2025-2037 年全球氣體絕緣變電站 (GIS) 市場規模、預測與趨勢亮點
氣體絕緣變電站市場規模預計將從 338.5 億美元增至 1127.8 億美元，2025 年至 2037 年預測期內的複合年增長率將超過 9.7%。到 2025 年，氣體絕緣變電站的產業規模預計將達到 364.8 億美元。
氣體絕緣變電站通常比空氣絕緣變電站更可靠、更有效率。每公頃土地價值的增加預計也將為市場提供利潤豐厚的成長機會，因為與市場上同類產品相比，氣體絕緣變電站佔用空間。該變電站比典型發電廠佔用的空間減少高達 90%，這一因素預計將在未來幾年推動氣體絕緣變電站市場的成長。
產業參與者致力於市場產品的研究、開發和部署，以搶佔 HVDC 和 HVAC 系統中非 SF6 替代品的份額。自2023年起，非SF6氣體絕緣開關設備的最高電壓限制為450 kV。根據規劃的技術，高壓 GIS 容量預計在未來幾年內將達到 550 kV。預期的技術進步水準將允許逐步淘汰多個 SF6 系統，但不會完全消除其使用，因為 765 kV 系統沒有計劃的替代方案。美國也未能倖免於能源和電力領域的技術創新，該行業的基礎設施投資從 2021 年的 251 億美元和 2022 年的 267 億美元猛增至 2023 年的 291 億美元，兩年內增長了 20%。
2023 年，美國氣體絕緣開關設備市場規模為 67 億美元，佔國內電力基礎設施總支出的 23%，佔全球氣體絕緣變電站市場的 28%。高壓設備部分佔了大部分支出，額定電壓 >75 kV 的價值達 48 億美元。其中，21 億美元用於開發非 SF6 系統。根據美國 EPA 2022 年 9 月報告，不含 SF6 的設備擁有成本低於 SF6 設備總體成本的 100%。真空和清潔空氣技術的運維和報廢成本被認為低於基於 SF6 的設備。
預計，不含 SF6 的系統（包括 145 kV GIS）的生命週期成本為每公噸溫室氣體減少 0 美元（以公噸二氧化碳當量計算），不含 SF6 設備的資本成本為每噸溫室氣體 33 美元。對於 145 kV GIS，海上減法或風力渦輪機資本成本比清潔空氣技術高出約 70,000 美元。這減少了 85 公斤 SF6，成本為 33 美元/噸 CO2e，相當於 2,100 噸 CO2e。安裝 100 台非 SF6 渦輪機可避免 252,000 噸二氧化碳排放，推動對永續市場替代方案的投資。
氣體絕緣變電站市場：成長動力與挑戰
成長動力
- 全球電力需求不斷增長：國家基礎設施諮詢委員會 (NIAC) 的變壓器交付時間在過去幾年中呈指數級增長，從 2021 年的平均 50 週達到 2024 年的 120 週。大型變壓器，包括變電站電源和發電機升壓變壓器，運轉次數從 80 到210 週。在全球電氣化不斷發展的推動下，對變壓器的需求加劇了供應鏈轉型，從而為包括資料中心在內的大負載最終用戶建立再生能源發電。這進一步導致住宅和商業客戶的電價急劇上漲。生產者物價指數 (PPI) 從 2020 年 3 月的 251.800 升至 2024 年 12 月的 426.800，顯示自 COVID-19 大流行以來電力和特種變壓器製造成本增加了 80%。
美國國家再生能源實驗室 (NREL) 最近的一份報告發現，到 2050 年底，美國的配電變壓器需求可能會比 2021 年的水準高出 160% 至 280%，複合年增長率為 5.3%。國家實驗室管理 7 個區域輸電營運商/獨立系統營運商 (ISO) 電網互連隊列和 44 個非 ISO 平衡區域，代表美國發電能力的 95%。為了了解互連隊列的龐大規模和背景，美國公共電力協會 (APPA) 披露，到 2023 年，美國公用事業規模的總裝置容量為 1,277 吉瓦，而待定的互連隊列將在預測時間內使裝置容量基數增加一倍。 - 日益關注再生能源：各國政府正努力降低碳足跡並鼓勵使用風能和太陽能等再生能源。對於波羅的海的風電場集群，西門子能源於 2021 年獲得了一份合同，為其提供兩個陸上高壓直流 (HVDC) 系統。該工程將採用氣體絕緣開關設備技術，預計2029年完工，確保可靠、有效的電力傳輸。
加州空氣資源委員會 (CARB) 對限制氣體絕緣系統溫室氣體排放的法規進行了標準化，旨在逐步消除 SF6 GIS 的購買。規則修正案中的逐步淘汰條款於2022年1月1日納入。第一階段的修訂限制於2025年1月1日開始，最後階段預計於2033年1月開始。初始階段淘汰專門針對較低電壓容量的設備（小於35 kV），最後階段適用於較高電壓的設備。根據 CARB 禁令，到 2033 年 1 月將禁止購買 245 kV。據估計，擬議法規將使氣體絕緣開關設備六氟化硫副產品產生的每噸 CO2e 成本效益降低 33 美元。
挑戰
- 先進的現代基礎設施短缺且成本高昂：隨著重點轉向降低與氣體絕緣變電站系統相關的溫室氣體，由於基於 SF6 的設備的存在，供需之間的差距正在擴大。改造涉及高昂的資本成本，並被證明是一個市場障礙。
氣體絕緣變電站市場：主要見解
|
基準年 |
2024年 |
|
預測年份 |
2025-2037 |
|
複合年增長率 |
9.7% |
|
基準年市場規模（2024 年） |
338.5億美元 |
|
預測年度市場規模（2037 年） |
1127.8億美元 |
|
區域範圍 |
|
氣體絕緣變電站分段
電壓類型（中、高、超高）
預計到 2037 年底，高壓細分市場將佔據最大的氣體絕緣變電站市場份額。到 2024 年，高壓直流產業整體價值約為 123 億美元，互連價值到 2020 年將超過 70 億美元，複合年增長率為 5.5%。到 2022 年，高壓直流輸電容量約為 400 吉瓦，其中亞太地區佔高壓直流輸電容量的 50%，日立能源、通用電氣 (GE) 和西門子能源是全球領先的高壓直流輸電製造商。
不同傳輸距離的陸上和海上高壓直流輸電項目
|
高壓直流輸電項目 |
國家 |
電壓 |
距離 |
類型 |
|
新英格蘭海岸 |
美國 |
+320/525 kV |
195 哩（170 海浬） |
海上、MMC（Equinor，2021 年） |
|
北海航線 |
挪威-英國 |
挪威-英國 |
450 哩 |
海上，MMC（NorthSeaLink，2021 年） |
|
SOO 綠色 |
美國 |
+525 kV |
350 哩 |
陸上、地下、正在開發中（SOOgreen，2021 年） |
資料來源：美國能源部
安裝（室內、室外）
預計戶外部分將在預測期內佔據最大的氣體絕緣變電站市場份額。戶外氣體絕緣變電站可在長距離高壓和中壓傳輸中提供可靠的運作。 2024 年 11 月，西門子在美國中壓市場推出了首款不含氟化氣體的 GIS 系統，名為 NXPLUS C 24 - 藍色，二氧化碳排放量更低。這符合公司支持電網脫碳的目標，並透過防電弧設計確保極端天氣條件下的人員安全。
我們對全球氣體絕緣變電站市場的深入分析包括以下細分市場
|
電壓類型 |
|
|
安裝 |
|
|
應用 |
|
|
最終使用者 |
|
想根据您的需求定制此研究报告吗？我们的研究团队将涵盖您需要的信息，帮助您做出有效的商业决策。
定制此报告氣體絕緣變電站產業 - 區域概要
亞太地區市場統計
預計到 2037 年底，亞太地區氣體絕緣變電站市場將佔據最大的收入份額，達到 42%。中國、印度、日本、韓國和東南亞等國家的快速工業化增加了該地區對汽油引擎的需求。燃氣發動機在滿足這一需求方面發揮著至關重要的作用，特別是在發電、燃氣發電廠（包括越來越多地在該地區部署以提供高效可靠電力的聯合循環發電廠）方面。此外，天然氣儲量、支持性舉措和環境政策、再生能源轉型和基礎設施發展相結合，為燃氣發動機在全球機械驅動、發電、熱電聯產等眾多應用中的採用和擴展創造了有利的環境。
中國氣體絕緣變電站 (GIS) 市場是主要份額持有者，在全球原材料出口中發揮著至關重要的作用。西部地區有多個水力發電廠，西北地區有風力資源。主要終端用戶位於東南地區，需要高功率、長距離輸電，目前我國已運行數十條±800kV、±1100kV、±500kV高壓直流輸電系統。這些輸電線路提供超過1000吉瓦的電力，將西北農村地區與東南部經濟地區連接起來。該國擁有保定天威保變電氣有限公司等多家大型電力變壓器（LPT）製造商。 2020年，美國在電力/配電/特殊變壓器進口方面花費了30億美元，其中中國佔7%，其次是韓國。美國能源部發現，在美國進口價值 1.08 億美元的絕緣銅繞組電線中，11% 來自中國和越南。
北美市場預測
北美氣體絕緣變電站市場的成長軌跡歸功於加拿大的核心製造能力。美國變壓器油進口總量的 6% 來自加拿大，加拿大是最大的 LPT 生產國之一。加拿大的 LPT 比美國國內開發的同類產品便宜 10%。此外，該地區對再生能源的需求不斷增長，加上老化電網的改造，是該地區氣體絕緣變電站市場擴張的一個重要因素。
美國國內製造業潛力大。目前，完全取代 SF6 所需的技術正在開發中，預計到 2027 年，國內製造商將部署高達 550 kV 的系統。 認識到對環境永續性的日益關注將削弱現有的 SF6 設備，這一點至關重要。日立、GE 和西門子公司在美國擁有最全面的產品供應。日立提供生產線互通性，讓客戶將 SF6 產能轉換為非 SF6。美國能源部的目標是到 2030 年底部署 30 吉瓦的離岸風電，到 2050 年部署 86 吉瓦。
主導氣體絕緣變電站市場的公司
- 通用電氣公司
- 公司概覽
- 商業策略
- 主要產品
- 財務表現
- 關鍵績效指標
- 風險分析
- 近期發展
- 區域業務
- SWOT 分析
- 東芝公司
- 日立股份有限公司
- 西門子股公司
- ABB 有限公司
- 江森自控國際股份有限公司
- 霍尼韋爾國際公司
- Energate, Inc
- 橫河電機公司
- 施耐德電機
主要參與者已經確定了提供符合政府和永續發展要求的產品的需求。他們加大了投資和策略合作夥伴關係，從 SF6 系統轉向無 SF6 系統。透過提高創新替代品的生產能力、產品發布、併購和地理擴張來促進淘汰。氣體絕緣變電站 (GIS) 市場的一些知名企業包括：
In the News
- 2024 年 8 月，GE Vernova 宣布推出電網解決方案業務，該業務將為法國 RTE 製造、交付和調試世界上第一個st 246 千伏無電站 ( SF)。 Grid Solutions 將部署支援 RTE 取代六氟化硫的解決方案。
- 2024 年 8 月，Hitachi Energy 推出了一項新技術，旨在解決六氟化硫或 SF6 的排放問題。該設備可用於氣體絕緣開關設備、罐式斷路器或帶電罐式斷路器。
作者致谢: Dhruv Bhatia
- Report ID: 4044
- Published Date: Jul 25, 2025
- Report Format: PDF, PPT
