一、非晶合金景氣度高為非晶合金變壓器發(fā)展奠定基礎
根據觀(guān)研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國非晶變壓器行業(yè)發(fā)展深度研究與投資趨勢分析報告(2024-2031年)》顯示,非晶合金變壓器是一種低損耗、高能效的電力變壓器。非晶合金是非晶合金變壓器核心材料。非晶合金景氣度高,為非晶合金變壓器發(fā)展奠定基礎。
根據數據,2015-2019年我國非晶帶材產(chǎn)量由49650噸增長(cháng)至99720噸,其中2017-2018年產(chǎn)量均超10萬(wàn)噸。
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2015-2016年我國非晶帶材市場(chǎng)規模由129.59百萬(wàn)美元增長(cháng)至163百萬(wàn)美元,2017-2019年我國非晶帶材市場(chǎng)規模均超200百萬(wàn)美元。預計2025年我國非晶帶材市場(chǎng)規模達369.45百萬(wàn)美元。
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二、非晶合金變壓器在制造側、應用側、回收側具備高效節能優(yōu)勢
非晶合金變壓器此類(lèi)變壓器以鐵基非晶態(tài)金屬作為鐵芯,由于該材料不具長(cháng)程有序結構,其磁化及消磁均較一般磁性材料容易。因此,非晶合金變壓器的鐵損(即空載損耗)要比一般采用硅鋼作為鐵芯的傳統變壓器低70-80%。由于損耗降低,發(fā)電需求亦隨之下降,二氧化碳等溫室氣體排放亦相應減少。對比傳統硅鋼,非晶合金變壓器在制造側、應用側、回收側具備高效節能優(yōu)勢:
非晶合金變壓器高效節能優(yōu)勢
層面 | 優(yōu)勢 |
制造側 | 非晶合金的生產(chǎn)工藝流程顯著(zhù)短于硅鋼產(chǎn)品。非晶合金薄帶制造流程約為10米,硅鋼約為1,000米。硅鋼采用傳統鋼鐵冶金制備工藝制成,而非晶采用的是急速冷卻工藝制成,從鋼液到非晶合金薄帶制品一次成型,生產(chǎn)1公斤非晶合金薄帶比生產(chǎn)1公斤硅鋼約可節省1升石油,實(shí)現制造節能;與硅鋼材料相比,非晶合金材料具有突出的節能環(huán)保特性,是“制造節能、使用節能、回收節能”的全生命周期可循環(huán)綠色材料。 |
應用側 | 非晶合金材料更具損耗優(yōu)勢。其具有高磁導率、低矯頑力、高電阻率等材料特性,電磁能量轉換效率顯著(zhù)優(yōu)于硅鋼材料,非晶變壓器空載損耗較硅鋼變壓器降幅可達到60%左右,實(shí)現使用節能。對比硅鋼片,非晶合金具有更低的矯頑力與單位鐵損,更高的電阻率與最大磁導率,且可以在薄得多的厚度上實(shí)現更高的硬度。因此,非晶合金在變壓器、電機定子等場(chǎng)景對硅鋼片有很好的替代效果。按照中電聯(lián)數據,2023年我國電網(wǎng)損耗率為4.54%,按2023年92241億千瓦時(shí)發(fā)電量計算,超過(guò)4000億千瓦時(shí)電量浪費在輸電環(huán)節,而變壓器貢獻了約30%~40%的損耗,其中配網(wǎng)由于電壓等級低、設備維護較差,又占據了損耗的絕對大頭。因此年初發(fā)布的《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見(jiàn)》中指出:要加快老舊和高耗能設備設施更新改造,改造后須達到能效節能水平,并力爭達到能效先進(jìn)水平。2025年,電網(wǎng)企業(yè)全面淘汰S7(含S8)型和運行年限超25年且能效達不到準入水平的配電變壓器,全社會(huì )在運能效節能水平及以上變壓器占比較2021年提高超過(guò)10個(gè)百分點(diǎn)。非晶合金變壓器低損耗主要體現在空載損耗,這意味著(zhù)在低利用率場(chǎng)景下優(yōu)勢更明顯。根據GB20052國家標準,以1級能效的10kV/400kVA變壓器為例,非晶合金空載損耗為215W,電工鋼帶變壓器則為570W。非晶合金變壓器空載損耗僅為電工鋼帶的30%-50%,而兩者負載損耗相當??蛰d損耗,簡(jiǎn)單理解此部分損耗與變壓器負載率無(wú)關(guān),而負載損耗則與負載率成正相關(guān)關(guān)系。故在低損耗場(chǎng)景,非晶合金變壓器的損耗更低。隨著(zhù)新型電力系統建設深入,低負載場(chǎng)景預計比例將會(huì )顯著(zhù)提升。未來(lái)新能源裝機比例、分布式光伏、工商業(yè)儲能、充電樁等設施的比例預計將會(huì )大幅提升,而這些設施都有個(gè)共同特點(diǎn):利用率較低。利用率意味著(zhù)相關(guān)設施所用的變壓器長(cháng)期處于低負載狀態(tài),非晶合金變壓器在這些場(chǎng)景下節電效果會(huì )更為顯著(zhù)。 |
回收側 | 非晶鐵心基本可以實(shí)現再回收。廢舊的非晶鐵心可通過(guò)中頻爐重熔后制成非晶合金薄帶,非晶鐵心中的硅、硼元素基本可以實(shí)現回收再利用,實(shí)現回收節能。 |
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三、政策指引,非晶合金變壓器行業(yè)進(jìn)入重振上行期
2016-2020年非晶變壓器招標量的迅速提升使行業(yè)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能無(wú)法匹配,同時(shí)平面卷鐵心無(wú)法解決噪音大、抗突發(fā)短路能力差、易破碎等問(wèn)題,非晶變壓器占比由2015年的48.7%下降至2020年的15.49%。
基于能源供應和環(huán)保的因素,非晶合金變壓器在中國將得到大量采用。2020年,工信部發(fā)布《變壓器能效提升計劃(2021-2023)》,到2023年,當年新增高效節能變壓器占比達75%以上,有望拉動(dòng)非晶變壓器需求釋放。
非晶合金變壓器行業(yè)相關(guān)政策
時(shí)間 | 政策 | 發(fā)布部門(mén) | 主要內容 |
2021年2月 | 《關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導意見(jiàn)》 | 國務(wù)院 | 推動(dòng)能源體系綠色低碳轉型。堅持節能優(yōu)先完善能源消費總量和強度雙控制度。實(shí)施城鄉配電網(wǎng)建設和智能升級計劃推進(jìn)衣村電網(wǎng)升級改造。 |
2020年12月 | 《變壓器能效提升計劃(2021-2023年)》 | 工業(yè)和信息化部、市場(chǎng)監管總局、國家能源局 | 到2023年,高效節能變壓器在網(wǎng)運行比例提高10%,當年新增高效節能變壓器占比達到75%以上。加強立體卷鐵芯結構、絕緣件、低損耗導線(xiàn)、多階梯疊接縫等高效節能變壓器結構設計與加工工藝技術(shù)創(chuàng )新。禁止企業(yè)生產(chǎn)、銷(xiāo)售低于國家能效標準要求的變壓器。自2021 年6月起,新增變壓器須符合國家能效標準要求鼓勵使用高效節能變壓器,新采購變壓器應為高效節能變壓器。 |
2020年12月 | 《2019- 2020年全國碳排放權交易配額總量設定與分配實(shí)施方案(發(fā)電行業(yè))》 | 生態(tài)環(huán)境部 | 文件指出,根據發(fā)電行業(yè)2013-2018年任一年排放達到 2.6方噸二氧化碳當量及以上的企業(yè)或者其他經(jīng)濟組織的碳排放核查結果,篩選確定納八2019-2020年全國碳市場(chǎng)配額管理的重點(diǎn)排放單位名單并根據發(fā)電機組的種類(lèi)和發(fā)電量進(jìn)行配額管理。 |
2020年1月 | 《2020年工業(yè)節能監察重點(diǎn)工作計劃》 | 工業(yè)和信息化部 | 重點(diǎn)用能產(chǎn)品設備能效提升專(zhuān)項監察。依據相關(guān)國家強制性能效標準對電機、風(fēng)機、空壓機、變壓器、泵等重點(diǎn)用能產(chǎn)品設備使用企業(yè)實(shí)施專(zhuān)項監察 |
2019年11月 | 《重點(diǎn)新材料首批次應用示范指導自錄(2019 年版)》 | 工業(yè)和信息化部 | 目錄公布了331種重點(diǎn)新材料需滿(mǎn)足的性能要求和應用領(lǐng)域包含了228種先進(jìn)基礎材料、83 種關(guān)鍵戰略材料和20種前沿新材料。其中在前沿新材料部分,公布了非晶合金新材料需要滿(mǎn)足的性能指標和應用領(lǐng)域。 |
2018年4月 | 《關(guān)于印發(fā)國家新材料產(chǎn)業(yè)資源共享平臺建設方案的通知》 | 工業(yè)和信息化部、財政部 | 到2020年,圍繞先進(jìn)基礎材料、關(guān)鍵戰略材料和前沿新材料等重點(diǎn)領(lǐng)域和新材料產(chǎn)業(yè)鏈各關(guān)鍵環(huán)節基本形成多方共建、公益為主、高效集成的新材料產(chǎn)業(yè)資源共享服務(wù)生態(tài)體系。 |
2018年3月 | 《新材料標準領(lǐng)航計劃(2018-2020年)》 | 質(zhì)檢總局聯(lián)合工業(yè)和信息化部、發(fā)展和改革委、科技部、國防科工局、中國科學(xué)院、中國工程院、國家認監委、國家標準委部門(mén) | 從新材料技術(shù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰略性、基礎性特點(diǎn)出發(fā),科學(xué)規劃標準化體系,明確新材料標準建設的方向,建立標準領(lǐng)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展工作機制,重點(diǎn)部署研制二批“領(lǐng)航”標準。 |
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根據數據,非晶變壓器占比由2020年的15.49%提升至2023年的26.79%,行業(yè)進(jìn)入重振上行期。
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數據顯示,我國非晶變壓器總需求由2020年的9.3萬(wàn)臺增長(cháng)至2023年的14.2萬(wàn)臺,預計2026年我國非晶變壓器總需求達19.6萬(wàn)臺,較上年同比增長(cháng)10.73%。
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