Ⅰ. Status des US-Stromnetzes
Einschlägige Studien haben ergeben, dass die U.S.-Energiesystem sieht sich einer steigenden Nachfrage nach neueren Versionen und neuen Ergänzungen gegenüber. Die Vereinigten Staaten haben die Plan Grid2030 im Jahr 2003. Ziel des Plans ist eine umfassende Modernisierung und Aufrüstung des amerikanischen Stromversorgungssystems bis 2030. Das Stromversorgungssystem der USA steht vor ernsten Problemen, darunter alternde Anlagen, Infrastrukturfragenund institutionelle Defizite. Die Hauptgründe dafür sind technologische Unsicherheit, regulatorische Unsicherheitund finanzielle Unsicherheit. Die Schwierigkeiten, Investitionen anzuziehen, haben es dem Stromsystem erschwert, die wachsende Nachfrage zu befriedigen. Dies hat zu schwerwiegenden Folgen geführt: Die Zahl der blockierte Übertragungskorridore drastisch zugenommen hat, ist die Wahrscheinlichkeit, dass Stromausfälle ist erheblich gestiegen, und die jährlichen Verluste aufgrund von Stromausfällen und Störungen der Stromqualität liegen zwischen $25 Milliarden und $180 Milliarden.
Während die Programm Grid2030 erhebliche Fortschritte gemacht hat, entwickeln sich die Herausforderungen für das amerikanische Stromnetz ständig weiter. Wie ChatGPT entfacht eine neue Welle von Künstliche Intelligenz (KI) Der Energieverbrauch, der sich dahinter verbirgt, gibt weiterhin Anlass zur Sorge. John Ketchum, CEO von NextEraEnergyder größte Entwickler von Wind- und Solarparks in den Vereinigten Staaten, sagte, dass sich unter dem Einfluss der KI-Technologie die jährliche Wachstumsrate der US-Stromnachfrage von derzeit weniger als 1% auf etwa 1,8% beschleunigen wird. Derzeit, ChatGPT muss mehr als 200 Millionen Anfragen pro Tag verarbeiten, und seine Stromverbrauch liegt nach öffentlichen Angaben bei bis zu 500.000 Kilowattstunden pro Tag. Berechnet auf ein Jahr, Die Stromrechnung von ChatGPT bis zu $28,04 Millionen betragen. Wie AI weiter wächst, steigt die Stromnachfrage dramatisch an, was den Druck auf die Energieversorgung weiter erhöhen kann. U.S.-Stromnetz.
Ⅱ. Faktoren für das Wachstum der künftigen Nachfrage
1、Erweiterung des Rechenzentrums (AI): wurde bereits erwähnt und soll hier nicht noch einmal aufgeführt werden.
2、Bevölkerungs- und WirtschaftswachstumBis 2050 wird die Bevölkerung der USA voraussichtlich auf etwa 400 Millionen Menschen ansteigen, und die Wirtschaft wird weiter wachsen. Mit der Bevölkerungs- und Wirtschaftsentwicklung wird auch die Nachfrage nach Elektrizität deutlich steigen.
3、Popularisierung von Elektrofahrzeugen: Die rasche Verbreitung von Elektrofahrzeugen wird die Nachfrage nach Strom erheblich steigern. Es wird erwartet, dass bis 2050 ein großer Teil des US-Automarktes auf Elektrofahrzeuge entfallen wird, was eine große Anzahl neuer Ladeinfrastrukturen und unterstützender Transformatoren erfordern wird.
4、Tdie Entwicklung der erneuerbaren EnergienDie rasche Entwicklung von erneuerbaren Energiequellen wie Solar- und Windenergie wird zu einer stärkeren Verteilung der Energie führen. Der Zugang zu diesen dezentralen Stromquellen, die Notwendigkeit für die entsprechenden Transformator zur Energieumwandlung und -verteilung.
Ⅲ. Aktueller Bedarf des U.S. Stromnetzes
1、TAufrüstung und Austausch von Transformatoren
Der Großteil der Investitionen in die US-Strominfrastruktur stammt aus den Jahren 1950-1980, so dass die meisten der derzeitigen US-Transformatoren die durchschnittliche Lebenserwartung von 38 Jahren erreicht haben. Durch die Alterung der Anlagen steigt die Ausfallrate, was in Verbindung mit den Auswirkungen extremer Witterungsbedingungen zu einer erhöhten Instabilität der Stromversorgung im Netz führt. Laut IEA-Statistiken über netzbedingte Ausfälle nach Ursachen in ausgewählten Ländern werden sich die negativen Auswirkungen netzbedingter Ausfälle auf die US-Wirtschaft im Jahr 2021 auf $54 Milliarden belaufen, und die wirtschaftlichen Auswirkungen von technisch/ausrüstungsbedingten Ausfällen in den USA sind als Prozentsatz des gesamten BIP höher als in China, Deutschland und Australien. Daher ist die Modernisierung und der Austausch von Transformatoren ein unverzichtbarer Bestandteil des Netzsystems.
2、Tdie Anzahl der neuen Transformatoren
– Neue Energie zur Förderung einer neuen Nachfrage
Nach Angaben der EIA, die Vereinigten Staaten im Jahr 2022, die gesamte Stromerzeugungskapazität erreicht 4,09 Milliarden Megawattstunden, Wind-, Solar-, Wasser-und anderen erneuerbaren Energien Generation im Jahr 2021, 2022 nacheinander mehr als Kernkraft und Kohlekraft. Unter ihnen wächst die Stromerzeugung aus Windkraft und Photovoltaik in den USA rapide, wobei die Photovoltaik-Kapazität von 61 GW im Jahr 2021 auf 71 GW im Jahr 2022 und die installierte Kapazität der Windkraft von 133 GW im Jahr 2021 auf 141 GW im Jahr 2022 ansteigt. Die EIA prognostiziert, dass der Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in den USA von 21% im Jahr 2021 auf 44% im Jahr 2050 ansteigen wird, wobei der Zuwachs hauptsächlich aus der Photovoltaik und der Windkraft stammt. Das beträchtliche Wachstum der neuen Energieerzeugung in den USA wird entsprechende Upgrades und Erweiterungen der Übertragungs- und Verteilungsnetze erfordern, um die Netzanbindung der neu in Betrieb gehenden Kraftwerke zu ermöglichen, was wiederum das Marktwachstum für Strom- und Verteilungstransformatoren vorantreiben wird.
– Elektrifizierung des Verkehrs wird neue Nachfrage schaffen
Es wird erwartet, dass die Elektrifizierung des US-Transportsektors das Wachstum des US-Transformatorenmarktes vorantreiben wird. Einem Bericht von McKinsey zufolge hat sich die US-Bundesregierung zum Ziel gesetzt, dass die Hälfte aller in den USA bis 2030 verkauften neuen Personenkraftwagen und leichten Nutzfahrzeuge Null-Emissions-Fahrzeuge (ZEVs) sein sollen, zu denen reine Elektrofahrzeuge (BEVs), Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs) und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCEVs) gehören. Wenn die Nation ihre ZEV-Verkaufsziele erreicht, erwartet McKinsey, dass die US-Elektrofahrzeugflotte von weniger als 3 Millionen Fahrzeugen im Jahr 2022 auf mehr als 48 Millionen im Jahr 2030 anwachsen wird, was etwa 15 Prozent aller Fahrzeuge auf US-Straßen entspricht, wobei die Zahl der Personenkraftwagen wahrscheinlich 44 Millionen übersteigen wird. Mit der steigenden Zahl der E-Fahrzeuge wird der jährliche Strombedarf zum Aufladen dieser Fahrzeuge von heute 11 Milliarden Kilowattstunden (kWh) auf 230 Milliarden kWh im Jahr 2030 ansteigen. 2030 wird der Strombedarf schätzungsweise 5 Prozent des gesamten derzeitigen Strombedarfs in den USA betragen. Wenn die Netzinfrastruktur nicht mit dem Wachstum der Elektrofahrzeuge Schritt hält, d. h. die Ladestationen, könnten die Fahrer Schwierigkeiten beim Aufladen haben, z. B. lange Warteschlangen oder die Möglichkeit, nur zu bestimmten Zeiten und an bestimmten Orten zu laden. Ein überlastetes Netz wird auch anfälliger für extreme Wetterereignisse und für Stromausfälle. Die dramatische Zunahme der Ladeinfrastruktur für Elektroautos wird sich direkt auf das Netz auswirken, indem sie den Bedarf an Netzkapazität und Netzflexibilität erhöht und die Nachfrage nach Transformatoren steigert.
SCHLUSSFOLGERUNG: Laut einer Studie des National Renewable Energy Laboratory (NREL) muss das US-Verteilungsnetz bis 2050 die Kapazität der Verteilertransformatoren auf 160% bis 260% gegenüber 2021 erhöhen.
Ⅳ.Auswahl der Transformatoren
Der weltweite Transformatorenmarkt erreichte 2021 ein Volumen von $37,3 Mrd., wobei $23,6 Mrd. auf Leistungstransformatoren und $13,7 Mrd. auf Verteilungstransformatoren entfielen. Auf subregionaler Ebene beläuft sich das Gesamtvolumen des US-Transformatorenmarktes auf $6,3 Mrd., wovon $3,85 Mrd. auf den Markt für Leistungstransformatoren und $2,45 Mrd. auf den Markt für Verteilungstransformatoren entfallen. Zu den Akteuren auf dem US-Transformatorenmarkt gehören lokale und multinationale Unternehmen, wobei letztere dominieren. Aufgrund des langsamen Ausbaus der Produktionskapazitäten für Transformatoren verfügen die lokalen Hersteller in den USA angesichts der steigenden Nachfrage nicht über ausreichende Produktionskapazitäten, so dass die Lücke zwischen Angebot und Nachfrage jetzt hauptsächlich durch Importe geschlossen wird.
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