On yıllardır elektrik transformatörleri, özellikle elektrik iletim ve dağıtımında enerji sektöründe önemli bir rol oynamaktadır.
Shaista Naz, Araştırma Analisti – PTR Inc.
On yıllardır elektrik trafolar , özellikle elektrik iletim ve dağıtımında önemli bir rol oynamaktadır. Ancak, dağıtım ve güç transformatörleri dahil olmak üzere küresel transformatör tabanının ezici çoğunluğu, sürdürülebilirlik konusunda çok az veya hiç endişe duymadan OEM'ler tarafından üretilmiştir. Bu transformatörler ve ilgili doğrusal iş modeli, istenmeyen yüksek enerji israfına, malzeme israfına ve sera gazı emisyonlarına yol açmaktadır.
Ancak, son on yılda, özellikle Paris Anlaşması'ndan sonra, enerji endüstrisi, eko-tasarım, karbonsuzlaştırma, daha yüksek verimlilik ve sürdürülebilir tedarik zincirine odaklanan sürdürülebilir endüstri uygulamalarını benimseme yönünde köklü bir dönüşüm geçirdi.
Transformatörlerde Sürdürülebilirliğe Doğru Dönüşüm
Özellikle gelişmiş ekonomilerdeki küresel transformatör pazarı, örneğin AB ve ABD transformatör pazarı, pazar güçleri, düzenleyici kurumlar ve müşterilerin çevre dostu teknolojik çözümlere olan talebindeki artış nedeniyle, geleneksel transformatörlerden sürdürülebilir transformatörlere geçmektedir. Transformatörler söz konusu olduğunda, bu müşteriler büyük ölçüde kamu hizmetleri kuruluşlarıdır.
Transformatör pazarındaki tüketiciler, yatırımcılar ve diğer paydaşlar, yıllar içinde transformatör endüstrisinin çevresel etkisine karşı duyarlı hale gelmiş ve bu da sürdürülebilir transformatörlere olan talebi artırmıştır. Bu transformatörler, sürdürülebilir transformatörlerin tasarımında ve üretiminde doğaya duyarlı hammaddeler ve bileşenler kullanmaktadır. Öte yandan, düzenleyici kurumlar, transformatör endüstrisine sürdürülebilir endüstriyel uygulamaları benimsemesi ve doğrusal iş modellerinden uzaklaşması için çok ihtiyaç duyulan bir itici güç sağlamıştır.
Dağıtım Transformatörlerinin Mevcut Pazarı
PTR Inc.'e göre, küresel transformatör pazarının 2022-2027 yılları arasında gelir açısından %6'lık bir CAGR ile büyüyeceği tahmin edilmektedir. Pazar, esas olarak elektrik talebindeki artış, elektrifikasyon oranlarındaki iyileşmeler ve ülkelerin üretim karışımında yenilenebilir enerjinin penetrasyonundaki artış tarafından yönlendirilecektir.
PTR Inc.'in tahminlerine göre, küresel güç transformatörü pazarının önde gelen oyuncuları arasında Hitachi Energy, Siemens, GE, Hyosung ve China XD bulunmaktadır. Küresel dağıtım transformatörü pazarının önde gelen oyuncuları arasında Hitachi Energy, Siemens Energy, Schneider Electric, Toshiba ve Eaton bulunmaktadır. 2022 itibariyle, APAC bölgesi küresel transformatör pazarında %40'lık toplam pay ile en yüksek paya sahiptir. Bunu Kuzey Amerika (yaklaşık %30 pay), Avrupa, Orta Doğu ve Afrika ve Güney Amerika izlemektedir.
Şekil 1: Küresel güç transformatörü pazarının önde gelen oyuncuları.
Kaynak: PTR Inc.
Şekil 2: Küresel dağıtım transformatörü pazarının önde gelen oyuncuları.
Kaynak: PTR Inc.
Transformatör Endüstrisindeki Teknolojik Gelişmeler Sürdürülebilirliği Teşvik Ediyor
PTR Inc., amorf metal alaşımları, yüksek sıcaklık süper iletken transformatörler ve akıllı transformatörler dahil olmak üzere, sürdürülebilirliği teşvik eden transformatör endüstrisinde dünya çapında çeşitli gelişmeler gözlemlemiştir.
Amorf metal alaşımları
Silikon çelik, manyetik histerezis ve girdap akımları nedeniyle yüksek enerji kayıplarına yol açan geleneksel transformatör çekirdeklerinin üretiminde kullanılır. Bu nedenle transformatör endüstrisi, silikon çelikten transformatör çekirdekleri üretmekten, geleneksel transformatör çekirdeklerine göre %80'e kadar daha verimli, daha düşük enerji tüketimi ve daha az karbondioksit emisyonu sağlayan amorf metal alaşımlarına geçmektedir.
Yüksek sıcaklık süperiletken transformatörler
Süperiletken malzemeler yardımıyla direnç olmadan elektriği dönüştürebilen HTS (yüksek sıcaklık süperiletken) transformatörler üzerinde araştırmalar yürütülmektedir. Bu da enerji kayıplarının azalmasına ve verimliliğin artmasına yol açmaktadır. HTS transformatörler, geleneksel transformatörlere göre çok daha küçük boyutlarda ve daha verimli olma potansiyeline sahiptir. Bu transformatörler yaygın olarak bulunmakla birlikte, HTS malzemelerinin yüksek maliyeti ve sınırlı arzı nedeniyle, bu teknoloji şu anda uygulanabilir olarak değerlendirilmemektedir.
Akıllı transformatörler
Akıllı transformatörler, voltaj seviyelerini gerçek zamanlı olarak izlemek ve kontrol etmek için sensörler ve dijital iletişim teknolojilerini kullanır. Öte yandan, geleneksel transformatörler tek yönlü elektrik akışına izin veren pasif yapıdadır ve hızla değişen yüklere uyum sağlamak üzere tasarlanmamıştır. Rüzgar türbinleri, güneş panelleri ve elektrikli araçlar gibi dağıtılmış enerji kaynaklarının şebekeye entegre edilmesi ile bu transformatörlerin gereksiz hale gelmesi beklenmektedir. Ancak, akıllı transformatörlerin elektrik şebekesini daha temiz ve esnek hale getirerek sürdürülebilirlik performansını artıracağı öngörülmektedir.
Sürdürülebilir Transformatörleri Teşvik Etmek İçin Enerji Politikaları ve Düzenlemeleri
Yıllar boyunca, güç ve dağıtım transformatörleri dahil olmak üzere transformatörlerle ilgili çeşitli politikalar ve düzenlemeler getirilmiş ve revize edilmiştir. Bu politikalar ve düzenlemeler arasında AB'nin Eko-tasarım Direktifi, Dağıtım Transformatörleri için DOE Standartları ve WEEE Düzenlemeleri bulunmaktadır.
Şekil 3: Kayıplar ve verimlilik arasındaki ilişki.
Kaynak: Birleşmiş Milletler
AB'nin Ekolojik Tasarım Direktifi
Avrupa Komisyonu'nun tahminlerine göre, AB üye ülkeleri ve Birleşik Krallık'ta üretilen tüm enerjinin yaklaşık %2,9'u transformatör kayıpları şeklinde israf edilmektedir. Bu kayıplar 93 TWh'ye ulaşmaktadır ve bu miktar Danimarka'nın üç yıllık elektrik ihtiyacını karşılayacak kadar enerjidir. AB'nin Eko-tasarım Tier 2 yönetmeliği, Tier 1 seviyelerine kıyasla enerji israfını %10 oranında azaltmayı hedeflemektedir.
AB'nin Eko-tasarım yönetmeliği, Birleşik Krallık ve AB'de piyasada bulunan veya hizmet veren tüm transformatörler için geçerlidir. Transformatör kayıplarına ilişkin AB Eko-tasarım Tier 2 yönetmeliğinin, Tier 1 yönetmeliğinin yerini alarak1Temmuz 2021 tarihinden itibaren yürürlüğe girmesi dikkat çekicidir.
ABD'de dağıtım transformatörleri için yeni verimlilik standartları
ABD Enerji Bakanlığı (DOE), elektrik şebekesinin dayanıklılığını artırmak, elektrik faturalarını azaltmak ve karbondioksit emisyonlarını önemli ölçüde azaltmak amacıyla, çeşitli dağıtım transformatörleri kategorileri için yeni enerji verimliliği standartları önermiştir. Dağıtım transformatörleri için yeni verimlilik standartları kapsamında, üretilen transformatörlerin neredeyse tamamının, tane yönelimli elektrik çeliğinden üretilen transformatörlere kıyasla enerji verimliliği yüksek olan amorf çelik çekirdeklerden üretilmesi beklenmektedir. Bu standartlar ABD Enerji Bakanlığı tarafından önerilen süre içinde kabul edilirse, yeni kural 2027 yılından itibaren yürürlüğe girecektir.
Elektrikli ve Elektronik Malzemelerden Kaynaklanan Atıklar (WEEE) Yönetmeliği
WEEE yönetmeliği, elektronik ve elektrikli atıkların geri dönüşümüne odaklanarak AB'de uygulanmaya başlanmıştır. Elektronik ve elektrikli atıklar, çevre için tehlikeli olan maddeler de dahil olmak üzere karmaşık ve çeşitli maddelerden oluşmaktadır. Bu nedenle, terk edilmiş elektrikli ve elektronik ekipmanlar uygun şekilde yönetilmezse, çevre ve insanlar üzerinde olumsuz bir etki yaratması muhtemeldir. Öte yandan, modern elektrikli ve elektronik ekipmanlar nadir toprak metalleri ve diğer değerli kaynaklar içerir. Bu nadir toprak metalleri ve diğer değerli kaynaklar, uygun bir atık yönetim sistemi aracılığıyla geri kazanılabilir ve yeniden kullanılabilir.
Elektrikli ve elektronik ekipmanların kullanım ömrünün sonunda, döngüsel ekonomiye katkıda bulunacak şekilde toplanabileceği, işlenebileceği ve geri dönüştürülebileceği dikkat çekicidir.
Şekil 4: 2012-2020 yılları arasında piyasaya sürülen, toplanan, işlenen, geri kazanılan, yeniden kullanılan ve geri dönüştürülen elektrikli ve elektronik atıklar.
Kaynak: eurostat
Sürdürülebilir Ürünlerin Tanıtımında OEM'lerin Rolü
Özellikle gelişmiş ekonomilerde, dünyanın dört bir yanındaki transformatör OEM'leri sürdürülebilir endüstri uygulamalarını benimsemeye yöneliyor. Örneğin, çevre dostu hammaddeler kullanmaya geçiyorlar ve enerji verimliliğini artırmak ve enerji kayıplarını azaltmak için transformatör teknolojisinde gerekli değişiklikleri yapıyorlar. PTR Inc., bu OEM'lerin karbon emisyonlarını azaltmak için hedefler belirlediklerini gözlemlemiştir. Ayrıca, üretim sürecinde atık malzemelerin geri dönüşümü ile transformatör çözümleri ve ürünlerinin ömrünün sonuna kadar olan süreçleri ele alan yaklaşımlar üzerinde de çalışıyorlar. Hitachi Energy, Siemens Energy ve Schneider Electric, sürdürülebilir transformatör çözümleri ve ürünleri sunan büyük transformatör OEM'leridir.
Hitachi Enerji
Hitachi Energy, yaşam döngüsü değerlendirmesi ve ardından geliştirilmiş sürdürülebilirlik performansı ile transformatörlerin çevresel etkisine şeffaflık sağlayan EconiQ güç ve dağıtım transformatörlerini piyasaya sürdü. Bu transformatörler, karbonsuzlaştırma, insan güvenliği ve ekosistemin korunmasına katkıda bulunacak ve doğal kaynakların sorumlu kullanımına öncülük edecektir.
Hitachi Energy'nin iddialarına göre, EconiQ transformatörlerinin kullanılması, ürün yaşam döngüsü boyunca karbondioksit eşdeğer emisyonlarının %23 oranında azaltılmasına yol açabilir. Ayrıca, EconiQ transformatörlerinin kullanılmasıyla, tüm yaşam döngüsü boyunca çevredeki ekosistemler üzerindeki etkinin %15 oranında azalması beklenirken, önemli bir sızıntı durumunda çevredeki ekosistemler üzerindeki etki tamamen ortadan kalkacaktır.
Siemens Enerji
Benzer şekilde, önde gelen transformatör üreticisi Siemens Energy de sürdürülebilir transformatör çözümleri ve ürünleri üretmektedir. Siemens Energy, 2023 yılına kadar tüm güç transformatörü tesislerinin %100 yeşil elektrik tüketmesi hedefini belirlemiştir. Hedefin açıklanması sırasında elektriğin neredeyse %80'inin zaten yenilenebilir kaynaklardan üretiliyor olması dikkat çekicidir.
Ayrıca Siemens Energy, fabrikalar ağında karbondioksit emisyonlarını azaltmaya, çevreyi korumaya ve malzeme tüketimini ve atık üretimini azaltmaya odaklanan bir dizi sürdürülebilirlikle ilgili girişimler uygulamaktadır.
Schneider Electric
Bir başka transformatör OEM'i olan Schneider Electric de sürdürülebilir endüstri uygulamalarını benimsemeye yöneliyor. Schneider'in Sürdürülebilirlik Etki programı kapsamında, 2025 yılına kadar ulaşılması hedeflenen 11 küresel hedef ve Schneider Electric'in bölgesel ve ülke ekiplerinin takip ettiği yüzlerce yerel hedef belirlenmiştir. Schneider Electric, şirketin IoT mimarisinin merkezinde yer alan EcoStruxure Platformunu tanıtmıştır. Bu platform, bağlantı ve zeka için temel yetenekler, akıllı operasyonlar için birlikte çalışabilirlik ve bulut bağlantılı dijital hizmetler için altyapı sağlıyor. EcoStruxure Platformunun, tüm değer zincirinde karbon ayak izinde %25'lik bir azalma sağladığını belirtmek önemlidir.
İleriye Bakmak
PTR Inc. verilerine göre, küresel transformatör pazarının 2022-2027 yılları arasında gelir açısından yıllık ortalama %6 büyüme kaydetmesi bekleniyor. Genel pazarın büyüme tahminleri ve mevcut düzenleyici ortam göz önüne alındığında, sürdürülebilir transformatör pazarının da önümüzdeki yıllarda büyüyeceği varsayılabilir. Sürdürülebilir transformatörlere olan talebi karşılamak için transformatör orijinal ekipman üreticileri, enerji verimli teknolojileri entegre etmekte, çevre dostu malzemeler kullanmakta ve transformatörlerle enerji yönetimi çözümleri sunmaktadır.
PTR Inc., sürdürülebilirlik hareketinin tüm bölgelerde ivme kazanmasıyla birlikte sürdürülebilir transformatör pazarının gelecekte daha da gelişeceğine inanmaktadır. Sürdürülebilir endüstri uygulamalarını benimsemeye ve sürdürülebilir transformatör çözümleri ve ürünleri sunmaya başlayan transformatör OEM'lerinin pazar payının, geleneksel çözümler sunan OEM'lere kıyasla gelecekte artması beklenmektedir.
Ayrıca, gelişmiş ekonomilerde düzenlemelerin gelecekte daha sıkı hale gelmesi beklenirken, gelişmekte olan ekonomilerde AB'nin Eko-tasarım Direktifi, ABD Enerji Bakanlığı'nın yeni verimlilik standartları ve WEEE düzenlemesi gibi politika önlemleriyle karşılaşılabileceği öngörülmektedir.
Yazar Hakkında
Shaista Naz, PTR Inc. şirketinde elektrik şebekesi analisti olarak çalışmaktadır. Halen güç ve dağıtım transformatörleri pazarında görev yapmakta olup, farklı bölgelerdeki en son pazar eğilimlerini ve yenilikleri analiz etmekten sorumludur. Debrecen Üniversitesi'nden mühendislik yönetimi alanında yüksek lisans derecesine sahiptir.
İletişim:
Hassan Zaheer - Ticari Direktör
+49-89-12250950
