能源转型背景下中国变压器产业发展研究 2026 -产业脱碳、材料创新与国际市场动向_第1页
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文档简介

E&L深耕亚洲,致力于推动工业与能源转型、可持续供应链,以及与自然向本、产业、科学与社会力量,聚焦能源与工业转型、负责任供应链和生物多样性等领域,开展应用研究、企业参与、多方对话与国际交流,推动低碳市场需求与转型投资增长,完善可持续治理机制,增强政策信心,将气候目标与自然愿景转化为协同行动,在实体经济中创造可规模衷心感谢所有以不同方式为本报告提供宝贵意见和支持的专家。他们通过参与访谈以及在北京举办的线下研讨会,为本报告的撰写提供了宝贵的见解和反馈。石建保变电气输变电技术研究院前言 1执行摘要 2第一章需求增长推动变压器行业进入长周期扩张阶段 4 4 8第二章材料选择决定碳足迹与制造创新方向 第三章政策、贸易规则与下游需求共同推动低碳材料应用 21 第四章公共政策与下游需求可将早期试点转化为规模化市场 294.1建立统一的碳表现口径,并在采购中体 4.2将试点扩大到不同产品、电压等级和应用 第五章变压器案例对能源装备行业的启示 参考文献 1全球能源转型正进入更加依赖基础设施建设的新阶段。光伏、风电、储能等清洁能源技术广受关注,但支撑电气化进程的基础装备及其制造产业同样不可或缺。变压器、电缆、开关设备与电力电子装置共同构成现代电力系统的关键基石,其供给能力、与此同时,能源转型与工业脱碳之间的联动关系日益紧密。新能源与电网建设持续扩大对钢铁、铜、铝等基础材料的需求,而这些材料主要来自高耗能、难减排行业。如何在扩大能源基础设施供给的同时,有效降低材料与制造环节的碳排放,正成为能在系统考察电力系统脱碳如何重塑战略性制造业,并深入探讨能源转型与工业脱碳之间日益深化的互动关系。该系列将气候政策与制造业竞争力视为相互关联的议题,重本报告作为该系列的首份研究成果,聚焦中国变压器产业,系统分析全球需求增长、低碳材料应用、产品碳足迹管理以及国际市场准入要求的变化,对中国变压器制造企业及其上游供应链所带来的机遇与挑战。报告所构建的分析框架,亦可延伸应用我们期望本报告能为政策制定者、制造企业、材料供应商、投资者及相关利益方提供有价值的参考,推动能源基础设施扩张、制造业竞争力提升与工业低碳转型之间2执行摘要全球能源转型正进入更加依赖基础设施建设的新阶段。可再生能源大规模并网、终端电气化推进、老旧电网改造以及数据中心用电快速增长,持续推高对输配电设备的需求。变压器作为连接电源、电网与终端用户的关键装备,其供给能力直接关系电气化进程。中国作为全球最大的变压器生产国,如何应对本轮需求扩张,不仅影响国内电力装当前,变压器行业面临三方面叠加变化。一是电网投资、可再生能源并网、设备更新换代与数据中心建设,正在形成持续时间较长的结构性需求。二是材料选择的重要性明显上升。取向电工钢、铜、铝及绝缘材料既决定设备性能,也构成生产阶段碳排放的主要来源。三是市场评价维度正在扩展。成本、质量、交付能力与运行可靠性仍是核心竞争要素,但在部分市场,经核验的碳排放数据、供应链透明度与产品碳足迹已开始进本报告研究发现,在变压器生产阶段排放中,钢材贡献最大,其中取向电工钢(GOES)是最优先需要关注的材料。中国具备完整的变压器制造体系、较大的产业规然而,技术可行性并非唯一挑战。要将制造规模优势转化为可信且可规模化的低碳装备供给,还需要统一的材料级碳排放数据、更成熟的产品碳足迹核算能力,以及能够这一变化已在中国国内政策与国际市场中同步显现。在国内,中央企业绿色低碳供应链建设、生命周期评价、绿色采购及产品碳足迹等相关要求正逐步形成政策基础。但与已较为成熟的能效标准和总拥有成本评价相比,材料隐含碳尚未在变压器采购中形成国际市场同样释放出新信号。部分欧洲电网企业已将钢材、排放管理,并通过材料试点、内部碳价与采购规则,探索在基础设施采购中体现碳排放表现。数据中心企业也在加强对建筑材料碳足迹的管理,相关要求未来可能进一步延伸欧盟拟议中的碳边境调节机制(CBAM)下游产品扩围,是这一趋势中的具体监管信号。若相关提案最终落地,部分配电变压器出口将面临更明确的材料排放数据与核验要求。但从目前拟议的产品覆盖范围看,其直接影为推动部分出口企业提升碳数据准备能力的外部因素,而不应被视作中国变压器产业低能源转型背景下中国变压器产业发展研究:产业脱碳、材料创新与国际市场动向3碳转型的主要驱动力。相比之下,国内大型采购方能否将经核验的碳排放表现逐步纳入报告认为,下一阶段的重点在于将技术可行性与市场需求有效衔接。统一且可信的碳核算方法有助于提高不同产品之间的可比性;采购机制能够赋予经核验的低碳性能以商业价值;示范项目可降低新材料应用的技术风险;多年期采购意向与长期合作机制,取向电工钢可作为一个优先切入点,但变压器脱碳并不止于钢材。结构钢绝缘油及其他绝缘材料,均需根据各自的碳排放贡献、技术要求与供应链条件,制定差异化减排路径。同时,设备运行能效与材料隐含碳必须同步推进,而非相互替代。对大型变压器而言,在当前电力系统条件下,运行损耗仍可能占全生命周期排放的绝大部因此,降低材料碳足迹不能以牺牲设备效率或可靠性为代价。随着电力系统自身逐步低本报告最终关注的,并非仅是如何生产一台“低碳变压器”,而是如何构建一套能够支撑全球电气化需求,同时兼顾高能效、更低隐含碳、运行可靠性、供应链韧性与成核心问题本报告关注重点产业能力模化供给?政策与市场信号转型路径44第一章需求增长推动变压器行业进入长周期扩张阶段全球能源转型正在以前所未有的速度重塑电力系统。可再生能源开发、交通和工业电气化、老旧电网更新以及数字基础设施发展,都在增加对电网设备的需求。变压器正由此形成的需求属于结构性需求,持续时间可能超过常规设备更新周期。变压器市场规模随之扩大,能够稳定供货、降低损耗、提升供应链透明度并逐步降低材料排放的中国变压器产业凭借产业规模、完整产品谱系和成熟制造基础,有条件深度参与这一进程。关键在于巩固并提升这些能力,使可靠、可负担的供给与材料脱碳、国际市场在各类电力设备中,变压器不像光伏、风电、动力电池和电动汽车那样具有鲜明的公众形象,但承担着基础性功能:从发电厂到用户侧,每一次电压变换都离不开变变压器利用电磁感应实现升压或降压,从而支持电力高效远距离输送和终端安全用运行损耗;二是设备投运前,钢材、铜、铝及绝缘材料等原材料采冶加工所形成的隐含大型变电站将高压转换为终端用户可居民区、街道、工业园区特种/工业变压器取决于具体应用能源转型背景下中国变压器产业发展研究:产业脱碳、材料创新与国际市场动向5一台为数据中心供电的大型电力变压器重量可能达到数百吨,造价数千万元,从下单到投运通常需要两至三年;为居民区供电的配电变压器重量可能不到一吨,数周内即图1电力变压器的典型应用场景全球变压器市场正进入由存量更新、政策提质与增量建设共同驱动的长周期景气阶段。这些需求信号可以分为三类:电网更新带来的存量替换需求,新能源并网和数据中心带来的增量需求,以及能效标准和低碳采购带来的产品升级需求。海外电网老旧化催济体的电网主干多构建于20世纪60设计寿命尾期。例如,美国国家可再生能源实验室(NREL)详细建模显示,美国配电6图2全球不同地区电网投资的典型经济寿命输电(Tx)与配电(Dx)基础设施投资按资产寿命类别的占比),图3美国变压器使用年限分布);与海外相比,国内在运变压器整体机龄较新,但能效监管政策正在显著提升设备替换节奏。2025年2月,强制性国家标准《电力变压器能效限定值及能效等级》(GB20052—2024)作为第四次修订版本正式实施,将S13(三级)设定为准入门槛,要产品的推广应用。42026年发布的四部门《节能装备高质量发展实施方案(2026—能源转型背景下中国变压器产业发展研究:产业脱碳、材料创新与国际市场动向7政策引导将有效驱动存量低效变压器的提速替换。5电网建设始终是变压器需求的最大基本盘。“十五五”期间,国家电网与南方电网将持续保持高投资强度:特高压骨干网架延伸、省级主网加密、城市配电网智能化改造以及农村电网现代化建设,将形成对全电压等级设备的强劲采购拉动。其中,特高压项目近年来维持每年开工两至三条新线路的推进节奏,国家电网计划“十五五”期间固定电网数字化转型、逆周期调节政策以及电气化与AI数据中心带来的用电负荷激增,正图4中国电网投资及同比增速(2015-2025年)柱状图为投资总额(左轴折线为同比增速(右轴)可再生能源大规模并网。太阳能与风电项目并网时需要配置升压变压器,因为其原始输出电压远低于输电网络及多数配电系统的电压等级。大型光伏逆变器的交流输出电AI数据中心正成为拉动变压器需求的又一强劲引擎。2088与此同时,科技巨头的供应链脱碳诉求正在向变压器上游传导。海外大型科技企业已普遍开展建设环节范围3(Scope3)碳排放核算,并优先采购低碳钢材与混凝土。虽然变压器铁心尚未成为独立采购门槛,但变电站及配电设备的框架协议采购,正为将元,产量约占全球总产量的一半以上。行业数据显示,当前接入国内电网的变压器累计伏特高压交流变压器以及±1100千伏特高压直流换流变压器的全系列研发与制造体系。中国变压器企业在多个产品细分领域和不同市场定位上展开竞争。由于变压器覆盖特高压、配电、海上风电、数据中心等不同细分市场,企业份额和技术优势并不完全可表1主要变压器企业竞争格局国代表性客户在特高压、柔性直流和海上风电变压器领域具有优势;掌握先进商,在欧洲和中东高端市场拥有特变电工国家电力公司巴西电力企业全球特高压和换流变压器供应商,成本优势明显,在亚洲和非东芝能源东京电力;关西电力;新干线铁在高效变压器和超导变压器研发方面较强,是日本高速铁路系统能源转型背景下中国变压器产业发展研究:产业脱碳、材料创新与国际市场动向9国代表性客户美国电力企业;加拿大电力企业;墨西哥电力行业;欧洲风电开发商北美电网现代化的核心供应商之器全系列变压器出口商,北美业务等数据中心运营商;国防装备制造商在轨道交通、数据中心和其他关键基础设施的紧凑型智能变压器力集团;美国和阿联酋电力企业在特高压电抗器和换流变压器技术方面较强,包括大容量换流变施耐德电气和谷歌在内的数据中心运营商;欧洲配电企业领先的低压及环境友好型配电变压器供应商,具备数字化和物联网能力。韩国电力;越南电力;美国电力企泰开集团伊顿北美配电企业;微软和谷歌数据中心;工业制造企业;国防客户美主要配电变压器供应商之一,全球变压器市场呈现分层、分赛道的竞争格局。依托国内庞大的电网建设规模和特大型工程交付经验,中国装备企业在特高压及换流变压器领域具备显著竞争优势,并积极向亚洲、非洲等海外增量市场拓展。欧、美、日、韩等成熟供应商则依托长期客户黏性,在高压直流、海上风电、核电及干式变压器等高附加值与专业化细分市场保持较强话语权。当前全球竞争格局呈现市场份额的再分配特征,中国企业正由本土规模化供给中国国内市场仍是变压器产业的基本盘,但出口呈现出更快的增长势头。2025年中国变压器出口收入同比增长约36%,122026年1—7月累计出口426.3亿元,同比增这一出口增长,与全球供需失衡直接相关。2025年全球电力变压器供应缺口约图52026年5月变压器出口额同比增长39%变压器出口额(百万美元)及月度同比增速资料来源:中国海关;Earth资料来源:中国海关;Earth&Life•亚洲市场:仍占中国变压器出口量的一半左右,越南、印度等国是中国设备企•欧洲市场:受老旧电网设备更新需求拉动,2025年中国对欧洲变压器出口额•北美市场:虽面临明显的供需缺口与较长的交付周期,但网络安全审查、电网企业资质认定及本土化要求限制了中国供应商(尤其是高电压等级产品)的直接进入;私营资本投资的数据中心项目可能为部分产品提供进入渠道,但仍需•非洲市场:随着电力普及率的提升,对标准配电变压器的长期刚性需求正逐步能源转型背景下中国变压器产业发展研究:产业脱碳、材料创新与国际市场动向图6各地区市场份额(2020-2025年)全球变压器市场的地区分布第二章材料选择决定碳足迹与制造创新方向随着全球变压器市场迈入长周期扩张阶段,装备制造对上游资源与供应链的依赖度显著上升。需求增长不仅扩大了设备产能,也放大了材料碳足迹和供应链管理的变压器是典型的材料密集型产品,原材料决定了其生产阶段碳足迹的大部分。铁心、绕组、套管、油箱、散热器、储油柜和绝缘系统分别使用取向硅钢、铜、铝、结构钢以及根据绝缘与散热介质的不同,变压器主要分为油浸式与干式两大技术路线。二者在绕组、铁心及绝缘体系上的材料选择各异。下表比较的两类变压器承担相同的基本功能(在不同电压等级间传输电能),但绝缘和散热方式不同。这些选择决定了变压器的应绝缘介质数百千伏安至数百兆伏安户外变电站消防性能成本油浸式变压器将铁心与绕组置于充盈绝缘油的钢制油箱内。绝缘油兼具两项核心功能:一是隔离高压电气部件,二是带走绕组和铁心运行中产生的热量;热量随后通过油箱外部的散热器或散热片散发。大型设备通常还配装储油柜、吸湿器、油位计、压力释•铁心:取向硅钢•绕组:铜或铝•绝缘系统:纤维素纸及绝缘纸板•冷却与绝缘介质:矿物油或酯类油•结构体:用于油箱、散热器及结构支撑的结构钢油浸式设计广泛应用于户外变电站、输配电网、可再生能源并网等需要大容量与强散热能力的高负荷场景。液冷系统能在较为紧凑的器身内实现高效散热,但也带来了油质运维、防渗漏、防火安全及废油回收等生命周期管理要求。因此,评估其生命周期材能源转型背景下中国变压器产业发展研究:产业脱碳、材料创新与国际市场动向图7油浸式电力变压器的结构与材料与油浸式变压器依靠液体介质散热不同,干式变压器不使用充液油箱,而是完全依赖空气和固体绝缘体系。其铁心和绕组通常安装在通风外壳内,绕组则采用漆包线、环氧树脂浇注或多层树脂包覆等绝缘工艺。设备通过自然风冷或强迫风冷散发热量,因而在结构设计上须为绕组预留足够的散热风道与电气间隙。在材料选用上,干式变压器的铁心同样采用取向硅钢,绕组常选用铜或铝导体。其与油浸式变压器的核心材质差异在于绝缘与防护体系:干式变压器利用环氧树脂、空气、芳纶纸及其他固体绝缘材料,替干式变压器广泛应用于高层建筑、工业厂房、医院、地下工程、商业综合体及数据中心等领域,尤其契合对防火安全、室内紧凑安装、低维护成本以及零漏油风险要求较高的场景。其应用主要集中于中低压配电领域,并向更大容量与专业化方向拓展。相应地,其材料碳足迹与供应链脱碳的侧重点也发生转移:环氧树脂等固体绝缘材料的占比两种设计共用若干核心材料,尤其是电工钢、铜或铝导体、绝缘纸和结构钢。两者的主要差异在于散热和电气绝缘的实现方式:油浸式变压器依靠充油钢制油箱和外部散热器,干式变压器依靠空气循环、固体绝缘以及通风或浇注树脂外壳。这一差异不仅影响应用场景和维护要求,也影响需要脱碳的材料供应链。两类产品的铁心材料都直接关系到空载损耗;绝缘油、树脂、纤维素绝缘材料、铜、铝和结构钢的重要性,则随产品图8干式配电变压器的结构与材料要判断变压器制造阶段的脱碳优先级,首先需要明确其材料构成和质量分布。中国电力科学研究院与哈佛大学等机构合作开展的一项生命周期碳排放研究(Liu等,研究数据表明,金属材料是变压器构成的核心主体•变压器油:约占总重量的20%以上,位居第二,体现了液冷绝缘介质的较大•其他材料:干式变压器主要消耗环氧树脂,此外瓷套管、绝缘纸及木材等辅这一实测样本数据进一步印证,钢铁与有色金属等重工业基础原材料是变压器生产阶段碳排放与物料消耗绝对的主体,为其上游产业链的低碳协同减排提供了明确的技术能源转型背景下中国变压器产业发展研究:产业脱碳、材料创新与国际市场动向图9不同变压器的材料构成不同容量等级变压器的相对质量构成(100%堆叠)资料来源:不同情景和多功能单位下各类变压器全生材料重量并不能直接等同于碳排放贡献。不同材料的碳排放强度会受到结合物料质量及其对应的碳排放因子分析,不同型号变压器的碳足迹构成虽略有差异,但整体均呈现出高度一致的阶梯分布特征。其中,钢材作为设备最主要的贡献了20%至30%的隐含碳排放,与钢端排放的70%以上。此外,作为绕组核心材料的铜与铝等导体,其这一结果说明,变压器生产阶段的减排可以优先从少数高影响材料入手。其中,钢材是最重要的优先类别,但不同钢材需要采用不同路径。铁心使用的取向电工钢对化学成分、晶粒取向和磁性能有严格要求,其脱碳路径需要同时满足低碳生产和高磁性能要求。油箱、散热器和结构件使用的结构钢则具有更多可选择的低碳生产路径,包括提高再生材料使用比例、电弧炉炼钢以及增加低碳电力使用等。铜、铝及绝缘材料也需要根图10不同变压器的隐含碳足迹构成采用生命周期评价排放因子计算的相对碳排放构成(100%堆叠)资料来源:不同情景和多功能单位下各类变压器上述分析主要聚焦于变压器的生产阶段排放,即原材料开采、冶炼及设备制造过程中形成的隐含碳。这里需要区分两个核算口径:如果只看生产阶段,钢材是最大的排放材料;如果纳入数十年的运行损耗,运行阶段通常占据全生命周期排放的主导地位。一套完整的生命周期评价(LCA)通常会纳入运行期产生的能源损耗,而提高运行能效及阶段隐含碳的数倍,在特定场景下甚至可达数十倍。多项行业实测与学术研究表明,对运行损耗主要由两部分构成:一是只要设备带电即持续产生的空载损耗,这直接取决于铁心材料的磁性能;二是随着电力负荷波动而变化的负载损耗,这主要取决于铜或铝绕在此背景下,设备能效与隐含碳需要建立差异化的衡量体系。采用性能更优的超低损耗铁心材料能够显著削减运行期的空载损耗,但该材料本身的生产碳足迹则高度依赖于上游炼钢工艺、能源结构及排放分摊逻辑。因此,未来的绿色采购不仅需要上游提供明确的磁性能验证,也需要经权威机构核验的产品碳足迹报告。目前,DL/T985-2022配电变压器能效技术经济评价导则指导配电变压器用户从经济角度更加直观地了解、评判变压器的节能效益。中国现行的总拥有成本(TOC)评价方法TOC=C0+A×P0+能源转型背景下中国变压器产业发展研究:产业脱碳、材料创新与国际市场动向B×Pk,通过将设备初始购置价格、空载损耗及负载损耗在资产全寿命周期内进行资本必须注意到,虽然当前大型变压器的运行损耗在全生命周期排放中占据主导地位,但隐含碳的战略重要性正在呈现趋势性上升。随着全球电网侧绿电比例的持续提升,变压器在运行阶段消耗单位电量所对应的碳排放将不断下降,这使得设备制造阶段所固化此外,中国目前已建立起明确的量化目标与评价框架,强力推动高效变压器的普及并加速淘汰低效存量设备,但在招投标与采购环节中,依然较少为上游材料的碳排放进行溢价或定价。实现低损耗铁心设计与低碳钢材生产的同步推进,前提是材料的电气性能与碳排放指标均经过严格核验;而补齐采购评价体系中关于隐含碳的指标缺口,将是考虑到变压器所涉及的原材料种类较为复杂,装备制造企业在推进隐含碳减排时应当采取“聚焦重点、分类突破”的策略。优先将资源集中于排放占比最大、且已具备相对成熟低碳替代路径的关键材料(如取向硅钢与结构钢),并在全面满足电气性能、绝缘安全与长期运行可靠性的硬性前提下,对各类低碳替代方案进行严格的工程验证与循传统上游生产路径低碳材料管理重点磁性铁心取向硅钢—转炉(BF—BOF)路线,之后进行轧制、硅合铜或铝导体制定低碳铜/铝及再生铜/铝规格,油箱、散件结构钢,部分产结构件通常由高炉—转炉传统上游生产路径低碳材料管理重点液体绝缘矿物油、天然酯气、纤维素或芳树脂通常来自石化产业层面的环境数据;替代前验证消防取向硅钢(GOES)是变压器最关键的投入品之一,也是整个钢铁行业中最具技术难度的脱碳对象之一。传统生产通常将“高炉—转炉”的长流程炼铁炼钢,与极其严格的精炼、连铸、多道次轧制、脱碳退火和高温退火等工序相结合。由于制造流程长、热在冶炼端提升优质废钢的使用比例,是跳过高碳排放炼铁环节、削减隐含碳的最直接手段。然而,变压器级取向硅钢对化学成分纯净度、残余杂质元素含量、晶体织构定•残余铜污染:废钢中带入的残余铜极难在常规冶炼中去除,会严重干扰晶体取•氮气吸附与气孔:电弧炉熔炼过程中钢液容易吸收氮气,导致成品钢中氮含量偏高。过高的氮会在后续退火过程中形成过量氮化物析出,阻碍晶粒正常长大(尤其是二次再结晶),并可能伴随气孔等缺陷,最终使硅钢的铁损升高、磁从短期来看,取向硅钢的减排空间主要来自于生产端工艺与能源结构的优化,包括引入高比例可再生电力、应用更高效的熔炼与退火设备、加强系统余热回收、提升整体成材率,以及对厂内工序废钢实施严格的分类管控。从中长期来看,在确保化学成分纯净与磁性能可验证的前提下,若配合高比例绿电供应,推进高废钢比乃至全废钢电炉冶能源转型背景下中国变压器产业发展研究:产业脱碳、材料创新与国际市场动向•蒂森克虏伯研发的bluemint®powercor制造排放可降低30%以上,并已获得第三方认证。随30%的数字应被视为企业归因的制造排放声明。20•山西太钢不锈钢股份有限公司称,其在解决氮控制和微钛抑制剂等问题后,已通过全废钢、短流程路线开发出高牌号取向硅钢。公司报告称,该路过翠鸟认证和TUV碳足迹核查,率先应用于特变电工天津珠峰取向硅钢是优先切入点,但材料脱碳并不止于钢材。变压器绝缘与导体材料的低碳转型,同样是供应链管理的重要组成部分。绝缘系统作为保障设备电气安全与热循环的关键,其材质路线选择直接决定了非金属部分的碳足迹表现。绝缘油在绝缘体系中处于核心地位。几乎所有大型电力变压器均采用油浸式设计;在配电变压器中,油浸式产品含着不可忽视的碳排放。以植物油为原料的天然酯绝缘油在防火安全、过载运行和生物降解性方面具有潜在优势(部分产品的生物降解率可达97%—99%)。部分研究表明天然酯全生命周期碳足迹低于传统矿物油的结果与此同时,当前商业化天然酯绝缘油主要依赖大豆、菜籽等可食用植物种子油,其上游农业生产过程构成了人为温室气体排放的重要来源——农业活动约占全球氧化亚氮统的碳核算,必须向上延伸至农业原料种植、土地利用变化(LUC)、森林资源来源及全供应链的可追溯性评估。一个可信的可持续绝缘方案,必须将产品碳足迹数据与严苛•生态风险防控:严格防范原料种植环节的毁林与土地转化风险,评估利用废弃食•木材合规溯源:绝缘纸是保障高压绕组绝缘性能的关键,鉴于其生产高度依赖林业资源,制造企业必须要求上游供应商提供完整的木材来源追溯链,确保所有木20•技术可靠性验证:在特定的气候与负荷条件下充分验证天然酯的耐低温与热老化除了绝缘系统的绿色转型,低碳铜及再生铜的应用同样具有极高的战略意义。在变压器结构中,铜作为绕组(线圈)的核心材料,承担着电磁感应与电能传输的根本功能,其高导电性与优异的热传导性能直接决定了设备的电能转换效率和负载损耗。变压器随着电压等级和容量的提升,其线圈需要的绕组匝数就必须成倍增加,用铜量也随之增加。在绝大多数高能效变压器设计中,铜绕组不仅是核心成本项,也是主要的碳排放来源之一。不过随着数据中心、新能源汽车及电力电缆等电气化领域的快速扩张,全球原生铜在变压器绕组中推广应用再生铜,能够有效降低对原生铜矿开采与高能耗冶炼的依赖。但其环境效益与技术可行性不能仅凭概念推断,必须提供部件级的产品碳足再生铜含量的可追溯凭证,以及该导体在电导率、机械强度、热稳定性及长期耐疲劳度能源转型背景下中国变压器产业发展研究:产业脱碳、材料创新与国际市场动向21第三章政策、贸易规则与下游需求共同推动低碳材料应用国内政策体系正越来越多地触及变压器能效与制造投入品的可持续性。在“双碳”战略框架下,绿色设计、可回收材料及产品碳足迹已被明确写入多项产业政策文件。虽然整体政策方向明确,但其能否转化为支撑上游低碳材料投资与技术转型的稳定市场需工业和信息化部会同有关部门发布的《节能装备高质量发展实施方案(2026—碳设计”,并要求制造企业“加强轻量化设计,优先使用可回收材料,提高绿色低碳物料使用率,从源头减少原生材料使用,降低产品碳足迹”。这标志着产品碳足迹管理已政策支柱核心内容键技术攻关及推广攻关高磁感超低损耗低噪声取向硅钢片、宽幅低损耗低噪音非晶合金带材、高磁导率纳米晶合金、高端绝缘材料等关键材料,高性能绕组线、有载分接开关、大容量立体卷铁心、高端套管等核心零部件。推广高性能绕组线、高性能绝缘材料及其制备绿色制造提升叠片整形、卷铁心卷绕及拼装、线圈绕制、结构件焊接、气相干燥等生产装备该政策以提升变压器运行能效为核心,明确将高磁感超低损耗低噪声取向硅钢、超薄耐热刻痕硅钢片、非晶合金、高性能绕组线及绿色绝缘材料列为攻关与推广重点。虽然政策本身聚焦于材料的磁性能与结构性能,而非生产端碳足迹,但对绝缘油、绝缘气体、树脂、涂覆材料的绿色环保提出了要求,体现了对更加绿色低碳材料应用的支持。下表根据《中央企业绿色低碳供应链建设指引(试行)》中与绿色设计、采购、供应商在标准方面,中国电力企业联合会已发布首批变压器、电力电缆、智能电表等产品碳足迹量化标准,覆盖碳足迹量化、绿色设计、能效提升和回收利用,开始填补此前的方法学空白。相关标准仍处于早期应用阶段,若能与国际通行的生命周期评价框架进一步衔接,将提升不同产品、不同供应商之间的可比性。2222有利于更薄、低损耗取向硅钢及适用非晶合金材料的推广。但满足损耗标准并不能说明在公司治理与国企合规层面,2026年,国务院国资委发布了《中央企业绿色低碳供应链建设指引(试行)》,明确提出将生命周期评价、绿色采购及供应链碳管理纳入绿色供应链建设要求。但由于该文件仍处于试行阶段,其在具体招投标和绩效考核中的约束力仍有限。特别是在电网公司与大型央企的招投标评审中,针对材料“隐含碳”或“低碳资质”的权重设置依然有限。要真正打通低碳变压器产业链,必须推动采购评价从“重能效、轻隐含碳”向“全生命周期综合碳绩效”转型,通过采购端的溢价机制反核心内容绿色低碳设计全生命周期评价;产品碳足迹与环境核算;优先选用绿色低碳材料,做好减量化设计;提高可再生材料使用比例变压器生态设计:在技术适用的情况下使用再生铜和低碳硅钢,并为服役期结束后的拆解回收进行设计。绿色采购优先采购节能、节水、节材产品;提高再生材料和再制造产品采购和使用比例;建立绿色采购清单制定变压器原材料(硅钢、铜线、绝缘碳管理分级分类动态管理;激励与约束机制;绿色融资绿色信贷对变压器上游供应商(硅钢厂、铜材加采购变压器的电网企业可将供应商经认证的绿电消费情况作为评价标准。绿色生产清洁能源替代;提高可再生能源和绿电消费比例;使用高效设备;淘汰落后设备变压器工厂可使用屋顶光伏、采购绿力直连;提高真空干燥炉和退火炉效绿色物流绿色包装、可循环周转箱、屋顶光伏储能、新能源运输车辆、铁水公多式联运资源循环利用稀土和新能源装备报废变压器回收利用铜、硅钢片和绝缘能源转型背景下中国变压器产业发展研究:产业脱碳、材料创新与国际市场动向23核心内容推动变压器制造工艺低碳改造(例如优这些政策虽然为市场转型构筑了支持性框架,但其对采购决策的实际影响依然非常有限。当前,国资委发布的供应链碳管理指引仍属于试行文件,产品碳足迹标准亦处于早期推广阶段,国家电网、南方电网等核心电网采购主体在变压器设备及上游原材料的招标评审中,尚未建立起统一且具约束力的碳足迹权重指标。相比之下,设备运行能效不仅拥有强制性的国家准入阈值,还有总拥有成本(TOC)等非常成熟的经济评价工具进行资本化折算。要推动绿色低碳材料采购,必须推动“隐含碳”正式纳入招投标评价体系。只有通过在采购决策中明确设立低碳材料的评审溢价或排放扣分机制,才能将政策引导真正转化为商业驱动力,进而倒逼上游钢铁、有色金属及化工供应链加速绿色转其对全球高碳行业供应链的监管约束正在逐步向下游传导。目前CBAM附件一涵盖了钢铁、铝等六类基础原材料行业,CN8504项下的成品变压器虽尚未被纳入首批征税清单,但变压器内部集成了大量已纳入CBAM覆盖范围的前体材料—的取向硅钢,以及油箱和结构件中的钢材与铝材(铜和变压器油目前仍不在CBAM材种钢铝密集型下游产品;该提案目前仍处于立法过程中。在建议覆盖的清单中,涉及到本报告对欧盟进口贸易数据进行了分析统计,扩围提案名单中的变压器约占中国对类别(CN850421、CN850422和CN850423)目前均不在建议清单内;同时,拟议扩围将使相关出口企业面临潜在的合规问题与数据证明压力,但其相对有限的总体24图11欧盟27国从中国进口变压器的金额与重量占比七类变压器产品,2025年;100%堆叠占比。资料来源:Access2Markets;Earth按照拟扩围方案,下游产品的隐含排放将根据钢材和铝材等受覆盖的前体材在受影响的产品类别中,经核验的材料数据和低碳投入品的价值将随之提高。对整个变压器行业而言,CBAM最主要的影响是推动拟扩围方案涉及的下游产品仅对应中国对欧盟变压器出口中有限的钢材和铝可审计的供应链数据除支持客户采购、产品碳足迹披露和未来监管要求外,也能降低企按照拟议的下游产品核算方法,符合条件的进口商将有较强动力采用经核验的实际排放数据,其他情况下则适用监管默认值和加成。立法时间表和核查规则尚未确定,制从与变压器关联最紧密的材料默认值来看,中国出口面临的压力值得关注。与主要钢铁生产国基准值相比,中国在三类关键材料上均处于偏高水平:取向硅钢二氧化碳当量/吨(仅低于印度尼西亚、印度和土耳),/吨(样本中最高),结构钢部件为6.04吨二氧化碳当量/吨(明显高于多数主要产钢国)。27能源转型背景下中国变压器产业发展研究:产业脱碳、材料创新与国际市场动向25监管默认值是按国家或生产路线设定的偏保守代理值,可能与单个钢厂或具体产品的实际排放存在较大差异。将其与中国行业平均水平比较时,需要统一系统边界、前体材料核算、能源投入和分摊方法。经核验的供应商数据,是出口企业替换通用默认值、这对变压器制造企业具有直接现实意义。取向硅钢构成铁心,结构钢则用于油箱、支架等部件。从炼钢到取向硅钢再到部件加工,建立起经核验的数据链条,有助于提高成品碳足迹的准确性,降低上游前体材料采用偏保守默认值所带来的风险暴露。无法提供经核验实际数据的企业,可能被赋予高于自身实际排放强度的默认值。以取向硅钢为例,本报告采用中国默认值8.09吨二氧化碳当量/吨;按拟议的30%加成计算,为装环节排放的影响相对有限;一旦铝绕组和结构件进入核算边界,也会相应增加成本暴图12变压器关键材料CBAM默认值选取主要钢铁生产国,中国以深色标示;各材料按数值由低到高排序);千伏安区间,单位产品材料用量更大,取向硅钢、结构钢和铝材的碳强度对竞争力的影响更为直接。企业能否有效合规,关键取决于能否以可核验的材料数据支撑成品碳足迹。26测算主要用于检验若干假设的敏感性:政策方案仍可能调整,碳价存在不确定性,实际图13变压器关键材料的CBAM成本估算75千伏安铝绕组变压器;采用中国默认值。假设2026年碳价为75.36欧元/吨二氧化碳,并按年均3%资料来源:欧盟委员会资料来源:欧盟委员会CBAM默认值工因此,中国变压器制造企业有必要加快建立覆盖材料供应链的碳数据追溯能力。取向硅钢应作为优先环节:其碳排放因子较高、材料占比大,且供应商结构相对集中。2025年中国取向硅钢产量为336.3万吨,按产量计,前五家企业为宝钢(宝山和青山基地)、首钢智新、宏旺集团、重庆望变和韩国由浦项供应,欧洲市场则主要由蒂森克虏伯电工钢供应。28供应商集中度较高,使取向硅钢碳数据的获取相对可控。变压器制造企业可优先向数量有限的电工钢供应商提出提供第三方核验排放数据的要求。国际上已有企业先行推种硅钢牌号和变压器型号组合,测算了变压器全生命周期排放。30能源转型背景下中国变压器产业发展研究:产业脱碳、材料创新与国际市场动向27案例江苏华鹏变压器获得碳中和认证并用于当地算力此次认证覆盖产品“从摇篮到大门”阶段的碳排放,包括原材料开采与加工、零部件生产制造全过程。单台物料清单超过100二氧化碳当量排放,最终通过注销125需要指出的是,本批认证的核心并非已大规模采用低碳材料,而在于企业建立起单(BOM)、供应商数据、运输及生产能源的完整产品碳足迹核算体系。尽减排与碳信用抵消完成闭环,但这反映出一个明确趋势:变压器出口欧洲并应用于算项目后,设备制造商正面临产品级碳数据披露与第三方核查要求,供应链碳管理正逐下游企业通过不同的方式直接或间接向市场发出了对低碳材料的实际需求,包括:采购协议。欧洲电网运营商越来越多地将外购钢材、铝TenneT在荷兰和德国运营超过26000公里陆上及海上高压端用户。该公司估算,电缆、架空线路、铁塔、海上平台、变压器和变电站等重大资产的生产、运输与安装排放,占其范围3排放燃料方面开展试点。TenneT德国已在格构式铁塔和变电站中试用低碳钢,TenneT荷兰则在钢板采购中采用可持续性标准。这些实践表明采购方开始关注材料排放,但目前Elia集团提供了另一种做法。该集团通过比利时的Elia以及德国北部和东部的算被货币化,作为高压设备招标的附加评审指标;更成熟的模式则在招标阶段对碳足迹计价,待项目实际数据形成后进行结算,给予财务奖励或扣减。这种安排将碳信息纳入28葡萄牙输电系统运营商REN提供了材料和循环利用方面的另一组实践。其工作包括测试变压器油再生、植物基矿物绝缘油替代品,以及用加氢处理植物油替代化石柴油。付,该设备原材料隐含碳降低18%;待所有设备投入运50%的目标。Google已加入“可持续钢铁买家平台”,与同行共同推动低碳钢的开发与采购。在重新设计的美国数据中心规格中,所采购材料的温室气体足迹,并优先采用低碳材料。目前公开的技术规格主要针对其他建筑材料,变压器铁心尚未作为单独要求出现。不过随着相关项目推进,低碳变压器有能源转型背景下中国变压器产业发展研究:产业脱碳、材料创新与国际市场动向29第四章公共政策与下游需求可将早期试点转化为规模化市场低碳取向电工钢及其他材料的早期应用,已经为降低变压器生产阶段碳排放提供了初步技术证据。下一阶段的关键,不再只是证明“能不能做”,而是如何从单个示范项这需要产业链各方形成更加协调的行动。首先,产品碳表现需要有统一、可信的核算和验证方法;其次,采购机制需要对经核验的低碳表现给予一定商业价值;再次,新材料需要在不同产品、电压等级和运行场景中完成技术验证;最后,成功试点需要逐步公共政策可以在这一过程中降低协调成本和早期应用风险,但其作用不应是预设单一技术路线,而是创造一个能够让不同低碳方案在效率、可靠性、成本和碳表现之间进首先需要解决的是“如何定义和衡量低碳变压器”。行业协会、电网企业、设备制造商和材料供应商可以共同推动形成更加一致的核算方法,包括明确产品碳足迹的系统边界、不同材料排放如何计入、再生材料如何核算、供应商实测数据和默认数据如何使生产阶段材料排放应当与设备运行损耗分开报告。这样既可以客观评价材料脱碳进展,也可以避免在追求较低隐含碳的同时弱化设备能效和可靠性要求。统一方法还有助于区分具体产品改善与笼统的“绿色”“低碳”声明。制造企业如果使用低碳材料,应能够说明相关材料的碳排放数据、核算边界,以及这种材料选择是否影响最终设在此基础上,采购可以成为将碳表现转化为商业价值的关键机制。对中国市场而言,国家电网、南方电网等大型采购方可以在现有技术标准、能效要求和总拥有成评价框架基础上,探索加入经核验的产品碳足迹或关键材料碳表现。技术性能、效率、安全和可靠性仍应作为基本准入条件。在满足这些要求的产品之间,可以通过透明、适取向电工钢可以作为较适合的初期切入点。一方面,其在变压器生产阶段排放中占比较高;另一方面,供应商相对集中,同时又直接关系到空载损耗。因此,采购评价不早期低碳产品还可能面临额外成本,例如更高的材料成本、碳数据核验费用、工程测试成本以及较小生产规模带来的成本差异。对此,可以考虑采用有明确期限的支持机30制,包括示范项目支持、检测认证支持以及绿色金融或转型金融工具,帮助早期产品完但这些支持应当与实际产品性能和可核验减排结果挂钩,并随着技术成熟和采购规模扩大逐步退出。政策目标不应是长期维持所谓“绿色溢价”,而是降低低碳产品进入市场早期阶段所面临的成本和协调障碍,使其最终能够通过正常商业采购实现规模化应目尚不足以说明整个市场已经具备规模化条件。未来的验证重点可以包括配电变压器、可再生能源并网变压器、大型电力变压器、不同地区和运行条件下的设备,以及不同材其中,配电变压器可能较适合作为早期规模化应用场景。其产品设计相对标准化,采购数量较大,更有利于形成统一材料规格、碳数据要求以及批量采购机制。大型电力变压器仍然需要持续开展技术验证,因为其材料用量大、使用寿命长材料试点也不应只集中在取向电工钢。结构钢、铜、铝、天然酯绝缘油以及其他绝缘材料都可以逐步纳入验证范围,但不宜在一个项目中同时追求所有材料的最优减排。每一个试点项目都应尽量形成一套可比较的数据,包括产品碳足迹及其核算边界、供应商实测数据在整体碳足迹中的占比、空载损耗和负载损耗、可靠性和安全性测试结果、与常规产品相比的增量成本,以及预期或实际全生命周期表现。统一的数据结构非常重要。如果不同试点使用完全不同的核算方法和披露口径,即使每个项目都宣称取得完成技术验证之后,更关键的是从“一次性示范”转向“重复采购”。对于已经证明技术性能和碳表现的产品,可以通过多年期框架协议、采购意向或逐步提高低碳材料采购比例等方式,为制造企业和上游供应商提供更加稳定的需求预期。技术试点解决的变压器的生产阶段碳足迹并不是由单一企业决定的。钢铁企业、铜铝供应商、绝缘能源转型背景下中国变压器产业发展研究:产业脱碳、材料创新与国际市场动向31材料企业、变压器制造商以及最终采购方分别控制供应链不同环节,因此可信的低碳产上游材料供应商可以逐步提高产品级碳足迹数据的完整性和可核验性,并在技术条件成熟时增加低碳材料供给。变压器制造企业则需要进一步提升供应商数据覆盖率,并明确产品碳足迹中有多少来自供应商实测数据、有多少仍然依赖行业平均值或数据库因大型电网企业以及其他主要采购方,可以通过更加明确的需求信号帮助市场形成。这类信号可以包括明确的碳表现评价指标、认可的核算与核验方法、实施时间表、多年期采购意向,以及对低碳材料或设备的阶段性采购目标。相比笼统的“绿色供应链”或但是,相关承诺也应保留一定灵活性。目前产品碳足迹方法、低碳材料技术和核验规则都仍在发展,因此不宜过早固定单一的“绿色变压器”定义。更合理的目标是推动统一的报告模板和第三方核验机制,可以减少上下游企业重复填报,并提高不同采购方之间的数据可比性。同时,部分供应商数据涉及商业机密,需要建立合理的信息保密和共享机制。在保护商业敏感信息的前提下,试点项目仍可以公开匿名化或汇总后的本报告的分析表明,单一政策工具很难独立形成低碳变压器市场。统一标准使碳表现能够被比较;碳数据使减排能够被验证;采购机制为低碳表现赋予商业价值;示范项•第一阶段:建立基准。统一产品碳足迹方法,并逐步提高供应商实测数据覆盖•第二阶段:验证技术性能。在不同变压器类型和应用场景中验证低碳材料,同•第三阶段:创造早期需求。在部分大型采购项目中引入适度的碳评价指标,并32•第四阶段:形成重复采购。将技术成熟、性能可靠的试点产品纳入框架采购或•第五阶段:扩大规模并持续优化。将成熟经验扩展至更多电压等级、制造企业这一过程的最终目标,并不是长期建立一个独立的“高价绿色变压器”市场。更理想的结果是,随着数据、技术和采购机制逐步成熟,碳表现成为变压器正常市场竞争中能源转型背景下中国变压器产业发展研究:产业脱碳、材料创新与国际市场动向33第五章变压器案例对能源装备行业的启示本研究建立的分析框架同样适用于其他能源装备行业。例如,风电塔筒、海上风电单桩基础等可再生能源结构件均为钢材密集型装备,已开始出现隐含碳采购、客户数据核验和供应链追溯要求,并可能受到CBAM等国际贸易规则的影响。虽然不同装备产品所面临的政策压力与市场环境各异,但核心分析路径是一致的:即识别材料端的排放热点,区分强制性法规约束与市场化客户信号,并在保障装备系统性能与可靠性的前提大金重工与天顺风能等企业的实践表明,面向出口的龙头装备供应商已开始应对这一趋势。35,36两家公司在拓展海外长期客户的同时,已部署碳排放盘查、绿色供应链采

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