作者：阿丽娜·艾哈迈德，研究分析师——任职于电力技术研究公司

• 2021年全球新增可再生能源发电装机容量约302吉瓦，其中太阳能光伏发电装机容量就达到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着支持性作用。
• 据电力技术研究公司称，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，全球各国经济体为应对气候变化制定了雄心勃勃的可再生能源目标。这些目标结合国际能源署推动的政策优化，多年来显著提升了全球可再生能源发电装机容量，发达国家尤为显著。2021年全球新增可再生能源装机容量约302吉瓦，其中太阳能光伏 alone 就贡献了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，正转向可持续且环保的技术解决方案，这些方案与可再生能源高度契合，同时致力于构建更清洁的电网。

图1：变压器行业的若干技术解决方案。
来源：电力技术研究

近年来，变压器行业涌现出多项技术解决方案，为向清洁能源转型提供了有力支持。这些技术方案包括海底变压器、变压器用酯类油、变压器用绿色钢材以及数字变压器。
 

海底变压器

海底变压器是一种密封式、液体填充、压力补偿装置，用于深海油田的供电作业。其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气空隙，使内部压力保持在接近外部海水压力的水平。变压器的冷却过程通过自然对流实现。

海底变压器的一项应用是大型外海风电场的建设，可借此连接至大陆电网。若将变压器安装于海床，则无需建造专用的浮动平台。其他应用场景还包括潮汐涡轮发电场和波浪能转换器发电场。

日立能源近期启动了24兆伏安海底变压器的测试工作，该设备将供应给OneSubsea公司。目前，针对55吨级海底变压器的热工性能评估、压力补偿系统测试以及水下工况可靠性评估正在同步推进。

酯油

通常变压器使用矿物油作为绝缘和冷却介质，但酯类油提供了可持续的替代方案——它具有生物降解性且能降低火灾风险。一款专为太阳能园区设计的变压器正在交付中，其采用生物降解流体、_二氧化碳排放量低且施工材料需求少，有望彻底革新变压器行业。 该变压器由WESTRAFO、EUROLAM、Technology-DTV与EGP工程部门联合研发设计。其将部署于西班牙VIDCO太阳能集群（在建项目）中，该集群包含GEMINA、AGRIA和ALAUDAE三座光伏电站。   

据估算，这些变压器可减少45吨_二氧化碳排放，并节约14吨原材料——包括制造过程中消耗的铁、铝及绝缘纸。此外，该变压器采用"嘉吉天然酯FR3"绝缘材料，这种大豆基混合物添加了特殊添加剂，既降低了矿物油常见的渗漏与火灾风险，又增强了变压器耐高温能力。
 

绿色钢铁

绿色钢铁指碳足迹最低的钢铁产品，其具体数值因生产商而异，且随时间推移将持续优化。作为欧洲电气钢领域的市场领导者，蒂森克虏伯公司推出低碳足迹钢铁产品，为行业树立了典范，促使其他制造商选择可持续生产工艺。这款新型低碳足迹钢铁有望为该地区正在推进的能源转型计划提供强劲动力。 印度SGB-SMIT公司已采购50吨这种碳足迹降低的全新电工钢
，将用于制造德国E.ON集团数字化变电站的变压器。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铁制造的变压器。

值得注意的是，电气钢不仅用于电力和配电变压器的制造，还广泛应用于电动汽车充电桩和电动机领域。在这些产品的制造过程中采用绿色电气钢，将有力推动该地区乃至全球层面的能源转型进程。

图2：变压器数字化的潜在效益。来源：CIGRÉ（图片版权归电力技术研究所有）

数字变压器

数字化变压器是一种配备传感器的变压器，通过收集数据实现资产管理和电网优化。 国际大电网会议（CIGRÉ）——全球高压电力领域领先的非营利组织——发布的研究表明：通过变压器监测技术，可实现三大效益：早期故障检测使维修成本降低75%，突发故障/停电导致的收入损失减少60%，灾难性故障风险降低50%，并能实现相当于新变压器价格2%的年度成本节约。

2020年，ABB电网公司为智利主流能源公司九个项目提供了数字化变压器，随后又为智利三个风电项目（库埃尔、萨尔科和奥罗拉）供应了电力变压器，累计发电容量达332兆瓦。去年，意能集团基础设施与网络部门选择部署日立ABB电网公司的^{TXpert™生态系统} ，以实现变压器的数字化转型。

展望未来

据电力技术研究公司称，提供创新、可持续且环保的变压器解决方案的供应商，预计将在未来几年扩大其市场份额。 全球能源转型无法孤立推进，整个能源生态系统必须为转型提供支持，而这些技术正是在此过程中发挥关键作用。此外，预计发达经济体（特别是财政空间充足的国家）将逐步更新老化的变压器设备，采用与可再生能源发电应用高度兼容、并能全面支持能源转型的最新变压器解决方案。

分析师简介：

市场分析师 – 电力技术研究

阿莉娜·艾哈迈德是电力技术研究公司（PTR）的市场分析师。她在PTR参与变压器相关项目，负责多个领域的数据收集与分析工作，包括配电公用事业结构、输配电设备装机基数及未来市场趋势。作为PTR的市场分析师，她深入分析变压器市场中的各类技术及其影响。 加入PTR前，阿丽娜曾任职于雀巢公司，担任电气与自动化工程师。她拥有电气工程学士学位，具备扎实的技术背景。

联系方式：

哈桑·扎希尔 - 客户关系与咨询执行总监

+49-89-12250950

([email protected])