23500倍！如何破解电力行业六氟化硫的温室困境？

4月22日,第52个世界地球日将如期而至,今年的主题是“修复我们的地球”(Restore Our Earth),旨在鼓励通过自然过程、新兴的绿色技术和能够恢复世界生态系统的创新思维,为地球减碳减负。

一直以来,关于地球气温持续升高,二氧化碳被视为元凶之一。但是,你知道吗?有一种气体,助长温室效应的威力是二氧化碳的 23500倍!而这种气体,作为一种优良的绝缘和开断介质,被广泛用在中高压电气设备(如开关柜)中,这种气体,就是六氟化硫。

目前,全球安装的超过 3000万套中压开关柜使用的是六氟化硫 (SF6)。作为开关柜的一个重要组成部分,平均每个间隔负荷开关或断路器单元含有 1公斤六氟化硫。万一发生泄露,导致这 1公斤六氟化硫被释放到大气中,对环境的影响相当于驾驶一辆汽车行驶约 20万公里(一辆汽车每公里排放约 120克二氧化碳)。将这个数字乘以开关柜的总数——3000万台,其温室效应的威力更加难以想象。

随着“碳达峰、碳中和”目标确定,国网、南网相继发布碳达峰、碳中和行动方案,提出要推动节能减排加快实施,着力降低自身碳排放水平,全面实施电网节能管理,推动电网设施与环境融合发展。这一背景下,如何破解电力行业的六氟化硫温室困境,探索绿色环保的六氟化硫替代气体,进而保护和修复我们的地球?

作为全球能源管理和自动化领域的数字化转型专家,施耐德电气认为:在绿色低碳转型的时代,通过更多采用无六氟化硫(SF6-free)技术的绿色设备,并与创新的数字化技术相结合,将成为破解电力开关设备温室效应、加快推动现有电力基础设施绿色升级的重要途径。

以干燥空气替代六氟化硫更加可持续

经过数十年的潜心研究,施耐德电气提出:干燥空气是SF6的最佳替代气体之一,而使用干燥空气的全新无六氟化硫开关柜能够确保电网公司在不影响正常运营与使用的前提下,加快低碳化进行并提高运营的可持续性,主要体现在以下三方面:

干燥空气全球变暖潜能值为零。与中压开关柜可以使用的其他气体相比,干燥空气的 GWP值为零。对温室效应零贡献,再加上显而易见的环境安全性,无疑是干燥空气成为六氟化硫最佳替代气体的最重要原因。

干燥空气无需回收处理。使用SF6或其他人造气体的开关柜在使用寿命结束时,运营商需要考虑这种气体是否能被回收、再处理和再利用,是否可以降低对环境的影响。使用干燥空气则可以彻底消除使用六氟化硫的顾虑,大幅降低开关柜对环境的影响,并且无需经过报废回收处理,从而节省了相关成本。

监管“可持续”。我国自 2012年起就陆续出台了相关政策措施,对六氟化硫气体的使用和回收进行管制。根据中国国家标准化管理委员会发布的标准,六氟化硫设备的检修与退役过程产生的六氟化硫排放已被纳入我国电网企业的温室气体核算和报告范围。考虑到未来愈发严格的监管政策,采用不受未来新规约束的环保型替代产品以保障运营的连续性是明智之举。施耐德电气全新无六氟化硫中压开关柜既可以提供可靠的绝缘开断性能,也不受环境法规或碳税影响。

干燥空气为安全保驾护航

事实上,除了环保,健康和安全也是施耐德电气在选择SF6的替代气体时首要考虑的问题。因为开关设备要用在公共场所,不管在制造、运输,还是将来的运行环节,装在设备中的六氟化硫都有泄漏的风险,对进行设备维护的人员而言,可能存在健康和安全风险。

干燥空气则无此隐患。作为一种负责任且安全的替代气体,干燥空气可以保护公众免于遭受潜在的健康和安全风险。它完全无毒,因此即使发生泄漏,对人和环境也安全无害,不会给负责安装和报废回收的工作人员带来健康风险,也无需制定严格的设备处理条例来保护人员安全。

并联真空开断技术促进无六氟化硫技术高效替代

施耐德电气认为:高效和可持续是不可分割的,因为脱离经济效益谈可持续发展,本身也是不可持续的。为此,施耐德电气也一直在努力寻求无六氟化硫技术的突破,推出了应用无六氟化硫技术的新一代绿色智能中压开关设备:中压开关柜GM AirSeT、中压环网柜环网柜SM AirSeT及RM AirSeT。

施耐德电气新一代绿色智能中压开关设备

目前,市场上所提供的环保气体负荷开关柜的设计大多跟断路器的架构一致,采用真空开断加隔离开关的方式,不仅造价昂贵,操作上不符合用户使用习惯,也同样因为技术架构的限制,更使得组合电器的方案无法实现,这也是我们在市场上很少看到环保气体组合电器的重要因素。

而施耐德电气研发的三工位负荷开关采用的并联真空开断(SVI)技术,不仅能为客户提供经济可靠的变压器保护方案,还保留了传统六氟化硫设备备受看重的体积小巧的特点。更给力的是,其操作方式保持不变,使得技术人员无需接受任何培训,可以在保留原有三工位操作习惯的基础上无缝适应新设备,大大降低了设备切换的培训成本和时间。

目前,施耐德电气的全新无六氟化硫(SF6-free)中压开关设备已在世界多国落地和试点,包括新喀里多尼亚的配电公司EEC Engie,瑞典的E.ON公司,法国的GreenAlp公司等。同时,该产品系列凭借着在智能、绿色等方面的突出特点,还荣获了汉诺威工业博览会“工业能源效率奖”、iF年度设计大奖、ICEF 2020年度十大创新、enerTIC智能电网等多个国际重磅奖项的提名和表彰。目前,该产品在中国的第一批试点项目也已经成功交付。

绿水青山,就是金山银山。未来,施耐德电气将继续发挥在创新和数字化方面的优势,以更多绿色低碳的绿色设备作为关键“密钥”,助力电网企业化挑战为机遇,加快能源基础设施绿色升级,助推能源体系绿色低碳转型,共同保护修复我们的地球。