作者：Aleena Ahmad，研究分析师——Power Technology Research

• 2021年，全球新增可再生能源装机容量约为302吉瓦，其中仅太阳能光伏就占168吉瓦。
• 多年来，变压器行业涌现出多种技术解决方案，这些方案在向清洁能源转型的过程中发挥了重要作用。
• 据《电力技术研究》报道，提供创新、可持续且环保的变压器解决方案的供应商，预计在未来几年将扩大其市场份额。

自具有里程碑意义的《巴黎协定》（2015年）签署以来，全球各国经济体纷纷制定了雄心勃勃的可再生能源目标，以应对气候变化。据国际能源署称，这些目标加上政策的完善，多年来推动了全球可再生能源装机容量的显著增长，特别是在发达国家。2021年，全球新增可再生能源装机容量约为302吉瓦，其中仅太阳能光伏装机容量就达168吉瓦。

这些新增的可再生能源装机容量反过来要求各国对电力电网进行现代化改造和升级，从而催生了对电网设备（尤其是变压器）的需求。另一方面，变压器行业为应对不断变化的需求，正转向采用可持续且环保的技术解决方案，这些方案不仅与可再生能源相得益彰，同时也致力于构建更清洁的电网。

图1：变压器行业的几种技术解决方案。
来源：电力技术研究

多年来，变压器行业涌现出多项技术解决方案，这些方案在向清洁能源转型的过程中发挥了重要作用。这些技术解决方案包括水下变压器、变压器用酯类油、变压器用绿色钢材以及数字化变压器。
 

水下变压器

水下变压器是一种密封、充液、带压力补偿装置的设备，用于深海油田的供电作业。水下变压器的压力补偿系统通过将内部组件浸没在液体中并清除所有充满空气和气体的空隙，使内部压力保持在接近水外压力的水平。变压器的冷却通过自然对流进行。

海底变压器的一项应用是大型近海风电场，这些风电场可利用它连接至大陆电网。如果将变压器安装在海床，便无需专门建造用于变压器的浮动平台。其他应用还包括潮汐涡轮机场和波浪能转换器场。

日立能源近期已开始对将供应给OneSubsea的24 MVA水下变压器进行测试。目前，针对该55 T水下变压器的热行为和压力补偿系统的评估，以及其在水下环境中的可靠性评估工作正在进行中。

酯类油

通常，变压器中使用矿物油作为绝缘和冷却介质，但酯类油作为其可持续替代品，不仅可生物降解，还能降低火灾风险。一款专为太阳能园区设计的变压器现已交付，该变压器采用可生物降解的流体，_二氧化碳排放量低，且在施工期间所需材料更少，预计将彻底改变变压器行业。 该变压器由WESTRAFO、EUROLAM、Technology-DTV以及EGP工程部门合作设计开发。它将部署在西班牙VIDCO太阳能集群（在建中）内，该集群由GEMINA、AGRIA和ALAUDAE三座太阳能光伏电站组成。   

据估算，这些变压器可减少45公吨_二氧化碳排放，并节省14公吨在施工过程中消耗的原材料，其中包括铁、铝和绝缘纸。此外，该变压器采用“卡吉尔FR3天然酯”作为绝缘油，这是一种以大豆为基础并添加了特殊添加剂的混合物，既能降低矿物油通常伴随的泄漏和火灾风险，又能增强变压器耐高温的能力。
 

绿色钢铁

“绿色钢材”指的是碳足迹最低的钢材，其具体数值通常因生产商而异，且预计会随着时间推移而变化。作为欧洲电工钢市场的领导者，蒂森克虏伯（Thyssenkrupp）已推出一种碳足迹较低的钢材，并在业内开创了先河，促使其他制造商也选择可持续的生产工艺。这种新型低碳足迹钢材有望为该地区正在推进的能源转型计划提供强有力的推动。 SGB-SMIT已采购了50吨这种碳足迹降低的新型电工钢
，并将用其为德国E.ON公司的数字化变电站制造变压器。鉴于欧盟《生态设计指令》要求使用可持续原材料和产品，预计未来其他公用事业公司也将采购采用绿色钢材制造的变压器。

值得注意的是，电工钢不仅用于制造电力和配电变压器，还用于电动汽车充电桩和电动机。在这些产品的制造中采用绿色电工钢，将推动本地区乃至全球范围内的能源转型进程。

图2：变压器数字化的潜在优势。来源：CIGRÉ（图片归Power Technology Research所有）

数字化变压器

数字变压器是指配备有传感器的变压器，这些传感器用于收集数据，从而实现资产管理和电网优化。 全球高压电力领域领先的非营利组织CIGRÉ发布的研究报告指出，变压器监测技术有望通过早期检测将维修成本降低75%，将因意外故障/停电造成的收入损失减少60%，将灾难性故障的风险降低50%，并实现每年节省高达新变压器价格2%的运营成本。

2020年，ABB电网业务部为Mainstream在智利的9个项目提供了数字化变压器，随后又为智利3个风电项目（Cuel、Sarco和Aurora）提供了电力变压器，这些项目的累计发电容量达332兆瓦。去年，Enel基础设施与网络事业部选择部署日立ABB电网的^{TXpert™生态系统} ，以实现变压器的数字化。

展望未来

据《电力技术研究》报道，提供创新、可持续且环保的变压器解决方案的供应商，预计将在未来几年内扩大其市场份额。 全球能源转型无法孤立进行，整个能源生态系统必须为转型提供支持，而这正是所有这些技术大显身手之处。此外，预计发达经济体（尤其是那些拥有财政空间的国家）中老化的变压器装机容量将被最新变压器解决方案所取代，这些解决方案不仅更适合可再生能源发电应用，也更契合能源转型的整体需求。

分析师简介：

市场分析师——电力技术研究

阿丽娜·艾哈迈德（Aleena Ahmad）是电力技术研究公司（PTR）的市场分析师。她在PTR负责与变压器相关的项目，并负责多个领域的数据收集与分析工作，包括配电公用事业的结构、输配电设备的装机规模以及未来市场趋势。作为PTR的市场分析师，她对变压器市场中的不同技术及其影响进行深入分析。 加入PTR之前，阿丽娜曾在雀巢公司担任电气与自动化工程师。阿丽娜拥有扎实的技术背景，并持有电气工程学士学位。

联系方式：

哈桑·扎希尔——客户关系与咨询执行总监

+49-89-12250950

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