Licznik odwrotny do wycofania SF₆: Kto zasili sieć przyszłości?

1.Wprowadzenie
W odpowiedzi na zmiany klimatyczne na całym świecie podjęto intensywne działania badawczo-rozwojowe mające na celu opracowanie różnych typów hermetycznych wyłączników bez SF₆ jako alternatywy dla tradycyjnego sprzętu opartego na SF₆. Z drugiej strony, hermetyczne wyłączniki bez SF₆ są w eksploatacji od końca lat 60. XX wieku. Poprzez integralne formowanie elementów pod napięciem wyłącznika z wykorzystaniem stałych materiałów izolacyjnych – takich jak żywica epoksydowa – o wytrzymałości dielektrycznej znacznie przewyższającej tę cechującą SF₆, technologia ta osiąga znaczną kompaktowość.

Japońskie zakłady energetyczne eksploatują przyjazne środowisku hermetyczne wyłączniki bez SF₆ (SIS) od ponad 50 lat. Urządzenia te charakteryzują się doskonałą wydajnością operacyjną, wyjątkowym bezpieczeństwem, wysoką efektywnością konserwacji i przeglądów oraz potwierdzoną długoterminową niezawodnością. Ze względu na małą wielkość jednostki SIS są szczególnie dobrze dostosowane do instalacji w budynkach i przestrzeniach podziemnych – zwłaszcza w gęsto zabudowanych obszarach miejskich, gdzie powierzchnia jest ograniczona.

Do chwili obecnej zainstalowano około 6 000 jednostek hermetycznych wyłączników bez SF₆, głównie w zakładach energetycznych, ogólnych obiektach przemysłowych oraz infrastrukturze transportowej. Wśród około 3 000 jednostek rozmieszczonych w sieciach energetycznych, wskaźnik poważnych awarii powodujących przerwy w zasilaniu w ciągu ostatnich ponad 50 lat był mniejszy niż o połowę w porównaniu do tradycyjnych hermetycznych wyłączników (GIS), co świadczy o wysokiej niezawodności sprzętu bez SF₆.

Ostatnio szereg jednostek hermetycznych wyłączników bez SF₆, które były w eksploatacji terenowej przez 10–50 lat, zostało odzyskanych i zwróconych do fabryki w celu oceny, w tym oceny starzenia izolacji i czasu użytkowania. Wyniki wskazują na szacowany okres eksploatacji wynoszący około 60 lat.

Dodatkowo badania oceny cyklu życia (LCA) wykazują, że hermetyczne wyłączniki bez SF₆ mogą zmniejszyć całkowite emisje gazów cieplarnianych (GHG) – wyrażone jako równoważnik CO₂ – do około 65%–70% tych związanych z szafkowymi hermetycznymi wyłącznikami (C-GIS). Hermetyczne wyłączniki bez SF₆ nie zawierają fluorowanych gazów ani żadnych innych gazów o potencjale globalnego ocieplenia w 100-letnim okresie (GWP₁₀₀) przekraczającym 100. W porównaniu do GIS wykazują one porównywalny lub nawet lepszy przewidywany okres użytkowania i niezawodność. Oprócz kompaktowego rozmiaru generują one znacznie niższe emisje gazów cieplarnianych w przeliczeniu na CO₂.

Dlatego też hermetyczne wyłączniki bez SF₆ stanowią realne rozwiązanie wśród technologii przełączających bez SF₆, a ich stosowanie powinno się dalej poszerzać.
— „Długoterminowe doświadczenia eksploatacyjne hermetycznych wyłączników bez SF₆ w japońskich zakładach energetycznych”

2.Interpretacja polityk i przepisów krajowych i międzynarodowych

2.1 Polityki międzynarodowe

Siarkowodór sześciofluorowy (SF₆) ma potencjał globalnego ocieplenia (GWP) 23 500 razy większy niż dwutlenek węgla i został ujęty jako jeden z sześciu gazów cieplarnianych w porozumieniu z Kioto. Rosłe państwa i regiony – w tym Unia Europejska, Stany Zjednoczone i Japonia – wprowadziły surowe polityki ograniczające stosowanie SF₆:

• Unia Europejska: Na mocy przepisów dotyczących gazów fluorowanych UE zobowiązuje się do stopniowego ograniczania zużycia SF₆, dążąc do jego zmniejszenia do jednej trzeciej poziomu z 2014 roku do 2030 roku.

• Stany Zjednoczone: Kilka stanów uchwaliło przepisy ograniczające emisje SF₆ i aktywnie promuje przyjazne środowisku technologie alternatywne.

• Japonia: Ustawa o promowaniu działań przeciwdziałania globalnemu ociepleniu wyraźnie wymaga ograniczenia zużycia i emisji SF₆.

2.2 Polityki krajowe

Jako największy na świecie rynek sprzętu energetycznego Chiny w ostatnich latach aktywnie wspierają zastępowanie SF₆:

• Strategia „Podwójnego Węgla”: Chiny ustaliły jasne cele krajowe dotyczące osiągnięcia szczytu emisji węgla do 2030 roku i neutralności węglowej do 2060 roku. Redukcja emisji SF₆ jest kluczowym elementem tej strategii.

• Normy branżowe: Państwowa Korporacja Sieci Elektrycznych Chin i China Southern Power Grid wydały wiele specyfikacji technicznych zachęcających do stosowania przyjaznych środowisku wyłączników bez SF₆.

3.Prognoza branżowa rozwiązań bez SF₆

W miarę jak przepisy środowiskowe stają się coraz bardziej restrykcyjne, a technologia się rozwija, postawa branży energetycznej wobec sprzętu zawierającego SF₆ znacząco się zmieniła:

• Wycofywanie SF₆:
  SF₆ nie tylko szkodzi środowisku, ale również wiąże się z ryzykiem wycieków i wysokimi kosztami utrzymania. Branża stopniowo wycofuje tradycyjne wyłączniki SF₆.

• Przejście na przyjazne środowisku alternatywy:
  Wyłączniki bez SF₆ – cenione za swoją przyjazność środowisku, bezpieczeństwo i efektywność operacyjną – stają się nowym kierunkiem rozwoju branży.

4.Podejścia i trendy związane ze zastępowaniem SF₆

Nr 1 Technologia izolacji stałej
Wykorzystuje stałe materiały izolacyjne zamiast gazu SF₆, eliminując emisję gazów cieplarnianych w źródle.

Nr 2 Technologia przerwania próżniowego
Wykorzystuje przerzutniki próżniowe do osiągnięcia wysoce efektywnego i niezawodnego przerywania prądu.

Nr 3 Przyjazne środowisku gazowe alternatywy
Wykorzystuje bezpieczne dla środowiska medium izolacyjne, takie jak suchy powietrze lub azot, zamiast SF₆.

5. RockWill Electric — Zalety wydajności serii EcoRing przełączników obwodowych
Jako wiodący producent sprzętu energetycznego, RockWill Electric zawsze angażuje się w innowacje technologiczne i ich zastosowanie. Wykorzystując silne możliwości ds. badań i rozwoju oraz głębokie spostrzeżenia rynkowe, firma pomyślnie wprowadziła do sprzedaży serię EcoRing gazowych przełączników obwodowych wolnych od SF₆.

Funkcje

• Obsługa bez konserwacji na poziomie 35kV: Hermeticzna komora gazowa (z przepustowością przecieku ≤ 0,1%/rok) i odporne mechanicznie elementy eliminują rutynowe zadania konserwacyjne, takie jak uzupełnianie gazu i wymiana części. Redukuje koszty eksploatacji i utrzymania (O&M) o ponad 60% w porównaniu do tradycyjnych przełączników obwodowych.

• Wyjątkowa stabilność dostarczania energii: Wyposażony w przerzutniki próżniowe do gaszenia łuku elektrycznego oraz wysokoprzeciskowe transformatory prądowe i napięciowe, skutecznie opiera się zakłóceniom, nadmiernym napięciom i fluktuacjom napięcia. Utrzymuje niezawodność dostarczania energii na poziomie ≥ 99,98% nawet w trudnych warunkach (np. wysoka wilgotność, kurz lub ekstremalne temperatury).

• Eko-przyjazna i bezpieczna izolacja gazowa: Używa gazu ochronnego środowiska o niskim potencjale globalnym ocieplenia (zgodny ze standardami IEC 61730), aby uniknąć emisji gazów cieplarnianych; całkowicie szczelna struktura zapobiega przeciekowi gazu i zapewnia bezpieczeństwo personelu. Ma również silną odporność na korozję i zanieczyszczenia, co sprawia, że jest odpowiednia zarówno do instalacji wewnątrz, jak i na zewnątrz budynków.

• Kompaktowy projekt i inteligentna integracja: Modularna i kompaktowa struktura oszczędza 40% miejsca montażowego w porównaniu do przełączników obwodowych z izolacją powietrzną, co sprawia, że jest idealna dla wąskich obszarów, takich jak podziemne stacje transformatorowe w mieście. Wspiera integrację z inteligentnymi systemami monitorowania, które umożliwiają śledzenie ciśnienia gazu, temperatury i stanu pracy w czasie rzeczywistym, co pozwala na predykcyjne zarządzanie awariami.

Seria EcoRing gazowych przełączników obwodowych wolnych od SF₆ to naprawdę bezpieczny produkt, dzięki swojej wysokiej niezawodności, pełnej adaptacji do różnych warunków pracy i projektowi bez konserwacji. Nie tylko oferuje wybitną wydajność, ale także służy jako ideałowa alternatywa dla tradycyjnych przełączników obwodowych z izolacją powietrzną (np. KYN61) i przełączników CGIS opartych na SF₆, oferując bardziej zaawansowane i niezawodne rozwiązanie dla systemów energetycznych.