變壓器是現(xiàn)代化的必要組成部分。據(jù)估計(jì)，到2030年及以后，每年將有數(shù)千億美元用于包括變壓器在內(nèi)的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。
 全球各國(guó)政府，特別是發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體的政府，正在采取行動(dòng)減少溫室氣體（GHG）排放，以減輕氣候變化的影響。電力行業(yè)是GHG排放量的主要來(lái)源，這就是為什么各國(guó)都在轉(zhuǎn)向可再生能源，因?yàn)榭稍偕�能源產(chǎn)生的電力是清潔的。因此，到2026年，可再生能源將占全球發(fā)電能力增長(zhǎng)的近95%。同樣，電動(dòng)汽車（EV）需求也有望在未來(lái)十年內(nèi)以每年23%的速度增長(zhǎng)。
可再生能源和電動(dòng)汽車的快速推廣帶來(lái)了一些挑戰(zhàn)。當(dāng)前面臨的主要挑戰(zhàn)之一是現(xiàn)有的網(wǎng)格基礎(chǔ)設(shè)施是否能夠處理這些現(xiàn)代技術(shù)。額外的容量要求電網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)，走現(xiàn)代化電力發(fā)展之路，這增加了對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)設(shè)備（包括變壓器）的需求。
 1、不斷演變的氣候和能源政策
 多年來(lái)，包括歐盟、美國(guó)、中東和中亞在內(nèi)的全球各地圍繞氣候和能源的政策不斷演變。例如，在歐盟，為了使該地區(qū)的氣候、能源、交通和稅收政策與“到2030年將GHG排放量與1990年的水平相比至少減少55%”的目標(biāo)相一致，歐盟委員會(huì)通過(guò)了一系列提案。
同樣，美國(guó)提出了一項(xiàng)聯(lián)邦可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃，該計(jì)劃設(shè)定了幾個(gè)目標(biāo)，與拜登總統(tǒng)提出的到2030年將GHG排放量在2005年的基礎(chǔ)上減少50%—52%的目標(biāo)相一致。此外，《巴黎協(xié)定》中東和中亞約有32個(gè)國(guó)家承諾將其GHG排放量從21%減少至13%。然而，只有13%的GHG減排是無(wú)條件的；而21%的減排取決于外部支持的可用性。
 能源轉(zhuǎn)型和可再生能源的推廣。根據(jù)國(guó)際能源署（IEA）的數(shù)據(jù)，從2022年到2027年，全球可再生發(fā)電能力預(yù)計(jì)將增加近2400GW。隨著可再生能源在各國(guó)發(fā)電容量組合中所占份額的增加，需要用數(shù)字變壓器取代傳統(tǒng)變壓器，因?yàn)閭鹘y(tǒng)變壓器無(wú)法在電網(wǎng)中提供所需的安全性、生產(chǎn)率和可靠性。
電動(dòng)汽車融入電網(wǎng)。在全球范圍內(nèi)，各經(jīng)濟(jì)體正在向交通運(yùn)輸部門電氣化發(fā)展，尤其是發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體。為了減輕電動(dòng)汽車對(duì)電網(wǎng)的影響，許多電力公司正在部署智能電網(wǎng)技術(shù)，包括比傳統(tǒng)技術(shù)更高效、更可靠的智能變壓器。值得注意的是，全球電動(dòng)汽車行業(yè)近年來(lái)取得了巨大的增長(zhǎng)。
網(wǎng)格基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)。隨著風(fēng)能和太陽(yáng)能迅速融入電網(wǎng)，全球范圍內(nèi)已有數(shù)十年歷史的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施需要升級(jí)。電力公司正在用最新設(shè)備取代過(guò)時(shí)的電網(wǎng)技術(shù)，這不僅提高了效率，還提高了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。這反過(guò)來(lái)又催生了對(duì)數(shù)字變壓器的需求，這些變壓器不僅效率更高，而且對(duì)氣候的影響也更小。
根據(jù)英國(guó)電網(wǎng)的Stratus項(xiàng)目，智能變壓器將安裝在東蘇塞克斯的街道上。這些智能變壓器將提供電力使用和需求的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，這不僅將提高網(wǎng)絡(luò)的彈性，還將為低碳未來(lái)鋪平道路。智能變壓器配備了最先進(jìn)的電力電子技術(shù)，使變壓器能夠平衡負(fù)載，以有效的方式控制電流，并保護(hù)系統(tǒng)免受潛在故障的影響。
 概述根據(jù)PTR Inc.的數(shù)據(jù)，2022年全球變壓器市場(chǎng)的年市場(chǎng)收入接近400億美元（圖1）。PTR Inc.估計(jì)，2023年全球變壓器市場(chǎng)預(yù)計(jì)將產(chǎn)生416億美元的收入，同比增長(zhǎng)4.73%。此外，全球變壓器市場(chǎng)預(yù)計(jì)將在2027年增長(zhǎng)至約520億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）為6%。

 由氣候目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的變壓器法規(guī)。發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體（尤其是歐盟和美國(guó)）已經(jīng)制定或正在制定多項(xiàng)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，這些法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn)是提高變壓器的效率。據(jù)歐盟委員會(huì)估計(jì)，歐盟27個(gè)成員國(guó)和英國(guó)產(chǎn)生的所有能源中約有2.9%是通過(guò)變壓器損耗浪費(fèi)的。這些變壓器損耗總計(jì)為93TWh，這有助于了解變壓器效率潛在改善的影響程度。在歐盟，生態(tài)設(shè)計(jì)指令Tier 2法規(guī)于2021年7月生效，取代了Tier 1法規(guī)。與1級(jí)法規(guī)（2015年）相比，2級(jí)法規(guī)旨在減少10%的能源浪費(fèi)。美國(guó)能源部（DOE）為不同類別的配電變壓器提出了新的能效標(biāo)準(zhǔn)，旨在提高美國(guó)電網(wǎng)的彈性，減少公用事業(yè)賬單，并大幅減少國(guó)內(nèi)二氧化碳排放。如果該項(xiàng)能效標(biāo)準(zhǔn)能在DOE的擬議時(shí)間表內(nèi)通過(guò)，預(yù)計(jì)將于2027年生效。

 電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施投資。根據(jù)國(guó)際能源署的數(shù)據(jù)，2021年全球電網(wǎng)投資達(dá)到3090億美元，同比增長(zhǎng)6%。這些投資主要是由發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體推動(dòng)的，它們加快了建筑、工業(yè)和交通電氣化的步伐，并推廣間歇性可再生能源。此外，國(guó)際能源機(jī)構(gòu)認(rèn)為，為了實(shí)現(xiàn)凈零排放，到2030年，這些投資每年平均需要約6000億美元。
 在歐洲，三分之一的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施已有40年的歷史，不可能在一夜之間徹底改造，因此電網(wǎng)設(shè)備正在數(shù)字技術(shù)的幫助下得到支持。隨著電動(dòng)汽車、熱泵和其他行業(yè)需求的增加，數(shù)字技術(shù)正在為電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施與間歇性可再生能源的整合做準(zhǔn)備。預(yù)計(jì)從2020年到2030年，歐洲電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施將投資約6000億美元，其中2000億美元將用于電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化。

 2、支持能源轉(zhuǎn)型的變壓器市場(chǎng)新技術(shù)趨勢(shì)
 近年來(lái)出現(xiàn)了一系列最新的技術(shù)解決方案，包括物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、數(shù)字孿生和智能電表技術(shù)，這些技術(shù)目前已在全球市場(chǎng)上商用。這些技術(shù)解決方案與變壓器一起使用時(shí)，有助于從化石燃料向清潔能源過(guò)渡。例如，物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以安裝在電力變壓器上，以收集溫度、振動(dòng)和油位的實(shí)時(shí)信息。這些數(shù)據(jù)有助于利用主動(dòng)維護(hù)規(guī)劃，進(jìn)而降低電網(wǎng)設(shè)備壽命周期內(nèi)的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本。
另一方面，面向變壓器的數(shù)字孿生解決方案是一項(xiàng)新興技術(shù)。當(dāng)與變壓器一起使用時(shí)，數(shù)字孿生可以模擬多種操作場(chǎng)景。這些模擬使電力公司能夠優(yōu)化變壓器的性能。此外，智能電表還可以收集能耗和需求數(shù)據(jù)，當(dāng)與配電變壓器配合使用時(shí)，有助于將配電區(qū)域劃分為地理上更易于管理的小塊。
 3、原始設(shè)備制造商增強(qiáng)數(shù)字變壓器產(chǎn)品組合
 領(lǐng)先的變壓器基礎(chǔ)設(shè)備制造商（OEM）在其產(chǎn)品和解決方案中采用數(shù)字技術(shù)，以滿足資產(chǎn)健康監(jiān)測(cè)和管理對(duì)更高可靠性和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的需求。預(yù)計(jì)未來(lái)的電網(wǎng)設(shè)備，尤其是變壓器，將配備幾個(gè)能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的傳感器。
例如，日立能源公司推出了下一代變壓器數(shù)字化TXpert解決方案。該技術(shù)使變壓器能夠收集相關(guān)數(shù)據(jù)，從而有助于降低成本、優(yōu)化操作、延長(zhǎng)壽命和提高設(shè)備性能。另一方面，西門子能源公司提供Sensformer，該產(chǎn)品還可以實(shí)現(xiàn)變壓器的數(shù)字化，從而減少停機(jī)時(shí)間、實(shí)現(xiàn)靈活的變壓器操作、改善環(huán)境保護(hù)并降低成本。
 展望未來(lái)，能源轉(zhuǎn)型是不可避免的，這將從根本上改變傳統(tǒng)電網(wǎng)設(shè)備的設(shè)計(jì)方式，包括電力和配電變壓器。未來(lái)的全球變壓器市場(chǎng)預(yù)計(jì)將主要由智能變壓器驅(qū)動(dòng)，這也是基礎(chǔ)設(shè)備制造商不斷嘗試和創(chuàng)新新產(chǎn)品和解決方案以滿足不斷變化的電網(wǎng)需求的原因。
除了發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體之外，未來(lái)全球各經(jīng)濟(jì)體也將出臺(tái)更嚴(yán)格的傳統(tǒng)電網(wǎng)設(shè)備能效標(biāo)準(zhǔn)，包括變壓器（配電變壓器和電力變壓器）。因此，電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施（包括變壓器）的投資對(duì)實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》規(guī)定的電網(wǎng)中性至關(guān)重要。在過(guò)去的幾年里，全球?qū)﹄娋W(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的平均投資約為3000億美元/年，到2030年需要增加到6000億美元/年才能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期氣候目標(biāo)。