“碳視角”下能效變壓器的采購策略研究

0 引言

在新型電力系統和“雙碳”背景下，國家對變壓器的能效提出了更高的要求，能效變壓器等新型節能設備將廣泛地應用于電網建設。與傳統電力變壓器相比，新能效變壓器有著更低的損耗，能夠為企業帶來更高的經濟效益。

我國在網運行的變壓器約1700萬臺，總容量約110億千伏安。變壓器損耗約占輸配電網電力損耗的40%，具有較大節能潛力。為加快高效節能變壓器推廣應用，提升能源資源利用效率，推動綠色低碳和高質量發展，我國工業和信息化部、市場監管總局、國家能源局聯合制定了《變壓器能效提升計劃（2021-2023年）》，計劃中明確指出，到2023年，高效節能變壓器（符合新修訂《電力變壓器能效等限定值及能效等級》（GB20052-2020）中1、2級能效標準的電力變壓器）在網運行比例提高10%，當年新增高效節能變壓器占比達到75%以上。

1 新能效變壓器與傳統變壓器的對比分析

新能效標準GB 20052-2020中規定的變壓器基本為普通阻抗變壓器，本文選取典型110kV、50MVA普通阻抗、高阻抗產品和220kV、180MVA普通阻抗、高阻抗產品進行對比分析，變壓器的具體參數見表1和表2。

表1 110kV、50MVA變壓器基本參數

表2 220kV、180MVA變壓器基本參數

1.1 采購成本對比

通過查詢以上型號變壓器的材料組成，將變壓器采購成本按現有原材料市場價格進行核算，制造系數按1.4選取。原材料價格如表3所示，成本比較如表4、表5所示。

表3 變壓器原材料價格

表4 110kV、50MVA變壓器采購成本（不含附件）比較

表5 220kV、180MVA變壓器采購成本（不含附件）比較

新國標2級能效變壓器主材采購成本相比11型增加10%至12%，新國標1級能效變壓器主材采購成本相比11型增加15%至18.5%。

新國標2級能效變壓器主材采購成本相比11型增加6.6%至9.7%，新國標1級能效變壓器主材采購成本相比11型增加12.1%至13.8%。

1.2 運行成本對比

變壓器運行成本按50%負荷進行核算，度電價格按0.5元和0.35元計算。以下為110kV、50MVA變壓器的采購成本和運行成本分析，可得出如下結論。

表6 度電價格0.5元下，各變壓器回收采購成本年限

表7 度電價格0.35元下，各變壓器回收采購成本年限

度電價格0.5元，新1、2級能效變壓器運行3-5年可收回采購成本，高阻抗產品收回成本時間略長。新1、2級能效變壓器運行30年復利收益在7.1%至8.9%之間，新1級能效變壓器的收益高于新2級能效，高阻抗產品和普通阻抗產品收益接近。度電價格0.35元，采購成本收回需要4.4-6.6年，30年復利收益降為5.8%至7.6%。

以下為220kV、180MVA變壓器的采購成本和運行成本分析，可得出如下結論。

表8 度電價格0.5元下，各變壓器回收采購成本年限

表9 度電價格0.35元下，各變壓器回收采購成本年限

度電價格0.5元，新1、2級能效變壓器運行2.4-3.6年可收回采購成本，普通阻抗產品收回成本時間略長。新1、2級能效變壓器運行30年復利收益在7.5%至10%之間，新1級能效變壓器的收益高于新2級能效，高阻抗產品的收益略高于普通阻抗產品。度電價格0.35元，采購成本收回需要3.4-5.1年，30年復利收益降為7.3%至8.7%。

1.3 碳排放對比

新1、2級能效電力變壓器相比11型變壓器減少了大量的電能浪費，也減少了相當可觀的二氧化碳排放。表10和表11對11型、新1、2級能效變壓器分別按50%負荷和25%負荷運行時的碳排放量進行對比，每度電的碳排放量按0.96kg核算。

表10 50%負荷下11型與新1級、2級能效碳排放對比

表11 25%負荷下11型與新1級、2級能效碳排放對比

50%負荷下新2級能效變壓器相比11型可減少碳排放13%左右，新1級能效變壓器相比11型可減少碳排放18%左右。25%負荷下新2級能效變壓器相比11型可減少碳排放20%左右，新1級能效變壓器相比11型可減少碳排放29%左右。

2 基于卡拉杰克模型的能效變壓器分類

2.1 卡拉杰克模型簡介

卡拉杰克模型以價值屬性和供應風險兩個維度將各物料項目分類為戰略型、瓶頸型、一般型、杠桿型四類，形成卡拉杰克矩陣。

圖1 卡拉杰克矩陣

第一類物料采購價格較大，單位價值高，并且材料對產品質量的影響也比較大，說明技術要求較高，但是物料基本處于壟斷競爭市場，并且物料的可替代性非常低，因此該物料價值大，但市場風險高，屬于卡拉杰克矩陣中的戰略型物料。

第二類物料采購價格非常大，材料對產品質量的影響也比較大，但是供應商數量比較多，并且較為可靠，可替代性適中，因此該物料價值大，市場供應風險低，屬于卡拉杰克矩陣中的杠桿型物料。

第三類物料采購數量和采購價格都比較少，材料對產品質量的影響非常小，說明技術要求不高，但是供應商數量比較少，并且可靠性非常低，因此該物料價值低，市場風險較高，屬于卡拉杰克矩陣中的瓶頸型物料。

第四類物料采購數量多，但占用的采購金額很小，材料對產品質量的影響也比較小，并且供應商的數量比較多，供應商可靠性非常強，基本處于完全競爭市場，這類物料的可替代性也非常強，因此該物料價值小，市場風險低，屬于卡拉杰克矩陣中的一般型物料。

2.2 能效變壓器的所屬類型

能效變壓器具有采購量比重小、采購總額適中、材料對產品質量的影響大、供應商數量少、對供應商的可靠性要求高、材料的可替代性較低等特點，尤其是新1、2級能效變壓器，故將能效變壓器列入卡拉杰克模型中的戰略型物料。

2.3 能效變壓器采購建議

能效變壓器在電網節能設備中占據重要地位，屬于戰略型物料，戰略型物料在制造業企業獲取利潤和未來發展中起著關鍵作用。并且庫存成本高、占用資金量大、對企業產品影響大，可選供應商少、存在很大的供應風險，所以采購決策必須非常慎重，最適合的采購策略是戰略合作采購。

①首先需要企業高層管理者聯合采購、研發、質量和生產等多個部門成立跨部門的戰略合作采購小組，發揮整體的決策力量。戰略合作采購小組通過戰略供應商評價從技術、質量、價格體系及服務等方面選擇特定的供應商建立戰略合作伙伴關系。

②戰略合作伙伴關系是長期化的雙贏合作關系。戰略合作采購有別于一般采購和戰略采購，一般采購目標重點是采購價格最低，目的是以最低采購價格完成短期所需物料的少次交易；一般的戰略采購目標重點是采購總成本最低，目的是建立總成本最低的物料采購渠道；戰略合作采購目標重點不在于采購價格或采購總成本，而是從企業、行業或更高層面考慮企業長期發展規劃，綜合提升戰略物料的技術、質量、服務，降低供應鏈整體庫存成本及供應風險。戰略合作采購目標重點在于企業和戰略合作供應商的長期合作發展，通過企業高層交流關鍵問題；互相交流知識與技術解決相關難題；信息高度共享等方式使得雙方在市場上實現共贏。

③企業和戰略合作供應商間的關系是在發展中不斷變換著的，戰略物料本身存在很大的供應風險，需要引入新供應商，擴大供應商選擇范圍，選擇其他供應商小比例供應物料，一方面通過多源采購確保戰略物料供應穩定性，降低供應中斷風險，另一方面避免對戰略合作供應商依存度過高。物料的類別并非一成不變，隨著客戶需求變動，物料供應市場變化，物料的類別也會隨之改變。企業針對各類物料實施相應的采購管理策略也是主動將物料向對企業收益更高、供應風險更小的方向移動。

3 結論

本文中作者選取典型110kV、220kV普通阻抗和高阻抗變壓器產品，通過對11型、新1、2級能效變壓器的采購成本、運行成本以及二氧化碳排放量進行了比較分析，得出如下結論。

①50%負荷下新2級能效電力變壓器相比11型可減少二氧化碳排放13%，新1級能效電力變壓器相比11型可減少二氧化碳排放18%。25%負荷下新2級能效電力變壓器相比11型可減少二氧化碳排放20%，新1級能效電力變壓器相比11型可減少二氧化碳排放29%。變壓器平均負荷越低，二氧化碳減排越明顯。

②按50%負荷運行，度電成本以0.5元核算，新1、2級能效變壓器運行2.4至5年可收回采購成本。新1、2級能效變壓器運行30年復利收益在7%-10%之間，度電成本以0.35元核算，新1、2級能效變壓器的采購成本也可在7年內收回，30年復利收益也有5.8%-8.7%。新1級能效變壓器收益高于新2級能效變壓器。普通阻抗變壓器和高阻抗變壓器無明顯差異。

③對于能效變壓器這類戰略型物料，電網公司應采取戰略合作采購策略，應與特定的供應商保持長期的合作發展，實現共贏。