森百奥：2026能源转型背景下的中国变压器产业：产业脱碳、材料创新与国际市场动向研究报告

全球需求扩张推动变压器产业进入长周期景气阶段

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。当前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。

在存量替换方面，海外电网老旧化催生大规模刚性需求。全球在运变压器平均服役年限已达40年左右，欧美等发达经济体的电网主干多构建于20世纪60至70年代，相当一部分关键输电设备正集中进入设计寿命尾期。美国国家可再生能源实验室（NREL）详细建模显示，美国配电变压器保有量约6000万至8000万台，其中超55%运行年限超33年，而输电线路和电力变压器中70%的使用年限已超过25年。绝缘材料长期老化大幅增加了电气故障、短路及火灾风险。

在国内市场，能效监管政策正在显著提升设备替换节奏。强制性国家标准《电力变压器能效限定值及能效等级》（GB 20052—2024）正式实施，将S13（三级）设定为准入门槛，要求淘汰S11及以下低能效等级产品。四部门发布的《节能装备高质量发展实施方案（2026—2028年）》进一步提出，到2028年新增变压器容量达到节能标准的比例须超过75%。“十五五”期间，国家电网计划固定资产投资预计达4万亿元，较“十四五”时期增长40%，特高压骨干网架延伸、省级主网加密及配电网智能化改造将形成强劲采购拉动。

此外，AI数据中心正成为拉动变压器需求的强劲引擎。2025年全球数据中心用电需求增长17%，增速远超全球约3%的用电平均增速。数据中心建设规模已从过去的数十兆瓦迈向数百兆瓦乃至吉瓦级，其并网电压等级也由传统的10千伏左右提升至132千伏及以上。

中国变压器产业的制造优势与出口格局

中国是全球变压器制造业的核心枢纽。2025年，中国变压器产业产值突破3000亿元，产量约占全球总产量的一半以上。目前接入国内电网的变压器累计在网容量约为160亿千伏安。中国已构建起涵盖10千伏配电变压器、1000千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。

在全球竞争格局中，中国企业依托庞大的电网建设规模和特大型工程交付经验，在特高压及换流变压器领域具备显著竞争优势，并正向亚洲、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细分市场保持较强话语权。市场份额正呈现再分配特征，中国企业由本土规模化供给向全球深度参与跨越。

出口端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%，2026年1—7月累计出口426.3亿元，同比增长26%，出口均价同步上行，呈现“量价齐升”态势。这一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30%，配电变压器缺口约10%。标准电力变压器平均供货周期约128周，大型数据中心配套升压变压器已突破160周。相较之下，中国厂商交付周期仅10-12个月，形成明显的交付优势。

从出口目的地看，亚洲市场仍占中国变压器出口量的一半左右；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同比增长42.2%，成为增速最快的主要出口目的地；北美市场虽面临明显供需缺口，但网络安全审查及本土化要求限制了中国供应商的直接进入；非洲市场随着电力普及率提升，对标准配电变压器的长期刚性需求正逐步释放。

材料选择决定碳足迹与生产阶段减排路径

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。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。油浸式变压器广泛应用于户外变电站、输配电网等需要大容量与强散热能力的高负荷场景；干式变压器则契合对防火安全、室内紧凑安装要求较高的场景，如高层建筑、数据中心等。两类产品的铁心材料都直接关系到空载损耗，但在绝缘系统、冷却介质上的材料选择差异，决定了各自供应链脱碳的不同侧重点。

生命周期碳排放研究表明，金属材料是变压器构成的核心主体，占样本总质量的66%—76%。在具体原材料重量分布上，钢材约占原材料总重量的50%，构成设备最主要的质量来源；变压器油约占总重量的20%以上；铜绕组平均重量占比约12.7%。结合物料质量及其对应的碳排放因子分析，钢材的碳排放占比达50%至68%，是变压器生产阶段排放量最大的核心物料。变压器油贡献了20%至30%的隐含碳排放，两者共同构成了绝大多数型号制造端排放的70%以上。铜与铝等导体的碳排放占比通常在8%至15%之间。

在评估变压器全生命周期碳排放时，必须区分生产阶段隐含碳与运行阶段损耗。对于大型高压输电变压器而言，运行阶段的碳排放往往占其全生命周期总排放的90%以上。运行损耗主要由取决于铁心材料磁性能的空载损耗，以及取决于绕组导体电阻的负载损耗构成。提高运行能效长期以来是行业重点，中国现行的总拥有成本（TOC）评价方法通过将初始购置价格、空载损耗及负载损耗进行资本化折算，统筹评估综合能效经济收益。

然而，隐含碳的战略重要性正呈现趋势性上升。随着全球电网侧绿电比例的持续提升，变压器运行阶段消耗单位电量对应的碳排放将不断下降，设备制造阶段固化的隐含碳在全生命周期排放中的相对占比将显著提高。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，设备运行能效与材料隐含碳必须同步推进。

分材料推进低碳替代与技术创新

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，优先集中于排放占比最大且具备相对成熟低碳替代路径的关键材料。

取向硅钢（GOES）是变压器最关键的投入品之一，也是钢铁行业中最具技术难度的脱碳对象之一。传统生产采用“高炉—转炉”长流程，制造流程长、热处理次数多，热能消耗构成主要碳排放来源。在冶炼端提升优质废钢使用比例是削减隐含碳的直接手段，但变压器级取向硅钢对化学成分纯净度、晶体织构定向形成有苛刻要求，废钢中残余铜污染会干扰晶体取向生长，电弧炉熔炼吸收的氮气会阻碍晶粒正常长大并导致铁损升高。短期内减排空间主要来自引入高比例可再生电力、高效熔炼退火设备及余热回收；中长期若配合高比例绿电供应，推进高废钢比乃至全废钢电炉冶炼路线，将带来更显著的减排空间。商业案例表明，蒂森克虏伯研发的低碳取向硅钢二氧化碳排放强度比传统产品低50%；宝钢BeyondECO电工钢产品制造排放可降低30%以上；太钢通过全废钢短流程路线开发的高牌号取向硅钢每吨排放降低76%。

绝缘系统的绿色转型同样关键。几乎所有大型电力变压器均采用油浸式设计，传统矿物绝缘油源自化石能源提炼。以植物油为原料的天然酯绝缘油在防火安全和生物降解性方面具有潜在优势，部分研究显示其全生命周期碳足迹低于传统矿物油。但天然酯绝缘油主要依赖大豆、菜籽等植物种子油，上游农业生产过程是温室气体排放的重要来源。对天然酯的碳核算必须向上延伸至农业原料种植、土地利用变化及全供应链可追溯性评估，严格防范毁林风险，并确保木质绝缘材料通过国际认可的森林可持续经营认证。

在绕组材料方面，低碳铜及再生铜的应用具有极高的战略意义。铜作为绕组核心材料，承担电磁感应与电能传输功能。推广再生铜能够有效降低对原生铜矿开采的依赖，但必须提供部件级的产品碳足迹报告、再生铜含量可追溯凭证，以及在电导率、机械强度等维度完全满足高压电力装备要求的工程验证数据。

政策框架、贸易规则与下游采购的市场化驱动

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。《节能装备高质量发展实施方案（2026—2028年）》明确提出推广绿色低碳设计理念，攻关高磁感超低损耗低噪声取向硅钢片等关键材料。国务院国资委发布的《中央企业绿色低碳供应链建设指引（试行）》提出将生命周期评价、绿色采购及供应链碳管理纳入要求。中国电力企业联合会已发布首批变压器等产品碳足迹量化标准，填补方法学空白。

尽管整体政策方向明确，但在招投标与采购环节中，针对材料“隐含碳”的权重设置依然有限。电网公司与大型央企尚未建立起统一且具约束力的碳足迹权重指标，设备运行能效拥有强制性准入阈值和成熟的TOC评价工具，而材料隐含碳尚未形成稳定评价机制。要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。

在国际市场，欧盟碳边境调节机制（CBAM）已于2026年进入缴费和正式履约阶段，当前规则尚未覆盖成品变压器，但内部集成了大量已纳入CBAM范围的前体材料。2025年12月，欧盟委员会提出下游产品扩围提案，计划自2028年起扩展至约180种钢铝密集型下游产品，涉及额定容量不超过1千伏安的干式变压器及16至500千伏安之间的干式变压器。该扩围名单中的变压器约占中国对欧盟变压器出口金额的21.7%，按重量计占9.9%。虽然直接影响有限，但CBAM释放了明确的监管信号，促使出口企业提升碳数据准备能力。按照拟议核算方法，中国在三类关键材料默认值上处于偏高水平：取向硅钢为8.09吨二氧化碳当量/吨，铝线为4.88吨二氧化碳当量/吨，结构钢部件为6.04吨二氧化碳当量/吨。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及加成。

下游企业的采购行为正在创造市场化需求。欧洲电网运营商越来越多地将外购钢材、铝材和铜材纳入范围3排放管理。TenneT估算重大资产的生产与安装排放占其范围3排放的74%以上，并已在低碳钢和混凝土等方面开展试点。Elia集团在高压设备招标中采用每吨二氧化碳当量200欧元的内部碳价，将碳信息纳入商业决策。日立能源与TenneT的合作协议约定变压器使用低碳铜导体，首台设备原材料隐含碳降低18%。数据中心企业同样在加强建筑材料碳足迹管理，科技巨头的供应链脱碳诉求正向变压器上游传导。

从早期试点走向规模化市场的转型路径

低碳取向电工钢及其他材料的早期应用已提供了初步技术证据。下一阶段的重点在于将技术可行性与市场需求有效衔接，使早期试点转化为可重复、可比较、可规模化的市场应用。

首先，需建立统一的碳表现口径并在采购中体现其价值。行业协会、电网企业与制造商应共同推动形成一致的核算方法，明确系统边界、再生材料核算方式及第三方核验规则。生产阶段材料排放应与设备运行损耗分开报告，避免弱化设备能效要求。取向电工钢可作为初期切入点，采购评价应同时考察材料碳排放、磁性能和设备空载损耗。对于早期低碳产品面临的额外成本，可采用有明确期限的示范项目支持或绿色金融工具，帮助完成市场验证后逐步退出。

其次，需将试点扩大到不同产品、电压等级和应用场景。配电变压器产品设计相对标准化、采购数量大，较适合作为早期规模化应用场景；大型电力变压器因材料用量大、安全性要求高，仍需持续开展技术验证。材料试点也应逐步纳入结构钢、铜、铝及天然酯绝缘油。每个试点项目应形成包含产品碳足迹、空载损耗、增量成本及全生命周期表现的可比较数据结构。

最后，需建立基于真实需求和可信数据的产业链承诺。上游材料供应商应提高产品级碳足迹数据的完整性，制造企业需提升供应商实测数据覆盖率，大型采购方则通过明确的碳评价指标、实施时间表及多年期采购意向提供需求信号。一个可能的市场形成路径包括：建立基准并统一核算方法、在不同场景中验证技术性能、在采购项目中引入碳评价指标创造早期需求、将成熟产品纳入框架采购形成重复订单、最终扩大规模使碳表现成为常规竞争维度。

变压器产业的低碳转型不仅是一个单独的设备行业案例，更反映了能源转型进入深水区后的普遍议题：如何让支撑清洁能源转型的工业体系本身实现低碳化。中国拥有规模大、产业链完整的能源装备制造体系，将规模化供给能力与设备能效提升、材料碳排放降低结合起来，是构建能够支撑全球电气化需求、兼顾高能效与更低隐含碳的装备制造体系的关键所在。