Dimensioni, previsioni e principali trend del mercato globale delle sottostazioni isolate a gas (GIS) nel periodo 2025-2037
Si prevede che le dimensioni del mercato delle sottostazioni isolate a gas aumenteranno da 33,85 miliardi di dollari a 112,78 miliardi di dollari, riflettendo un CAGR di oltre il 9,7% CAGR durante il periodo di previsione 2025-2037. Nel 2025, la dimensione del settore delle sottostazioni isolate in gas è stimata a 36,48 miliardi di dollari.
Le sottostazioni isolate con gas sono generalmente più affidabili ed efficienti delle sottostazioni isolate con aria. Si prevede inoltre che l’aumento del valore dei terreni per ettaro fornisca opportunità di crescita redditizie per il mercato poiché la sottostazione isolata in gas consuma spazio rispetto alle sue controparti di mercato. Questa sottostazione consuma fino al 90% di spazio in meno rispetto a una tipica centrale elettrica, si prevede che questo fattore favorirà la crescita del mercato delle sottostazioni isolate in gas nei prossimi anni.
Gli operatori del settore sono impegnati nella ricerca, nello sviluppo e nell'implementazione di prodotti di mercato per acquisire quote di alternative non SF6 nei sistemi HVDC e HVAC. A partire dal 2023, la tensione più alta dei quadri non isolati in gas SF6 era limitata a 450 kV. Con le tecnologie previste, si prevede che la capacità GIS ad alta tensione raggiungerà i 550 kV nei prossimi anni. Il livello previsto di progressi tecnologici consentirà di eliminare gradualmente diversi sistemi SF6, ma non di eliminarne del tutto l’utilizzo poiché i sistemi a 765 kV non hanno alternative pianificate. Gli Stati Uniti non sono esenti da innovazioni tecnologiche nel campo dell'energia e dell'energia, con gli investimenti nelle infrastrutture del settore che sono aumentati da 25,1 miliardi di dollari nel 2021 e 26,7 miliardi di dollari nel 2022 a 29,1 miliardi di dollari nel 2023, segnando un tasso di crescita del 20% in due anni.
Il mercato statunitense dei quadri elettrici isolati in gas ammontava a 6,7 miliardi di dollari nel 2023, rappresentando il 23% di tutta la spesa per infrastrutture elettriche nazionali e il 28% del mercato globale delle sottostazioni isolate in gas. Il segmento delle apparecchiature ad alta tensione rappresenta la maggior parte di questa spesa, con una tensione nominale >75 kV per un valore di 4,8 miliardi di dollari. Di questi, 2,1 miliardi di dollari sono stati destinati allo sviluppo di sistemi non SF6. Secondo il rapporto dell'EPA statunitense del settembre 2022, il costo di proprietà delle apparecchiature prive di SF6 è inferiore al 100% del costo complessivo delle apparecchiature basate su SF6. I costi di gestione e manutenzione e di fine vita della tecnologia del vuoto e dell'aria pulita sono considerati inferiori a quelli delle apparecchiature basate su SF6.
Si prevede che i costi del ciclo di vita per i sistemi privi di SF6, incluso il GIS da 145 kV, siano di 0 USD per tonnellata di gas serra ridotti in tonnellate di CO2e con un costo di capitale di 33 USD per tonnellata di gas serra per apparecchiature prive di SF6. Per un GIS da 145 kV, il costo di capitale di una sottrazione offshore o di una turbina eolica è di circa 70.000 dollari superiore rispetto alla tecnologia dell'aria pulita. In questo modo si eliminano 85 kg di SF6, il che corrisponde a un costo di 33 USD/tonnellata di CO2e e un equivalente di 2.100 tonnellate di CO2e. Un'installazione di 100 turbine non SF6 eviterebbe 252.000 tonnellate di emissioni di CO2, spingendo gli investimenti in alternative di mercato sostenibili.
Mercato delle sottostazioni isolate a gas: fattori di crescita e sfide
Fattori di crescita
- Crescente domanda di elettricità a livello globale: i tempi di consegna dei trasformatori del National Infrastructure Advisory Council (NIAC) sono aumentati esponenzialmente negli ultimi anni, raggiungendo una media di 120 settimane nel 2024 rispetto alle 50 settimane del 2021. I trasformatori di grandi dimensioni, compresi i trasformatori step-up di alimentazione delle sottostazioni e dei generatori, sono in funzione da 80 a 210 settimane. Spinta dalla crescente elettrificazione in tutto il mondo, la domanda di trasformatori ha esacerbato la trasformazione della catena di approvvigionamento portando alla creazione di produzione di elettricità rinnovabile per gli utenti finali di grandi carichi, compresi i data center. Ciò ha comportato un’ulteriore impennata dei prezzi dell’energia elettrica per i clienti residenziali e commerciali. L'indice dei prezzi alla produzione (PPI) ha superato i 426.800 di dicembre 2024 rispetto ai 251.800 di marzo 2020, indicando un aumento dell'80% dei costi di produzione di energia elettrica e trasformatori speciali dopo la pandemia di COVID-19.
Un recente rapporto del National Renewable Energy Laboratory (NREL) rileva che la domanda di trasformatori di distribuzione negli Stati Uniti sarà probabilmente superiore dal 160 al 280% rispetto ai livelli del 2021 entro la fine del 2050, con un CAGR del 5,3%. Il laboratorio nazionale gestisce le code di interconnessione alla rete dei sette operatori di trasmissione regionali/operatori di sistema indipendenti (ISO) e 44 aree di bilanciamento non ISO, che rappresentano il 95% della capacità di generazione elettrica degli Stati Uniti. Per avere un'idea e un contesto delle enormi dimensioni della coda di interconnessione, l'American Public Power Association (APPA) ha rivelato che la capacità totale su scala industriale installata negli Stati Uniti era di 1.277 GW nel 2023 e che la coda di interconnessione in sospeso è destinata a raddoppiare la capacità installata di base durante la sequenza temporale della previsione. - Crescente attenzione alle energie rinnovabili: i governi si stanno impegnando per ridurre l'impronta di carbonio e incoraggiare l'utilizzo di fonti di energia rinnovabile come l'energia eolica e solare. Per il cluster di parchi eolici nel Mar Baltico, Siemens Energy si è aggiudicata un contratto nel 2021 per la fornitura di due sistemi onshore a corrente continua ad alta tensione (HVDC). Nel progetto, la cui conclusione è prevista entro il 2029, verrà utilizzata la tecnologia dei quadri isolati in gas, per garantire una trasmissione di potenza affidabile ed efficace.
Il California Air Resources Board (CARB) ha standardizzato le normative per limitare le emissioni di gas serra dai sistemi isolati con gas e mira a eliminare gradualmente gli acquisti di SF6 GIS. Le disposizioni sull'eliminazione graduale contenute negli emendamenti alle regole sono state incorporate il 1° gennaio 2022. La prima fase delle restrizioni alla modifica è iniziata il 1° gennaio 2025 e la fase finale dovrebbe iniziare nel gennaio 2033. L'eliminazione graduale iniziale è dedicata ai dispositivi con capacità di tensione inferiore (meno di 35 kV) e l'ultima fase si applica alle apparecchiature a tensione più elevata. Gli acquisti di 245 kV saranno vietati entro gennaio 2033, in base ai divieti CARB. Si stima che le normative proposte favoriscano un rapporto costo-efficacia di 33 dollari per tonnellata di CO2e derivante dai sottoprodotti dell'esafluoruro di zolfo dei quadri isolati in gas.
Sfida
- Carenza di infrastrutture moderne avanzate e costi elevati: con l'attenzione che si sposta verso la riduzione dei gas serra associati ai sistemi di sottostazioni isolate con gas, il divario tra domanda e offerta sta aumentando a causa della presenza di apparecchiature basate su SF6. L'adeguamento comporta costi di capitale elevati e si è dimostrato un ostacolo al mercato.
Mercato delle sottostazioni isolate a gas: approfondimenti chiave
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Anno base |
2024 |
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Anno di previsione |
2025-2037 |
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CAGR |
9,7% |
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Dimensioni del mercato dell’anno base (2024) |
33,85 miliardi di dollari |
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Dimensione del mercato dell'anno di previsione (2037) |
112,78 miliardi di dollari |
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Ambito regionale |
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Segmentazione delle sottostazioni isolate in gas
Tipo di tensione (media, alta, molto alta)
Si prevede che il segmento dell'alta tensione deterrà la maggiore quota di mercato delle sottostazioni isolate in gas entro la fine del 2037. Il settore CC complessivo dell'alta tensione è stato di circa 12,3 miliardi di dollari nel 2024 e il valore dell'interconnessione ha superato i 7 miliardi di dollari nel 2020, con un CAGR del 5,5%. Nel 2022 la capacità di trasmissione HVDC ammontava a circa 400 GW, con l'Asia Pacifico che attraversava il 50% della capacità DC ad alta tensione e HitachiEnergy, General Electric (GE) e SiemensEnergy come i principali produttori globali di HVDC.
Progetti HVDC onshore e offshore con diverse distanze di trasmissione
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Progetto HVDC |
Paese |
Tensione |
Distanza |
Tipo |
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Costa del New England |
Stati Uniti |
±320/525 kV |
195 miglia (170 miglia nautiche) |
Offshore, MMC (Equinor, 2021) |
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Collegamento al Mare del Nord |
Norvegia-Regno Unito |
Norvegia-Regno Unito |
450 miglia |
Offshore, MMC (NorthSeaLink, 2021) |
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SOO Verde |
Stati Uniti |
±525 kV |
350 miglia |
Onshore, sotterraneo, in fase di sviluppo (SOOgreen, 2021) |
Fonte: DOE statunitense
Installazione (interna, esterna)
Si prevede che il segmento outdoor deterrà la maggiore quota di mercato delle sottostazioni isolate a gas nel periodo di previsione. Le sottostazioni esterne isolate in gas offrono operazioni affidabili nella trasmissione ad alta e media tensione su lunghe distanze. Nel novembre 2024, Siemens ha introdotto il suo primo sistema GIS senza gas fluorurati nel mercato statunitense della media tensione, chiamato NXPLUS C 24 - blue, che offre un'impronta di CO2 inferiore. Ciò è in linea con l'obiettivo dell'azienda di supportare la decarbonizzazione della rete, con un design resistente agli archi elettrici per la sicurezza del personale in condizioni meteorologiche estreme.
La nostra analisi approfondita del mercato globale delle sottostazioni isolate in gas include il seguente segmento
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Tipo di tensione |
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Installazione |
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Applicazione |
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Utente finale |
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Personalizza questo rapportoIndustria delle sottostazioni isolate in gas - Sinossi regionale
Statistiche del mercato APAC
Si prevede che il mercato delle sottostazioni isolate in gas dell'Asia Pacifico deterrà la maggiore quota di entrate, pari al 42%, entro la fine del 2037. La rapida industrializzazione in paesi come Cina, India, Giappone, Corea del Sud e Sud-Est asiatico ha aumentato la domanda di motori a benzina nella regione. I motori a gas svolgono un ruolo cruciale nel soddisfare questa domanda, in particolare nella generazione di elettricità, nelle centrali elettriche alimentate a gas, comprese le centrali elettriche a ciclo combinato che vengono sempre più utilizzate nella regione per fornire elettricità efficiente e affidabile. Inoltre, la combinazione di riserve di gas naturale, iniziative di sostegno e politiche ambientali, transizione verso l'energia rinnovabile e sviluppo delle infrastrutture ha creato un ambiente favorevole per l'adozione e l'espansione dei motori a gas in numerose applicazioni come trasmissioni meccaniche, generazione di energia, cogenerazione ecc. in tutto il mondo.
Il mercato cinese delle sottostazioni isolate a gas (GIS) è un azionista chiave e svolge un ruolo vitale nelle esportazioni di materie prime sulla mappa globale. La regione occidentale ha diverse centrali idroelettriche e la regione nord-occidentale ha risorse eoliche. I principali utenti finali risiedono nelle regioni del sud-est, che richiedono trasmissione ad alta potenza e lunghe distanze di decine di ±800 kV, ±1.100 kV e ±500 kV. I sistemi HVDC sono attualmente gestiti in Cina. Le linee di trasmissione forniscono più di 1.000 GW di elettricità, collegando il nord-ovest rurale alle aree economiche del sud-est. Il Paese ospita numerosi grandi produttori di trasformatori di potenza (LPT), tra cui Baoding Tianwei Baobian Electric Co. Ltd. Nel 2020, gli Stati Uniti hanno speso 3 miliardi di dollari in importazioni di trasformatori di potenza/distribuzione/speciali, di cui la Cina rappresentava il 7%, seguita dalla Corea del Sud. Secondo il DOE statunitense, dei 108 milioni di dollari di valore delle importazioni di fili isolati in rame per avvolgimenti negli Stati Uniti, l'11% proveniva da Cina e Vietnam.
Previsioni del mercato per il Nord America
La traiettoria di crescita del mercato delle sottostazioni isolate in gas in Nord America è attribuita alle principali capacità produttive del Canada. Il 6% delle importazioni totali di olio per trasformatori degli Stati Uniti proveniva dal Canada ed è tra i principali produttori di GPL. I TPL canadesi sono meno costosi del 10% rispetto ai loro omologhi sviluppati a livello nazionale negli Stati Uniti. Inoltre, la crescente domanda di fonti di energia rinnovabili nella regione, insieme all'ammodernamento delle reti elettriche obsolete, rappresenta un fattore significativo di espansione del mercato delle sottostazioni isolate in gas nella regione.
Il potenziale manifatturiero interno negli Stati Uniti è promettente. Attualmente, le tecnologie necessarie per sostituire completamente l’SF6 sono in fase di sviluppo ed entro il 2027 si prevede che i produttori nazionali implementeranno sistemi fino a 550 kV. È fondamentale riconoscere che la crescente attenzione alla sostenibilità ambientale sarebbe paralizzante per le apparecchiature esistenti basate su SF6. Le società Hitachi, GE e Siemens hanno l'offerta di prodotti più completa negli Stati Uniti. Hitachi offre l'interoperabilità della linea di produzione consentendo ai clienti di sfruttare la capacità SF6 o non SF6. Gli Stati Uniti, secondo il DOE, mirano a realizzare 30 GW di energia eolica offshore entro la fine del 2030 e 86 GW entro il 2050.
Aziende che dominano il mercato delle sottostazioni isolate a gas
- Azienda General Electric
- Panoramica dell'azienda
- Strategia aziendale
- Offerte di prodotti chiave
- Prestazioni finanziarie
- Indicatori chiave di prestazione
- Analisi dei rischi
- Sviluppi recenti
- Presenza regionale
- Analisi SWOT
- Toshiba Corporation
- Hitachi, Ltd.
- Siemens AG
- ABB Ltd.
- Johnson Controls International plc
- Honeywell International Inc.
- Energate, Inc
- Yokogawa Electric Corporation
- Schneider Electric
I principali attori hanno identificato la necessità di offrire prodotti governativi e conformi alla sostenibilità. Hanno incrementato gli investimenti e le partnership strategiche per passare dai sistemi SF6 a quelli privi di SF6. L’eliminazione graduale è facilitata dall’aumento della capacità produttiva di alternative innovative, dal lancio di prodotti, dalle fusioni e acquisizioni e dall’espansione geografica. Alcuni dei principali attori che operano nel mercato delle sottostazioni isolate a gas (GIS) includono:
In the News
- Nell'agosto 2024, GE Vernova ha annunciato il lancio dell'attività Grid Solutions che produrrà, consegnerà e metterà in funzione la primaa sottostazione isolata in gas senza gas SF6 da 246 kilovolt (GIS) per RTE in Francia. Grid Solutions implementerà soluzioni che supporteranno RTE nella sostituzione dell'esafluoruro di zolfo.
- Nell'agosto 2024, Hitachi Energy ha lanciato una nuova tecnologia che affronterà le emissioni di esafluoruro di zolfo o SF6. L'apparecchiatura può essere utilizzata in quadri isolati in gas, demolitori con serbatoio morto o demolitori con serbatoio sotto tensione.
Crediti degli autori: Dhruv Bhatia
- Report ID: 4044
- Published Date: May 07, 2025
- Report Format: PDF, PPT
