Odpočítání k vyřazení SF₆: Kdo bude zajišťovat příští energetickou síť?

1. Úvod
Ve snaze o odpověď na změnu klimatu byly po celém světě podnikány rozsáhlé výzkumné a vývojové úsilí zaměřené na vytvoření různých typů izolačního přepínače bez plynu SF₆ jako alternativy k tradičnímu vybavení s plyny obsahujícími SF₆. Na druhou stranu, izolační přepínače bez plynu SF₆ jsou v provozu již od pozdních 60. let 20. století. Tato technologie dosahuje vynikající kompaktnosti tím, že živé části přepínače jsou integrovány do pevného izolačního materiálu, jako je epoxidová pryskyřice, s dielektrickou sílou výrazně vyšší než u plynu SF₆.

Japonské elektrárny provozovaly ekologicky šetrné, pevné izolační přepínače (SIS) bez plynu SF₆ déle než 50 let. Tyto jednotky poskytují vynikající operační výkon, vynikající bezpečnost, vysokou efektivitu v údržbě a kontrole a prokázanou dlouhodobou spolehlivost. Díky své kompaktnosti jsou SIS jednotky obzvláště vhodné pro instalaci v budovách a podzemních prostorech, zejména v hustě zastavěných městských oblastech, kde je prostor omezen.

Do dneška bylo nainstalováno přibližně 6 000 jednotek izolačních přepínačů bez plynu SF₆, které primárně slouží elektrickým distribučním sítím, obecným průmyslovým zařízením a dopravní infrastruktuře. Z přibližně 3 000 jednotek nasazených v distribučních sítích byla míra významných poruch způsobujících výpadky proudu během uplynulých 50 let nižší než u tradičních plynových izolačních přepínačů (GIS), což ukazuje na vysokou spolehlivost izolačních přepínačů bez plynu SF₆.

Nedávno bylo několik jednotek izolačních přepínačů bez plynu SF₆, které byly v polním provozu 10 až 50 let, vráceno do továrny pro hodnocení, včetně posouzení stáří izolace a doby životnosti. Výsledky naznačují odhadovanou operační životnost přibližně 60 let.

Dále ukazují studie životního cyklu (LCA), že izolační přepínače bez plynu SF₆ mohou snížit celkové emise skleníkových plynů (GHG) vyjádřené jako ekvivalenty CO₂ na přibližně 65%–70% těch spojených s kubikovými plynovými izolačními přepínači (C-GIS). Izolační přepínače bez plynu SF₆ neobsahují fluorované plyny nebo jakékoli jiné plyny s globálním oteplovacím potenciálem (GWP₁₀₀) převyšujícím 100. Ve srovnání s GIS ukázaly srovnatelnou nebo dokonce lepší očekávanou životnost a spolehlivost. Kromě své kompaktní plochy také produkují výrazně nižší emise ekvivalentních skleníkových plynů CO₂.

Proto představují izolační přepínače bez plynu SF₆ realistické řešení mezi technologiemi bez plynu SF₆ a jejich používání se očekává, že se dále rozšíří.
— “Dlouhodobé operační zkušenosti s izolačními přepínači bez plynu SF₆ v japonských elektrárnách”

2. Interpretace domácích a mezinárodních politik a regulací

2.1 Mezinárodní politiky

Šestifluorid siřičitý (SF₆) má globální oteplovací potenciál (GWP) 23 500krát vyšší než oxid uhličitý a je uveden jako jeden z šesti skleníkových plynů v Kyotském protokolu. Rozvinuté země a regiony, včetně Evropské unie, Spojených států a Japonska, zavedly přísné politiky ke zmenšení používání SF₆:

• Evropská unie: V rámci F-Gas Regulation EU stanovila postupné snížení spotřeby SF₆, s cílem snížit jeho používání na třetinu úrovně z roku 2014 do roku 2030.

• Spojené státy: Několik států zavedlo regulační opatření k omezování emisí SF₆ a aktivně podporuje ekologicky šetrné alternativní technologie.

• Japonsko: Zákon o podpoře opatření proti globálnímu oteplování explicitně požaduje snížení používání a emisí SF₆.

2.2 Domácí politiky

Jako největší trh s elektrickým vybavením na světě Čína v nedávné době aktivně podporuje nahrazování SF₆:

• "Dvojitá uhlíková" strategie: Čína stanovila jasná národní cíle dosáhnout vrcholu emisí uhlíku do roku 2030 a dosáhnout uhlíkové neutrality do roku 2060. Snížení emisí SF₆ je klíčovou součástí této strategie.

• Průmyslové normy: Státní elektrárenská společnost Číny a Jižněčínská elektrárenská sít' vydaly několik technických specifikací, které podporují adopci ekologicky šetrných přepínačů bez plynu SF₆.

3. Průmyslová perspektiva na řešení bez SF₆

Vzhledem k zúžení environmentálních předpisů a pokroku technologií se postoj průmyslu k vybavení obsahujícímu SF₆ výrazně změnil:

• Fáze vyřazení SF₆:
  SF₆ není pouze škodlivý pro životní prostředí, ale také představuje rizika úniku a vysoce nákladné údržby. Průmysl postupně vyřazuje tradiční přepínače s plyny obsahujícími SF₆.

• Přijetí ekologicky šetrných alternativ:
  Přepínače bez plynu SF₆, ceněné pro svou ekologickou šetrnost, bezpečnost a operační efektivitu, se stávají novým směrem vývoje průmyslu.

4. Přístupy a trendy k nahrazení SF₆

1. Technologie pevné izolace
Používá pevné izolační materiály namísto plynu SF₆, což eliminuje emise skleníkových plynů u zdroje.

2. Technologie vakuumového přerušení
Využívá vakuumové přerušovače k dosažení výkonného a spolehlivého přerušení proudu.

3. Ekologicky šetrné plynné alternativy
Využívá ekologicky neškodné izolační média, jako je suchý vzduch nebo dusík, místo plynu SF₆.

5. RockWill Electric – Výhody výkonu sérii EcoRing přepínačových ústředoven
Jako vedoucí výrobce elektrického zařízení se společnost RockWill Electric vždy zaměřovala na technologickou inovaci a aplikace. Díky silným výzkumným a vývojovým schopnostem a hlubokému pochopení trhu společnost úspěšně uvedla sérii bez-SF₆ plynově izolovaných přepínačových ústředoven EcoRing.

Vlastnosti

• Údržba bez péče na úrovni 35 kV: Hermeticky uzavřená plynová komora (s mírou unikání ≤ 0,1 %/rok) a odolné mechanické součásti eliminují běžné údržbářské úkoly, jako je naplnění plynu a výměna dílů. To snižuje náklady na provoz a údržbu (O&M) o více než 60 % ve srovnání s tradičními přepínačovými ústřednami.

• Superiorita stabilního dodávání energie: Vybavení vakuumovými přerušovači pro uhasení oblouku a přesnými proudovými/napěťovými transformátory efektivně odolává krátkým obvodům, přetlakům a fluktuacím napětí. Udržuje spolehlivost dodávky energie ≥ 99,98 % i v těžkých podmínkách (např. vysoká vlhkost, prach nebo extrémní teploty).

• Ekologická a bezpečná plynová izolace: Používá plyn s nízkým GWP (shodný s normou IEC 61730) pro prevenci emisí skleníkových plynů; plně uzavřená struktura brání unikání plynu a zajišťuje bezpečnost osob. Má také vysokou odolnost proti korozi a znečištění, což ji činí vhodnou jak pro vnitřní, tak pro vnější instalace.

• Kompaktní návrh a inteligentní integrace: Modulární a kompaktní struktura šetří 40 % instalace prostoru ve srovnání s vzduchem izolovanými přepínačovými ústřednami, což umožňuje instalaci v úzkých prostorech, jako jsou městské podzemní rozvodny. Podporuje integraci s inteligentními monitorovacími systémy pro sledování tlaku plynu, teploty a stavu provozu v reálném čase, což umožňuje prediktivní správu poruch.

Série bez-SF₆ plynově izolovaných přepínačových ústředoven EcoRing je opravdu intrinzicky bezpečným produktem díky své vysoké spolehlivosti, plné adaptabilitě různým provozním podmínkám a návrhu bez nutnosti údržby. Nejenže poskytuje vynikající výkon, ale také slouží jako ideální náhrada za tradiční vzduchem izolované přepínačové ústředny (např. KYN61) a SF₆ založené CGIS přepínačové ústředny, nabízející pokročilejší a spolehlivější řešení pro elektrické systémy.