De aftelling naar het afschaffen van SF₆: Wie zal de toekomstige elektriciteitsnetten bevoorraden?

1. Inleiding
Als reactie op klimaatverandering zijn wereldwijd uitgebreide onderzoeks- en ontwikkelingsinspanningen ondernomen om verschillende typen SF₆-vrije gasgeïsoleerde schakelapparatuur te ontwikkelen als alternatief voor conventionele op SF₆ gebaseerde apparatuur. Aan de andere kant is SF₆-vrije gasgeïsoleerde schakelapparatuur al sinds de late jaren '60 in gebruik. Door de onderdelen onder spanning te integreren en te gieten met vaste isolatiematerialen—zoals epoxyhars—met een diëlektrische sterkte die aanzienlijk hoger is dan die van SF₆, bereikt deze technologie een opmerkelijke compactheid.

Japanse elektriciteitsbedrijven gebruiken al meer dan 50 jaar milieuvriendelijke, SF₆-vrije solid-insulated switchgear (SIS). Deze units leveren uitstekende operationele prestaties, uitzonderlijke veiligheid, hoge efficiëntie bij onderhoud en inspectie, en hebben bewezen lange-termijnbetrouwbaarheid. Vanwege hun compacte afmetingen zijn SIS-units bijzonder geschikt voor installatie in gebouwen en ondergrondse ruimtes—vooral in dichtbevolkte stedelijke gebieden waar ruimte beperkt is.

Tot nu toe zijn ongeveer 6.000 eenheden SF₆-vrije gasgeïsoleerde schakelapparatuur geïnstalleerd, voornamelijk voor elektriciteitsbedrijven, algemene industriële installaties en transportinfrastructuur. Van de ongeveer 3.000 eenheden die zijn ingezet in netwerken van nutsbedrijven, was het aantal grote storingen dat leidde tot stroomuitval in de afgelopen 50+ jaar minder dan de helft van dat van conventionele gasgeïsoleerde schakelapparatuur (GIS), wat de hoge betrouwbaarheid van SF₆-vrije gasgeïsoleerde schakelapparatuur aantoont.

Onlangs zijn een aantal SF₆-vrije gasgeïsoleerde schakelapparaten die 10 tot 50 jaar in bedrijf zijn geweest, teruggestuurd naar de fabriek voor evaluatie, inclusief beoordeling van isolatieveroudering en levensduur. De resultaten wijzen op een geschatte operationele levensduur van ongeveer 60 jaar.

Bovendien tonen studies naar levenscyclusanalyse (LCA) aan dat SF₆-vrije gasgeïsoleerde schakelapparatuur de totale uitstoot van broeikasgassen—uitgedrukt in CO₂-equivalenten—kan verlagen tot ongeveer 65%–70% van die van kastvormige gasgeïsoleerde schakelapparatuur (C-GIS). SF₆-vrije gasgeïsoleerde schakelapparatuur bevat geen gefluoreerde gassen of andere gassen met een globale opwarmingspotentiaal op 100 jaar (GWP₁₀₀) groter dan 100. In vergelijking met GIS heeft het een vergelijkbare of zelfs betere verwachte levensduur en betrouwbaarheid aangetoond. Naast zijn compacte voetafdruk levert het ook aanzienlijk lagere CO₂-equivalenten van broeikasgasemissies op.

Daarom vormt SF₆-vrije gasgeïsoleerde schakelapparatuur een haalbare oplossing binnen SF₆-vrije schakeltechnologieën, en wordt verwacht dat de toepassing ervan verder zal toenemen.
— “Lange-termijn operationele ervaring met SF₆-vrije gasgeïsoleerde schakelapparatuur bij Japanse elektriciteitsbedrijven”

2. Interpreting Nationale en Internationale Beleidsregels

2.1 Internationaal Beleid

Zwavelfluoride (SF₆) heeft een opwarmingspotentiaal (GWP) die 23.500 keer hoger is dan die van kooldioxide en staat genoteerd als één van de zes broeikasgassen in het Kyoto-protocol. Ontwikkelde landen en regio’s—including de Europese Unie, de Verenigde Staten en Japan—hebben strenge beleidsmaatregelen ingevoerd om het gebruik van SF₆ te beperken:

• Europese Unie: Krachtens de F-gassenverordening verplicht de EU een geleidelijke vermindering van het SF₆-verbruik, met als doel het gebruik tegen 2030 terug te brengen tot een derde van het niveau van 2014.

• Verenigde Staten: Verschillende staten hebben regelgeving ingevoerd om SF₆-emissies te beperken en bevorderen actief milieuvriendelijke alternatieve technologieën.

• Japan: De Wet op de bevordering van maatregelen tegen opwarming van de aarde vereist expliciet een vermindering van het gebruik en de emissies van SF₆.

2.2 Nationaal Beleid

Als ’s werelds grootste markt voor elektrische apparatuur heeft China de afgelopen jaren actief de vervanging van SF₆ gestimuleerd:

• "Dual Carbon"-strategie: China heeft duidelijke nationale doelstellingen vastgesteld om de CO₂-uitstoot in 2030 te laten pieken en koolstofneutraliteit te bereiken in 2060. De vermindering van SF₆-emissies is een cruciaal onderdeel van deze strategie.

• Industriële normen: State Grid Corporation of China en China Southern Power Grid hebben meerdere technische specificaties uitgegeven die de toepassing van SF₆-vrije, milieuvriendelijke schakelapparatuur aanmoedigen.

3. Sectoruitzichten op SF₆-vrije Oplossingen

Naarmate de milieuvoorschriften strenger worden en de technologie vordert, is de houding van de energie-industrie ten opzichte van apparatuur met SF₆ aanzienlijk veranderd:

• Faseren van SF₆:
  SF₆ is niet alleen schadelijk voor het milieu, maar brengt ook risico's van lekkage met zich mee en veroorzaakt hoge onderhoudskosten. De industrie fazeert stapsgewijs conventionele SF₆-schakelapparatuur uit.

• Aannemen van Milieuvriendelijke Alternatieven:
  SF₆-vrije schakelapparatuur—gewaardeerd om zijn milieuvriendelijkheid, veiligheid en operationele efficiëntie—is uitgegroeid tot de nieuwe richting voor sectorontwikkeling.

4. Benaderingen en Trends voor Vervanging van SF₆

Nr. 1 Vaste Isolatietechnologie
Gebruikt vaste isolatiematerialen in plaats van SF₆-gas, waardoor broeikasgasemissies bij de bron worden geëlimineerd.

Nr. 2 Vacuümonderbrekertechnologie
Maakt gebruik van vacuümonderbrekers om zeer efficiënte en betrouwbare stroomonderbreking te realiseren.

Nr. 3 Milieuvriendelijke Gasvormige Alternatieven
Maakt gebruik van milieuvriendelijke isolatiemedia zoals droge lucht of stikstof in plaats van SF₆.

5. RockWill Electric — Prestatieve voordelen van de EcoRing-reeks schakelkasten
Als toonaangevend producent van elektrische uitrusting heeft RockWill Electric zich altijd ingezet voor technologische innovatie en toepassing. Dankzij sterke R&D-mogelijkheden en diepgaande marktinzichten heeft het bedrijf succesvol de EcoRing-reeks SF₆-vrije gasgeïsoleerde schakelkasten gelanceerd.

Functies

• Onderhoudsvrije werking op 35kV-niveau: De hermetisch afgesloten gaskamer (met een lekkagepercentage ≤ 0,1%/jaar) en slijtvaste mechanische componenten elimineren routineonderhoudstaken zoals gas bijvullen en onderdeelvervanging. Het vermindert de operationele en onderhoudskosten met meer dan 60% ten opzichte van traditionele schakelkasten.

• Superieure prestaties voor stabiele stroomvoorziening: Uitgerust met vacuümonderbrekers voor boogextinctie en hoognauwkeurige stroom/spanningstransformatoren, weerstaat het effectief kortsluitingen, overspanningen en spanningsschommelingen. Het behoudt een betrouwbaarheidsgraad van de stroomvoorziening van ≥ 99,98%, zelfs in extreme omstandigheden (bijvoorbeeld hoge luchtvochtigheid, stof of extreme temperaturen).

• Milieuvriendelijke en veilige gasisolatie: Gebruikt laag-GWP milieuvriendelijk gas (in overeenstemming met IEC 61730-normen) om broeikasgasemissies te voorkomen; de volledig afgesloten constructie voorkomt gaslekken en garandeert de veiligheid van het personeel. Het heeft ook een sterke corrosie- en vervuilingsbestendigheid, geschikt voor zowel binnen- als buiteninstallaties.

• Compacte ontwerp en slimme integratie: De modulaire en compacte structuur bespaart 40% installatieruimte ten opzichte van luchtgeïsoleerde schakelkasten, passend in smalle gebieden zoals stedelijke ondergrondse stations. Het ondersteunt integratie met intelligente monitoring systemen om gasdruk, temperatuur en werkingstoestand in real-time bij te houden, waardoor voorspellende foutbeheer mogelijk is.

De EcoRing-reeks SF₆-vrije gasgeïsoleerde schakelkasten is een echt intrinsiek veilig product, dankzij de hoge betrouwbaarheid, volledige aanpassing aan diverse werkcondities en onderhoudsvrije ontwerp. Het biedt niet alleen uitstekende prestaties, maar dient ook als ideaal alternatief voor traditionele luchtgeïsoleerde schakelkasten (bijvoorbeeld KYN61) en SF₆-gebaseerde CGIS-schakelkasten, en biedt een meer geavanceerde en betrouwbare oplossing voor energie-systemen.