Muutosten edistäminen asetuksilla
IEC-standardeja on otettu kansallisiksi standardeiksi entistä innokkaammin nyt myös Euroopan ulkopuolella. Tämä on sen ansiota, että kaikki IEC:n erilaisiin teknisiin komiteoihin ja työryhmiin osallistuvat sidosryhmät ovat tehneet tiivistä ja tehokasta yhteistyötä. Seuraava teollisuutta, valmistajia ja loppukäyttäjiä erittäin paljon hyödyttävä askel olisi direktiivien, asetusten ja erilaisten rekisteröintijärjestelmien yhdenmukaistaminen eri maissa ja mahdollisesti myös laajemmin, kuten on tehty esimerkiksi Euroopassa. On kuitenkin syytä huomata, että tämä olisi standardien yhdenmukaistamista monimutkaisempaa. Eikä tämä kaikki onnistu hetkessä.
Pienjännitemoottorien energiatehokkuuden kehitys seuraa yleensä direktiivejä, asetuksia ja standardeja, vaihdellen aina kansallisen lainsäädännön mukaan. Direktiivit ja asetukset voivat olla kansallisia tai maakohtaisia, tai ne voivat koskea aluetta, kuten EU:ta. Koska niitä laativat hallintoelimet, tuotteiden merkitsemisestä, rekisteröinnistä ja hyväksymisestä puuttuu todellinen yhdenmukaistaminen. Tämä monimutkaistaa asioita entisestään sekä moottorien valmistajien että kaikkien niiden laitevalmistajien kannalta, jotka toimittavat laitteisiin liittyviä moottorituotteitaan tai varaosiaan eri puolille maailmaa. Tietyt vaatimukset ovat kuitenkin yleistymässä maailmalla ja muodostumassa yleisesti hyväksytyiksi vähimmäisvaatimuksiksi. Hannuksela näkee tämän kehityksen myönteisenä. ”IE3:sta tai vastaavasta energiatehokkuusluokasta on tulossa yleisesti hyväksytty standardi useimmilla markkina-alueilla, joilla on vähimmäistehokkuusvaatimusta koskevia asetuksia. Koska vaatimukset kuitenkin tiukentuvat vuosi vuodelta, IE4-luokan sähkömoottorit ovat jo yleistymässä. Esimerkiksi EU:ssa IE4-luokasta tulee 75–200 kW:n moottoreille pakollinen vuoden 2023 puolivälistä alkaen.”
”On äärimmäisen tärkeää säätää lakeja, jotka todella vaikuttavat myönteisesti kestävyyteen ja tehokkuuteen.”
Oikeat tehokkuustavoitteet
Jukka Hannuksela on huomannut kestävyyteen liittyvien asetusten kehittyvän nopeasti, kun hiilidioksidipäästöjä pyritään vähentämään parantamalla kokonaisten prosessien suorituskykyä ja energiatehokkuutta. Hän ymmärtää asian kiireellisyyden, sillä teollisuuden ympäristövaikutukset ovat merkittävät. Siitä huolimatta hän kehottaa hallintoelimiä valmistelemaan uudet asetukset huolellisesti. ”On äärimmäisen tärkeää säätää sellaisia lakeja, jotka todella vaikuttavat myönteisesti kestävyyteen ja tehokkuuteen. Liiallinen kiire voi johtaa teknisiin vaatimuksiin ja tavoitteisiin, jotka ovat entistä vaikeammin saavutettavissa eivätkä toisaalta tuota konkreettisia hyötyjä.”
Jo nyt on nähtävissä, että pienempien sähkömoottorivalmistajien on entistä vaikeampi pysytellä kaikkien ympäri maailmaa voimassa olevien asetusten tasalla. Kaikkiin paikallisiin asetuksiin tehtävien muutosten seuraaminen ja noudattaminen edellyttää huomattavaa kapasiteettia ja maailmanlaajuista verkostoa. Lisäksi tehokkuus ei tarkoita pelkästään energiatehokkuutta ja suorituskykyä. Se liittyy yhä useammin materiaalien tehokkaaseen käyttöön: suunnitellaan hyötysuhteeltaan parempia moottoreita, huomioidaan materiaalien kierrättäminen tuotteen elinkaaren lopussa ja suunnitellaan tuotteiden uudelleenkäyttöä. Kun nykyään puhutaan tehokkuudesta, usein puhutaan samalla esimerkiksi kiertotaloudesta.
Avain ympäristötehokkuuteen
Myös Hannuksela on huomannut 30–40 viime vuoden aikana merkittäviä muutoksia ympäristössä. ”Olen tyypillinen luonnosta nauttiva suomalainen, joten ilmastonmuutos huolestuttaa myös minua. Meidän tulee kuitenkin huomioida myös energiantarpeen jatkuva kasvu. Etenkin me kylmän ja karun Pohjolan asukkaat olemme riippuvaisia kotiemme lämmityksessä käytettävästä energiasta ja sähköstä.” Koska emme pysty elämään ilman energiaa mutta liiallinen kulutus on haitallista ympäristölle, ainoa järkevä ratkaisu on etsiä tehokkaampia energian käyttötapoja. Juuri tätä varten nykyaikaiset sähkömoottorit on suunniteltu.
Suunnittelun ja tekniikan kehitysaskeleet
Tyypillisten pienjännitemoottoreiden – joista suurin osa on vielä nykyisinkin induktiomoottoreita – hyötysuhteen parantaminen tarkoittaa yleensä moottorin koon ja massan kasvattamista lisäämällä aktiivista materiaalien käyttöä komponenteissa, eli lähinnä roottorissa ja staattorissa. Näin voidaan vähentää moottorin staattorin ja roottorin tehohäviötä, jolloin ne eivät kuumene yhtä paljon. Kun moottorit pysyvät viileämpinä, ne kestävät pidempään sekä tarvitsevat vähemmän huoltoa ja kunnossapitoa.
Tulevaisuuden kannalta keskeisin haaste on Hannukselan mukaan sellaisten keinojen löytäminen, joilla voidaan parantaa kokonaisten järjestelmien hyötysuhdetta ja suorituskykyä. Ei siis ainoastaan moottorissa vaan myös kaikissa toimintaketjun osissa. Näin moottorien kokoa ei tarvitsisi kasvattaa jatkuvasti. Tällöin vanhat moottorit voitaisiin vaihtaa uudempiin ja tehokkaampiin malleihin ja vaihtamisen kynnys olisi matalampi. Moottorille ei myöskään tarvittaisi uutta alustaa tai uusia ympäröiviä rakenteita. ”Tähän pyrkivät induktiomoottorien tapauksessa ABB:n kaltaiset moottorien valmistajat. Ne myös tutkivat ja kehittävät uusia tekniikoita, kuten tahtireluktanssimoottoreita (SynRM)”, Hannuksela kertoo. Hän lisää vielä, ettei myöskään kiertotaloutta ja kestävää kehitystä saa unohtaa.
”Energiatehokkuus on keskeinen tekijä ilmastonmuutoksen hillitsemisessä ja kestävän kehityksen varmistamisessa.”
Mitä ikinä tulevaisuus tuokin tullessaan, energiatehokkuus on keskeinen tekijä ilmastonmuutoksen hillitsemisessä ja kestävän kehityksen varmistamisessa. Totuus on se, ettemme pärjää ilman energiaa. Teollisesti tuotettujen tavaroiden ja hyödykkeiden tarve ei ole häviämässä. Eikä myöskään sähkökäyttöisten laitteiden kysyntä. Viranomaiset, teollisuudenalat ja yhteiskunnat ovat yhdessä vastuussa tehostamiskeinojen löytämisestä.
Jukka Hannuksela
Head of Global Standards and Compliance
ABB IEC Low Voltage Motors
