雙碳目標下我國變壓器回收利用市場運行管理淺析

鄭珊珊 張凌宇

（1.北京外國語大學國際商學院 2.國際銅業協會）

0 引言

雙碳，即碳達峰與碳中和的簡稱。2020年9月22日，在第75屆聯合國大會一般性辯論上，習近平主席發表重要講話，其中明確指出，中國的二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和[1]。

實現雙碳目標，是我國政府對于世界的一項莊嚴的承諾，具有深刻的歷史意義和深遠的歷史影響；實現雙碳目標的過程，對于全社會各行業的發展，既意味著難得的機遇，同時也面臨著極大的挑戰，有著深遠的影響。研究雙碳目標下對于行業發展的影響，從而充分抓住這一歷史重要的趨勢，促進行業健康快速發展，助力國家雙碳目標的實現，具有非常重要的現實意義。

自從1830年，變壓器被美國科學家亨利發明以來[2]，變壓器一直是輸配電的基礎設備，利用電磁感應的原理來改變電壓，傳遞電力到千家萬戶，是變壓器的基本原理和功能，應用十分廣泛。工業、農業、交通、建筑等各行各業都需要變壓器的應用來提供穩定可靠的電力。

據統計，2021年，中國變壓器新增總容量約為17.6億kVA，同比增長1.7%，其中，配電變壓器的市場容量份額較高，約占總容量的51.4%；電力變壓器所占的容量市場份額略低，約占48.6%。

在用變壓器的數量巨大，據統計，目前我國在網運行的變壓器保有數量大約為1700萬臺，總容量約110億kVA[3]。變壓器是輸配電的重要的基礎設備，市場的保有量巨大，整個輸配電過程中，電力損耗的40%是變壓器的損耗，節能潛力巨大。在雙碳背景下，加快老舊低效變壓器的淘汰替換，采用高效節能變壓器，可以顯著降低輸配電過程中的電力損耗，并降低相應的二氧化碳排放。

2020年12月22日，《變壓器能效提升計劃（2021-2023年）》正式公布，該提升計劃由工業和信息化部辦公廳、市場監管總局辦公廳、國家能源局綜合司聯合印發。在計劃中提出到2023年，高效節能變壓器（符合《電力變壓器能效限定值級能效等級》（GB 200052—2020）中1級和2級能效標準）的在網運行比例要提高10%，當年新增高效節能變壓器占比要達到75%以上[3]。該項計劃的推出，以及相關配套的政策措施的實施，將會推動大量老舊低效變壓器產品的淘汰。如何更好地回收利用這些老舊變壓器，充分利用其中有效資源材料，通過不同工藝加以有效再利用，從而降低對于資源環境的影響，也就成為一個面臨的重要問題。

通過對淘汰替換下的老舊變壓器綜合回收利用，可以有效利用變壓器中的銅、鋁、硅鋼片等材料，通過特定工藝處理，這些材料都可以作為再生金屬重新進入生產循環。金屬再生流程短、能耗低[4]，可以大幅降低原材料獲取和生產過程中的碳排放，同時減輕對于資源環境的壓力。

根據調研，按照設備使用壽命最少20年測算，2021年變壓器回收市場中，各種材料回收規模如下：硅鋼片71萬t；變壓器油37萬t；銅24萬t；鋁4.8萬t；環氧樹脂0.01萬t，市場規模大，充分利用這些材料，具有顯著的經濟、環境和社會效益。

在雙碳背景下，老舊變壓器回收利用是現實雙碳目標的一個重要技術路徑。一方面，因為變壓器產品是重要的耗能產品，促進老舊低效變壓器的淘汰，持續提高變壓器的效率是實現節能降耗和減碳的重要途徑之一；另一方面，老舊變壓器的替代會為變壓器回收利用提供資源，老舊變壓器的回收再利用具有市場規模大、可回收金屬等有效材料數量大的特點，可以通過資源再生利用，進一步降低原材料獲取和生產的碳排放，助力雙碳目標的實現。

本文通過對老舊變壓器報廢回收產業鏈及相關企業進行調研，對我國變壓器回收現狀進行綜合分析，介紹變壓器回收來源，總結了回收的市場運行管理模式，并在此基礎上，分析了目前變壓器回收市場所面臨的問題和主要障礙，并提出了相關的建議。

1 變壓器回收市場規模

變壓器種類繁多，按照應用領域、電源、冷卻方式的不同可以分為不同的種類。但是結構基本一致，所使用的主要材料也相同，都包括銅、鋁、硅鋼片、絕緣材料（絕緣油、樹脂）等。

廢舊變壓器中主要可回收利用的材料包括變壓器油、銅鋁、硅鋼片等，不同材料對于回收的要求也各不相同，具體的回收途徑也有所不同，如圖1所示。

圖1 廢舊變壓器中不同材料的回收方式

目前，我國回收變壓器主要來源為使用壽命超過20年、超過國家能耗標準、企業搬遷淘汰、損壞的變壓器。2020年修訂的《電力變壓器能效限定值及能效等級》（GB 20052—2020），是變壓器領域最新的強制能效標準。該標準中，對于三相電力變壓器的能效限定值、能效等級和試驗方法等進行明確的規定。通過該標準，可以將變壓器的能效分為從1級到3級三個等級，其中，節能高效變壓器指1級能效和2級能效的變壓器。標準實施后，原有的3級能效之下的變壓器都將在未來的幾年面臨逐步淘汰[5]。

國家規定符合以下兩個條件之一的變壓器需要強制淘汰：

電力變壓器服役時間達到或者超過20年[6]；

變壓器的能效達不到國家最低能效標準。

這兩種原因淘汰的變壓器主要受國家相關政策和標準的影響；對于企業搬遷淘汰、損壞的變壓器的回收處理則市場化程度較高。

隨著雙碳目標的提出，國家對于老舊低效變壓器淘汰的推進力度越來越大，可以預見，進入回收渠道的變壓器會持續增加，這將會大大促進回收變壓器資源處置的規模。

對于我國變壓器回收市場的回收模式和規模，本文根據調研數據并進行推算，對于配電變壓器及輸電變壓器，分別采用不同的假設，得到變壓器回收量的數字，回收模式如圖2所示。

圖2 變壓器回收模式

根據上述模式，具體的回收規模計算如下：

（1）配電變壓器回收量計算方法

超過使用年限淘汰量計算方法：壽命年限為21年至25年的變壓器，每年淘汰20%。

企業拆遷倒閉淘汰量計算方法：2020年工業企業保有量×每年淘汰率（1%～3%）。

故障及損壞淘汰量計算方法：2020年整體保有量×損害率0.05%。

主動淘汰量計算方法：根據調研公司以往報告中S9、S8、S7及以下的變壓器保有量，以及工信部發布的老舊低效變壓器淘汰計劃。

（2）輸電變壓器回收量計算方法

壽命年限為21年至25年的變壓器，每年淘汰20%。

按照上述方法，2021年中國變壓器回收市場規模為 127.8萬臺，其中配電變壓器回收規模為 127.4萬臺；據預測，在雙碳目標的推動下，這一市場規模將繼續增長，2016～2021中國變壓器回收市場的規模如圖3所示。

圖3 中國變壓器回收市場規模（2016～2021，萬臺）

2021年中國變壓器回收市場規模為 6.3億kVA，其中配電變壓器回收規模為 4.5億kVA，如圖4所示。回收市場目前主要集中在配電變壓器市場，因為目前的淘汰政策大部分是針對配電變壓器制定。

圖4 中國變壓器回收市場規模（2016～2021，萬kVA）

對于配電變壓器和輸電變壓器，本文采用典型規格變壓器，通過分析其材料構成，估算整體的變壓器回收市場規模。以400kVA的S9配電變壓器為例，油浸式變壓器中約含銅235kg，硅鋼片550kg。 以630kVA的SC10系列干式變壓器含銅350kg，硅鋼片600kg，具體數據如表1所示。

表1 典型配電變壓器的材料組成

對于輸電變壓器，雖然數量上少于配電變壓器，但由于單臺容量大，平均每臺有效材料的重量要超過配電變壓器。以40000kVA變壓器為例，單臺含有銅材料7770kg，硅鋼片19425kg，變壓器油14200kg，如表2所示。

表2 典型電力變壓器的材料組成

變壓器材料回收的市場規模的計算采用下述公式：

材料回收市場規模 = 每臺變壓器中材料重量 × 2021年淘汰量

根據上述數據，可以得到 2021年變壓器回收市場中各種材料的回收規模，如圖5所示。

圖5 2021年變壓器材料回收市場規模（萬噸）

根據測算可以看出，變壓器回收市場規模巨大，回收的有效材料如硅鋼片、銅、鋁、變壓器油等經過相應的技術處理，可以重新投入到應用中，這樣可以大大減少原材料生產過程中的能源消耗，從而有效減少二氧化碳的排放量。在雙碳目標的推動下，大力推動變壓器產品的回收利用，提高回收利用的技術水平，從而提高材料利用率，同時降低對于環境的影響，是變壓器產品回收利用的必然的發展趨勢。

2 變壓器回收企業現狀

變壓器的回收主要通過兩種方式來進行回收，一種方式是由變壓器最大的用戶——電網公司統一進行回收。電網公司規模大，管理規范，通常采用統一招標的方式，選取有資質的企業進行老舊變壓器的回收再利用。

另外一種方式是除電網公司外的其他用戶企業。其他變壓器的用戶企業相比電網公司，變壓器的數量差距較大，難以像電網公司這樣采取集中統一處理、形式規模效應的方式進行處理，只能小批次或者單臺進行處理。在處理過程中也會采用招投標的方式，但是不同性質的公司采取的方式有所不同。

圖6和圖7為電網公司及其他工業企業處理變壓器式的流程。

圖6 變壓器回收產業鏈——電網公司

圖7 變壓器回收產業鏈——其他工業企業

通過調查發現，廢舊變壓器回收企業眾多。目前，從事廢舊變壓器回收的企業主要包括有資質的物資回收企業以及個體工商戶[7]。

我國變壓器回收企業主要分布在東部地區及東北地區。這與東部和東北地區工業基礎較好，變壓器存量較大，老舊變壓器數量較多有關。

通過調查分析，得出變壓器回收企業回收利潤空間如圖8所示。

圖8 變壓器材料回收利潤空間示意圖

3 變壓器回收政策標準與建議

中國變壓器回收市場還處于一個行業發展的初期，對于變壓器淘汰有相關的政策要求，但是淘汰的變壓器相關的回收拆解還沒有出臺相應的政策。

2009年，工業和信息化部出臺的政策已經明確將淘汰高耗能變壓器[8]；自2012年起，政府積極鼓勵高耗能機電設備用戶淘汰相關產品并給予補助，其中包含變壓器。

2015年工信部已明確對高耗能變壓器的淘汰政策[9]：“計劃于2017年底基本完成S9及以下型號高耗能配電變壓器的淘汰任務，對各用戶企業堅持鼓勵政策”。在此基礎上，部分省、市根據當地實際情況出臺更有針對性的實施方案，如山東、江蘇、廣西已經明確淘汰高耗能變壓器的時間表。

2020年，國家有關部門又出臺《變壓器能效提升計劃（2021-2023年）》，對于高效節能變壓器的在網運行比例和新增比例都提出了明確的要求。

對于變壓器回收利用，2015年工信部提出建立配電變壓器回收管理體系[9]。

變壓器拆解過程中會產生固體廢棄物以及危險廢棄物。政府就這兩種廢棄物已有相關的法律舉措，變壓器拆解廢棄物的處理應符合相應的法規。

2015年工信部《配電變壓器能效提升計劃》建立明確提出要配電變壓器回收管理體系。在計劃中寫道：“制定高耗能配電變壓器回收拆解技術規范，支持在有條件地區建立規模化、規范化的回收基地，加強廢舊材料再利用管理”[9]。

2017年國務辦頒布的限制進口洋垃圾的政策[10]，旨在提高國內固體廢棄物回收利用水平，加快國內固體廢棄物回收利用體系建設等。對于廢銅再生利用行業的法規，規定了利用率和回收率，機電設備的拆解需要遵循節能環保的原則。

變壓器拆解的規范化將有利于循環經濟的發展。根據《中華人民共和國清潔生產促進法》中的相關規定[11]，變壓器的拆解應符合綠色發展的原則，在不污染環境的條件下，達到資源回收的目的。目前為止還未出臺變壓器拆解相關的規范，而變壓器拆解出的固體廢棄物及危險廢棄物對環境的影響很大，盡早建立相關的規范體系對于國內循環經濟的發展有重要的作用。

變壓器回收制度還需完善。從以上分析可以看出，政府對變壓器的生產端和用戶端都做出了詳細的淘汰政策和規劃；然而對于淘汰后變壓器的處置，至今還未出臺變壓器回收拆解的針對性政策。為積極推進國內循環經濟的發展，盡快制定變壓器回收、拆解相關的法律規范、制定相應的標準，變得越來越重要。同時，從全生命周期碳足跡角度對變壓器使用進行評價，在雙碳背景下，將是更加科學有效的評估標準[12]。

對于老舊變壓器，在提高拆解回收利用效率的同時，也要積極促進有條件的變壓器進行再制造。相比直接回收利用，將老舊變壓器拆解后利用其有效材料，變壓器的再制造可以更加節省能源，可以充分利用已有的變壓器的基本材料和結構，通過再制造提高變壓器的資源利用效益。這個過程相比回收拆解將原材料作為再生金屬使用，可以使用更少的能源，從而減少氧化碳的排放，與此同時也盡可能地降低對于環境的影響。因此對于老舊變壓器，如果條件允許，高效再制造應該是首選的回收方式，其次才是進行回收拆解，充分利用其有效材料。

在標準方面，變壓器回收再利用方面也缺乏相關標準的支持。目前變壓器相關的標準，大多集中在變壓器的性能、制造規范、運行規范等方面，還沒有具體針對變壓器回收拆解的標準，同時變壓器再制造的相關標準也是空白。

以目前機電產品再制造較為成熟的電動機產品為例，它與變壓器同屬機電產品，目前電動機已經具有《三相異步電動機再制造技術規范》（JB/T 12993—2018），《再制造三相永磁電動機 質量控制要求》（T/CIECCPA 002—2022） 等行業標準和團體標準的支撐，但是變壓器再制造標準仍待填補空白。

對于變壓器的回收利用，本文提出如下建議：

（1）標準先行

變壓器回收市場潛力巨大，回收材料規模可觀，節能降碳潛力顯著。在雙碳背景下，可以預見變壓器回收利用市場還會得到一個顯著的快速增長。在此背景下，相關標準的缺乏成為制約變壓器回收利用、快速健康發展的一個主要障礙。標準先行，賦能可持續發展。只有建立完善相關標準包括變壓器回收拆解技術規范、變壓器回收企業資質認定、變壓器再制造技術規范等，才能在此基礎上規范變壓器回收利用市場，促進市場快速健康發展，助力國家雙碳目標的實現。

（2）政策支持

在制定相關標準的基礎上，盡快出臺相關的政策，規范市場行為。從老舊變壓器的認定，強制報廢，回收拆解或者再制造等全流程，強化監督，規范管理。由于變壓器拆解回收利用過程中有可能會產生危害環境的危險廢棄物，更要通過相關政策制度和措施加強監督管理，確保回收再利用工作保證不對環境造成有害影響，同時保障在安全生產的條件下進行。

（3）示范引領

可以考慮在有條件的地區和行業、扶持設立典型變壓器回收利用再制造的試點企業。通過頭部企業的示范引領作用，引導整個行業的科技化、正規化、高效化、清潔化的發展。同時也積極鼓勵有條件的地區采取利用電網公司集中批次處理的方式。建立變壓器集中回收平臺，形成規模效應，降低變壓器的回收利用成本，最大限度地減少對環境的影響，提高資源回收利用率，確保安全生產。

（4）信息賦能

積極利用信息科技的發展，賦能變壓器回收再利用行業。通過在變壓器上加裝智能監測裝置，科學有效預測變壓器報廢時間。通過物聯網、電子標簽等形式，為老舊變壓器進入再制造和回收市場設定唯一的身份信息。杜絕報廢老舊變壓器不經回收再制造，翻新后直接流入市場所造成的沖擊。

4 結束語

變壓器是重要的輸變電基礎設備，保有量大。變壓器回收利用可以促進在役變壓器效率的提升，降低電網傳輸中的損耗，從而有效降低電網的碳排放，由于電力是基礎的能源，降低電網的碳排放，可以顯著降低全社會的碳排放。與此同時，通過對變壓器進行回收利用，充分利用其中的有效金屬材料。經過短流程重新加工生產后重新投入循環。相比從礦石到金屬原材料，采用短流程方式生產的金屬材料可以顯著降低生產過程中的能耗，從而有效降低碳排放。

隨著我國雙碳目標的確立，產業的發展和升級需建立在以資源高效利用和促進綠色低碳發展的基礎上。在實現雙碳目標的推動下，低效老舊變壓器設備的淘汰必將加速，變壓器回收市場必將迎來一波快速增長。

目前我國變壓器回收市場還存在著一系列問題。如技術不夠成熟，廠家分散技術水平較低，缺乏相關標準規范，政策引導激勵不夠等等。本文通過分析我國變壓器市場的現狀，對于在雙碳背景下變壓器回收市場的發展做出了相關的預測，同時針對我國變壓器市場存在的問題提出了相應的建議，為行業低碳綠色健康發展助力。