鄭珊珊 張凌宇

（1.北京外國語大學(xué)國際商學(xué)院 2.國際銅業(yè)協(xié)會）

0 引言

雙碳，即碳達(dá)峰與碳中和的簡稱。2020年9月22日，在第75屆聯(lián)合國大會一般性辯論上，習(xí)近平主席發(fā)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(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和[1]。

實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，是我國政府對于世界的一項(xiàng)莊嚴(yán)的承諾，具有深刻的歷史意義和深遠(yuǎn)的歷史影響；實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的過程，對于全社會各行業(yè)的發(fā)展，既意味著難得的機(jī)遇，同時(shí)也面臨著極大的挑戰(zhàn)，有著深遠(yuǎn)的影響。研究雙碳目標(biāo)下對于行業(yè)發(fā)展的影響，從而充分抓住這一歷史重要的趨勢，促進(jìn)行業(yè)健康快速發(fā)展，助力國家雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

自從1830年，變壓器被美國科學(xué)家亨利發(fā)明以來[2]，變壓器一直是輸配電的基礎(chǔ)設(shè)備，利用電磁感應(yīng)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(yīng)用十分廣泛。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、建筑等各行各業(yè)都需要變壓器的應(yīng)用來提供穩(wěn)定可靠的電力。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年，中國變壓器新增總?cè)萘考s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?cè)萘康?1.4%；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(shù)量巨大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國在網(wǎng)運(yùn)行的變壓器保有數(shù)量大約為1700萬臺，總?cè)萘考s110億kVA[3]。變壓器是輸配電的重要的基礎(chǔ)設(shè)備，市場的保有量巨大，整個(gè)輸配電過程中，電力損耗的40%是變壓器的損耗，節(jié)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(jié)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(yīng)的二氧化碳排放。

2020年12月22日，《變壓器能效提升計(jì)劃（2021-2023年）》正式公布，該提升計(jì)劃由工業(yè)和信息化部辦公廳、市場監(jiān)管總局辦公廳、國家能源局綜合司聯(lián)合印發(fā)。在計(jì)劃中提出到2023年，高效節(jié)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(biāo)準(zhǔn)）的在網(wǎng)運(yùn)行比例要提高10%，當(dāng)年新增高效節(jié)能變壓器占比要達(dá)到75%以上[3]。該項(xiàng)計(jì)劃的推出，以及相關(guān)配套的政策措施的實(shí)施，將會推動大量老舊低效變壓器產(chǎn)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(huán)境的影響，也就成為一個(gè)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(jìn)入生產(chǎn)循環(huán)。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(chǎn)過程中的碳排放，同時(shí)減輕對于資源環(huán)境的壓力。

根據(jù)調(diào)研，按照設(shè)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(guī)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(huán)氧樹脂0.01萬t，市場規(guī)模大，充分利用這些材料，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益。

在雙碳背景下，老舊變壓器回收利用是現(xiàn)實(shí)雙碳目標(biāo)的一個(gè)重要技術(shù)路徑。一方面，因?yàn)樽儔浩鳟a(chǎn)品是重要的耗能產(chǎn)品，促進(jìn)老舊低效變壓器的淘汰，持續(xù)提高變壓器的效率是實(shí)現(xiàn)節(jié)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(guī)模大、可回收金屬等有效材料數(shù)量大的特點(diǎn)，可以通過資源再生利用，進(jìn)一步降低原材料獲取和生產(chǎn)的碳排放，助力雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

本文通過對老舊變壓器報(bào)廢回收產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，對我國變壓器回收現(xiàn)狀進(jìn)行綜合分析，介紹變壓器回收來源，總結(jié)了回收的市場運(yùn)行管理模式，并在此基礎(chǔ)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(guān)的建議。

1 變壓器回收市場規(guī)模

變壓器種類繁多，按照應(yīng)用領(lǐng)域、電源、冷卻方式的不同可以分為不同的種類。但是結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)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(lǐng)域最新的強(qiáng)制能效標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)中，對于三相電力變壓器的能效限定值、能效等級和試驗(yàn)方法等進(jìn)行明確的規(guī)定。通過該標(biāo)準(zhǔn)，可以將變壓器的能效分為從1級到3級三個(gè)等級，其中，節(jié)能高效變壓器指1級能效和2級能效的變壓器。標(biāo)準(zhǔn)實(shí)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(guī)定符合以下兩個(gè)條件之一的變壓器需要強(qiáng)制淘汰：

電力變壓器服役時(shí)間達(dá)到或者超過20年[6]；

變壓器的能效達(dá)不到國家最低能效標(biāo)準(zhǔn)。

這兩種原因淘汰的變壓器主要受國家相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)的影響；對于企業(yè)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(biāo)的提出，國家對于老舊低效變壓器淘汰的推進(jìn)力度越來越大，可以預(yù)見，進(jìn)入回收渠道的變壓器會持續(xù)增加，這將會大大促進(jìn)回收變壓器資源處置的規(guī)模。

對于我國變壓器回收市場的回收模式和規(guī)模，本文根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)并進(jìn)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(shè)，得到變壓器回收量的數(shù)字，回收模式如圖2所示。

圖2 變壓器回收模式

根據(jù)上述模式，具體的回收規(guī)模計(jì)算如下：

（1）配電變壓器回收量計(jì)算方法

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

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

故障及損壞淘汰量計(jì)算方法：2020年整體保有量×損害率0.05%。

主動淘汰量計(jì)算方法：根據(jù)調(diào)研公司以往報(bào)告中S9、S8、S7及以下的變壓器保有量，以及工信部發(fā)布的老舊低效變壓器淘汰計(jì)劃。

（2）輸電變壓器回收量計(jì)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(guī)模為 127.8萬臺，其中配電變壓器回收規(guī)模為 127.4萬臺；據(jù)預(yù)測，在雙碳目標(biāo)的推動下，這一市場規(guī)模將繼續(xù)增長，2016～2021中國變壓器回收市場的規(guī)模如圖3所示。

圖3 中國變壓器回收市場規(guī)模（2016～2021，萬臺）

2021年中國變壓器回收市場規(guī)模為 6.3億kVA，其中配電變壓器回收規(guī)模為 4.5億kVA，如圖4所示?；厥帐袌瞿壳爸饕性谂潆娮儔浩魇袌觯?yàn)槟壳暗奶蕴叽蟛糠质轻槍ε潆娮儔浩髦贫ā?/p>

圖4 中國變壓器回收市場規(guī)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(guī)格變壓器，通過分析其材料構(gòu)成，估算整體的變壓器回收市場規(guī)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(shù)據(jù)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(shù)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(guī)模的計(jì)算采用下述公式：

材料回收市場規(guī)模 = 每臺變壓器中材料重量 × 2021年淘汰量

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可以得到 2021年變壓器回收市場中各種材料的回收規(guī)模，如圖5所示。

圖5 2021年變壓器材料回收市場規(guī)模（萬噸）

根據(jù)測算可以看出，變壓器回收市場規(guī)模巨大，回收的有效材料如硅鋼片、銅、鋁、變壓器油等經(jīng)過相應(yīng)的技術(shù)處理，可以重新投入到應(yīng)用中，這樣可以大大減少原材料生產(chǎn)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(biāo)的推動下，大力推動變壓器產(chǎn)品的回收利用，提高回收利用的技術(shù)水平，從而提高材料利用率，同時(shí)降低對于環(huán)境的影響，是變壓器產(chǎn)品回收利用的必然的發(fā)展趨勢。

2 變壓器回收企業(yè)現(xiàn)狀

變壓器的回收主要通過兩種方式來進(jìn)行回收，一種方式是由變壓器最大的用戶——電網(wǎng)公司統(tǒng)一進(jìn)行回收。電網(wǎng)公司規(guī)模大，管理規(guī)范，通常采用統(tǒng)一招標(biāo)的方式，選取有資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)行老舊變壓器的回收再利用。

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

圖6和圖7為電網(wǎng)公司及其他工業(yè)企業(yè)處理變壓器式的流程。

圖6 變壓器回收產(chǎn)業(yè)鏈——電網(wǎng)公司

圖7 變壓器回收產(chǎn)業(yè)鏈——其他工業(yè)企業(yè)

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，廢舊變壓器回收企業(yè)眾多。目前，從事廢舊變壓器回收的企業(yè)主要包括有資質(zhì)的物資回收企業(yè)以及個(gè)體工商戶[7]。

我國變壓器回收企業(yè)主要分布在東部地區(qū)及東北地區(qū)。這與東部和東北地區(qū)工業(yè)基礎(chǔ)較好，變壓器存量較大，老舊變壓器數(shù)量較多有關(guān)。

通過調(diào)查分析，得出變壓器回收企業(yè)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(biāo)準(zhǔn)與建議

中國變壓器回收市場還處于一個(gè)行業(yè)發(fā)展的初期，對于變壓器淘汰有相關(guān)的政策要求，但是淘汰的變壓器相關(guān)的回收拆解還沒有出臺相應(yīng)的政策。

2009年，工業(yè)和信息化部出臺的政策已經(jīng)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(jī)電設(shè)備用戶淘汰相關(guān)產(chǎn)品并給予補(bǔ)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(jì)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(wù)，對各用戶企業(yè)堅(jiān)持鼓勵政策”。在此基礎(chǔ)上，部分省、市根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況出臺更有針對性的實(shí)施方案，如山東、江蘇、廣西已經(jīng)明確淘汰高耗能變壓器的時(shí)間表。

2020年，國家有關(guān)部門又出臺《變壓器能效提升計(jì)劃（2021-2023年）》，對于高效節(jié)能變壓器的在網(wǎng)運(yùn)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(chǎn)生固體廢棄物以及危險(xiǎn)廢棄物。政府就這兩種廢棄物已有相關(guān)的法律舉措，變壓器拆解廢棄物的處理應(yīng)符合相應(yīng)的法規(guī)。

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

2017年國務(wù)辦頒布的限制進(jìn)口洋垃圾的政策[10]，旨在提高國內(nèi)固體廢棄物回收利用水平，加快國內(nèi)固體廢棄物回收利用體系建設(shè)等。對于廢銅再生利用行業(yè)的法規(guī)，規(guī)定了利用率和回收率，機(jī)電設(shè)備的拆解需要遵循節(jié)能環(huán)保的原則。

變壓器拆解的規(guī)范化將有利于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。根據(jù)《中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》中的相關(guān)規(guī)定[11]，變壓器的拆解應(yīng)符合綠色發(fā)展的原則，在不污染環(huán)境的條件下，達(dá)到資源回收的目的。目前為止還未出臺變壓器拆解相關(guān)的規(guī)范，而變壓器拆解出的固體廢棄物及危險(xiǎn)廢棄物對環(huán)境的影響很大，盡早建立相關(guān)的規(guī)范體系對于國內(nèi)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)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(chǎn)端和用戶端都做出了詳細(xì)的淘汰政策和規(guī)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(jìn)國內(nèi)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，盡快制定變壓器回收、拆解相關(guān)的法律規(guī)范、制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，變得越來越重要。同時(shí)，從全生命周期碳足跡角度對變壓器使用進(jìn)行評價(jià)，在雙碳背景下，將是更加科學(xué)有效的評估標(biāo)準(zhǔn)[12]。

對于老舊變壓器，在提高拆解回收利用效率的同時(shí)，也要積極促進(jìn)有條件的變壓器進(jìn)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(jié)省能源，可以充分利用已有的變壓器的基本材料和結(jié)構(gòu)，通過再制造提高變壓器的資源利用效益。這個(gè)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(shí)也盡可能地降低對于環(huán)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(yīng)該是首選的回收方式，其次才是進(jìn)行回收拆解，充分利用其有效材料。

在標(biāo)準(zhǔn)方面，變壓器回收再利用方面也缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的支持。目前變壓器相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，大多集中在變壓器的性能、制造規(guī)范、運(yùn)行規(guī)范等方面，還沒有具體針對變壓器回收拆解的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)變壓器再制造的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也是空白。

以目前機(jī)電產(chǎn)品再制造較為成熟的電動機(jī)產(chǎn)品為例，它與變壓器同屬機(jī)電產(chǎn)品，目前電動機(jī)已經(jīng)具有《三相異步電動機(jī)再制造技術(shù)規(guī)范》（JB/T 12993—2018），《再制造三相永磁電動機(jī) 質(zhì)量控制要求》（T/CIECCPA 002—2022） 等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的支撐，但是變壓器再制造標(biāo)準(zhǔn)仍待填補(bǔ)空白。

對于變壓器的回收利用，本文提出如下建議：

（1）標(biāo)準(zhǔn)先行

變壓器回收市場潛力巨大，回收材料規(guī)?？捎^，節(jié)能降碳潛力顯著。在雙碳背景下，可以預(yù)見變壓器回收利用市場還會得到一個(gè)顯著的快速增長。在此背景下，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的缺乏成為制約變壓器回收利用、快速健康發(fā)展的一個(gè)主要障礙。標(biāo)準(zhǔn)先行，賦能可持續(xù)發(fā)展。只有建立完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包括變壓器回收拆解技術(shù)規(guī)范、變壓器回收企業(yè)資質(zhì)認(rèn)定、變壓器再制造技術(shù)規(guī)范等，才能在此基礎(chǔ)上規(guī)范變壓器回收利用市場，促進(jìn)市場快速健康發(fā)展，助力國家雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

（2）政策支持

在制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，盡快出臺相關(guān)的政策，規(guī)范市場行為。從老舊變壓器的認(rèn)定，強(qiáng)制報(bào)廢，回收拆解或者再制造等全流程，強(qiáng)化監(jiān)督，規(guī)范管理。由于變壓器拆解回收利用過程中有可能會產(chǎn)生危害環(huán)境的危險(xiǎn)廢棄物，更要通過相關(guān)政策制度和措施加強(qiáng)監(jiān)督管理，確?；厥赵倮霉ぷ鞅ＷC不對環(huán)境造成有害影響，同時(shí)保障在安全生產(chǎn)的條件下進(jìn)行。

（3）示范引領(lǐng)

可以考慮在有條件的地區(qū)和行業(yè)、扶持設(shè)立典型變壓器回收利用再制造的試點(diǎn)企業(yè)。通過頭部企業(yè)的示范引領(lǐng)作用，引導(dǎo)整個(gè)行業(yè)的科技化、正規(guī)化、高效化、清潔化的發(fā)展。同時(shí)也積極鼓勵有條件的地區(qū)采取利用電網(wǎng)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(guī)模效應(yīng)，降低變壓器的回收利用成本，最大限度地減少對環(huán)境的影響，提高資源回收利用率，確保安全生產(chǎn)。

（4）信息賦能

積極利用信息科技的發(fā)展，賦能變壓器回收再利用行業(yè)。通過在變壓器上加裝智能監(jiān)測裝置，科學(xué)有效預(yù)測變壓器報(bào)廢時(shí)間。通過物聯(lián)網(wǎng)、電子標(biāo)簽等形式，為老舊變壓器進(jìn)入再制造和回收市場設(shè)定唯一的身份信息。杜絕報(bào)廢老舊變壓器不經(jīng)回收再制造，翻新后直接流入市場所造成的沖擊。

4 結(jié)束語

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

隨著我國雙碳目標(biāo)的確立，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和升級需建立在以資源高效利用和促進(jìn)綠色低碳發(fā)展的基礎(chǔ)上。在實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的推動下，低效老舊變壓器設(shè)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(shù)不夠成熟，廠家分散技術(shù)水平較低，缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，政策引導(dǎo)激勵不夠等等。本文通過分析我國變壓器市場的現(xiàn)狀，對于在雙碳背景下變壓器回收市場的發(fā)展做出了相關(guān)的預(yù)測，同時(shí)針對我國變壓器市場存在的問題提出了相應(yīng)的建議，為行業(yè)低碳綠色健康發(fā)展助力。