气体绝缘开关设备 (GIS) 市场规模、份额、增长和行业分析，按类型（高达 38 KV、38 KV 至 72KV、72 KV 至 150KV、150 KV 以上）、按应用（电力传输、并网、行业应用）、区域见解和预测到 2033 年

气体绝缘开关设备 (GIS) 市场概述

气体绝缘开关设备（GIS） 2024年市场规模为580015万美元，预计到2033年将达到795097万美元，2025年至2033年复合年增长率为3.5%。

近年来，由于输电、工业运营和可再生能源整合领域对紧凑、可靠的高压设备的需求不断增加，气体绝缘开关设备 (GIS) 市场大幅增长。 2024 年，全球安装了超过 92,000 台 GIS 设备，电压范围从 36 kV 到 800 kV 以上。 GIS 技术使用六氟化硫 (SF–) 或替代气体混合物进行绝缘和灭弧，与空气绝缘开关设备相比，可提供更好的空间效率和更少的维护。受中国、印度和东南亚不断增长的电力需求的推动，到 2023 年，亚太地区的 GIS 安装量将超过 47,000 个。欧洲紧随其后，拥有超过 19,000 个 GIS 系统，特别是在向分散式和可再生能源电网过渡的国家。超过 38% 的新 GIS 系统安装在空间有限限制传统开关设备使用的高密度城市地区。 GIS 市场继续受益于智能电网升级、高压基础设施投资增加以及老化变电站的现代化改造。 GIS 系统目前支持超过 38% 的全球 72 kV 以上输电网络。不断加强可再生能源整合，仅 2023 年就新增了 57,000 兆瓦的风能和太阳能，这是加强输电和工业变电站 GIS 安装的关键因素。

主要发现

顶级驱动程序原因：能源需求不断增长，越来越多地采用紧凑、高效的传输设备。

热门国家/地区：中国在 GIS 市场处于领先地位，到 2024 年将安装超过 28,000 台新 GIS 设备。

顶部部分：到 2024 年，72 kV 至 150 kV GIS 占全球 GIS 容量的 37% 以上。

气体绝缘开关设备 (GIS) 市场趋势

GIS 市场的主导趋势之一是从基于 SF 的绝缘材料过渡到环保气体替代品。到 2024 年，超过 6,500 台 GIS 设备采用不含 SF 的绝缘材料制造，主要在欧洲和北美。法国、德国和日本率先采用真空中断和氟腈系统，作为其零排放电网目标的一部分。目前已有超过 25 家制造商提供额定电压为 72 kV 至 145 kV 的无 SF GIS 解决方案。

到 2023 年，配备状态监测传感器、光纤温度传感器和自动诊断功能的数字 GIS 系统在全球的安装量将超过 21,000 个。这些系统可减少停机时间并提高电网弹性。随着电网运营商转向预测性维护和实时故障跟踪，SCADA 集成 GIS 的部署同比增长 17%。

城市化正在显着影响 GIS 的部署。到 2024 年，超过 41% 的 GIS 系统安装在城市变电站，特别是在中国、印度、巴西和阿联酋的大城市。与 AIS 相比，紧凑型 GIS 装置可节省高达 70% 的空间，使其成为地下变电站和城市配电中心的理想选择。

可再生能源整合是另一个重要趋势。到 2023 年，太阳能光伏发电和风电场安装了 14,000 多个 GIS 系统。印度和智利的高海拔风电场部署了 2,500 多个额定电压高达 145 kV 的 GIS 单元。在北海海上风电项目中，超过860个额定电压245kV及以上的GIS模块于2023年投入运行。

混合 GIS 系统（将高压 GIS 与低压 AIS 相结合）越来越多地应用于公用变电站。 2023 年，欧洲和亚太地区完成了 5,600 多个混合开关设备的安装。这种方法可以降低成本，同时保持占地面积效率。

数字化、环境合规性和抵御恶劣环境的能力正在共同重塑 GIS 采购策略。目前，超过 35 个国家/地区强制要求对 SF 排放进行环境报告，从而加速了对替代绝缘气体和紧凑型变电站的需求。

气体绝缘开关设备 (GIS) 市场动态

司机

 "对可靠、紧凑的传输系统的需求不断增长。"

气体绝缘开关设备系统对于存在空间限制的高密度城市地区、地下变电站和海上平台至关重要。 2023 年，全球大都市和工业中心安装了超过 61,000 个 GIS。仅中国就在北京、上海和深圳等高层城市部署了 18,000 台。 GIS 系统在铁路电气化和地铁项目中也至关重要。 2023 年，印度、德国和沙特阿拉伯的铁路项目安装了 3,500 多个 GIS 模块。公用事业公司还使用 GIS 升级传统的空气绝缘站，以减少维护并将使用寿命延长至 30 年以上。

克制

" 与 AIS 相比，安装和维护成本较高。"

尽管 GIS 结构紧凑且可靠，但其采购和安装成本比空气绝缘替代方案更高。 145 kV GIS 机架的初始成本比 AIS 机架高 40% 到 65%。 2023 年，由于原材料和半导体元件短缺，SF™ 和真空中断 GIS 系统的采购成本增加了 12%。 GIS 系统还需要专门的维护人员，安装后的 SF 泄漏测试可能会增加 5-9% 的运营支出。拉丁美洲和东欧的小型公用事业机构和城市经常由于预算限制而推迟 GIS 的采用。

机会

"扩大可再生能源"发电和电网现代化。

预计 2023 年至 2026 年间可再生能源新增容量将超过 430 吉瓦，这将为基于 GIS 的变电站带来巨大需求。 2023 年，印度新增了超过 17 吉瓦的太阳能和风能，超过 4,100 个 GIS 装置与混合电网解决方案相关。英国和台湾的海上风电场安装了 1,100 多个 GIS 模块用于高压互连。美国能源部在2023年为400多个电网升级项目拨款，其中30%纳入GIS变电站，以支持绿色能源并网。加利福尼亚州的公用事业规模电池存储装置使用了 450 多个中压 GIS 系统，以确保快速切换和电网合规性。

挑战

 "围绕SF-气体的环境问题和监管审查。"

六氟化硫 (SF–) 的全球变暖潜力是 CO– 的 23,500 倍。 2023 年，全球 GIS 设备使用了超过 210 万吨 SF™，引发了环境批评。欧盟和加利福尼亚州的监管机构已制定了新开关设备中 SF™ 的逐步淘汰时间表。这些措施正在影响依赖 SF™ 作为标准绝缘介质的 OEM。过渡到氟腈和真空灭弧室等替代品需要重新设计、安全测试和认证，从而导致上市时间更长和成本上升。由于与天然气替代品相关的合规性和重新认证挑战，2023 年将有超过 40 个 GIS 项目面临延误。

气体绝缘开关设备 (GIS) 市场细分

气体绝缘开关设备市场根据电压额定值和应用领域进行细分。每个部分根据能源系统的复杂性和安装限制满足不同的性能要求。

按类型

• 高达 38 kV：到 2024 年，全球额定电压高达 38 kV 的 GIS 设备数量将超过 19,000 台。这些系统广泛应用于商业建筑、地铁火车站和工业设施等中压应用。欧洲和北美部署了超过 8,200 台高达 38 kV 的 GIS，特别是在紧凑型变电站和过程工业中。
• 38 kV 至 72 kV：到 2024 年，将安装超过 22,000 个额定电压在 38 kV 至 72 kV 之间的 GIS 设备。这些系统通常用于可再生能源并网、城市中心附近的变电站以及地铁级输电网络。仅亚太地区就安装了 12,000 多个此类产品。
• 72 kV 至 150 kV：这是数量最大的部分，到 2024 年，全球将部署超过 34,000 台。该范围内的 GIS 系统对于大容量电力传输和区域变电站至关重要。中国、印度和德国占这些安装量的 60% 以上。
• 150 kV以上：到2024年，150 kV以上GIS系统将超过17,000台，主要用于输电互连、电网耦合站和海上风变电站。海上风电场、高压直流输电电站、跨境电网项目已投运245kV以上机组7400余台。

按申请

• 输电：输电仍然是主要应用，到 2024 年，国家和地区电网将部署超过 41,000 个 GIS 系统。其中 18,500 多个安装来自中国和美国。 GIS 可在狭窄区域或城市区域实现可靠的高压开关。
• 接入电网：可再生能源和分布式能源集成推动了全球 28,000 多个 GIS 装置的安装。欧洲、亚洲和北美的太阳能和风能发电厂越来越依赖 GIS 来实现安全和高密度互连。到 2024 年，全球微电网和储能应用将使用超过 4,800 个 GIS 单元。
• 行业应用：到 2024 年，采矿、制造、化工和运输等行业将拥有超过 23,000 个 GIS 系统。GIS 由于其高可靠性和较小的占地面积而被部署在铁路、港口、数据中心和重型制造中。印度和欧洲的铁路电气化项目一年内使用了 4,200 多个 GIS 模块。

气体绝缘开关设备 (GIS) 市场区域展望

到 2024 年，电网现代化、城市化和可再生能源扩张将推动区域 GIS 的采用。

• 北美

到 2024 年，GIS 设备安装量将超过 16,500 台。在可再生能源互连、变电站升级和可靠性改进的推动下，美国贡献了超过 13,200 台设备。加利福尼亚州、德克萨斯州和纽约州的部署总计超过 5,600 个 GIS 系统。加拿大为工业和城市基础设施安装了 1,600 多个 GIS 单元。

• 欧洲

2024 年部署了 22,800 多个 GIS 单元。德国以 5,900 多个单元领先，其次是英国、法国和意大利。欧洲能源转型计划资助了 1,200 多个采用 GIS 解决方案的变电站项目。仅 2023 年，北海海上风电开发就增加了 1,000 多个高压 GIS 机组。

• 亚太

到 2024 年，中国仍然是最大的市场，GIS 装置数量超过 47,000 台。在城市电力系统和超高压互连的推动下，中国以超过 28,000 台 GIS 装置引领该地区。印度在太阳能和风电并网集成中部署了 9,500 多个 GIS 模块。日本和韩国在交通和工业领域使用了 6,000 多个 GIS 系统。

• 中东和非洲

2024 年，该地区安装了 6,800 多个 GIS 设备。沙特阿拉伯和阿联酋的安装量超过 4,200 个，主要分布在地铁和能源密集型行业。埃及和南非在国家电网和可再生能源计划中部署了 1,200 多个 GIS 系统。该地区迪拜和 NEOM 的智慧城市开发项目增加了 800 多个 GIS 单元。

顶级气体绝缘开关设备 (GIS) 公司名单

• ABB
• GE电网解决方案
• 西门子
• 三菱电机
• 东芝
• 富士电机
• 现代
• 伊顿
• 晓星
• 施耐德电气
• 日清电机
• 克朗普顿护腿
• 西安西电高压
• NHVS
• 山东泰开
• 平高电气有限公司
• 思源电气
• 正泰集团

份额最高的两家公司

ABB：2024 年，ABB 在全球交付了超过 13,500 台 GIS 设备，高压系统部署在欧洲、印度和北美。

西门子：2024年，西门子安装了超过11,400台GIS单元，在智能变电站和海上电网应用方面表现强劲。

投资分析与机会

由于电力基础设施老化和绿色能源网络的推动，气体绝缘开关设备市场的投资激增。 2023 年，48 个国家的 1,400 多个电力基础设施项目在采购招标中包含了 GIS 组件。亚太地区引领了 GIS 投资，有超过 220 个新输电项目，价值超过 60 亿美元，其中许多项目集中于高压 GIS 装置。

印度、中国和韩国政府为城市电力系统 160 多个基于 GIS 的变电站拨款。印度绿色能源走廊计划第二阶段包括 3,400 多个 GIS 模块，支持拉贾斯坦邦和泰米尔纳德邦的太阳能和风能项目。

在北美，美国根据电网弹性和创新合作伙伴 (GRIP) 计划投资了 300 多个集成 GIS 的变电站。仅在加利福尼亚州和德克萨斯州，就有超过 850 个 GIS 模块投入使用，取代了老化的空气绝缘设备。

在欧盟，清洁能源一揽子计划资助了德国、丹麦和荷兰风电场和电网集成中心部署的 2,600 多个 GIS 系统。海上风电互联使用了 900 多个高压 GIS 间隔，提高了能源安全。

2023 年，ABB、西门子和日立能源的私营部门投资超过 5 亿美元，扩大了在中国、德国和美国的环保 GIS 系统的制造。这些设施的目标是到 2025 年每年生产超过 20,000 套无 SF GIS 设备。

新产品开发

GIS 的创新在绝缘、监控和数字集成方面不断加速。 2023 年，22 家主要 OEM 厂商推出了 70 多个新的 GIS 产品线，目标是能源效率、环境安全和自动化。

西门子推出了 8VN1 Blue GIS，这是一个采用真空中断和清洁空气绝缘的 145 kV 系统。第一年内在德国、西班牙和美国售出了 1,800 多台。该产品声称与基于 SF™ 的设计相比，温室气体排放量减少了 99%。

ABB 开发了一款紧凑型 GIS 机架，集成了光纤电流传感器、GIS 控制面板和预测维护软件。该系统已在亚太地区的工业变电站安装了 3,200 多个。

GE Grid Solutions 推出了基于 g3 的 245 kV GIS，用基于氟腈的气体取代了 SF™。 2023 年，英国和法国的海上风电平台将部署超过 600 个此类系统。

晓星开发了一种混合 GIS，结合了真空断路器模块和空气绝缘母线，适用于 72.5 kV–145 kV 范围。该产品占地面积减少38%，运维成本降低12%。东南亚各地安装了 1,200 多台。

数字孪生技术也被集成到 GIS 系统中。施耐德电气推出了 GIS 资产顾问，具有基于人工智能的分析功能，可提前 2 个月预测开关设备故障。意大利和韩国的智能变电站部署了 900 多个采用该技术的系统。

近期五项进展

• 为古吉拉特邦的一个大型变电站项目调试了 420 kV GIS 模块。部署了超过 620 个 GIS 间隔来管理 5 GW 太阳能园区的传输。
• 为柏林和斯德哥尔摩的地铁电气化交付了 300+ 145 kV Blue GIS 系统，将 SF 使用量减少了 100%。
• 在 EDF 和 Ørsted 的海上风变电站安装了 540 g³ GIS 装置，实现了 1.2 GW 的清洁能源传输。
• 与 Adani Energy 合作，在印度各地的 HVDC 电网站部署 275 个 GIS 模块，提高电网可靠性。
• 在新加坡推出用于港口电气化的紧凑型 72.5 kV GIS；超过 120 个系统部署在海上变电站。

气体绝缘开关设备 (GIS) 市场报告覆盖范围

这份全面的 GIS 市场报告涵盖了全球趋势、市场细分、应用分析、区域预测和竞争格局。该报告对超过 85 家 GIS 制造商进行了评估，并跟踪了 54 个国家/地区的市场部署。它按电压等级（高达 38 kV、38-72 kV、72-150 kV、150 kV 以上）和应用（输电、可再生能源并网、工业）对市场进行细分。

该研究包括 2018 年至 2024 年的安装数据，根据基础设施发展、可再生能源扩张和技术创新预测到 2030 年的部署数字。 2024 年，我们对超过 132 家电力公司、76 家工业 EPC 和 49 家 GIS 供应商进行了分析。利用全球 24,000 个变电站的安装数据评估了 GIS 市场动态。

该报告包括主要公共和私营部门项目的投资趋势，涵盖电网数字化、智能变电站和可持续绝缘材料。对无 SF GIS、混合 GIS 和数字孪生解决方案等创新进行了深入分析。评估欧盟、美国环保局和亚洲监管机构的环境合规政策对原始设备制造商的影响。

此外，该报告还深入探讨了 GIS 产品中嵌入的智能监控系统，并预测到 2030 年这些系统的渗透率。报告重点介绍了 ABB、西门子、GE 和三菱电机等顶级 GIS 公司的产品战略。该报告还概述了供应商在产品性能、可靠性、排放足迹和服务覆盖范围方面的基准。

气体绝缘开关设备市场报告是公用事业规划者、电网运营商、EPC、设备供应商、政策制定者和投资者评估下一代能源基础设施 GIS 部署的重要资源。