最近、国際エネルギー界はニュースで賑わっています。インドの大規模太陽光発電プロジェクトは変圧器不足により「中止」を余儀なくされ、ヨーロッパの送電網アップグレード計画は変圧器不足により遅々として進んでいません。イーロン マスクでさえ、次の世界的な不足はチップではなく変圧器になると予測しました。-
「世界は中国製変圧器を必死に争っている」と題した記事により、TBEA、XD Electric、Siyuan Electricなどの中国企業の株価が急騰した。 AI の電力消費量が急増し、老朽化した電力網のアップグレードが必要になり、新しいエネルギー源が急速に開発される時代において、開発を妨げる鍵はこの一見面倒なデバイスである変圧器かもしれないことに、人々は突然気づきました。{1}
しかし、現在世界中で求められている中国製変圧器は、輸入依存から必須へと変化してきた歴史があります。
I. Scientific Spark から電力網の礎石へ
変圧器の物語は 1831 年に始まります。その年、イギリスのファラデーとアメリカのヘンリーがほぼ同時に電磁誘導の法則を発見しました。この発見は単純でした。変化する磁場が電流を生成する可能性があるということです。この原理は、その後のすべての電気機器の「心臓部」となりました。
ファラデーの電磁誘導実験 - 360 百科事典
ファラデーの電磁気実験または初期のコイル装置の概略図
トランスフォーマーを真に歴史の舞台に押し上げたのは、19 世紀末の「電流戦争」です。当時、エジソンが推進した直流（DC）は細い川のようなもので、遠くまで電気を送ることができませんでした。別の起業家であるウェスチングハウスは、交流 (AC) は変圧器を介して電圧を変えることができるため、交流 (AC) に賭けました。
1885 年、3 人のハンガリー人技術者が最初の実用的な変圧器を製造しました。ウェスチングハウスは特許を購入し、最初の交流送電システムを構築しました。変圧器を使用して送電用の電圧を上げ、使用するために電圧を下げます。この戦争ではACが決定的に勝利した。以来、この「電圧変換器」である変圧器は、電力網の不可欠な基盤となっています。
画像 変圧器の役割をどう理解するか？
2 種類の階段を想像してください。1 つは段数が少なく高いもの、もう 1 つは段数が多くて低いものです。流れは人が階段を登るようなものです。努力して登ろうとしているのではなく、ただ早くそこに着きたいだけなのです。変圧器はまず「高電圧階段」を使用します。-高電圧と低電流は、最小限の損失で遠くの場所に電力を迅速に伝送するために使用されます。市内に入ると「低電圧階段」に切り替わります。-低電圧と高電流を使用して各家庭に安全に電力を供給します。-
II. 3 つの技術的進歩 20 世紀に入ると、変圧器は「より大型、より効率的、より信頼性の高い」という目標を中心に進化し続けました。
最初の飛躍は素材でした。 1930 年代にアメリカ人が方向性ケイ素鋼を発明しました。これにより鉄原子が「整列」し、エネルギー損失が大幅に減少しました。
2番目の飛躍は寒冷化でした。大型の変圧器は熱くなるため、技術者は絶縁油に変圧器を浸漬し、絶縁と熱の除去を行いました-これが一般的な油浸変圧器です-。
3 番目の飛躍は、新素材の探索でした。 1970 年代には、鉄損が従来のケイ素鋼の 4 分の 1 しかないアモルファス合金が登場し、地方の送電網に特に適しています。{2}}超電導変圧器はまだ実験段階にありますが、将来を見据えた技術的埋蔵量を表しています。-
変圧器の構成、原理、機能、分類についてまだ混乱しています！変圧器の総合ガイド - 金田銅業公式ウェブサイト
Ⅲ．中国のトランスフォーマーの成功への道
世界の変圧器技術は進歩し続けているが、中国は依然としてその立ち上げに苦戦していた。
1970 年代後半、中国は最初の 500 kV 超-高圧-線を建設する必要がありました。当時、国内生産では 220 kV の送電線しか製造できませんでした。外国企業は法外な価格を要求し、中国は20年間は500kVの製品を生産できないだろうとさえ予測した。
この仕事はエンジニアのZhu Yinghaoに任されました。設計図、材料、プロセスがなく、すべてがゼロから始まりました。チームは特殊鋼を製錬し、ケイ素鋼板を圧延することから始めました。-これは彼らの忍耐力の証です。
1985 年、中国初の国産開発 500 kV 変圧器が瀋陽で誕生しました。翌年、葛州坡ダム発電所に、この国産製品が日本から輸入された変圧器と一緒に設置されました。-国産は一発で成功し、安定して動作しました。しかし、日本のものはテスト中に燃え尽きました。この「格州巴対決」は中国トランスフォーマーの威厳を獲得した。
その後、Zhu Yinghao 氏はチームを率いて課題への取り組みを続けました。 2009 年、中国は世界初の 1,000 kV 超-高圧-変圧器を製造し、追いつきから世界をリードするまでの飛躍を遂げました。現在、中国は世界最大かつ最高電圧の超高圧-送電網を構築しています。変圧器はこの「電力ハイウェイ」の中核コンポーネントです。
IV.なぜ世界的に不足しているのでしょうか?なぜ中国はそのギャップを埋めることができるのか?
現在の「変圧器不足」は、次の 3 つの需要によって引き起こされています。
老朽化した電力網: ヨーロッパとアメリカの多くの電力網は前世紀に建設されたものであり、交換が必要です。
新エネルギーの爆発: 風力発電所と太陽光発電所はほとんどが遠隔地に設置されており、多数の専用変圧器が必要です。
AI およびデータセンターの電力消費: 大規模なデータセンターは都市に匹敵する電力を消費するため、変圧器に対する膨大な需要が生じます。
世界的な生産能力、特にハイエンドの生産能力がまったく追いつきません。{0}}従来の国際的大手企業は生産拡大が遅れており、現時点で世界の注目が中国に集まっている。
なぜ中国は「安定剤」として機能できるのでしょうか？
なぜなら、中国は完全な産業チェーン上の優位性を持っているからだ。ケイ素鋼板、銅線、絶縁材から最終組み立てに至るまで、中国は最も完全なチェーンと最速の応答時間を誇ります。ヨーロッパへの納期は通常 18 か月以上かかりますが、中国の大手メーカーは低コストで 10 ～ 12 か月以内に納品できます。 2025 年の最初の 8 か月間で、中国のヨーロッパへの変圧器輸出は 138% 増加しました。これはこの現実の証拠です。
中国の変圧器会社は完全な階層構造を形成しています。
中国 XD グループのような「ナショナル チーム」企業は、ソ連から学んで西側の技術を導入し、その後超高圧（UHV）変圧器の独自開発に至るまで、主要な国家プロジェクトに取り組み、技術革新の先駆者となっています。{0}
TBEAのような「弱者」は、新疆の小さな街頭工場として78万元の借金を抱えてスタートしたが、特殊な変圧器の生産で生き残り、その後世界初の1000kV UHV変圧器を独自開発し、現在では年間生産額1000億元を超えている。
上海交通大学の数人の若者によって設立された思源電器のような「テクノロジー主導」の企業は、外国資本に拒否された状態から、ハードコア テクノロジーの道をたどって、原子炉や GIS などのハイエンド製品を征服するまでに成長しました。-
Jinpan Technology のような「デジタル パイオニア」は、乾式変圧器を製造するだけでなく、人工知能を使用して生産を最適化し、一人当たりの効率を大幅に向上させるデジタル工場に変革しています。{0}
武漢 UHV ニュース - エネルギー部門
V. 未来: トランスフォーマーは消滅するのか?
トランスフォーマーは今も進化を続けています。甘粛省の UHV 変換所で、経験豊富なエンジニアがコンパクトで静かな機器を指してこう言いました。「ほら、これはソリッドステート変圧器です。私たちの次世代の方向性です。-」
ソリッドステート変圧器は銅線や鉄心を使用しません。-代わりに、半導体と回路を使用して電流を直接「カット」します。これらは小型で効率的で、インテリジェントに電力を分配できるため、将来の再生可能エネルギー網に特に適しています。しかし、この技術は蒸気機関車からリニアモーターカーに飛び移るような難しい技術です。
ファラデーのコイルからZhu Yinghaoの鉄心、そして今日のチップに至るまで、変圧器の形状は変化しましたが、エネルギーを隅々まで安全かつ効率的に届けるという使命は同じです。
変電所 3D デジタル設計ソリューションのご紹介 |スマートファクトリーソリューション最新の変電所パノラマ概念図
窓の外では、朝の光が変電所を照らし、青と黄色の変圧器が静かに立っています。耳を澄ますことによってのみ、その中に均一で力強いうなり声を感じることができます。このサウンドには、19 世紀の科学の輝き、20 世紀の汗と労苦、そして 21 世紀の中国の製造業の力強い鼓動が含まれています。-これは、人類がどのようにエネルギーを飼いならし、未来を照らしたかを語る静かな叙事詩です。
