, especially oil. Therefore, at this exciting moment of discovering the Bohai Bay oil field, we need to remain soberly aware of the real challenges facing China's energy supply and the finite nature of oil resources. Only by continuing to improve and strengthen macro-control, guiding industrial upgrading and structural adjustment, adhering to energy conservation and emission reduction, and effectively improving the efficiency of the use of scarce energy sources such as oil, can we ensure the sustained and healthy development of China's economy. 7.2 The General Office of the State Council issued a special notice on August 30, 2005, entitled "Notice on Carrying Out Resource Conservation Activities," requiring that: organizing and carrying out resource conservation activities, promoting resource conservation work, and accelerating the construction of a resource-saving society are effective ways to alleviate resource bottlenecks and achieve sustained, rapid, coordinated, and healthy development of the national economy; they are important measures to transform the economic growth model, follow a new path of industrialization, and achieve the goal of building a moderately prosperous society in all respects; and they are an inevitable requirement for implementing the scientific development concept of comprehensive, coordinated, and sustainable development and promoting harmonious development between man and nature. All regions, departments, and especially leading cadres at all levels, must fully recognize the importance of carrying out resource conservation activities from a strategic and overall perspective, firmly establish and implement a scientific development concept and a correct view of performance, and take effective measures to solidly promote resource conservation work. 7.3 Wu Bangguo Delivers Keynote Speech at the Boao Forum for Asia At the recently concluded Boao Forum for Asia, Chairman Wu Bangguo pointed out in his speech: “This annual meeting, themed ‘Asia Wins the Global Economy – Innovation and Sustainable Development,’ is not only profoundly meaningful but also reflects the inherent needs of Asia’s development and prosperity…” He said: “Asia has become one of the most dynamic and promising regions in the global economy, an important driving force for world economic development, and plays an increasingly important role in the noble cause of human peace and development. We are full of confidence in Asia’s future.”… “In the common practice of promoting peaceful development, Asian countries and regions have gradually formed some shared concepts, which are our valuable assets, worthy of careful summarization, enrichment, improvement, and further development in future practice.” These shared principles are: First, maintaining regional peace. Peace is a fundamental prerequisite for Asian development. Second, deepening regional cooperation. Cooperation is an important path for Asian development. Third, accelerating scientific and technological innovation. Innovation is the inexhaustible driving force for Asian development. Fourth, protecting resources and the environment. Conserving resources and protecting the environment are inherent requirements for Asian development. Fifth, promoting harmony in Asia. Harmony is the essential requirement for Asian development. Chairman Wu Bangguo specifically pointed out: "Asia, in general, is in the process of rapid industrialization and urbanization. Resolving the contradiction between resources, environment, and industrialization is a common issue and challenge facing Asia and even the international community. We face three choices: First, continue down the traditional path of industrialization that consumes large amounts of resources and energy; second, use resource and environmental constraints as an excuse to suppress or even force developing countries to abandon industrialization and modernization; third, take a new path of industrialization characterized by high technological content, good economic benefits, low resource consumption, less environmental pollution, and full utilization of human resources. Clearly, the first path is unworkable, the second path is unjust, and the third is the path we should choose." It is commendable that Asian countries and regions, in the process of economic development, have placed greater emphasis on conserving resources and energy and protecting the ecological environment, striving to seek new development paths, and actively strengthening international and regional cooperation in areas such as resources and energy, environmental protection, and climate change, thus contributing to global sustainable development. Here, we also call on developed countries to provide more assistance to developing countries in terms of technology transfer, financial investment, and personnel training, and to more actively assume responsibility for promoting global sustainable development. Based on the speeches of national leaders and the spirit of the "Notice of the General Office of the State Council on Carrying Out Resource Conservation Activities," our Chinese experts, scholars, and engineering technicians in the field of automation should strive to make greater contributions to the field of "energy conservation and consumption reduction" during the "Eleventh Five-Year Plan" period. Let us live up to the high expectations of the new era! The above is my preliminary understanding of the issue of "energy conservation and consumption reduction and automation technology." (Note: If anyone wishes to learn more about the detailed explanations of the cases and products mentioned in the "energy conservation and consumption reduction and automation technology" issue, please see the 5th issue of "Electrical Age" magazine in 2006.) This article is from "Energy Saving Innovation 2006—Proceedings of the First National Electrical Energy Saving Competition."