El Compte Enrere per a la Supressió del SF₆: Qui Alimentarà la Xarxa Elèctrica del Futur?
1.Introducció
En resposta al canvi climàtic, s'han dut a terme esforços de recerca i desenvolupament extensius a nivell global per crear diversos tipus d'equips de commutació aïllats amb gas sense SF₆ com alternatives a l'equipament convencional basat en SF₆. D'altra banda, els equips de commutació aïllats amb gas sense SF₆ han estat en servei des dels anys 60. A través de la formació integral de les parts actives de l'equipament utilitzant materials d'aïllament sòlids, com la resina epoxi, amb una resistència dielèctrica significativament més alta que la de SF₆, aquesta tecnologia assolix una compactesa remarcable.
Les utilities elèctriques japoneses han operat equips de commutació aïllats amb material sòlid (SIS) amistosos amb l'ambient i sense SF₆ durant més de 50 anys. Aquests aparells ofereixen un rendiment operatiu excel·lent, una seguretat destacada, una eficiència elevada en manteniment i inspecció, i una fiabilitat a llarg termini demostrada. Gràcies a la seva petita mida, els SIS són particularment adequats per a la instal·lació en edificis i espais subterrànies, especialment en àrees urbans densament construïdes on l'espai és limitat.
Fins a la data, aproximadament 6.000 unitats d'equips de commutació aïllats amb gas sense SF₆ han estat instal·lades, principalment servint a utilities elèctriques, instal·lacions industrials generals i infraestructura de transport. Entre les gairebé 3.000 unitats desplegades en xarxes d'utilitats, la taxa de fallades majors causants interrupcions de corrent durant els passats 50+ anys ha estat menys de la meitat de la de l'equipament de commutació aïllat amb gas (GIS) convencional, demostrant la gran fiabilitat dels equips de commutació aïllats amb gas sense SF₆.
Recentment, un nombre d'unitats d'equips de commutació aïllats amb gas sense SF₆ que havien estat en operació al camp entre 10 i 50 anys han estat recuperades i retornades a la fàbrica per avaluació, incloent-hi avaluacions de l'envelleciment de l'aïllament i la vida útil. Els resultats indiquen una vida útil operativa estimada d'aproximadament 60 anys.
Més endavant, els estudis d'avaluació del cicle de vida (LCA) mostren que els equips de commutació aïllats amb gas sense SF₆ poden reduir les emissions totals de gasos d'efecte hivernacle (GHG) - expressades en equivalents de CO₂ - a uns 65%–70% de les associades amb els equips de commutació aïllats amb gas de tipus cubicle (C-GIS). Els equips de commutació aïllats amb gas sense SF₆ no contenen gasos fluorats ni cap altre gas amb un potencial de calentament global (GWP₁₀₀) superior a 100. En comparació amb el GIS, ha demostrat una vida útil esperada i una fiabilitat comparables o fins i tot superiors. A més de la seva petita empremta, també genera emissions significativament més baixes d'equivalents de CO₂.
Per tant, els equips de commutació aïllats amb gas sense SF₆ representen una solució viable entre les tecnologies de commutació sense SF₆, i es preveu que la seva adopció es expandirà més enllà.
— “Experiència Operativa a Llarg Termini d'Equips de Commutació Aïllats amb Gas Sense SF₆ en Utilities Elèctriques Japoneses”
2.Interpretació de les Polítiques i Normatives Domèstiques i Internacionals
2.1 Polítiques Internacionals
El hexafluorur de sofre (SF₆) té un potencial de calentament global (GWP) 23.500 vegades superior al del diòxid de carboni i es llista com un dels sis gasos d'efecte hivernacle del Protocol de Kyoto. Països i regions desenvolupats, inclosos la Unió Europea, els Estats Units i Japó, han implementat polítiques estrictes per restringir l'ús de SF₆:
Unió Europea: Sota la Regulació F-Gas, la UE estableix una reducció gradual del consum de SF₆, amb l'objectiu de reduir-ne l'ús a un terç dels nivells de 2014 per al 2030.
Estats Units: Diversos estats han aprovat regulacions per limitar les emissions de SF₆ i promoure activament tecnologies alternatives amigables amb l'ambient.
Japó: La Llei de Promoció de Mesures Contra el Canvi Climàtic exigeix explícitament la reducció de l'ús i les emissions de SF₆.
2.2 Polítiques Domèstiques
Com a mercat més gran del món per a l'equipament elèctric, Xina ha promogut activament la substitució del SF₆ en els últims anys:
Estratègia "Dual Carbon": Xina ha establert objectius nacionals clars per aturar les emissions de carboni per al 2030 i assolir la neutralitat de carboni per al 2060. Reduir les emissions de SF₆ és un component crític d'aquesta estratègia.
Normes Industrials: La Corporació d'Xarxa d'Estat de Xina i la Xarxa d'Energia del Sud de Xina han emitit múltiples especificacions tècniques que encoratgen l'adopció d'equips de commutació sense SF₆ i amigables amb l'ambient.
3.Perspectiva de l'Indústria sobre les Solucions Sense SF₆
A mesura que les normatives ambientals es fan més estrictes i avança la tecnologia, la postura de l'indústria elèctrica cap a l'equipament que conté SF₆ ha canviat significativament:
Eliminació Gradual del SF₆:
El SF₆ no només és perjudicial per a l'ambient, sinó que també comporta riscos de filtració i costos de manteniment elevats. L'indústria està eliminant progressivament l'equipament de commutació convencional amb SF₆.Adopció d'Alternatives Amigables amb l'Entorn:
L'equipament de commutació sense SF₆, valorat per la seva amistad amb l'ambient, seguretat i eficiència operativa, està emergint com la nova direcció del desenvolupament industrial.
4.Tendències i Approjos de Substitució del SF₆
N.º 1 Tecnologia d'Aïllament Sòlid
Utilitza materials d'aïllament sòlids en lloc del gas SF₆, eliminant les emissions de gasos d'efecte hivernacle a la font.
N.º 2 Tecnologia d'Interrupció al Vací
Emplea interruptors al vací per aconseguir una interrupció de corrent altament eficient i fiable.
N.º 3 Alternatives Gaseuses Amigables amb l'Entorn
Utilitza mitjans d'aïllament beníns per a l'entorn, com l'aire sec o el nitrógen, en lloc del SF₆.
5. RockWill Electric – Avantatges de rendiment de la sèrie EcoRing
Com a fabricant líder d'equipament elèctric, RockWill Electric ha estat sempre compromès amb l'innovació tecnològica i l'aplicació. Gràcies a fortes capacitats en I+D i una profunda comprensió del mercat, l'empresa ha llançat amb èxit la sèrie EcoRing de quadres de distribució aïllats amb gas sense SF₆.
Característiques
Operació sense manteniment al nivell de 35kV: La cambra de gas hermètica (amb un rati de filtració ≤ 0,1%/any) i els components mecànics resistent als desgastaments eliminin les tasques de manteniment rutinàries com el reompliment de gas i la substitució de peixes. Redueix els costos d'operació i manteniment (O&M) en més de 60% en comparació amb els quadres de distribució tradicionals.
Rendiment superior en l'abastament d'energia estable: Equipat amb interruptors a buit per a la extinció d'arc i transformadors de corrent/voltatge de alta precisió, resisteix eficientment els curts circuits, sobretensions i fluctuacions de tensió. Manté una taxa de fiabilitat de l'abastament d'energia ≥ 99,98% fins i tot en entorns adversos (p. ex., humitat elevada, pols o temperatures extremes).
Aïllament amb gas ecològic i segur: Utilitza gas ambiental de baix GWP (conform a les normes IEC 61730) per evitar emissions de gas d'efecte hivernacle; l'estructura totalment tancada evita la filtració de gas i assegura la seguretat del personal. També té una forta resistència a la corrosió i la contaminació, adequat tant per instal·lacions interiors com exteriors.
Disseny compacte i integració intel·ligent: L'estructura modular i compacta redueix en un 40% l'espai d'instal·lació en comparació amb els quadres de distribució aïllats amb aire, apte per a àrees estretes com subestacions urbanes soterrades. Suporta la integració amb sistemes de monitorització intel·ligents per seguir la pressió de gas, la temperatura i l'estat operatiu en temps real, permetent la gestió predictiva de falles.
La sèrie EcoRing de quadres de distribució aïllats amb gas sense SF₆ és un producte intrínsecament segur, gràcies a la seva alta fiabilitat, adaptabilitat total a diverses condicions d'operació i disseny sense manteniment. No només ofereix un rendiment excepcional, sinó que també serveix com a substitut ideal per als quadres de distribució aïllats amb aire convencionals (p. ex., KYN61) i els quadres de distribució aïllats amb SF₆, oferint una solució més avançada i fiable per als sistemes d'energia.
