Отчет о рынке электроснабжения с прямым током высокого напряжения - 2032

Высоковольтный рынок электроэнергии прямого тока

Рынок электроснабжения с высоким напряжением постоянного тока был оценен в 3,91 миллиарда долларов США в 2023 году и, как ожидается, вырастет на CAGR более чем на 8,2% в период с 2024 по 2032 год. Включение возобновляемых источников энергии является одним из основных факторов, стимулирующих рост рынка.

Технология HVDC необходима для эффективной передачи возобновляемой энергии на большие расстояния с глобальным переходом к более экологически чистым источникам энергии, включая солнечную, ветровую и гидроэлектростанцию. Например, в июне 2022 года Hitachi Energy заключила партнерское соглашение с Petrofac, ведущим мировым поставщиком услуг, для совместной разработки сетевой интеграции и поддержки инфраструктуры для быстро растущего рынка оффшорного ветра. Сотрудничество включало разработку решений переменного тока высокого напряжения (HVAC) и постоянного тока высокого напряжения (HVDC).

Системы HVDC, в отличие от обычной передачи переменного тока (AC), могут отправлять большое количество электроэнергии на сотни или тысячи километров, минимизируя потери. Эта возможность имеет решающее значение для транспортировки возобновляемых источников энергии в населенные пункты с высоким спросом на электроэнергию из отдаленных, богатых ресурсами мест, таких как морские ветряные электростанции в океане или солнечные фермы в пустынях. Операторы сетей могут более эффективно управлять колебаниями выработки возобновляемой энергии с помощью систем HVDC, которые сглаживают колебания мощности.

Межконтинентальная передача электроэнергии является еще одним важным фактором, стимулирующим рост рынка электроснабжения HVDC. С использованием систем HVDC электроэнергия может передаваться по континентам, связывая удаленные электрические сети и способствуя глобальной торговле энергией. Повышение энергетической безопасности, диверсификация источников энергии и содействие глобальному экономическому развитию зависят от этого потенциала. Эффективный трансграничный обмен электроэнергией возможен благодаря межконтинентальным системам передачи HVDC, таким как подводные кабели, которые охватывают моря или подземные линии, соединяющие соседние страны. Эти проекты повышают устойчивость сетей, способствуют интеграции энергетического рынка и дают странам доступ к более дешевым и чистым источникам энергии путем диверсификации путей энергоснабжения. Кроме того, межконтинентальная передача HVDC может помочь в региональном и глобальном балансировании спроса и предложения на электроэнергию, максимальном использовании возобновляемых источников энергии и стимулировании инициатив в области устойчивого развития во всем мире.

Сложный характер систем HVDC является источником сложности рынка и технологических проблем для источников питания HVDC. Для этих систем необходима сложная технология преобразователя для эффективного преобразования напряжений между переменным током (AC) и прямым током (DC) на больших расстояниях. Для проектирования и эксплуатации преобразователей HVDC требуются сложные системы управления и защиты, поскольку они должны управлять высокими напряжениями и токами, минимизируя потери и гарантируя стабильность сети. Сложности, включая совместимость с напряжением, гармоническое управление и проблемы синхронизации, вводятся при интеграции HVDC в текущие сети переменного тока, что требует тщательного проектирования и сотрудничества с операторами сети переменного тока. Кроме того, введение гармоник и электромагнитных помех из-за переключения преобразователя требует надежных стратегий фильтрации и смягчения последствий для соответствия нормативным стандартам и поддержания надежности сети. По мере того, как проекты HVDC увеличиваются в размерах и сложности, обеспечение масштабируемости, модульности и технологической совместимости становится все более сложной задачей.

Рынок электроснабжения постоянного тока высокого напряжения тенденции

Растущее использование систем HVDC для облегчения интеграции проектов в области возобновляемых источников энергии в существующие энергосистемы является одной из заметных тенденций. Электричество из возобновляемых ресурсов, таких как морские ветряные электростанции и солнечные парки, может эффективно передаваться на огромные расстояния в городские районы и промышленные центры благодаря технологии HVDC. Эта мощность имеет важное значение для снижения потерь от передачи и выхода за рамки географических ограничений, что поможет миру перейти к более экологичным и более устойчивым источникам энергии. Потребность в системах HVDC продолжает расти, поскольку страны работают над сокращением выбросов углерода и достижением целей в области возобновляемых источников энергии, особенно в районах с обильными возобновляемыми источниками энергии.

Еще одной значимой тенденцией является рост межрегиональных и межконтинентальных проектов передачи ГВДЦ. Правительства и коммунальные службы инвестируют в трансграничные связи с гибридным распределением переменных (HVDC) для повышения энергетической безопасности, поощрения интеграции на рынке и облегчения международной торговли энергией. Благодаря этим проектам соседние страны и континенты могут эффективно обмениваться электроэнергией, укрепляя устойчивость сетей и способствуя экономическому сотрудничеству. Подводные кабели, которые соединяют континенты или другие межконтинентальные линии передачи HVDC, имеют важное значение для диверсификации источников энергии и обеспечения устойчивых поставок энергии во всем мире. Эта модель подчеркивает, насколько важна технология HVDC для развития глобальных, интегрированных и устойчивых энергетических сетей.

Еще одним важным трендом в отрасли является развитие технологии конвертера HVDC. Улучшения преобразователя источника напряжения (VSC) и обновления преобразователя с коммутацией линий (LCC) повышают гибкость, надежность и эффективность системы. Передовые системы управления и защиты, которые максимизируют поток электроэнергии, поддерживают стабильность сети и снижают эксплуатационные риски, являются особенностями современных систем HVDC. Системы HVDC могут поддерживать интеллектуальные сетевые инициативы, плавно интегрироваться с возобновляемыми источниками энергии и реагировать на динамические условия сети благодаря этим технологическим достижениям.

Анализ рынка электроэнергии с высоким напряжением прямого тока

Основываясь на типе установки, рынок разделен на верхний, подземный и подводный. Ожидается, что в течение прогнозируемого периода подводный сегмент зарегистрирует CAGR в размере 10%.

• Подводный сегмент рынка высоковольтного постоянного тока (HVDC) имеет важное значение для обеспечения передачи энергии в подводной среде. Приливные электростанции и морские ветряные электростанции являются примерами морских возобновляемых источников энергии, которые подключены к береговым сетям с использованием подводных кабелей HVDC. Суровые элементы морской среды, включая колеблющиеся температуры, коррозионную соленую воду и высокое давление, должны переноситься этими кабелями.
• Технология HVDC может обеспечить гораздо большую мощность на большом расстоянии с меньшими потерями, чем традиционная передача переменного тока (AC), и, следовательно, она более желательна для подводных применений. Возобновляемая энергия может быть интегрирована в более разнообразную энергетическую смесь благодаря своей эффективности, что особенно полезно для связи изолированных морских источников энергии с береговыми сетями.
• Правительства и энергетические компании инвестируют в развитие подводной инфраструктуры HVDC для повышения энергетической безопасности, поддержки целей декарбонизации и устойчивого удовлетворения растущего спроса на электроэнергию. Подводный сегмент HVDC растет, поскольку страны во всем мире стремятся использовать свой потенциал использования возобновляемых источников энергии на шельфе и снизить зависимость от ископаемого топлива. Регионы, такие как Европа, с обширными морскими ветровыми ресурсами в Северном море, являются ведущими потребителями подводных технологий HVDC.

Основываясь на технологии, рынок разделен на линейные коммутированные преобразователи (LCC), преобразователи источника напряжения (VSC) и сверхвысокий ток постоянного напряжения (UHVDC). Сегмент преобразователей источника напряжения (VSC) доминировал на мировом рынке с доходом более 1 миллиона в 2032 году.

• Жизненно важная часть рынка источника питания постоянного тока высокого напряжения, сегмент преобразователей источника напряжения (VSC) обеспечивает передовые технологии для эффективной и адаптируемой передачи энергии. В отличие от обычных систем HVDC, которые используют линейные коммутированные преобразователи (LCC) и тиристорные клапаны, системы HVDC на основе VSC используют полупроводниковые преобразователи, включая биполярные транзисторы с изолированными затворами (IGBT), чтобы обеспечить точное управление напряжением и частотой, а также двунаправленный поток мощности.
• Приложения, требующие стабилизации сети, интеграции возобновляемых источников энергии и подключения асинхронных сетей переменного тока, особенно хорошо подходят для технологии VSC. Способность HVDC на основе VSC быстро и динамично реагировать на сбои в работе сети, обеспечивая регулирование напряжения и частоты и повышая стабильность сети, является одним из его основных преимуществ. Поддержание надежности и эффективности сетей передачи электроэнергии зависит от этого навыка, особенно в областях, где преобладает использование переменных возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия.
• Кроме того, в городских и морских условиях, где важны космические и экологические соображения, интеграция HVDC облегчается системами HVDC на основе VSC. По сравнению с решениями HVDC на основе LCC, эти системы известны своими меньшими размерами, меньшим воздействием на окружающую среду и снижением электромагнитных помех. Следовательно, технология VSC находит все более широкое применение в проектах подводного и подземного гибридного переменного тока постоянного тока (HVDC), таких как подключение морских ветряных электростанций к континентальным сетям.

Азиатско-Тихоокеанский регион доминировал на мировом рынке электроснабжения постоянного тока высокого напряжения в 2023 году, составляя более 30%. В отрасли электроснабжения высокого напряжения постоянного тока (HVDC) доминирует Азиатско-Тихоокеанский регион по нескольким важным причинам. Первоначально спрос на энергию значительно увеличился из-за быстрой индустриализации и урбанизации таких стран, как Китай, Индия, Япония, Южная Корея и страны Юго-Восточной Азии. Технология HVDC является хорошим выбором для подключения региональных сетей и эффективного распределения мощности по широким географическим районам с ее преимуществами по сравнению с традиционной передачей переменного тока, включая снижение потерь передачи на большие расстояния и способность связывать асинхронные сети переменного тока.

Кроме того, страны Азиатско-Тихоокеанского региона делают значительные инвестиции в возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия и ветер, которые часто встречаются в изолированных местах, удаленных от значительных центров нагрузки. Передача HVDC обеспечивает минимальную потерю мощности на больших расстояниях и, следовательно, идеально подходит для интеграции этих возобновляемых источников энергии в сеть. Технология HVDC используется странами с агрессивными целями в области возобновляемых источников энергии, такими как Китай, для передачи энергии из богатых возобновляемыми источниками регионов в густонаселенные районы.

Бизнес в области электроснабжения HVDC в США отличается заметными разработками в области модернизации сетей и внедрения возобновляемых источников энергии. Передача возобновляемых источников энергии из богатых ресурсами районов, включая ветряные электростанции на Среднем Западе и солнечные батареи на юго-западе, в населенные пункты по всей стране стала возможной в значительной степени благодаря технологии HVDC. В соответствии с национальными энергетическими планами и экологическими целями внедрение систем HVDC способствует сокращению выбросов парниковых газов, повышению надежности энергосистем и диверсификации источников энергии. Кроме того, межрегиональные проекты по передаче ПВХД способствуют экономическому росту и повышению энергетической устойчивости. Примерами таких проектов являются связи между морскими ветряными электростанциями и прибрежными городами, а также связи между региональными сетями. Рынок электроснабжения в США по-прежнему развивается.

Рынок электроснабжения HVDC в Японии отличается преднамеренным акцентом на устойчивость к стихийным бедствиям, внедрение возобновляемых источников энергии и энергетическую безопасность. Подключение возобновляемых источников энергии, таких как морские ветряные электростанции и солнечные батареи, к густонаселенным местам, таким как Токио и Осака, стало возможным в значительной степени благодаря технологии HVDC. Инвестиции в системы HVDC для эффективной интеграции возобновляемых источников энергии в сеть увеличились из-за решимости страны снизить свою зависимость от ядерной энергии после Фукусимы. Япония должна использовать передачу HVDC для максимальной передачи энергии в диапазоне уровней напряжения и больших расстояний. Кроме того, страна признана мировым пионером в области устойчивых энергетических решений благодаря технологическому лидерству в технологии преобразователей HVDC, которая включает в себя усовершенствования технологий VSC и LCC. Японский рынок продолжает расширяться благодаря проектам, направленным на повышение устойчивости сетей, повышение энергоэффективности и поддержку инициатив «умного города» через инфраструктуру HVDC.

В феврале 2023 года Mitsubishi Electric Corporation (Япония) приобрела Scibreak AB, шведскую компанию, специализирующуюся на Direct Current Circuit Breakers (DCCBs). Этот шаг направлен на активизацию их совместных усилий по разработке технологий DCCB для систем HVDC в соответствии с глобальным расширением возобновляемых источников энергии.

Рынок электроснабжения HVDC в Южной Корее подпитывается быстрой урбанизацией страны, индустриализацией и акцентом на энергоэффективность. Поддержка амбициозных амбиций Южной Кореи в области возобновляемых источников энергии, которые включают оффшорные ветряные электростанции и солнечные фотоэлектрические установки, стала возможной благодаря технологии HVDC. Гористая география страны, ограниченное предложение земли и густонаселенные городские районы делают необходимыми эффективные технологии передачи энергии, такие как сети HVDC. Стратегические инвестиции в инфраструктуру HVDC со стороны Южной Кореи направлены на улучшение потерь от передачи, повышение стабильности сети и эффективное включение возобновляемых источников энергии в национальную систему. Партнерства между коммунальными предприятиями, правительством и компаниями частного сектора помогают рынку, продвигая технологии HVDC и внедряя передовые сетевые решения. Технология HVDC будет иметь важное значение в текущем переходе Южной Кореи к низкоуглеродной экономике.

Рынок электроснабжения HVDC в Китае отличается большими инвестициями в развитие инфраструктуры и возобновляемые источники энергии. передача электроэнергии из возобновляемых источников, в том числе энергия ветра На севере и гидроэнергетике на юго-западе спрос на центры в быстро растущих городах, таких как Пекин, Шанхай и Гуанчжоу, стал возможен в значительной степени благодаря технологии HVDC. Установка линий электропередачи сверхвысокого напряжения (UHV) HVDC является четким свидетельством решимости Китая повысить производительность сети, снизить выбросы и способствовать экономическому расширению. Благодаря заметным достижениям в области преобразующих технологий и решений для интеграции сетей, страна лидирует в мире по пропускной способности и технологическим инновациям HVDC. Потребность в системах HVDC дополнительно стимулируется китайской инициативой «Пояс и путь», которая делает возможными инфраструктурные подключения и трансконтинентальную торговлю энергией по всей Азии и за ее пределами.

Доля рынка электроэнергии с высоким напряжением прямого тока

• ABB Ltd. и Siemens AG занимают значительную долю более 30% на рынке электроснабжения с постоянным током высокого напряжения. На рынке электроснабжения HVDC доминирует ABB Ltd. благодаря своему обширному опыту и позиции лидера в области технологий распределения и передачи электроэнергии. Технологии HVDC от ABB хорошо известны своей надежностью, эффективностью и способностью передавать значительные объемы энергии на большие расстояния с небольшими потерями. Организация лидирует в разработке технологий линейного коммутированного преобразователя (LCC) и преобразователя источников напряжения (VSC), обслуживая широкий спектр применений от повышения стабильности и надежности сети до связывания возобновляемых источников энергии. Благодаря своему глобальному охвату и разнообразному портфелю проектов ABB продемонстрировала свою способность поставлять сложные и крупномасштабные проекты HVDC. Известные установки HVDC включают соединение Северного моря, которое соединяет Норвегию и Великобританию.
• Еще одним значительным конкурентом в отрасли электроснабжения HVDC является Siemens AG, которая имеет сильную долю рынка благодаря широкому спектру решений HVDC и знаниям в области технологий передачи электроэнергии. Высокая эффективность, надежность и сложные возможности управления сетями определяют системы HVDC Siemens, которые делают их идеальными для включения возобновляемых источников энергии и повышения стабильности сети. Благодаря таким проектам, как соединение HVDC Рио-Мадейры в Бразилии и морское ветровое соединение DolWin3 в Германии, Siemens имеет опыт завершения передовых проектов HVDC по всему миру. Компания может решать широкий спектр потребностей клиентов и операционных вопросов в различных местах и отраслях благодаря своему технологическому превосходству как в системах HVDC на основе LCC, так и VSC.

Высоковольтные компании прямого тока на рынке энергоснабжения

Основными игроками, работающими в отрасли, являются:

• ABB Ltd.
• Siemens AG
• General Electric (GE)
• Hitachi Energy (ранее Hitachi ABB Power Grids)
• Корпорация Toshiba
• Mitsubishi Electric Corporation

Высоковольтные новости отрасли электроснабжения прямого тока

• В январе 2024 года DNV запустила совместный промышленный проект (JIP) с десятью разработчиками морских ветровых и трансмиссионных систем для выявления изменений в электрических стандартах и стандартизации, необходимых для подключения передачи постоянного тока высокого напряжения (HVDC) к электрической сети США. HVDC является важным компонентом для надежной и экономичной интеграции морского ветра и других источников чистой энергии в энергосистему на больших расстояниях.
• В октябре 2023 года Япония и США модернизировали свою инфраструктуру передачи HVDC для поддержки перехода на возобновляемые источники энергии. Министерство энергетики США (DOE) недавно объявило о выделении 10 миллионов долларов США на финансирование исследовательских проектов, связанных с расходами на передачу HVDC.

Отчет об исследовании рынка электроснабжения с постоянным током высокого напряжения включает углубленный охват отрасли с оценками и прогнозами в отношении выручки (миллиард долларов США) с 2021 по 2032 год, для следующих сегментов:

Рынок, путем установки Тип

• Вверх
• Подземный
• подводный

Рынок по уровню напряжения

• <1000V
• 1000-4000VV
• >4000V

Рынок, по технологии

• Линейные коммутированные преобразователи (LCC)
• Преобразователи источника напряжения (VSC)
• Ультра-высоковольтный постоянный ток (UHVDC)

Рынок, в индустрии конечного использования

• электросвязь
• медицинский
• Нефть и газ
• промышленный
• Другие

Указанная выше информация предоставляется для следующих регионов и стран:

• Северная Америка
  • США.
  • Канада
• Европа
  • Германия
  • Великобритания
  • Франция
  • Италия
  • Испания
  • Остальная Европа
• Азиатско-Тихоокеанский регион
  • Китай
  • Индия
  • Япония
  • Южная Корея
  • АНЗ
  • Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона
• Латинская Америка
  • Бразилия
  • Мексика
  • Остальная часть Латинской Америки
• МЭА
  • ОАЭ
  • Саудовская Аравия
  • Южная Африка
  • Остальная часть MEA