根據南華早報報導，在全球加速導入風能與太陽能之際，一項來自中國的最新研究指出，高比例再生能源併網可能使電網關鍵設備——電力變壓器——老化速度快於既有評估，為原本已吃緊的電網基礎設施帶來新的壓力。
研究團隊發現，大量風電與太陽能導入後，電力在電網中的「雙向流動」與頻繁切換情形顯著增加，而現行變壓器壽命評估標準並未充分納入此類運轉條件。測試結果顯示，雙向電力流可能使變壓器老化速度較既有模型預估高出約 23%。
雙向電力流成為壓力來源
傳統電網採集中式單向供電，由發電端輸送至用電端；隨著分散式再生能源與儲能系統普及，電力可回流至電網，形成雙向供電結構。
研究指出，這類頻繁切換會對變壓器絕緣與運行特性造成額外負荷，長期可能縮短設備壽命，並提高維護需求與故障風險。
研究團隊同時提出一套「長期壽命損失累積」評估框架，可用於監測變壓器健康狀態並優化運維策略，顯示電網在高再生能源滲透率下，設備管理模式亦需同步調整。
老舊電網與設備短缺雙重問題
全球正面臨電力變壓器老化與供應不足的雙重挑戰。產業資料顯示，全球在役變壓器平均使用年齡約 40 年；美國多數電網基礎設施建於 50 至 75 年前，近七成電力變壓器已使用超過 25 年。美國能源部亦指出，超過半數配電變壓器接近壽命終點，可能隨時失效。
在電氣化與 AI 資料中心帶動用電需求下，變壓器供需趨緊，美國市場部分高階變壓器交期已由約 50 週拉長至 127 週。
然而，更換與擴建變壓器產能並不容易。國際能源署（IEA）指出，大型電力變壓器交期自 2021 年以來幾乎翻倍，取得設備最長可能需四年。
2023 年全球電力變壓器貿易主要集中於中國、韓國、土耳其與義大利，其中中國占比最高；美國約八成電力變壓器依賴進口，2025 年供應缺口仍達三成。
能源轉型與電網韌性新考驗
在電氣化與 AI 資料中心推升用電需求的背景下，再生能源擴張雖有助減碳，卻也同步提高電網運行複雜度。
最新研究顯示，若未同步強化電網設備與運維標準，高比例再生能源可能進一步放大既有基礎設施老化與供應短缺問題。
如何在推動能源轉型的同時，確保電網可靠度與設備壽命，正成為各國能源政策與電力投資布局的關鍵課題。
（首圖來源：華城）
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