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HVDC 换流站市场规模、份额和行业分析,按类型(单极、双极、背靠背和多端子)、按技术(线路换向换流器和电压源换流器)、按额定功率(低功率) (1000 MW 以下)和高功率(1000 MW 以上))以及区域预测,2024-2032 年

最近更新时间: November 08, 2024 | 格式: PDF | 报告编号: FBI101368

 

主要市场洞察

2023年,全球高压直流换流站市场规模为128.2亿美元。预计该市场将从2024年的136.8亿美元增长到2032年的304.1亿美元,预测期内复合年增长率为10.50%。< /p>

高压直流换流站对于将风能和太阳能等可再生能源并入电网至关重要。它们能够实现长距离高效电力传输,将偏远的可再生能源发电站连接到城市中心和工业区。该市场主要由对最小损耗的长距离输电需求的不断增长以及可再生能源并入现有电网的需求推动。

许多国家正在投资升级电网,以提高效率、可靠性和灵活性。高压直流技术通过实现不同区域之间的异步互连、提高电网稳定性和弹性,在电网现代化中发挥着至关重要的作用。例如,2023年10月,美国能源部向明尼苏达电力公司拨款5000万美元,用于改造其高压直流输电系统。因此,它已准备好满足未来的能源需求,同时增强区域电网的弹性和可靠性。

COVID-19 大流行造成的经济衰退导致公用事业公司对新高压直流输电线路项目的投资延迟或推迟。例如,沙特阿拉伯-埃及输电线项目就因 COVID-19 大流行而受阻。受疫情影响,埃及与沙特阿拉伯的电力互联项目被推迟。埃及输电公司将输电线项目的投标接收推迟了长达60天。所有合同均计划在2020年5月下旬之前签署。此类项目直接影响了市场增长。

高压直流换流站市场趋势

可再生能源扩张推动市场增长

风能和太阳能等可再生能源通常需要从资源潜力较高的偏远地区长距离传输到电力需求较高的城市中心或工业区。与传统交流电输电线路相比,高压直流换流站非常适合长距离传输电力,且损耗最小。随着可再生能源容量的增加,对高压直流输电基础设施有效传输电力的需求也在增加。

高压直流换流站在跨地区或国家的可再生能源资源互联方面发挥着至关重要的作用。通过连接地理上分散的可再生能源项目,高压直流输电系统可以更好地利用可再生资源,并有助于平衡由于天气变化等因素造成的发电波动。可再生资源的互连还提高了电网的稳定性和可靠性。总体而言,可再生能源的扩张预计将继续推动高压直流换流站市场的增长,增加对输电基础设施的投资,以促进可再生资源并入电网,并支持向更可持续的能源未来过渡。例如,2023 年 1 月 25 日,Invenergy 选择西门子 HVDC 技术用于美国最大的风电传输项目。该协议推动了耗资 70 亿美元、5GW 的粮带快线第一阶段的建设,该项目将从风力资源丰富的堪萨斯州向密苏里州输送清洁电力。它将支持位于美国门罗福特县的高压直流换流站的最终集成设计

高压直流换流站技术进步推动市场发展

基于 VSC 的高压直流换流站比传统的线路换向换流站 (LCC) 具有多种优势,包括更好的可控性、更低的谐波失真以及连接到弱交流系统的能力。 VSC 技术的进步提高了效率、可靠性和性能,推动了高压直流输电系统的采用。 MMC 技术因其处理更高电压和电流、提高容错能力以及减少谐波失真的能力而在 HVDC 换流站中获得了突出地位。基于 MMC 的 HVDC 系统可增强电网稳定性、提高电力传输能力和更平滑的电压控制,推动市场增长,特别是高压应用。     

先进的数字控制和监测系统在优化高压直流换流站的运行和性能方面发挥着至关重要的作用。控制算法、实时监控和预测性维护方面的创新使运营商能够提高电网稳定性、最大限度地提高效率并最大限度地减少停机时间。数字化还促进高压直流输电系统与可再生能源和智能电网技术的集成,推动市场增长。

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高压直流换流站市场增长因素

长距离电力传输的高压直流输电需求不断增长正在推动市场增长

高压直流输电的一大优势是长距离电力传输的效率。如果传输线路线长于盈亏平衡距离,直流电是更好的选择,因为对于大容量电力传输,交流线路比直流线路具有更多的线路损耗。

此外,与传统的交流 (A.C.) 线路相比,高压直流输电具有重大优势,包括长距离效率更高、远距离成本更低以及连接异步系统的能力。此外,高压直流电在传输线上的能量损耗较少的主要因素之一是,高压交流电比直流电具有更多的“电容”损耗,特别是当导体更靠近地面时。因此,直流电本质上比交流电的传输效率更高,尤其是在水下和地下。

到目前为止,许多顶级供应商正在部署 HVDC 换流站以改善输电线路供电。例如,2023 年 3 月 29 日,西门子能源与达涅利集团旗下 FATA 组成财团,从意大利输电系统运营商 (TSO) 获得了一份价值约 10.7 亿美元的合同) Terna 将为意大利第勒尼安链路项目提供四个换流站。

该项目旨在通过一条 970 公里长的双水下高压 (H.V.) 电缆在西西里岛和撒丁岛与意大利大陆之间传输电力。西门子能源将为该电力链路提供高压直流(HVDC)传输技术,每次互连可交换高达1GW的容量。

Rising Cross-border 传输项目正在推动市场增长

近年来,由于多个经济体对发电的需求,高压直流输电的实施有所增加。许多国家正在相互战略合作,以寻求更好的未来机会。促进邻国之间电力进出口的大型项目正在蓬勃发展。这种做法已经沿用了几十年。例如,南亚区域合作联盟(SAARC)各共和国于2014年签署了《南亚区域合作联盟能源合作(电力)框架协议》,允许成员国在遵守法律、规则、以及各成员国的规定。

近年来,这一点在一些国家得到了大力实施,推动了市场的增长。这还带来了一些好处,例如通过资源共享增强能源安全,以及通过连接不同能源提高电网稳定性。西北欧贸易是增加跨border传​​输降低整个系统成本和二氧化碳排放的模式之一,北方清洁能源生产商从中受益。

此外,最近,2023年,全球技术领导者日立能源宣布获得法国-西班牙电力互连公司的订单,该公司是西班牙法国电力公司(RTE)和(Red Eléctrica)电力运营商的合资企业传输网络,负责两国之间所有跨border 连接的建设和调试,为四个高压直流 (HVDC) 换流站提供服务,通过横跨比斯开湾的海底电缆将法国和西班牙互连起来。

限制因素

高昂的初始投资成本和严格的监管行为限制了市场增长

高压直流换流站是由于整个系统的部署而需要较高初始成本的技术之一。 HVDC 系统包括长期运行所需的多种工具和设备。换流器单元、换流阀、换流变压器、滤波器等设备都是成本高昂的工具。它提高了整个高压直流站换流器项目的初始成本。

例如,根据美国能源信息管理局的数据,高压直流输电系统的成本取决于多种因素,例如 type 传输介质(陆基或海底)、传输的电力容量、地役权的获得线路(ROW)、环境考虑以及换流站和相关设备的成本。根据对最近提案和相关监管文件(2017 年)的审查,高压直流输电项目的成本在每英里 117 万美元至 862 万美元之间。此外,高压直流输电应用的最大挑战之一是政府监管问题。总体而言,由于项目独特、监管滞后、材料成本波动等原因,高压直流输电的共同定价很难受到限制。

高压直流换流站市场细分分析

根据 type 分析

长距离电力传输推动了双极转换器的采用

根据type,将市场细分为单极、双极、背靠背和多端子。

双极细分市场主导市场。许多地区正在进行电网现代化工作,以提高可再生能源的效率、可靠性和整合。高压直流输电系统(包括双极转换器)通常用于促进长距离电力传输,与传统交流系统相比,损耗更低。双极高压直流转换器能够实现可能具有不同频率或相位的异步交流电网的互连。互连电网可以更好地利用资源、提高电网稳定性并增强抗干扰能力。

背靠背细分市场是市场第二领先的细分市场。由于多个项目正在部署 B-to-B HVDC 换流站,预计它将在未来几年占据主导地位。例如,ABB 获得了日本中部电力公司的订单。 ABB 将提供其系统工程、称为 HVDC Light 的 VSC 技术以及采用 ABBbility MACH 控制和保护系统的数字解决方案。两个新的背靠背区块各容量为 300MW,将在现有场地上与现有高压直流输电背靠背建设。

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按技术分析

线路换向转换器凭借其可靠性和性能在 HVDC 系统中占据主导地位< /p>

根据技术,市场分为线换向转换器和电压源转换器。

线路换向转换器 (LCC) 在市场上占据主导地位,因为它已广泛应用于 HVDC 系统数十年,并且在可靠性和性能方面拥有良好的记录。由于其既定的可靠性,公用事业和电网运营商可能更喜欢 LCC 技术,特别是对于大型长距离输电项目。总体而言,基于 LCC 的换流站在 HVDC 市场中的采用越来越多,这是由于其经过验证的可靠性、高电压容量、成本效益、电网稳定性优势以及与现有基础设施的兼容性。

电压源转换器细分市场是市场第二大细分市场。与线路换向变流器 (LCC) 系统相比,基于 VSC 的 HVDC 系统可提供增强的可控性。 VSC 可以独立控制有功功率和无功功率,从而更好地动态响应电网状况、电压波动和频率变化。这种增强的可控性对于整合可再生能源和提高电网稳定性特别有利。

按功率等级分析

高功率细分市场因其能够长距离传输大量电力而处于领先地位

根据额定功率,市场分为低功率(1000 MW以下)和高功率(1000 MW以上)。

高功率(1000 MW 以上)细分市场占据主导地位。高功率高压直流输电系统是长距离输电且损耗最小的理想解决方案。因此,近年来,用于将远程可再生能源(如海上风电场)连接到城市或工业区的装置越来越受到关注。

低功率(1000 MW 以下)是市场上的第二大细分市场。随着屋顶太阳能电池板和小型风力涡轮机等分布式发电技术的日益普及,越来越需要将这些分散的能源有效地整合到电网中。小功率高压直流换流站通过促进本地发电机组与主电网之间的电力交换,实现分布式发电的并网。

区域见解

我们对北美、欧洲、亚太地区、拉丁美洲以及中东和非洲等五个关键地区的全球市场进行了分析。

Asia Pacific HVDC Converter Station Market Size, 2023 (USD Billion)

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亚太地区主导了高压直流换流站市场份额。包括中国、印度、日本、韩国和东南亚国家在内的亚太地区正在经历快速的经济增长和工业化。这种增长导致电力行业、基础设施和城市化项目的电力需求增加,从而推动了对高效、可靠的输电基础设施(例如高压直流换流站)的需求。

欧洲是市场的第二主导地区。欧洲正在积极转向可再生能源,以实现其气候目标。高压直流换流站在将北海海上风电场和南欧太阳能发电场等大型可再生能源项目并入电网方面发挥着至关重要的作用。这些换流站能够将可再生能源有效地长距离传输到人口中心。

在美国和加拿大不断增加的输电线路项目的推动下,北美很可能在未来几年主导高压直流换流站市场。一些发展中国家和城市也通过整合可再生能源来改善其能源分配来源。                                

主要行业参与者

领先的市场参与者正在采取技术创新来提高效率和可靠性

日立能源、通用电气、西门子、三菱等都是高压直流换流站市场的领先公司。这些公司一直致力于技术创新,以提高产品的效率和可靠性,建立战略合作伙伴关系,扩大市场范围,并专注于可再生能源整合,以满足对可持续能源解决方案不断增长的需求。这些公司还参与大型基础设施项目和全球网络,为跨border输电和电网稳定性提供全面的高压直流解决方案。

日立能源是活跃在市场上的主要参与者之一。它在大约 70 年前开创了商业高压直流输电技术,并满足了世界上一半的高压直流输电项目的需求。日立能源近期的一些动态如下: 2023年11月9日,世界技术领导者日立能源宣布赢得一个项目,为巴西最大的私营电力传输集团之一的Taesa提供广泛的升级改造。巴西加拉比高压直流 (HVDC) 换流站。该项目线路可传输高达2,200兆瓦的电力,使其成为全球最强大的“背靠背”高压直流输电系统。

此外,该行业的其他主要参与者包括西门子、东芝和通用电气等。

顶级 HVDC 换流站公司列表:

  • 通用电气(美国)
  • 西门子(德国)
  • 三菱电机公司(日本)
  • NR电气有限公司(中国)
  • 东芝公司(日本)
  • 晓星重工业公司(韩国)
  • 日立能源有限公司(瑞士)
  • CEPRI-中国电力科学研究院(中国)
  • BHEL(印度)
  • LS Electric Co., Ltd.(韩国)

主要行业发展:

  • 2023 年 12 月,GE Vernova 和希腊工业公司 MYTILINEOS 将为两个 VSC HVDC 换流站提供工程和技术,这两个换流站构成 HVDC 电缆和将直流电转换为交流电,将电力输送到陆上输电网络。
  • 2023 年 11 月,世界技术领导者日立能源宣布赢得了为巴西最大的私营电力传输集团之一 Taesa 提供 Garabi 高压输电设备广泛升级的项目-巴西的电压直流(HVDC)换流站。该项目线路可传输高达 2,200 兆瓦的电力,使其成为全球最强大的“背靠背”高压直流输电系统。
  • 2023 年 10 月 - 三菱电机公司获得 J-Power Transmission Network Co., Ltd. 采购 300MW 电压源换流器 (VSC) 和高压直流电 (HVDC) 的合同日本主岛新佐久间变频站的输电。该系统预计将于 2028 年 3 月底投入使用。
  • 2023 年 7 月,能源行业工程服务提供商 McDermott 开始建设 TenneT 位于德国北海的 980MW 高压直流 (HVDC) 输电项目 BorWin6。海上产生的电力可以输入 TenneT 的换流平台,在换流站将交流电 (AC) 转换为直流电 (DC)。 McDermott 作为财团的一部分获得了这份合同,该财团还包括全球能源互联网研究所和 C-EPRI 电力工程公司。
  • 2023 年 1 月Invenergy 选择西门子 HVDC 技术用于美国最大的风电传输项目。该协议推动了价值 70 亿美元、装机容量 5GW 的 Grain Belt Express 项目的初始阶段,该项目将从风力资源丰富的堪萨斯州向密苏里州输送清洁电力。西门子能源公司将支持位于美国门罗福特县的高压直流换流站的最终集成设计

报告覆盖范围

该报告对市场进行了详细分析,并重点关注了关键方面,例如领先公司、type、技术和产品的额定功率。此外,该报告还提供了对最新市场趋势的见解,并重点介绍了行业的关键发展。除了上述因素外,报告还涵盖了近年来推动市场增长的几个因素。

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报告范围和细分

属性

详细信息

学习期限

2019-2032

基准年

2023

预计年份

2024

预测期

2024-2032

历史时期

2019-2022

增长率

2024 年至 2032 年复合年增长率为 10.50%

单位

价值(十亿美元)

 

细分

By type

  • 单极
  • 双极
  • 背靠背
  • 多终端

按技术

  • 线路换向转换器
  • 电压源转换器

按额定功率

  • 低功率(1000 MW 以下)
  • 高功率(1000 MW 以上)

按地区

  • 北美(按 type、按技术、按额定功率和按国家/地区)
    • 美国(按额定功率)
    • 加拿大(按额定功率)
  • 欧洲(按 type、按技术、按额定功率和按国家/地区)
    • 英国,(按额定功率)
    • 德国(按额定功率)
    • 法国(按额定功率)
    • 西班牙(按额定功率)
    • 意大利(按额定功率)
    • 俄罗斯(按功率等级)
    • 欧洲其他地区(按申请)
  • 亚太地区(按 type、按技术、按额定功率和按国家/地区)
    • 日本(按额定功率)
    • 印度(按额定功率)
    • 中国(按功率等级)
    • 澳大利亚(按额定功率)
    • 东南亚(按功率等级)
    • 亚太地区其他地区(按功率等级)
  • 拉丁美洲(按 type、按技术、按额定功率和按国家/地区)
    • 巴西(按额定功率)
    • 墨西哥(按额定功率)
    • 拉丁美洲其他地区(按功率等级)
  • 中东和非洲(按 type、按技术、按额定功率和按国家/地区)
    • GCC(按额定功率)
    • 南非(按功率等级)
    • 中东和非洲其他地区(按功率等级)
  • 2019-2032
  • 2023
  • 2019-2022
  • 237

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