2024년 7월 중국 국가전력망공사의 새로운 에너지 보고서 발표는 조달 부서의 최대 관심을 끌었던 한 가지 주요 수치를 공개했습니다: 이 지역에서 새로운 에너지원으로 생성된 에너지는 2023년에 1.2 조 kWh에 도달했으며, 이는 국가의 거의 모든 가정을 전력 공급할 수 있는 양입니다. 변압기, 개폐기 또는 저장 장치가 필요하다면, 이 수치는 조달 과정에서 고려할 가치가 있습니다. 왜냐하면 태양광 및 풍력 에너지원으로 생산된 매 테라와트시의 에너지는 제조, 테스트 및 배송된 승압 변압기를 의미하기 때문입니다.
이 기사는 1.2 조 kWh의 의미, 중국의 전체 에너지 생성 과정에서의 위치, 풍력 및 태양광 에너지원에 의한 전기 생산의 비율 및 언급된 에너지 양에 대한 활용 비율의 중요성을 다룹니다. 또한, 이 기사는 필요한 장비의 향후 주문, 사양 수정, 가격 및 배송 조건에 대한 정보를 제공합니다.
2023년에는 국가전력망 회랑에서 재생 가능 에너지원(풍력 및 태양광)으로부터의 출력이 1.2 조 kWh에 도달하여 전체의 16.9%를 차지했습니다. 일반적으로 풍력에서 사용된 에너지는 886 TWh, 태양광에서 사용된 에너지는 584 TWh로, 현재 총 1.43 조 kWh에 달하며 전체 에너지 소비의 15.8%를 차지합니다. 효율성 수준은 상당히 좋았으며, 풍력 발전소는 97.3%의 성능을 보였고, 태양광 시설은 98%를 기록했습니다. 설계 장비의 도움으로 공급해야 할 전력량이 계산된 후, 재생 가능한 방법으로 생산된 매 1,000 kW의 에너지를 위해 여러 승압 변압기 및 일부 LV 및 MV 개폐기에 대한 에너지 장비 주문이 이루어질 것임이 분명해질 것입니다.
2 조 kWh 수치가 실제로 포함하는 것
2024년 국가전력망 서비스 새로운 에너지 개발 보고서에 따르면, 1.2 조 kWh 성과는 중국 국가전력망공사의 운영을 기반으로 하며, 약 26개 주와 거의 88%의 전력망을 포함합니다. 2023년 이 지역은 226 GW의 풍력 및 태양광 발전 용량을 추가하여 재생 가능 에너지의 총 설치 용량을 약 870 GW 또는 지역 전체 전력의 37.7%로 끌어올렸습니다. 재생 가능 에너지의 생성량은 1.2 조 kWh에 도달했으며, 이는 에너지 생성 비율에서 약 2.0%의 증가입니다.
국가 차원에서 수치는 그보다 더 큽니다. 국가 에너지 관리국에 따르면, 남부 전력망 운영 지역에서의 풍력 및 태양광 에너지의 총 생성량은 약 1.43 조 kWh에 달했습니다. 이는 NEA에서 발표한 가장 높은 수치로, 청정 에너지가 주류로 이동했음을 강조하는 데 도움이 됩니다.
| 지역 / 범위 | 2023년 새로운 에너지 생성 | 생성 비율 |
|---|---|---|
| 국가전력망 운영 지역 | 2 조 kWh | 16.9% |
| 국가 (모든 전력망) | 43 조 kWh | ~15.8%의 전기 소비 |
| 중국 주거용 소비 (비교) | 35 조 kWh | - |
차이는 조달 문서에서 정확한 정보 측면에서 중요합니다. 1.2 조 kWh는 국가 전력망의 관련 영역을 나타내며, 1.43 조 kWh라는 문구는 국가 풍력 및 태양광 수치를 나타냅니다. 두 숫자는 존재하며 동일한 메시지를 전달합니다. 즉, 그 양이 너무 많아 이를 제공하는 장비 체인이 전 세계 산업 중 전력 변압기의 가장 큰 소비자라는 것입니다.
국가 그림: 숫자로 본 풍력과 태양광
국가 에너지 관리국(NEA)은 중국의 2023년 재생 가능 에너지 모니터링 보고서를 발표했습니다. 이 보고서는 올해 말 산업의 주요 핵심 지표를 공개합니다. 여기에는 1,516 GW의 총 재생 가능 설치 용량이 포함되어 있으며, 이는 25%의 증가를 나타내고, 총 재생 가능 발전량은 2.95 조 kWh로, 이는 총 발전량의 31.8%에 해당합니다. 이 총량에 기여한 다양한 재생 가능 에너지원에는 1.28 조 kWh가 생성된 수력, 886 TWh의 풍력, 584 TWh의 태양광, 198 TWh의 바이오매스 에너지가 포함됩니다.
| 출처 | 2023년 발전 | 총 발전의 비율 |
|---|---|---|
| 모든 재생 가능 에너지 | 95 조 kWh | 31.8% |
| 수력 | 28 조 kWh | 13.8% |
| 풍력 | 886 TWh | 9.5% |
| 태양광 PV | 584 TWh | 6.3% |
| 바이오매스 | 198 TWh | 2.1% |
그 의미는 놀랍습니다. 첫째, 풍력 및 태양광 발전소의 결합 출력이 수십 년 동안 중국의 주요 청정 에너지원인 수력 발전량을 초과했습니다. 둘째, 1.43 조 kWh의 결합 발전량으로 인해 전체 소비에서의 비율은 현재 약 15.8%로, 세계 평균 수치인 13%와 비교됩니다. 따라서, 10년이 채 되지 않는 시간 안에 중국은 청정 에너지에 대한 글로벌 트렌드에서 뒤처진 상태에서 리더 중 하나로 변화했습니다.
풍력 대 태양광: 출력의 출처
풍력 에너지에서 생산된 전력량은 886 TWh로 16.2% 증가했으며, 태양광 에너지는 36.7% 증가하여 584 TWh에 달했습니다. 이러한 발전 속도는 태양광 발전소 건설이 더 적은 시간과 비용으로 이루어지며, 건물의 지붕에 설치할 수 있는 태양광 패널을 포함하기 때문입니다.
| 기술 | 설치된 (2023년 말) | 성장 | 2023년 발전 | 성장 |
|---|---|---|---|---|
| 풍력 | 441 GW | +20.7% | 886 TWh | +16.2% |
| 태양광 PV | 610 GW | +55.5% | 584 TWh | +36.7% |
풍력과 태양광의 분포는 지정할 변압기의 선택을 결정합니다. 해상 풍력 발전소를 포함한 풍력 발전소는 일반적으로 전압을 상승시키기 위해 더 큰 변압기를 필요로 하며, 35 kV/110 kV 또는 220 kV 전압 클래스에서 30-400 MVA의 일반적인 정격을 요구하며, 단락 저항 및 부식 방지 기능이 필요합니다. 반면, 분산형 태양광 및 대규모 PV 설치는 일반적으로 10/0.4 kV 또는 35/0.69 kV 전압 클래스에서 1,000-2,500 kVA로 정격된 패드 또는 스키드 장착 장치를 사용하며, 인버터가 LV 측에 전력을 공급하는 데 사용됩니다. 궁극적으로, 구매자의 입장이 변압기 사양자가 필요한 사양을 결론짓는 데 도움을 줍니다.
활용률: 97.3% 및 98.0%
원시 수치는 전체 그림을 그리지 못할 수 있지만, 활용률은 그리드가 생산된 것을 흡수할 수 있는지를 알려줍니다. 2023년 중국에서 평균 풍력 활용률은 97.3%로 0.5 포인트 상승했으며, 태양광은 0.3 포인트 소폭 하락하여 98.0%에 도달했습니다. 이 두 가지 지표는 국제적으로 높은 수준에 있지만, 태양광 활용의 소폭 감소는 태양광 발전 용량이 그리드의 연결 및 운반 능력을 초과하고 있음을 나타냅니다.
위의 제약은 중국에서 장비에 대한 대화를 유연성으로 전환하게 만들었습니다: 배터리 저장 시스템, 양수 저장(2023년 51 GW에 도달), 그리고 동적 변압기 탭 제어. 변압기가 정오 태양광 발전 수요가 없는 지역의 태양광 발전소에서 작동할 때, 변압기는 더 넓은 탭 범위를 가져야 하며, OLTC를 더 자주 작동하고 부분 부하에서 허용 가능한 손실 값에 머물러야 합니다. 이는 변압기가 용량의 20-40%만 작동할 수 있음을 의미합니다.
2 조 kWh가 그리드에 미치는 영향
총 1.2 조 kWh의 변동 생성이 통합된 것은 우연이 아닙니다. 국가 전력망은 19개의 AC 및 16개의 DC UHV 라인을 설립하거나 업그레이드하였고, 94 GW의 양수 저장을 운영하거나 개발 중이며, 국가의 연결 응용 프로그램을 관리하기 위해 “신재생 에너지 클라우드 플랫폼”을 시작했습니다. 여기서의 결과는 분배 및 하위 전송 네트워크가 전례 없는 규모로 재구성된 것입니다. 이는 2023년 그리드가 투자한 55%의 투자를 유치한 동일한 110 kV 및 하위 그리드 네트워크입니다.
변압기 산업이 직면한 실질적인 문제 측면에서, 이는 재생 가능 발전소가 짧은 길이의 피더를 통해 연결되어 변압기가 연결 지점에서 매우 높은 고장 전류 노출을 받게 됨을 의미합니다. 또한, 이 연결 지점에 설치된 변압기는 스위칭 작업으로 인한 전력 서지, 인버터 작업에서 발생하는 고조파 성분, 그리고 기존 분배 변압기에서는 특징적이지 않은 일일 열 변화에 노출됩니다. 결과적으로, 기업들은 단락 내성을 증가시킨 재생 가능 용도의 변압기를 찾고 있습니다.
변압기 및 스위치기어 수요 엔진
풍력 또는 태양광 원천에서 생산된 매 기가와트는 설치되는 장치의 크기에 따라 약 2-3개의 변압기를 필요로 하며, 수집 시스템 보호를 위한 특정 LV 스위치기어 및 MV 스위치기어도 필요합니다. 2023년에 추가된 새로운 풍력 및 태양광 용량인 243 GW에 이 규칙을 적용하면, 단 1년 동안 재생 가능 에너지 시스템의 연결을 위해 60,000-80,000개의 변압기를 구매해야 하며, 이는 그리드의 정기적인 교체 및 업그레이드 프로그램을 초과하는 수치입니다.
| 응용 | 전형적인 정격 | 가격 지표 (FOB 중국) | 리드 타임 |
|---|---|---|---|
| 분산형 태양광 인버터 변압기 | 100-315 kVA | $2,500-$8,000 | 8-10 주 |
| 유틸리티 PV / 소형 풍력 승압 | 500-1,000 kVA | $9,000-$20,000 | 8-12주 |
| 재생 가능 농장 수집 장치 | 1,500-2,500 kVA | $20,000-$45,000 | 10-16주 |
| 해상 풍력 변압기 | 30-100 MVA | $250,000-$1,500,000 | 6-12개월 |
비용은 사양, 브랜드 및 지리적 지역에 따라 다릅니다. 해상 모델은 부식 및 테스트 비용이 높습니다. 그러나 이 추세는 분명해졌습니다: 재생 가능 건설 붐이 대부분의 제조 용량을 차지했으며, 4-6주 이내에 배송되던 일반 배전 변압기는 이제 8-16주가 걸릴 수 있습니다.
2024년 이후: 성장 방향
이 패턴은 2024년까지 계속되었으며, 풍력의 설치 용량은 약 510 GW에 도달하고 태양광의 용량은 약 840 GW에 도달했습니다. 2024년 말까지 활용률은 약 95%였습니다. 2024년 1월부터 7월 사이에 1,055 TWh의 총 풍력 및 태양광 발전이 단 7개월 만에 달성되었으며(총 발전량 약 20%), 이는 해당 기간의 제3섹터의 총 전력 소비량보다 이미 높았습니다.
따라서 새로운 장비에 대한 현실적인 수요 예측은 소비 증가를 제안하지 않으며, 오히려 장비의 안정적인 판매를 나타냅니다. NEA와 CEC 모두 14차 5개년 계획(2021-2025) 동안 연간 200 GW 이상에 이를 것으로 예상되며, 15차 기간도 비슷할 것으로 보입니다. 따라서 기업들은 녹색 변압기를 우발적인 제품이 아닌 안정적인 제품 라인으로 고려해야 합니다.
구매자가 구축에 어떻게 대응해야 하는지
재생 가능 에너지를 위해 변압기를 구매하거나 네트워크를 확장할 계획이라면 다음과 같은 몇 가지 실용적인 단계가 있습니다:
- 주문을 미리 하고 표준화된 설계를 사용하십시오. 1,000-2,500 kVA 범위의 표준 설계가 가장 짧은 리드 타임(8-16주)을 가집니다. 맞춤형 커넥터, 특수 임피던스 값 또는 비표준 전압 수준을 사용하는 경우 리드 타임이 상당히 증가할 수 있으며, 구매한 변압기의 비용이 약 10-25% 더 높아질 수 있습니다.
- 부분 부하 사양을 요청하십시오. 사양에 따라 변압기의 실제 작동 부하 수준에 따라 무부하 손실 및 부하 손실을 표시해야 합니다(이는 100% 대신 20-40%일 수 있습니다).
- 양방향 및 고조파 작동을 고려하십시오. 변압기를 저장 장치나 높은 비율의 태양광과 연결하는 경우, 일반 변압기보다 더 높은 단락 강도와 더 넓은 OLTC 범위에 대한 요구 사항을 포함해야 합니다.
- 구리 및 강철 비용을 고정하십시오. 이 재료들은 변압기 가격의 40-60%를 차지합니다. 공급업체에게 제품 계약에 가격 지수를 포함하도록 요청해야 합니다.
- 공급되는 변압기의 인증을 확인하십시오. 공급업체는 다른 공급업체의 입찰 내용을 알기 전에 IEC 60076 결과 및 공장 수용 테스트 절차를 제공해야 합니다.
재생 가능 구축을 위한 제조업체
이 분야에 있는 공급업체들은 잘 확립된 카테고리에 잘 맞아떨어집니다. Siemens Energy, Hitachi Energy, ABB와 같은 잘 알려진 회사들은 엔지니어링 능력과 제품에 가치를 더하는 서비스 시스템 덕분에 해상 풍력 터빈 및 고전압 변압기 시장을 선도하고 있습니다. Schneider Electric은 재생 가능 에너지 분야에서 저전압/고전압 변압기 및 디지털 제어 시스템을 담당하고 있습니다. 중국 회사인 TBEA, Baoding Tianwei, China XD Group는 경쟁력 있는 가격으로 국내 및 국제 시장에 많은 제품을 제공합니다.
| 제조업체 | 포지셔닝 | 재생 가능 관련 제품 |
|---|---|---|
| 지멘스 에너지 | 프리미엄 | 대형 전력 변압기, 해상 플랫폼 |
| 히타치 에너지 | 프리미엄 | 그리드 상호 연결, HVDC, 대형 승압 |
| ABB | 프리미엄 | 배전 승압, LV/MV 스위치기어 |
| 슈나이더 일렉트릭 | 중급 | LV 스위치기어, 디지털 모니터링 |
| TBEA / 보딩 티안웨이 / XD 그룹 | 볼륨 | 1,000 kV 클래스에 대한 배전 |
| 장쑤 수비안 전력 | 경쟁력 있는 | IEC 60076 인증 배전 및 중전력 변압기 |
경쟁력 있는 가격으로 인증된 장비를 찾는 구매자에게, 글로벌 티어 엔지니어링에 소요되는 시간 없이 중국 중간 세그먼트를 대표하는 Jiangsu Subian Electric Power는 IEC 60076 인증을 보유하고 있으며, 아시아, 아프리카, 중동 및 라틴 아메리카의 재생 에너지 및 인프라 프로젝트에 오일 침지형 및 건식 배전 변압기를 배송하고 있습니다. 리드 타임은 8주에서 16주 사이이며 테스트 문서도 포함됩니다.
자주 묻는 질문
제목의 “1.2 조 kWh”는 무엇을 의미합니까?
2023년 국가 전력망의 운영 지역에서의 새로운 에너지(풍력 및 태양광) 출력은 해당 지역의 총 출력의 16.9%를 차지합니다. 전체 국가의 출력과 관련하여, 2023년 풍력 및 태양광 에너지의 혼합으로 생산된 에너지는 1.43 조 kWh에 달했습니다. 관련 수치는 정확합니다: 전자의 경우, 이는 국가 전력망 보고서에서 나온 것이며, 후자의 수치는 국가 에너지 관리국에서 인용된 것입니다.
현재 중국의 전력은 얼마나 많은 비율이 풍력 및 태양광에서 나옵니까?
2023년 소비된 전력의 총량은 1.43 조 kWh로, 이는 풍력 및 태양광 에너지 원에서 나온 것으로, 총 소비량의 약 15.8%를 차지합니다. 풍력 발전의 비율은 9.5%이고 태양광 발전은 총 소비된 전력의 6.3%를 차지했습니다. 활용률은 풍력이 97.3%, 태양광이 98%로 매우 높은 수준을 유지했으며, 태양광의 제한은 약간 증가했습니다.
태양광 또는 풍력 농장에는 어떤 변압기가 필요합니까?
일반적으로 인버터 또는 터빈이 생산하는 용량 1-10 메가와트(MW)마다 단일 승압 변압기가 사용됩니다. 분산형 태양광 기술은 100에서 315킬로볼트암페어(kVA) 사이의 용량을 가진 저전압(LV) 변압기를 사용합니다; 유틸리티 태양광 PV 시스템과 소형 풍력 시스템은 500 kVA에서 2,500 kVA 사이의 용량을 가진 변압기가 필요하며, 대형 풍력 발전소는 35/110킬로볼트(kV) 및 220 kV의 전압에 대해 30 MVA에서 100 MVA 사이의 집합 변압기를 사용합니다. 해상 터빈은 부식 및 테스트와 관련된 추가 비용과 긴 납기 시간을 초래합니다.
재생 가능 에너지 구축이 변압기 가격과 납기 시간에 어떤 영향을 미쳤습니까?
제조 용량이 제한적입니다. 100 kVA 배급 변압기의 가격은 현재 중국 FOB 기준으로 $2,500에서 $5,000 사이이며, 2,000 kVA 재생 가능 승압 장치의 가격은 $20,000-$45,000 사이입니다. 표준 설계의 납기 시간은 현재 8-16주로 연장되었습니다. 이전에는 증가 전 4-6주였습니다. 그리드에 연결하기 위한 대형 전력 변압기는 6-12개월의 더 긴 납기 시간을 가집니다.
태양광 발전소에 전력을 공급하는 변압기에 대해 무엇을 명시해야 합니까?
강화된 단락 저항, 실제 부하(일반적으로 하루 20-40%)를 고려한 비용 값, 다양한 흐름에 따라 전압이 변할 수 있는 더 큰 OLTC 탭 범위, 인버터를 고려한 적절한 고조파 내용. 그러나 저장 장치가 연결된 경우, 사양을 위해 양방향 전력 흐름을 준비하십시오.
참고 문헌
- 국가 에너지 관리국(NEA) – 2023년 국가 재생 가능 에너지 개발 모니터링 및 평가 보고서의 발행자, 국가 풍력-태양광 발전 수치의 출처.
- 중국 전기 협회(CEC) – 이 기사에서 인용된 설치 용량, 발전 믹스 및 그리드 투자 통계의 출처.
- IEA 재생 가능 에너지 2023 – 중국의 글로벌 추가분에 대한 비율을 포함한 태양광 및 풍력 구축에 대한 국제 분석.
- IEA: 중국 국가 프로필 – 중국의 재생 가능 목표 및 그리드 통합 문제에 대한 맥락.
- IEC 60076-1: 전력 변압기 – 일반 – 재생 가능 발전소에 전력을 공급하는 변압기의 유형 시험 및 성능 보증을 규정하는 표준.
- IEC 60296: 광물 절연유 – 열 사이클링 하에서 작동하는 재생 가능 용도의 변압기에 관련된 유질 표준.
- 장쑤 수비안 전력 – 재생 가능 및 인프라 프로젝트를 위한 배전 및 중전력 변압기의 IEC 60076 인증 제조업체.
결론
최근 보고서에 따르면 중국의 신재생 에너지 개발이 국가 전력망 지역 내에서 총 1.2 조 kWh, 전국적으로 1.43 조 kWh에 도달한 것은 우연이 아닙니다. 이는 변압기와 스위치기어에 대한 지속적인 구조적 필요성을 가장 분명하게 전달하는 메시지입니다. 각 기가와트의 태양광 및 풍력 에너지는 승인된 변압기 기술의 존재를 의미합니다. 또한 매년 200 GW 이상이 추가되어 계획 기간 동안 변압기에 대한 수요를 거의 항상 높게 유지할 수 있습니다.
구매자의 계획은 데이터에 기반합니다: 표준 공식 작성, 사전 주문, 부분 작업 모드에서의 손실 수량 요구, IEC 60076 인증 확인. 재생 가능 에너지 응용을 위한 배전 또는 중전력 변압기가 필요하다면, 평균 리드 타임이 8-16주인 IEC 60076 인증 제품을 제공하는 장쑤 수비안 전력에 문의할 수 있습니다.