百年设备成AI浪潮绊脚石，全球变压器短缺危机何解？

徽声在线7月9日讯（实习记者 王琳/记者 张明）在电力从发电端传输至用户端的整个过程中，大约90%的电力都要经过变压器这一关键设备：在输电环节，变压器通过升压来减少输电过程中的能量损耗；而在电力入户前，变压器则进行降压，以确保终端用电的安全与稳定。

然而，当前全球大功率变压器正面临着严重的产能瓶颈，价格不断攀升，这一状况已经对AI算力基础设施的扩张进程构成了阻碍。

英国能源研究机构伍德麦肯兹的高级分析师Benjamin Boucher直言不讳地指出：“没有变压器，数据中心的建设根本无从谈起。”

以往，变压器订单的平均交货期以月为单位计算，但如今这一周期已经延长至数年。近年来，某些大型变压器的价格更是几乎翻了一番。有行业分析师预测，这种供应紧缺的局面至少将持续至2030年。

注：图中展示了近十年来变压器的价格变化趋势

变压器短缺的现状剖析

前特斯拉工程师Drew Baglino表示，美国电网已经显得非常落后，尽管电网配套终端技术正在飞速迭代，但支撑电网的基础设施却几十年来未曾有过革新。

他强调，21世纪的全球经济运转仍然依赖于19世纪建造的电力系统。“这样的电力系统根本无法跟上时代的步伐。”

目前，AI数据中心、可再生能源项目、交通电气化改造以及工业扩建等多个领域都在同步争抢电力设备的产能。

有媒体援引美国AI数据分析机构SynMax的分析称，今年预计投产的美国数据中心项目中，有近40%可能面临延期风险。十几位行业高管表示，电力及其相关设备的短缺是导致项目延迟的主要原因之一，此外，劳动力短缺和审批流程繁琐也是不可忽视的因素。

变压器产能瓶颈的根源何在？

时至今日，变压器运行的核心原理仍然是法拉第于1831年发现的电磁感应定律。

原材料供应不足是变压器产能受限的一大关键因素。变压器铁芯专用的电工钢全球供应商寥寥无几，各家企业都难以满足激增的市场需求；而铜材作为变压器绕组导电的核心材料，由于市场需求持续增长、价格大幅波动，以及矿产开采产能的限制，铜的供应也持续紧张。

而最突出的产能瓶颈，则是能够完成复杂手工制造工序的熟练技工严重短缺。全球领先的高压变压器制造商日立能源的英国董事总经理Laura Fleming介绍：“变压器的生产高度依赖于手工工艺和专业技术积淀。”

变压器设计型号多达8万种，绝大多数仍需按需定制，单台生产周期长达3至6个月。

谨慎扩张产能，短期扩大进口成策略

伍德麦肯兹的高级分析师Benjamin Boucher指出，由于经历过往多轮行业涨跌周期，设备制造商对于盲目扩产持谨慎态度。

去年受特朗普政府关税政策影响，市场短期走弱，但今年年初各项数据印证了需求的强劲韧性。到2026年一季度，全球头部变压器厂商的累计在手订单规模已达数百亿美元。西门子能源的执行董事会成员Tim Holt透露，西门子能源在欧洲的工厂产能已经被全部预订，未来四至五年将满负荷运转。

有媒体报道，西门子能源、日立能源、GE Vernova等头部厂商已经承诺投入数亿美元来扩充变压器生产线。

有业内人士指出，美国开发商短期内将扩大变压器进口的规模。美国的大型电力变压器主要从欧盟、墨西哥、韩国、巴西等地购入，而小型变压器则越来越多地从中国采购。

伍德麦肯兹的数据显示，美国大型电力变压器的总进口额已经从2020年的9300万美元大幅飙升至2025年的3.36亿美元。分析师Boucher表示，由于本土投资不足，进口规模在短期内难以回落。

注：左侧展示了美国2020年变压器进口规模及进口来源地分布，右侧则展示了2025年的相关数据。

科技巨头抢夺变压器产能

亚马逊、Meta、微软和Alphabet计划到2026年合计投入7250亿美元来布局AI基础设施，它们已经成为电力设备的核心采购方。

美国落基山国家实验室的工程研究主管Killian McKenna表示：“一座大型数据中心的耗电量，相当于一座小型城镇，二者的配电变压器架构高度相似。”

注：图中黄色部分展示了数据中心电量需求在总电量需求中的占比。

西门子能源的Holt称，数据中心开发商对于项目交付周期的要求极短，因此在设备采购上追求极致的时效性。

“对他们来说，速度就是一切。他们会直接询问厂商2026、2027、2028年是否有闲置产能，然后全部包下。”

由于电网并网周期过长，AI企业开始转向“孤岛式供电”模式：即自建发电与储能设施来独立供电。然而，这种模式虽然能够绕开公共电网的容量限制，但仍然无法彻底摆脱对变压器的依赖。

英国能源研究机构Aurora Energy Research的高级分析师Lizzie Bonahoom解释称：“无论是否自建电站，数据中心在升压、降压环节都必须使用变压器，因此设备短缺问题无法得到根本解决。”

变压器短缺倒逼技术创新

AI的发展和电气化转型带来的用电需求，彻底暴露了数十年来电网投资不足所形成的供电短板。

据美国落基山国家实验室估计，大约有1750万台美国配电变压器（约占已安装总数的四分之一）正在超期服役。

注：右侧黄色部分数据柱对应的纵轴为超期服役的变压器数量，横轴为超期年限。

前特斯拉工程师Baglino认为，电力行业需要进行全面的革新。他的初创公司Heron Power正在开发模块化的固态变压器（SST），这种变压器能够动态适配波动的用电负荷。

单台固态变压器能够替代传统变压器外加四类配套设备，从而大幅简化数据中心的配电架构。传统变压器主要由钢材、铜材构成，无法实现实时监测与智能调控，而固态变压器则可以进行全程在线监控和动态调控电力。

Heron Power已经拿下了总容量超过40吉瓦的订单，客户包括美国头部AI基础设施服务商Crusoe；同时，Heron Power已经融资1.4亿美元用于在美国建厂。

西门子能源的Holt表示，传统大型设备厂商正在密切跟进固态变压器技术，并尝试将数据中心成熟的新型变电方案推广至公共电网。“

他表示：“这项技术或将大幅加速行业迭代，为产业发展带来全新的机遇。”

（徽声在线）