Ngành tụ điện toàn cầu đạt tốc độ CAGR 8,10% đến năm 2034

Toàn cầu — Theo báo cáo của Fortune Business Insights, thị trường toàn cầutụ điện shuntthị trường đang bước vào giai đoạn tăng trưởng nhanh. Các dự báo dựa trên dữ liệu chỉ ra rằng quy mô thị trường của ngành sẽ tăng từ 1,26 tỷ USD vào năm 2026 lên 2,35 tỷ USD vào năm 2034, đạt Tốc độ tăng trưởng gộp hàng năm (CAGR) là 8,10% trong giai đoạn dự báo. Thị trường được định giá 1,17 tỷ USD vào năm 2025; trong khi đó, Research Nester báo cáo mức cơ sở năm 2025 thấp hơn một chút (1,11 tỷ USD), dự đoán tốc độ tăng trưởng CAGR là 7,2% để vượt mốc 2,22 tỷ USD vào năm 2035; ngược lại, Market.us dự báo thị trường sẽ tăng trưởng với tốc độ CAGR là 7,8%, đạt quy mô khoảng 3 tỷ USD vào năm 2034.

Quỹ đạo đi lên này không dựa trên suy đoán. Nhiều công ty nghiên cứu độc lập đã đạt được sự đồng thuận về triển vọng tăng trưởng liên tục của thị trường: tính đến năm 2024, khu vực Châu Á - Thái Bình Dương hiện giữ vị trí thống lĩnh, chiếm thị phần hơn 39,7% và tạo ra doanh thu 500 triệu USD. Nhìn về phía trước, được thúc đẩy chung bằng cách đẩy nhanh quá trình đô thị hóa và mở rộng các dự án cơ sở hạ tầng công nghiệp và giao thông, Bắc Mỹ dự kiến ​​sẽ chiếm thị phần doanh thu lớn nhất vào năm 2035.

I. Yếu tố thúc đẩy nhu cầu: Điện khí hóa, Năng lượng tái tạo và Quy định

Sự hội tụ của ba lực lượng cấu trúc chính đang thúc đẩy sựtụ điện shunthướng tới thị trường: nhu cầu điện tăng trưởng chưa từng có, sự tích hợp lưới điện nhanh chóng của các nguồn năng lượng tái tạo và khung pháp lý ngày càng nghiêm ngặt trên toàn thế giới.

Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) báo cáo rằng nhu cầu điện toàn cầu tăng 4,3% vào năm 2024—một con số phản ánh quá trình chuyển đổi ngày càng nhanh của thế giới sang "Kỷ nguyên Điện", được thúc đẩy chung bởi điện khí hóa, nhu cầu làm mát tăng cao và mở rộng cơ sở hạ tầng kỹ thuật số. Nhìn về phía trước, IEA dự đoán rằng nhu cầu điện sẽ tiếp tục tăng trưởng mạnh mẽ—tăng khoảng 3,3% vào năm 2025 và 3,7% vào năm 2026—một xu hướng sẽ nhấn mạnh hơn nữa giá trị của các công cụ hiệu quả lưới điện chi phí thấp, chẳng hạn như bù công suất phản kháng "biên".

Trong số các lĩnh vực khác nhau, tín hiệu nhu cầu phát ra từ các trung tâm dữ liệu đặc biệt rõ ràng và mang tính đại diện. Năm 2020, mạng truyền dữ liệu toàn cầu tiêu thụ khoảng 260 đến 340 terawatt giờ (TWh), chiếm 1,1% đến 1,4% tổng lượng điện tiêu thụ toàn cầu. Trong cùng năm đó, các trung tâm dữ liệu toàn cầu tiêu thụ từ 200 đến 250 TWh năng lượng—chiếm khoảng 1% nhu cầu điện cuối cùng—một con số chưa bao gồm 100 TWh tiêu thụ bởi các hoạt động khai thác tiền điện tử vào năm 2020. Khi mật độ trung tâm dữ liệu tiếp tục tăng, sự biến động của nhu cầu công suất phản kháng trong mạng lưới phân phối—cùng với độ nhạy cảm của chúng với biến động điện áp—tăng tương ứng; ở đây, tụ điện shunt được bố trí độc đáo để tận dụng những lợi thế khác biệt của chúng nhằm thu hẹp khoảng cách kỹ thuật này một cách hiệu quả.

Trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, sự phổ biến của việc tích hợp nguồn điện dựa trên bộ biến tần đã làm thay đổi căn bản sự phân bố địa lý và đặc điểm thời gian của nhu cầu công suất phản kháng, từ đó nâng cao đáng kể giá trị thực tế của các dãy tụ điện chuyển mạch và công nghệ "điều khiển Volt/VAR". Đây không phải là một bài tập thuần túy lý thuyết. Ví dụ, một chỉ thị do Ủy ban Điều tiết Điện lực Trung ương Ấn Độ (CERC) ban hành quy định rõ ràng rằng nếu một nhà máy điện năng lượng tái tạo có công suất lắp đặt "vượt quá 340 MW mà không được trang bị thêm các thiết bị bù công suất phản kháng" thì hoạt động của nhà máy đó cấu thành hành vi vi phạm tuân thủ quy định. Do đó, các chủ đầu tư trong ngành đã cam kết lắp đặt các dàn tụ điện có công suất 100 MVAr để đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật cần thiết cho việc kết nối lưới điện. Khi tốc độ thâm nhập toàn cầu của năng lượng tái tạo tiếp tục theo quỹ đạo đi lên, các yêu cầu bắt buộc về bù công suất phản kháng dự kiến ​​sẽ tăng theo cấp số nhân.

Áp lực pháp lý cũng là một yếu tố không thể bỏ qua. Để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm lượng khí thải carbon, *Chỉ thị về thiết kế sinh thái* (2019/1781) của EU yêu cầu hệ số công suất cho nhiều loại thiết bị công nghiệp phải đạt 0,9 hoặc cao hơn. Việc đưa ra chính sách này đã trực tiếp thúc đẩy nhu cầu thị trường về việc nâng cấp và thay thế các tụ điện shunt tự phục hồi. Tại Hoa Kỳ, Văn phòng Triển khai Lưới điện của Bộ Năng lượng đã chính thức thông báo rằng, thông qua chương trình Đối tác Đổi mới và Phục hồi Lưới điện (GRIP), cơ quan này sẽ cung cấp khoản tài trợ lên tới 7,6 tỷ USD để hỗ trợ 105 dự án trọng điểm được chọn trên toàn quốc. Sáng kiến ​​này thể hiện rõ ràng cam kết bền vững của chính phủ Hoa Kỳ về nguồn lực công nhằm tăng cường khả năng phục hồi lưới điện và thúc đẩy hiện đại hóa lưới điện; Trong các dự án nâng cấp và trang bị thêm lưới điện này, quản lý công suất phản kháng thường xuyên tạo thành một thành phần không thể thiếu và quan trọng.

II. Xác thực thực nghiệm các lợi ích kinh tế và kỹ thuật: Phân tích dữ liệu thực tế về giảm tổn thất và tiết kiệm chi phí

Ngoài động lực thị trường ở cấp độ vĩ mô, một loạt nghiên cứu kỹ thuật được bình duyệt đang định lượng—với độ chính xác ngày càng tăng—những lợi ích kinh tế và vận hành thu được từ việc triển khai các tụ điện song song.

Một nghiên cứu được công bố vào tháng 6 năm 2024 trên tạp chí học thuật *Franklin Open* đã sử dụng thuật toán "Tối ưu hóa nhóm hệ số co" (Cf-PSO) để mô phỏng và xác thực các chiến lược đặt tụ điện song song tối ưu cho các mô hình mạng phân phối xuyên tâm 33 nút và 69 nút theo tiêu chuẩn IEEE. Kết quả chỉ ra rằng, so với kịch bản cơ bản, việc đặt bốn chiến lượctụ điện shunttại các vị trí tối ưu đã giảm tổn thất điện năng tới 35,15% trong mạng 33 nút IEEE và 35,85% trong mạng 69 nút IEEE. Điều quan trọng là nghiên cứu đã đưa ra một kết luận quan trọng: mặc dù việc tăng số lượng tụ điện thực sự mang lại sự cải thiện, nhưng tốc độ cải thiện sẽ giảm đáng kể khi số lượng tụ điện shunt (SC) vượt quá hai—cuối cùng đạt đến ngưỡng tới hạn mà việc bổ sung thêm tụ điện sẽ không còn khả thi về mặt kinh tế. Phát hiện này đưa ra hướng dẫn thực tế trực tiếp cho việc mua sắm thiết bị: việc đạt được cấu hình tối ưu của tụ điện quan trọng hơn nhiều so với việc chỉ theo đuổi số lượng lớn hơn. Nghiên cứu tương tự cũng xác nhận rằng việc cấu hình các tụ điện shunt ở mức thâm nhập tối ưu là "một trong những phương tiện khả thi nhất về mặt kinh tế để nâng cao hiệu quả hoạt động của mạng phân phối hướng tâm (RDN)—bao gồm giảm tổn thất điện năng và tối ưu hóa hoạt động."