Il Conto alla Rovescia per l'Eliminazione dell'SF₆: Chi Alimenterà la Rete del Futuro?
1.Introduzione
In risposta al cambiamento climatico, sono stati intrapresi sforzi di ricerca e sviluppo su scala globale per creare vari tipi di apparati di interruttore isolati a gas senza SF₆ come alternative all'equipaggiamento convenzionale a base di SF₆. D'altra parte, gli apparecchi di interruttore isolati a gas senza SF₆ sono in servizio fin dalla fine degli anni '60. Integrando i componenti attivi dell'interruttore con materiali isolanti solidi, come la resina epoxidica, con resistenza dielettrica significativamente superiore a quella del SF₆, questa tecnologia raggiunge una notevole compacità.
Le utility elettriche giapponesi hanno operato per oltre 50 anni con interruttori isolati a solido (SIS) ecologici e privi di SF₆. Queste unità offrono un'ottima performance operativa, eccellente sicurezza, alta efficienza nella manutenzione e ispezione, e affidabilità a lungo termine dimostrata. Grazie alla loro compatta dimensione, le unità SIS sono particolarmente adatte per l'installazione in edifici e spazi sotterranei, specialmente in aree urbane densamente costruite dove lo spazio è limitato.
Fino ad oggi, sono state installate circa 6.000 unità di apparecchi di interruttore isolati a gas senza SF₆, principalmente per utilità elettriche, impianti industriali generali e infrastrutture di trasporto. Tra le circa 3.000 unità distribuite nelle reti di utilità, il tasso di guasti gravi che causano interruzioni di corrente negli ultimi 50+ anni è stato meno della metà rispetto agli apparecchi di interruttore isolati a gas (GIS) convenzionali, dimostrando l'alta affidabilità degli apparecchi di interruttore isolati a gas senza SF₆.
Recentemente, diverse unità di apparecchi di interruttore isolati a gas senza SF₆ in funzione da 10 a 50 anni sono state recuperate e restituite in fabbrica per valutazioni, inclusi esami sull'invecchiamento dell'isolamento e sulla durata di vita. I risultati indicano una durata operativa stimata di circa 60 anni.
Inoltre, studi di valutazione del ciclo di vita (LCA) mostrano che gli apparecchi di interruttore isolati a gas senza SF₆ possono ridurre le emissioni totali di gas serra (GHG), espresse in equivalenti di CO₂, a circa il 65%–70% di quelle associate agli apparecchi di interruttore isolati a gas tipo armadio (C-GIS). Gli apparecchi di interruttore isolati a gas senza SF₆ non contengono gas fluorurati o altri gas con un potenziale di riscaldamento globale a 100 anni (GWP₁₀₀) superiore a 100. In confronto ai GIS, hanno dimostrato una durata di vita e affidabilità previste paragonabili o persino superiori. Oltre alla loro compatta impronta, generano anche emissioni significativamente inferiori di gas serra equivalenti a CO₂.
Pertanto, gli apparecchi di interruttore isolati a gas senza SF₆ rappresentano una soluzione fattibile tra le tecnologie di interruttore prive di SF₆, e si prevede che la loro adozione si espanderà ulteriormente.
— “Esperienza operativa a lungo termine degli apparecchi di interruttore isolati a gas senza SF₆ nelle utility elettriche giapponesi”
2.Interpretazione delle politiche e regolamentazioni nazionali e internazionali
2.1 Politiche internazionali
Il fluoroanidride solforoso (SF₆) ha un potenziale di riscaldamento globale (GWP) 23.500 volte superiore a quello del biossido di carbonio ed è elencato come uno dei sei gas serra sotto il Protocollo di Kyoto. Paesi e regioni sviluppate, tra cui l'Unione Europea, gli Stati Uniti e il Giappone, hanno implementato politiche stringenti per limitare l'uso di SF₆:
Unione Europea: Con la Regolamento F-Gas, l'UE impone una riduzione graduale del consumo di SF₆, mirando a ridurne l'uso a un terzo dei livelli del 2014 entro il 2030.
Stati Uniti: Diversi stati hanno emanato regolamenti per limitare le emissioni di SF₆ e promuovere attivamente tecnologie alternative ecologiche.
Giappone: La Legge per la promozione delle misure contro il riscaldamento globale richiede esplicitamente la riduzione dell'uso e delle emissioni di SF₆.
2.2 Politiche nazionali
Come il più grande mercato mondiale per l'equipaggiamento elettrico, la Cina ha recentemente promosso attivamente la sostituzione del SF₆:
Strategia "Dual Carbon": La Cina ha stabilito obiettivi nazionali chiari per raggiungere il picco delle emissioni di carbonio entro il 2030 e la neutralità di carbonio entro il 2060. Ridurre le emissioni di SF₆ è un componente cruciale di questa strategia.
Standard di settore: State Grid Corporation of China e China Southern Power Grid hanno emesso molteplici specifiche tecniche che incoraggiano l'adozione di interruttori ecologici privi di SF₆.
3. Prospettive di settore sulle soluzioni senza SF₆
Con l'inasprirsi delle normative ambientali e l'avanzamento tecnologico, l'atteggiamento dell'industria elettrica verso l'equipaggiamento contenente SF₆ è cambiato significativamente:
Eliminazione del SF₆:
Il SF₆ non solo è dannoso per l'ambiente, ma comporta anche rischi di perdita e costi di manutenzione elevati. L'industria sta progressivamente eliminando gli interruttori convenzionali a SF₆.Adozione di alternative ecologiche:
Gli interruttori senza SF₆, apprezzati per la loro ecologia, sicurezza ed efficienza operativa, stanno emergendo come la nuova direzione dello sviluppo industriale.
4. Approcci e tendenze di sostituzione del SF₆
N. 1 Tecnologia di isolamento solido
Utilizza materiali isolanti solidi invece del gas SF₆, eliminando le emissioni di gas serra alla fonte.
N. 2 Tecnologia di interruzione al vuoto
Impiega interruttori al vuoto per ottenere un'interruzione di corrente altamente efficiente e affidabile.
N. 3 Alternative gassose ecologiche
Utilizza mezzi isolanti ecologicamente benigni come aria secca o azoto al posto del SF₆.
5. RockWill Electric——Vantaggi di prestazione della serie EcoRing di apparecchiature commutatrici
Come produttore leader nel settore delle attrezzature elettriche, RockWill Electric si è sempre impegnato nell'innovazione tecnologica e nelle sue applicazioni. Sfruttando forti capacità di R&D e approfondite conoscenze del mercato, l'azienda ha lanciato con successo la serie EcoRing di apparecchiature commutatrici isolate a gas senza SF₆.
Caratteristiche
Funzionamento a manutenzione zero a livello 35kV：La camera a gas ermetica (con tasso di perdita ≤ 0,1%/anno) e i componenti meccanici resistenti all'usura eliminano le attività di manutenzione routine come il rabbocco del gas e la sostituzione dei pezzi. Riduce i costi di operazione e manutenzione (O&M) di oltre il 60% rispetto alle apparecchiature tradizionali.
Prestazioni superiori nella fornitura stabile di energia：Dotata di interruttori a vuoto per l'estinzione dell'arco e trasformatori di corrente/tensione ad alta precisione, resiste efficacemente ai cortocircuiti, alle sovratensioni e alle fluttuazioni di tensione. Mantiene un tasso di affidabilità della fornitura di energia ≥ 99,98% anche in ambienti ostili (ad esempio, umidità elevata, polvere o temperature estreme).
Isolamento a gas ecologico e sicuro：Utilizza un gas protettivo a basso GWP (conforme agli standard IEC 61730) per evitare le emissioni di gas serra; la struttura completamente sigillata impedisce le fughe di gas e garantisce la sicurezza del personale. Ha inoltre una forte resistenza alla corrosione e alla contaminazione, adatto sia per installazioni indoor che outdoor.
Design compatto e integrazione intelligente：La struttura modulare e compatta riduce dello 40% lo spazio di installazione rispetto alle apparecchiature isolate ad aria, adattandosi a aree strette come le sottostazioni sotterranee urbane. Supporta l'integrazione con sistemi di monitoraggio intelligenti per tracciare in tempo reale la pressione del gas, la temperatura e lo stato di funzionamento, consentendo la gestione predittiva dei guasti.
La serie EcoRing di apparecchiature isolate a gas senza SF₆ è un vero e proprio prodotto intrinsecamente sicuro, grazie alla sua alta affidabilità, all'adattabilità completa a diverse condizioni operative e al design a manutenzione zero. Non solo offre un'ottima prestazione, ma rappresenta anche un'ideale sostituzione per le apparecchiature isolate ad aria tradizionali (ad esempio, KYN61) e per le apparecchiature CGIS a base di SF₆, offrendo una soluzione più avanzata e affidabile per i sistemi di potenza.
