Transformatör Yağı: Güç Sistemlerinin Sessiz Omurgası

Transformatörler, modern çağda ulusal güvenlik, ekonomik istikrar ve kamu güvenliğini destekleyen kritik altyapıdır. On yıl önce, 2015 yılında bir transformatörde çıkan yangın, New York şehrinin kuzeyinde bulunan Indian Point nükleer reaktörünün kapatılmasına neden oldu. Bu olay, birçok bölgede elektrik kesintisine ve nehre transformatör yağı sızmasına neden olarak çevre kirliliğine ve maliyetli temizlik çalışmalarına yol açtı. 
Bu, transformatörler de dahil olmak üzere güvenli ve güvenilir şebeke ekipmanlarının kullanımı, elektrik şebekesi ve çevre üzerinde zincirleme etkilerin önlenmesi için neden çok önemli olduğunu vurgulayan birçok örnekten biridir.

Transformatör Yağı Neden Güvenilir Gücün Anahtarıdır?

Bir transformatörün sağlığı, şebekenin sağlığıyla yakından ilgilidir ve bu sağlığın temel belirleyicisi, yüksek gerilim bileşenlerini yalıtan ve transformatörün sargılarından ve çekirdeğinden ısıyı uzaklaştıran sıvı olan transformatör yağıdır. Yağ seçimi, transformatörün verimliliği, güvenliği ve ömrü üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki şebeke transformatörlerinin neredeyse %70'i hizmet ömrünü doldurmuştur. Elektrik talebinde benzeri görülmemiş bir artış yaşanırken, kamu hizmetleri kuruluşları altyapılarını modernize etmek ve eskimiş varlıklarını değiştirmek için acele etmektedir. Artan güç ihtiyaçlarının yarattığı rüzgar, transformatörlere olan talepte de bir artışa neden olmaktadır ve hiçbir transformatör yalıtım yağı olmadan tamamlanmış sayılmaz. Transformatör pazarındaki eğilimleri takip eden transformatör yağı pazarı da bir değişim yaşamaktadır ve satın alma tercihleri aşağıdaki nedenlerle değişmeye başlamıştır:

• Sürdürülebilirlik hedefleri

• Orman yangını ve fırtına riski

• Satın alma şartnamesi

• Sigorta hususları ve 

• Temel stok mevcudiyeti

Bu faktörler, alıcıları düşük karbonlu transformatör yağı seçeneklerini değerlendirmeye yönlendiriyor. Mineral yağ hala temel seçenek olmaya devam ediyor, ancak pazar, dayanıklılığı artıran, çevresel etkiyi azaltan ve ekipman ömrünü uzatan sıvılara doğru kayıyor.

Kuzey Amerika Transformatör Pazarına Genel Bakış

Transformatörlerde kullanılan yağlar hakkındaki tartışmaya girmeden önce, transformatör yağlarının kritik rolünü incelemeden önce bunların pazar dinamiklerini anlamak çok önemlidir.

Kurulu Taban ve Talep Genel Bakış

ABD'nin trafo filosu, dünya çapında hem çok geniş hem de stratejik öneme sahiptir. Her yıl, elektrik şirketleri elektrifikasyon, altyapı yenileme ve yenilenebilir enerji entegrasyonuna ayak uydurmak için bir milyondan fazla trafo ünitesi eklemektedir.

2024 yılındaki kurulumların ölçeğine bakıldığında, Kuzey Amerika'daki elektrik şirketleri yaklaşık 1,4 milyon yağ bazlı trafo kurmuş olup, bu kurulumların önemli bir kısmı ABD'ye aittir. Bu yeni bağlantı ve yenileme dalgası, yalnızca ABD şebekesinin büyüklüğünü değil, aynı zamanda güvenilir güç dağıtımını desteklemek için gereken varlıkların sürekli değişimini de vurgulamaktadır.

Kurulumlardaki bu artış tek seferlik bir artış değildir; çeşitli yapısal faktörlerin etkisiyle 2030 yılına kadar yıllık olarak artmaya devam etmesi beklenmektedir:

• Elektrifikasyon: Elektrikli araçlar, ısı pompaları ve endüstriyel elektrifikasyonun büyümesi , dağıtım ve trafo merkezi yüklerinin artmasına neden oluyor ve sürekli transformatör ilaveleri gerektiriyor.

• Eskiyen altyapı: Eskiyen altyapı, aşırı hava koşullarının elektrik kesintilerini iki katına çıkardığı ABD'nin güç transformatörü pazarını olumsuz etkiliyor. Kesintilerin %83'ü hava koşullarına bağlı olaylardan kaynaklanıyor. 

• Karbon salımının azaltılması: Kuzey Amerika'nın güç transformatörü pazarı, iddialı karbon salımının azaltılması hedefleri nedeniyle önemli bir büyüme kaydetmeye hazırlanıyor. Her yıl rekor düzeyde rüzgar, güneş ve depolama kapasitesi ekleniyor ve her proje şebeke ve ara bağlantı transformatörleri gerektiriyor.

• Şebeke Modernizasyonu: DOE Şebeke Dayanıklılığı ve İnovasyon Ortaklıkları (GRIP) fonundan sağlanan milyarlarca dolarlık federal ve eyalet programları, hem eskiyen varlıkların yenilenmesi hem de aşırı hava koşullarına karşı sistemin güçlendirilmesi için doğrudan transformatör alımına sermaye aktarıyor.

• Veri Merkezleri: Dijitalleşme ve yapay zeka, transformatörler için yeni ve önemli bir talep segmenti olan veri merkezlerinin ortaya çıkmasına neden olmuştur. ABD Enerji Bakanlığı'na (DOE) göre, 2023 yılında veri merkezleri ABD'deki toplam elektrik tüketiminin yaklaşık %4,4'ünü oluşturmuştur ve bu payın önümüzdeki yıllarda artması beklenmektedir.

Tedarik Zinciri: Yurtiçi Kapasite ve İthalat

Eskiyen altyapı ve yüksek hacimli yeşil alan projeleri nedeniyle talep hızla artmaya devam ederken, transformatör pazarı şu anda son kullanıcı segmentlerinde operasyonları zorlayacak bir tedarik sıkıntısı ile karşı karşıya. Amerika Birleşik Devletleri, çeşitli faktörler nedeniyle tedarik zinciri sıkıntısı yaşıyor ve bu da transformatörler için teslimat sürelerinin uzamasına ve maliyetlerin artmasına neden oluyor. İşte ABD'deki transformatör tedarik zincirini etkileyen başlıca faktörlerden bazıları.

• Hammadde Kıtlığı: ABD transformatör tedarik zinciri , özellikle elektrikli çelik, bakır ve alüminyumda yaşanan hammadde kıtlığı nedeniyle artan baskı ile karşı karşıya bulunmaktadır. Artan küresel talep ve sınırlı yerli üretim kapasitesi, arzı daraltmış ve maliyetleri artırmıştır.

• Jeopolitik Gerilimler: ABD ile Çin ve Rusya gibi ülkeler arasındaki jeopolitik gerilimler, transformatör tedarik zincirlerini daha da karmaşık hale getiriyor. Elektrik çeliği ve kritik mineraller gibi önemli malzemelere uygulanan ticaret kısıtlamaları, gümrük vergileri ve yaptırımlar, ithalatı aksatmış ve tedarik risklerini artırmıştır.

• Yasal Değişiklikler: Enerji Bakanlığı'nın (DOE) yeni verimlilik standartları, üreticilerin çekirdek ve sargı kayıplarını azaltan transformatörler tasarlamasını gerektiriyor ve bu da malzeme seçimlerini ve üretim maliyetlerini doğrudan etkiliyor. Yönetmelikler, gelişmiş tane yönelimli elektrik çeliklerinin kullanımını vurgulayan Emorpha çeliği zorunluluğu gibi malzemeleri de etkiliyor. 

Ayrıca, daha sıkı yangın güvenliği, gürültü ve yalıtım gereklilikleri, OEM'leri gelişen standartlara uymak için ürünleri yeniden tasarlamaya zorluyor ve bu da kritik hammaddelerin tedarik zincirinde baskı yaratıyor.

ABD, 130.000 MVA'lık mevcut üretim kapasitesiyle küçük ve orta güç transformatörlerine yönelik iç talebini büyük ölçüde kendi kendine karşılayabilmektedir. Ancak, 70.000 MVA'lık mevcut iç üretim kapasitesiyle büyük transformatör üniteleri konusunda ithalata büyük ölçüde bağımlıdır. ABD Uluslararası Ticaret Komisyonu (USITC) tarafından 2024 yılında yapılan araştırmada, Güney Kore'nin LPT'lerin önde gelen kaynağı olduğu ve Meksika'nın 2023 yılında en büyük konu dışı kaynak olduğu belirtilmektedir.

Bölgesel talebi karşılamak için, önemli yatırımlar iç üretimdeki genişlemeyi desteklemektedir ve büyük üniteler için kapasitenin 2030 yılına kadar iki katına çıkması beklenmektedir. Yine de, dağıtım transformatörü pazarına sınırlı yatırım yapılması beklenmektedir. 

Hangi Yağ Şebekeyi Çalışır Halde Tutar? Teknik Karşılaştırma

Dünya çapında kullanılan birçok transformatör yağı ailesi bulunmaktadır. Odak noktamız ABD şebekesi olduğu için, çoğu transformatör ünitesi hala mineral yağ ile çalışmaktadır. Bu yağ genellikle petrolden elde edilir ve naftenik veya parafinik sınıflarına rafine edilir.

Ester bazlı sıvılar hem sentetik hem de doğal (biyolojik olarak parçalanabilir) formlarda mevcuttur. Bu özel yağ ailesi, daha yüksek yangın güvenliği dereceleri ve daha düşük çevresel ayak izi ile dikkat çekmektedir.

Karşılaştırmalı Temeller: Yağ Kimyası ve Performansı

Her iki transformatör yağı ailesinin teknik temellerini ve özelliklerini daha iyi anlamak için, mineral yağlar ve ester yağların karşılaştırmalı analizini sunan referans tabloları aşağıda verilmiştir. 

Tablo 1: Naftenik ve Parafinik Mineral Yağ Özellikleri
Kaynak: PTR Inc.

Tablo 2: Sentetik ve Doğal Ester Yağlarının Özellikleri
Kaynak: PTR Inc.

Mineralden Estere: ABD Transformatör Yağlarının Değişen Manzarası

ABD transformatör yağı pazarı, kurulu bazın çoğunu oluşturan mineral yağların hakimiyetinde olmaya devam ediyor. Ancak, ester bazlı yağlar potansiyel bir niş olarak ortaya çıkıyor. İşte, yeşil alan projelerinde mineral yağların hakim rolünü ve doğal ve sentetik esterlerin oluşturduğu büyüyen nişi gösteren ABD transformatör yağı pazarı manzarasının bir özeti.

ABD transformatör yağı pazarı, geniş, eskimiş filosu ve sürekli yenileme ihtiyacı ile şekillenmekte olup, naftenik mineral yağlar hala hakim konumdadır. Yenilenebilir enerji kaynakları, veri merkezleri ve kentsel trafo merkezleri dahil olmak üzere yeni yeşil alan projeleri giderek esterler veya düşük karbonlu yağlar ile belirtilirken, kahverengi alan birimleri mineral yağ ağırlıklı olmaya devam etmekte ve seçici yenileme dolumları ortaya çıkmaktadır.

Aynı zamanda, kamu hizmetleri kuruluşları, yangın güvenliği ve sürdürülebilirliği artırmak için doğal ester transformatörleri denemekte ve döngüsel ekonomi hedeflerini desteklemek için geri dönüşüm programlarını genişletmektedir. Örneğin, Southern California Edison, belirli bölgelerde havai dağıtım transformatörlerini ester dolu ünitelerle değiştirmiştir.

İşte her iki yağ ailesinin ABD'deki özellikleri, uygulamaları ve pazar eğilimleri hakkında ayrıntılı bir genel bakış.

Şekil 2: ABD'deki Pazar Eğilimlerine Göre Transformatör Yağı Uygulamaları
Kaynak: PTR Inc.

Arz Tarafı Dinamikleri: Petrol, Oyuncular ve Faydalı Seçimler

ABD'deki transformatör yağları, yerli rafineriler ve küresel üreticiler tarafından tedarik edilmektedir. Önemli oyuncular arasında şunlar bulunmaktadır:

• Ergon (ABD mineral yağ pazarında %50 pazar payına sahip)

• Calumet (ABD'li naftenik uzmanları, ancak Ergon tarafından gölgede bırakılmış)

• Shell (geniş mineral yağ portföyü sahibi)

• Nynas (küresel naftenik lideri)

• Cargill (doğal ester sıvılarının öncüsü)

• ExxonMobil (trafo sınıfı mineral yağ tedarikçisi)

• Chevron (çeşitli baz yağ üreticisi)

Bu şirketler birlikte hem geleneksel mineral bazlı ürünleri hem de yeni ortaya çıkan ester segmentini kapsamaktadır.

Transformatör Yağı El Kitabı

Bu yağ tedarikçileri, filoda hakim olan mineral yağlardan yeni sürdürülebilirlik uygulamalarını destekleyen esterlere kadar tüm yelpazeyi kapsamaktadır. İşte kimlerin ne tedarik ettiği konusunda bir özet:

• Naftenik yağlar, Ergon, Nynas ve Calumet gibi önde gelen tedarikçiler tarafından sağlanmaktadır.

• Parafinik yağlar, pazarda önemli bir oyuncu olan Shell tarafından üretilmektedir. 

• Esterler konusunda, Cargill doğal ester tedarikinde lider konumda bulunurken, M&I Materials ve diğer özel şirketler niş uygulamalar için sentetik esterler sağlamaktadır.

Tedarik Gücü: Kamu Hizmetleri Kuralları Belirliyor

PG&E, Duke Energy ve TVA gibi büyük kamu hizmetleri kuruluşları, tedarikçi dinamiklerini şekillendirmede çok büyük bir rol oynamaktadır. Bu kuruluşların satın alma politikaları, ESG hedeflerini, yangın güvenliğini ve yaşam döngüsü maliyetlerini giderek daha fazla dikkate almakta ve belirli projelerde esterlerin benimsenmesini etkilerken, filo bakımında mineral yağların hacim lideri olmaya devam etmesini sağlamaktadır.

Petrol Piyasasının Gelecekteki Akışı

ABD transformatör yağı pazarı hala mineral yağların, özellikle de eski filo ile uyumlu naftenik sınıfların hakimiyetindedir. Ancak, bu karışım değişmektedir. Esterler, biyolojik olarak parçalanabilir sıvıları destekleyen finansman ve sürdürülebilirlik zorunluluklarının desteğiyle yenilenebilir projelerde, kentsel trafo merkezlerinde ve yangına duyarlı tesislerde yer edinmektedir. Parafinik yağlar da, zorlu ortamlar için daha yüksek stabilite sunan izoparafinik formülasyonlarla birlikte zemin kazanmaktadır. 

Tedarikçiler arasındaki rekabet artık sadece fiyata bağlı değildir. Tedarik güvenilirliği ve çevre standartlarına uygunluk giderek daha belirleyici hale gelmektedir. Pazarın geleceği, köklü mineral bağımlılığı ile giderek artan yeşil alternatiflerin benimsenmesi arasında bir denge kuracaktır.

Azhar Fayyaz

PTR Inc. Kıdemli Pazar Analisti

Azhar Fayyaz, PTR Inc. şirketinde Kıdemli Pazar Analisti olarak görev yapmaktadır. Power Technology Research şirketinde elektrik şebekesi konulu projelerde yer almakta, dağıtım tesislerinin şebeke yapısı hakkında veri toplamakta, T&D ekipmanlarının kurulu tabanını tahmin etmekte ve gelecekteki pazar eğilimlerini tahmin etmek için bilgileri analiz etmektedir. PTR'de piyasa analisti olarak, bir bölgede faaliyet gösteren farklı şirketlerin rekabet analizlerini yapar ve belirli bir ürün için pazar paylarını belirler. Ayrıca, Chashma Elektrik Üretim Santrali'nde kıdemli vardiya mühendisi olarak 5 yıldan fazla deneyime sahiptir. Azhar, teknik bir geçmişe sahiptir ve Elektrik Mühendisliği alanında yüksek lisans derecesine sahiptir.   

PTR hakkında:  

Elektrik Şebekesi ve Yeni Enerji sektöründe on yılı aşkın deneyime sahip olan PTR Inc. , temel bir pazar araştırma şirketinden kapsamlı bir Stratejik Büyüme Ortağına dönüşerek, özellikle elektrik altyapısı üretim alanında, müşterilerinin yenilenebilir enerji ve e-mobilite alanındaki dönüşümlerini ve büyümelerini desteklemektedir.

İletişim: 
([email protected])