美国有大约5000万台电机，驱动着几乎每座工厂和建筑里的风机、水泵和压缩机。它们加起来的耗电量，接近全美电力总需求的三分之一。问题在于，这些电机往往用着远超实际需要的电。
解决办法并不新鲜：装一种叫变频器（VFD）的电子控制器，让电机按需调速。但劳伦斯伯克利国家实验室2021年的市场报告显示，工业设施里只有16%的电机系统用了变频器，商业建筑里这个数字是4%。
支持者认为，现在推广变频器的理由比以往任何时候都充分。他们正敦促联邦机构、公用事业公司和财力雄厚的科技巨头，通过财政激励和能效标准推动更大规模的部署。
电机为什么在浪费电
从能耗角度看，电机的主要问题是它总是满负荷运转。以一栋办公楼为例，晚上人走空了，暖通空调系统可以降下来，风阀和水阀会限制冷热空气的流量。但驱动整套系统的电机和风机仍在后台工作，白白耗电。
变频器带有温度传感器，能持续调节电机转速，根据需求自动升速或降速。美国节能经济委员会荣休主任尼尔·埃利奥特说，这项技术有潜力把电机的能耗削减40%到60%。
这些节省会累积起来。2015年，丰田在肯塔基州乔治敦工厂做了一项125万美元的试点，在暖通空调系统的200多台电机上装了变频器。这家车企表示，变频器每年为其节省超过70万美元电费，公司还在美国其他制造基地继续使用这项技术。
埃利奥特说：“很多很多年前我们就知道，通过改变电机转速来节能存在巨大机会。”他提到自己2002年确实写过一本关于高效电机系统的书。
成本与惯性的双重阻力
这项技术自20世纪60年代末问世以来，一直有因素拖慢它的普及。测量水、空气、制冷剂的流量，几十年来都是昂贵的工程流程；精确控制电机在恰当时间输出恰当功率，也面临类似问题。
埃利奥特说，传感器和机器学习算法的进步大幅降低了使用变频器的成本和复杂度。现代变频器还得益于先进功率芯片产量的增加，这类芯片用于电动汽车和太阳能逆变器等高压场景。
另一个长期挑战在于，商业和工业建筑的开发商往往优先考虑降低前期成本，而非长期节能收益，因此并不总是按最高能效标准建造。美国电气制造商协会监管与行业事务高级总监扎克·瓦尔德斯说：“如果你要建的设施不要求它，人们常常会忽略变频器，因为他们只是想达到最低的能效要求。”如果公司一开始没装，之后就更不愿意花时间改造正在运行的系统。
该行业协会最近与制造商、公用事业公司和能效组织启动了一个试点项目，收集变频器如何降低电机用电和电费的真实数据。目标是证明这项技术不仅惠及单个设施，也惠及更广的电网，从而给公用事业公司一个具体理由，为工业客户提供补贴。
数据中心成了新的推动力
支持者希望，试点结果能帮助美国能源部制定未来的能效措施和激励政策，包括在联邦所属建筑中鼓励采用变频器。尽管特朗普政府对家用电器和设备强制令公开持敌意，但机构工作人员似乎愿意讨论能满足数据中心飙升电力需求的方案。
ABB政府关系与公共事务总监柯克·安德森说：“如果给现有的所有电机都装上变频器，你可以为长达五年的数据中心增长提供电力，而不必新建任何发电设施。”这家全球制造巨头在密尔沃基附近生产变频器。
安德森提出一个想法：让科技公司出钱帮工厂主安装变频器，从而为电网腾出空间。毕竟，超大规模企业已经花费数十亿美元，用于重启停运的核电站、支持下一代地热项目、部署电网级电池阵列，以及加速燃气轮机和发电厂的建设。
他说，与其“自带电力”，不如“抵消自己的电力”。他指的是各州日益推动数据中心自备电力资源、防止普通用户成本上升的做法。
另一家变频器制造商丹佛斯传动北美企业战略总监迈克尔·雷坎普说，尽管采用率历来偏低，但近年来随着电价上涨和其他电网挑战使浪费能源越来越难以合理化，这项技术在工厂和建筑中已获得一些势头。
不过，“它还没有渗透到让所有人都用上的程度，”他说。“在当前情况下，电网问题这么多，还有停电，现在数据中心又想要负荷，我认为应该重新关注推广变频器，真正减轻电网压力、提升节能效果。”
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