Le décompte avant la fin de l'utilisation du SF₆ : Qui alimentera le réseau électrique du futur?
1.Introduction
En réponse au changement climatique, des efforts de recherche et de développement considérables ont été entrepris dans le monde entier pour développer divers types de postes de coupure à isolation gazeuse sans SF₆ en alternative aux équipements conventionnels à base de SF₆. D'autre part, les postes de coupure à isolation gazeuse sans SF₆ sont en service depuis la fin des années 1960. En moulant intégralement les composants sous tension du poste de coupure à l'aide de matériaux d'isolation solides tels que la résine époxy, dont la résistance diélectrique est significativement supérieure à celle du SF₆, cette technologie atteint une compacité remarquable.
Les sociétés d'électricité japonaises ont opéré des postes de coupure à isolation solide (SIS) sans SF₆, respectueux de l'environnement, pendant plus de 50 ans. Ces unités offrent d'excellentes performances opérationnelles, une sécurité exceptionnelle, une efficacité élevée en maintenance et inspection, ainsi qu'une fiabilité à long terme éprouvée. Grâce à leur petite taille, les unités SIS sont particulièrement bien adaptées à l'installation dans les bâtiments et les espaces souterrains, en particulier dans les zones urbaines densément peuplées où l'espace est limité.
À ce jour, environ 6 000 unités de postes de coupure à isolation gazeuse sans SF₆ ont été installées, principalement pour servir les services publics électriques, les installations industrielles générales et les infrastructures de transport. Parmi les quelque 3 000 unités déployées dans les réseaux de distribution, le taux de pannes majeures causant des interruptions de courant au cours des 50 dernières années a été inférieur de moitié à celui des postes de coupure à isolation gazeuse (GIS) conventionnels, démontrant la haute fiabilité des postes de coupure à isolation gazeuse sans SF₆.
Récemment, un certain nombre d'unités de postes de coupure à isolation gazeuse sans SF₆, qui avaient été en service sur le terrain pendant 10 à 50 ans, ont été récupérées et renvoyées à l'usine pour évaluation, y compris des évaluations du vieillissement de l'isolation et de la durée de vie. Les résultats indiquent une durée de fonctionnement estimée d'environ 60 ans.
De plus, les études d'évaluation du cycle de vie (LCA) montrent que les postes de coupure à isolation gazeuse sans SF₆ peuvent réduire les émissions totales de gaz à effet de serre (GES), exprimées en équivalents CO₂, à environ 65% à 70% de celles associées aux postes de coupure à isolation gazeuse de type cellule (C-GIS). Les postes de coupure à isolation gazeuse sans SF₆ ne contiennent aucun gaz fluoré ou tout autre gaz avec un potentiel de réchauffement global (PRG₁₀₀) sur 100 ans dépassant 100. Comparé aux GIS, ils ont démontré une durée de vie et une fiabilité attendues comparables, voire supérieures. En plus de leur empreinte compacte, ils génèrent également des émissions de GES équivalentes au CO₂ nettement inférieures.
Par conséquent, les postes de coupure à isolation gazeuse sans SF₆ représentent une solution viable parmi les technologies de commutation sans SF₆, et leur adoption devrait s'étendre davantage.
— “Expérience opérationnelle à long terme des postes de coupure à isolation gazeuse sans SF₆ dans les sociétés d'électricité japonaises”
2.Interprétation des politiques et réglementations nationales et internationales
2.1 Politiques internationales
Le hexafluorure de soufre (SF₆) a un potentiel de réchauffement global (PRG) 23 500 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone et est classé comme l'un des six gaz à effet de serre visés par le Protocole de Kyoto. Les pays et régions développés, notamment l'Union européenne, les États-Unis et le Japon, ont mis en place des politiques strictes pour restreindre l'utilisation de SF₆ :
Union européenne : selon le Règlement F-Gaz, l'UE impose une réduction progressive de la consommation de SF₆, visant à réduire son utilisation à un tiers des niveaux de 2014 d'ici 2030.
États-Unis : plusieurs États ont adopté des réglementations pour limiter les émissions de SF₆ et promouvoir activement des technologies alternatives respectueuses de l'environnement.
Japon : la Loi sur la promotion des mesures contre le réchauffement global exige explicitement la réduction de l'utilisation et des émissions de SF₆.
2.2 Politiques nationales
En tant que plus grand marché mondial d'équipements électriques, la Chine a activement promu ces dernières années le remplacement du SF₆ :
Stratégie "Double Carbone" : la Chine a fixé des objectifs nationaux clairs pour atteindre le pic des émissions de carbone d'ici 2030 et la neutralité carbone d'ici 2060. La réduction des émissions de SF₆ est un élément crucial de cette stratégie.
Normes de l'industrie : la Corporation d'État de la Réseau électrique de Chine et la China Southern Power Grid ont publié de nombreuses spécifications techniques encourageant l'adoption de postes de coupure sans SF₆, respectueux de l'environnement.
3.Perspective de l'industrie sur les solutions sans SF₆
Avec le resserrement des réglementations environnementales et l'avancement de la technologie, l'attitude de l'industrie électrique envers les équipements contenant du SF₆ a considérablement évolué :
Phasage du SF₆ :
Le SF₆ n'est pas seulement nuisible à l'environnement, mais il comporte également des risques de fuite et engendre des coûts de maintenance élevés. L'industrie élimine progressivement les postes de coupure conventionnels à base de SF₆.Adoption d'alternatives respectueuses de l'environnement :
Les postes de coupure sans SF₆, appréciés pour leur respect de l'environnement, leur sécurité et leur efficacité opérationnelle, émergent comme la nouvelle direction du développement de l'industrie.
4.Approches et tendances de remplacement du SF₆
No. 1 Technologie d'isolation solide
Utilise des matériaux d'isolation solides au lieu du gaz SF₆, éliminant ainsi les émissions de gaz à effet de serre à la source.
No. 2 Technologie d'interruption sous vide
Emploie des interrupteurs sous vide pour réaliser une interruption de courant hautement efficace et fiable.
No. 3 Alternatives gazeuses respectueuses de l'environnement
Utilise des milieux d'isolation inoffensifs pour l'environnement tels que l'air sec ou l'azote à la place du SF₆.
5. RockWill Electric – Avantages de performance de la série EcoRing d'appareillage
En tant que fabricant de matériel électrique de premier plan, RockWill Electric s'est toujours engagé dans l'innovation technologique et son application. Grâce à des capacités de recherche et développement solides et une compréhension approfondie du marché, l'entreprise a réussi à lancer l'appareillage isolé au gaz sans SF₆ de la série EcoRing.
Caractéristiques
Fonctionnement sans entretien au niveau 35 kV : La chambre de gaz étanche (avec un taux de fuite ≤ 0,1 %/an) et les composants mécaniques résistants à l'usure éliminent les tâches d'entretien courantes telles que le remplissage de gaz et le remplacement de pièces. Cela réduit les coûts d'exploitation et de maintenance (O&M) de plus de 60 % par rapport à l'appareillage traditionnel.
Performance supérieure en matière d'alimentation stable : Équipé d'interrupteurs sous vide pour l'extinction d'arc et de transformateurs de courant/tension de haute précision, il résiste efficacement aux courts-circuits, aux surtensions et aux fluctuations de tension. Il maintient un taux de fiabilité d'alimentation ≥ 99,98 % même dans des environnements difficiles (par exemple, humidité élevée, poussière ou températures extrêmes).
Isolation au gaz écologique et sûre : Utilise un gaz de protection environnementale à faible GWP (conforme aux normes IEC 61730) pour éviter les émissions de gaz à effet de serre ; la structure entièrement scellée empêche les fuites de gaz et assure la sécurité du personnel. Il présente également une forte résistance à la corrosion et à la pollution, convient aux installations intérieures et extérieures.
Conception compacte et intégration intelligente : La structure modulaire et compacte permet d'économiser 40 % d'espace d'installation par rapport à l'appareillage isolé à l'air, s'adaptant aux zones étroites comme les sous-stations souterraines urbaines. Elle prend en charge l'intégration avec des systèmes de surveillance intelligents pour suivre en temps réel la pression du gaz, la température et l'état de fonctionnement, permettant une gestion prédictive des pannes.
L'appareillage isolé au gaz sans SF₆ de la série EcoRing est un produit véritablement intrinsèquement sûr, grâce à sa grande fiabilité, son adaptabilité totale à diverses conditions d'exploitation et sa conception sans entretien. Il ne fournit pas seulement des performances exceptionnelles, mais sert également de remplacement idéal pour l'appareillage isolé à l'air conventionnel (par exemple, KYN61) et l'appareillage CGIS à base de SF₆, offrant une solution plus avancée et fiable pour les systèmes électriques.
