On yıllardır elektrik transformatörleri, enerji sektöründe, özellikle de elektriğin iletim ve dağıtımında önemli bir rol oynamaktadır.
Yazan: Shaista Naz, Araştırma Analisti – PTR Inc.
On yıllardır elektrik transformatörler , enerji sektöründe, özellikle de elektriğin iletim ve dağıtımında önemli bir rol oynamaktadır. Ancak, dağıtım ve güç transformatörleri dahil olmak üzere küresel transformatör kurulu tabanının ezici çoğunluğu, sürdürülebilirlik konusuna çok az önem veren veya hiç önem vermeyen OEM'ler tarafından üretilmiştir. Bu transformatörler ve bunlarla ilişkili doğrusal iş modeli, istenmeyen yüksek enerji israfına, malzeme israfına ve sera gazı emisyonlarına yol açmaktadır.
Bununla birlikte, 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 radikal bir dönüşüm geçirmiştir.
Transformatörlerde Sürdürülebilirliğe Yönelim
Küresel trafo pazarı, özellikle AB ve ABD gibi gelişmiş ekonomilerde, esas olarak piyasa dinamikleri, düzenleyici kurumlar ve müşterilerden gelen çevre dostu teknolojik çözüm taleplerindeki artış nedeniyle geleneksel trafolardan sürdürülebilir trafolara doğru kaymaktadır; trafo sektöründe bu müşterilerin büyük çoğunluğunu kamu hizmetleri kuruluşları oluşturmaktadır.
Yıllar içinde transformatör pazarındaki tüketiciler, yatırımcılar ve diğer paydaşlar, transformatör endüstrisinin çevresel etkisine karşı duyarlı hale gelmiş ve bu da sürdürülebilir transformatörlere olan talebi artırmaktadır. Bu transformatörler, sürdürülebilir transformatörlerin tasarımında ve üretiminde doğa dostu hammadde 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 Trafo Piyasasının Mevcut Durumu
PTR Inc.’e göre, küresel transformatör pazarının 2022-2027 yılları arasında gelir bazında yıllık ortalama %6 büyüme oranıyla büyüyeceği tahmin edilmektedir. Pazar, esas olarak elektrik talebindeki artış, elektrifikasyon oranlarındaki iyileşmeler ve ülkelerin enerji üretim karışımında yenilenebilir enerjinin yaygınlaşmasından güç alacaktır.
PTR Inc.’in tahminlerine göre, küresel güç transformatörü pazarındaki başlıca oyuncular arasında Hitachi Energy, Siemens, GE, Hyosung ve China XD yer almaktadır. Küresel dağıtım transformatörü pazarındaki önde gelen oyuncular arasında Hitachi Energy, Siemens Energy, Schneider Electric, Toshiba ve Eaton bulunmaktadır. 2022 itibariyle, APAC bölgesi küresel transformatör pazarında toplam payın %40'ını oluşturarak en yüksek paya sahiptir; onu Kuzey Amerika (yaklaşık %30 pay ile), Avrupa, Orta Doğu ve Afrika ile 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 Sektöründeki Teknolojik Gelişmeler Sürdürülebilirliği Teşvik Ediyor
PTR Inc., amorf metal alaşımları, yüksek sıcaklıkta süperiletken transformatörler ve akıllı transformatörler gibi sürdürülebilirliği destekleyen, dünya çapında transformatör sektöründe yaşanan çeşitli gelişmeleri takip etmiştir.
Amorf metal alaşımları
Silikon çelik, geleneksel transformatör çekirdeklerinin üretiminde kullanılır; bu da manyetik histerezis ve girdap akımları nedeniyle yüksek enerji kayıplarına yol açar. İşte bu nedenle transformatör endüstrisi, silikon çelikten transformatör çekirdekleri üretmekten, geleneksel transformatör çekirdeklerine kıyasla %80’e kadar daha verimli olan, enerji tüketimini azaltan ve karbondioksit emisyonlarını düşüren amorf metal alaşımlarına geçiş yapmaktadır.
Yüksek sıcaklıkta süperiletken transformatörler
Süperiletken malzemeler yardımıyla dirençsiz bir şekilde elektrik akımını dönüştürebilen HTS (yüksek sıcaklık süperiletken) transformatörler üzerine araştırmalar yürütülmektedir. Bu da enerji kayıplarının azalmasına ve verimlilikte artışa yol açmaktadır. HTS transformatörler, geleneksel transformatörlere göre boyut olarak çok daha küçük ve verimlilik açısından çok daha üstün olma potansiyeline sahiptir. Bu transformatörler yaygın olarak bulunmakla birlikte, HTS malzemelerinin yüksek maliyeti ve sınırlı tedarik nedeniyle, bu teknoloji şu an için 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 doğası gereği pasiftir; yalnızca tek yönlü elektrik akışına izin verirler ve hızla değişen yüklere uyum sağlamak üzere tasarlanmamışlardır. Rüzgar türbinleri, güneş panelleri ve elektrikli araçlar gibi dağıtık enerji kaynaklarının şebekeye entegre edilmesi ile birlikte, bu transformatörlerin gereksiz hale gelmesi beklenmektedir. Bununla birlikte, akıllı transformatörlerin elektrik şebekesini daha temiz ve esnek hale getirerek sürdürülebilirlik performansını artıracağı öngörülmektedir.
Sürdürülebilir Transformatörleri Teşvik Etmeye Yönelik Enerji Politikaları ve Düzenlemeleri
Yıllar içinde, güç ve dağıtım transformatörleri de dahil olmak üzere transformatörlerle ilgili birçok politika ve yönetmelik yürürlüğe girmiş ve revize edilmiştir. Bu politika ve yönetmelikler arasında AB’nin Ekotasarım Direktifi, DOE’nin Dağıtım Transformatörleri Standartları ve WEEE Yönetmeliği yer almaktadır.
Şekil 3: Kayıplar ve verimlilik arasındaki ilişki.
Kaynak: Birleşmiş Milletler
AB’nin Ekotasarım Direktifi
Avrupa Komisyonu’nun tahminlerine göre, AB üye ülkeleri ve Birleşik Krallık’ta üretilen toplam enerjinin yaklaşık %2,9’u trafo kayıpları şeklinde israf edilmektedir. Bu kayıpların toplamı 93 TWh’ye ulaşmaktadır; bu miktar, Danimarka’nın üç yıllık elektrik talebini karşılamaya yetecek kadar enerjiye denk gelmektedir. AB'nin Ekotasarım Seviye 2 yönetmeliği, Seviye 1 seviyelerine kıyasla enerji israfını %10 oranında azaltmayı hedeflemektedir.
AB'nin Ekotasarım yönetmeliği, Birleşik Krallık ve AB'de piyasada bulunan veya hizmet veren tüm transformatörler için geçerlidir. Transformatör kayıplarına ilişkin AB Ekotasarım Seviye 2 yönetmeliğinin, Seviye 1 yönetmeliğinin yerini aldıktan sonra1Temmuz 2021 tarihinden itibaren yürürlüğe girmiş olması dikkat çekicidir.
ABD'de dağıtım transformatörleri için yeni verimlilik standartları
ABD Enerji Bakanlığı (DOE), elektrik şebekesinin dayanıklılığını artırmak, elektrik faturalarını düşürmek ve karbondioksit emisyonlarını önemli ölçüde azaltmak amacıyla çeşitli dağıtım transformatörü kategorileri için yeni enerji verimliliği standartları önermiştir. Dağıtım transformatörleri için yeni verimlilik standartları kapsamında, üretilen neredeyse tüm transformatörlerin, tane yönlü 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 Ekipman Atıkları (WEEE) Yönetmeliği
AB'de, elektronik ve elektrikli atıkların geri dönüşümüne odaklanan WEEE Yönetmeliği yürürlüğe girmiştir. Elektronik ve elektrikli atıklar, çevreye zararlı maddeler de dahil olmak üzere çok çeşitli ve karmaşık maddelerden oluşmaktadır. Dolayısıyla, terk edilmiş elektrikli ve elektronik ekipmanlar uygun bir şekilde yönetilmezse, çevreye ve insanlara olumsuz etkiler 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 toplanabilmeleri, işlenebilmeleri ve geri dönüştürülebilmeleri 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 Teşvik Edilmesinde OEM'lerin Rolü
Dünya çapında, özellikle gelişmiş ekonomilerdeki transformatör OEM’leri, sürdürülebilir endüstri uygulamalarını benimseme yönünde adımlar atmaktadır. Örneğin, çevre dostu hammaddeler kullanmaya yönelmekte ve enerji verimliliğini artırmak ve enerji kayıplarını azaltmak için transformatör teknolojisinde gerekli değişiklikleri yapmaktadırlar. PTR Inc., bu OEM’lerin karbon emisyonlarını azaltmak için hedefler belirlediklerini gözlemlemiştir. Ayrıca, üretim sürecinden transformatör çözümleri ve ürünlerinin kullanım ömrünün sonuna kadar atık malzemelerin geri dönüşümünü ele alan yaklaşımlar üzerinde de çalışmaktadırlar. Hitachi Energy, Siemens Energy ve Schneider Electric, sürdürülebilir transformatör çözümleri ve ürünleri piyasaya süren başlıca transformatör OEM'leridir.
Hitachi Energy
Hitachi Energy, yaşam döngüsü değerlendirmesi yoluyla transformatörlerin çevresel etkisine ilişkin şeffaflık sağlayan ve sürdürülebilirlik performansını artıran EconiQ güç ve dağıtım transformatörlerini piyasaya sürdü. Bu transformatörler, karbon salımının azaltılmasına ve insan güvenliğine katkıda bulunacak, ekosistemi koruyacak ve doğal kaynakların sorumlu bir şekilde kullanılmasını sağlayacaktır.
Hitachi Energy’nin açıklamalarına göre, EconiQ transformatörlerinin kullanılması, ürün yaşam döngüsü boyunca karbondioksit eşdeğer emisyonlarında %23’lük bir azalmaya yol açabilir. Ayrıca, EconiQ transformatörlerinin kullanımıyla yaşam döngüsünün tamamı boyunca çevre ekosistemler üzerindeki etkinin %15 oranında azalacağı, önemli bir sızıntı durumunda ise çevre ekosistemler üzerindeki etkinin tamamen ortadan kalkacağı öngörülmektedir.
Siemens Energy
Benzer şekilde, önde gelen trafo üreticisi Siemens Energy de sürdürülebilir trafo çözümleri ve ürünleri üretmektedir. Siemens Energy, 2023 yılına kadar tüm güç trafosu tesislerinin %100 yeşil elektrik tüketmesi hedefini belirlemiştir. Hedefin açıklandığı tarihte elektriğin yaklaşık %80’inin halihazırda yenilenebilir kaynaklardan üretiliyor olması dikkat çekicidir.
Ayrıca Siemens Energy, fabrikalar ağında karbondioksit emisyonlarını azaltmaya, çevreyi korumaya ve malzeme tüketimini ile atık üretimini düşürmeye odaklanan bir dizi sürdürülebilirlik girişimini hayata geçiriyor.
Schneider Electric
Bir başka transformatör üreticisi olan Schneider Electric de sürdürülebilir endüstri uygulamalarını benimseme yolunda ilerliyor. Schneider’in “Sürdürülebilirlik Etkisi” programı kapsamında, 2025 yılına kadar ulaşılması hedeflenen 11 küresel hedef belirlenmiş olup, Schneider Electric’in bölge ve ülke ekiplerinin takip ettiği yüzlerce yerel hedef de bu programın bir parçasıdır. Schneider Electric, şirketin IoT mimarisinin merkezinde yer alan EcoStruxure Platformu’nu hayata geçirmiştir. Bu platform, bağlantı ve zeka için temel yetenekler, akıllı operasyonlar için birlikte çalışabilirlik ve buluta bağlı dijital hizmetler için altyapı sağlıyor. EcoStruxure Platform'un, tüm değer zinciri boyunca karbon ayak izinde %25'lik bir mutlak azalmaya yol açtığını belirtmek önemlidir.
Geleceğe Bakış
PTR Inc.’e göre, küresel transformatör pazarının 2022-2027 yılları arasında gelir bazında yıllık ortalama %6 büyüme oranıyla büyüyeceği tahmin edilmektedir. Genel pazarın büyüme tahminleri ve mevcut düzenleyici ortam göz önüne alındığında, sürdürülebilir transformatör pazarının da önümüzdeki yıllarda büyüyeceği varsayılabilir. Transformatör orijinal ekipman üreticileri, sürdürülebilir transformatörlere olan talebi karşılamak için enerji verimli teknolojileri entegre ediyor, çevre dostu malzemeler kullanıyor ve transformatörlerle birlikte enerji yönetimi çözümleri sunuyor.
PTR Inc., sürdürülebilirlik hareketinin bölgeler genelinde ivme kazanmasıyla birlikte sürdürülebilir transformatör pazarının gelecekte daha da gelişeceğine inanıyor. Sürdürülebilir endüstri uygulamalarını benimsemeye ve sürdürülebilir transformatör çözümleri ve ürünleri piyasaya sürmeye başlayan transformatör OEM'lerinin pazar payının, geleneksel çözümler sunan OEM'lere kıyasla gelecekte artacağı tahmin edilmektedir.
Ayrıca, gelişmiş ekonomilerdeki düzenlemelerin gelecekte daha katı hale gelmesi beklenirken, gelişmekte olan ekonomilerde AB'nin Eko-tasarım Direktifi, ABD Enerji Bakanlığı'nın yeni verimlilik standartları ve WEEE yönetmeliğine benzer politika önlemleriyle karşılaşabiliriz.
Yazar Hakkında
Shaista Naz, PTR Inc.'de elektrik şebekesi analisti olarak görev yapmaktadır. Şu anda güç ve dağıtım transformatörleri pazarı üzerinde çalışmakta 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
