Замена SF6

Десять лет назад не было жизнеспособной альтернативы использованию SF6 в качестве изоляционного газа в высоковольтных распределительных устройствах, хотя считается, что этот фторированный газ обладает самым высоким потенциалом глобального потепления. Сегодня альтернативы доступны, и эра фторсодержащих газов, похоже, подходит к концу, пишет доктор Марк Кушель.компании «Сименс Энергия».

Это действительно зрелище: морская ветряная электростанция с более чем 100 гигантскими турбинами, занимающая площадь 300 км2. Ветряная электростанция East Anglia One мощностью 714 МВт у побережья английского Саффолка производит достаточно возобновляемой энергии, чтобы обеспечить энергией более 630 000 домов.

Наблюдать за энергетическим полем среди беспощадных волн южной части Северного моря чрезвычайно впечатляет. Однако есть скрытая особенность, которая также делает ветряную электростанцию ​​примечательной. На каждой ветряной турбине используется самая экологичная изоляция высоковольтного распределительного устройства: чистый воздух вместо SF6 (гексафторида серы), который раньше был стандартом.

Ответ действительно уносится ветром, и времена меняются.

SF6, искусственный газ без запаха, принадлежит к семейству F-газов (фторированные газы). Являясь самым вредным и долгоживущим парниковым газом, выбрасываемым в результате деятельности человека, он в 25 200 раз более эффективен, чем CO2, и имеет срок жизни в атмосфере до 3 200 лет.

По данным Агентства по охране окружающей среды США, около 80% из них используются во всем мире в отрасли распределительных устройств. Таким образом, очевидно, что решение этого сегмента имеет первостепенное значение. Вот почему East Anglia One должна возглавить эффективные усилия по защите окружающей среды.

Она не только генерирует возобновляемую энергию, но и устанавливает новые стандарты в декарбонизации части проекта по передаче электроэнергии. Ветряная электростанция работает уже почти три года, будучи одной из первых, использующих распределительные устройства с потенциалом глобального потепления ( ПГП) равен нулю.

Эта статья входит в серию «Перспективы энергетики будущего», в которой эксперты Siemens Energy делятся своим мнением о том, как мы можем двигаться к декарбонизированной энергетической системе.

Сегодня продолжающееся использование SF6 и других фторсодержащих газов в изоляции высокого напряжения вызывает серьезную озабоченность, когда речь идет об экологически чистой передаче энергии, особенно в связи с резким ростом спроса на изолированные распределительные устройства.

Это связано с децентрализованным производством возобновляемой энергии, глобальным ростом потребления электроэнергии и ростом урбанизации, что также увеличивает спрос на небольшие подстанции и, следовательно, на компактные экологически чистые распределительные устройства.

Регулирующие органы приняли это к сведению и все активнее отказываются от фторированных газов. Например, высокий ПГП SF6 побудил ЕС запретить SF6 в 2014 году для большинства применений, за исключением энергетического сектора, из-за отсутствия альтернатив на тот момент.

В апреле 2022 года Европейская комиссия предложила пересмотреть этот ключевой закон, призывая к дополнительным ограничениям на использование фторсодержащих газов в сетевых технологиях.

Это позволит сократить использование F-газов на 90% к 2050 году и запретить использование F-газов в распределительных устройствах с ПГП более 10 к 2026–2031 годам (высоковольтное), в зависимости от напряжения распределительного устройства.

Это также обеспечивает гибкость в нишевых ситуациях, когда альтернативы, не содержащие фторсодержащих газов, могут быть недоступны.

В Калифорнии уже действуют правила по удалению фторсодержащих газов из распределительных устройств с элегазовой изоляцией. И неудивительно, что на недавней COP27 в Египте фторсодержащие газы были центральной темой групповых дискуссий, направленных на изучение альтернатив без фторсодержащих газов во всем мире.

Прочтите последние новости о регулировании использования фторсодержащих газов в Европе:Парламентарии ЕС удвоили усилия по сокращению выбросов фторированных газов

Что вообще сделало SF6 таким популярным газом для распределительных устройств?

По очевидным причинам это высокоэффективная дугогасительная и изолирующая среда с долгосрочной стабильностью и относительно безопасной в обращении, при соблюдении мер предосторожности. До 1960-х годов масло использовалось в качестве дугогасительной среды для высоковольтных выключателей на подстанциях по всему миру.