Зелений розподіл для „зеленої” енергетики (Елегаз - небезпечний парниковий газ)

Енергетику з використанням відновлюваних джерел енергії рухає вперед потреба в нових, надійних і економних енергоресурсах (таких, як, наприклад, енергія вітру), які знижують нашу залежність від джерел енергії, що базуються на вуглеці. Однак, для того щоб наше виробництво було «зеленим» і економічно ефективним настільки, наскільки це можливо, необхідно відмовитися від систем середньої напруги, які використовують так званий елегаз (SF6).

SF6 (гексафторид сірки) назву «елегаз» отримав від скорочення «електричний газ». Унікальні властивості елегазу були відкриті в СРСР, в Радянському Союзі також почалося його застосування. У 30-х роках ХХ століття відомий вчений Б. М. Гохберг в Ленінградському фізико-технічному інституті дослідив електричні властивості ряду газів і звернув увагу на деякі властивості гексафториду сірки SF6.

Елегаз нешкідливий у поєднанні з повітрям. Однак внаслідок порушення технології виробництва елегазу або його розкладання в апараті під дією електричних розрядів (дугових, коронних, часткових), в елегазі можуть виникати надзвичайно активні в хімічному відношенні і шкідливі для здоров'я людини домішки і тверді сполуки, що осідають на стінах конструкції. Інтенсивність утворення таких сполук залежить від наявності в елегазі домішок кисню і особливо парів води. Певна кількість елегазу в електротехнічній апаратурі також розкладається в процесі її нормальної роботи. Наприклад, комутація струму 31,5 кА у вимикачі 110 кВ призводить до розкладання 5-7 см³ елегазу на 1 кДж енергії, яка виділяється в дузі.

Серед усіх газів, які потрапляють до атмосфери внаслідок діяльності людини, SF6 має найвищий потенціал впливу на глобальне потепління. До того ж, в атмосфері він зберігається більше 3000 років. З точки зору впливу елегазу на виникнення парникового ефекту, один кілограм SF6 можна прирівняти до десяти тонн CO2. Крім того, вартість експлуатації розподільних пристроїв з використанням SF6 вища, ніж вартість їх аналогів без використання SF6. Слід також зазначити, що після підписання більшістю євпропейських країн угод Кіотського протоколу, Європейський Союз заборонив використання SF6 в розподільній електроапаратурі, за винятком пристроїв середньої напруги. Тут варто пояснити, чому так багато провідних компаній наважилися на введення в експлуатацію розподільних пристроїв без використання елегазу, як безпечніших для навколишнього середовища і ефективніших економічно рішень в області електростанцій середньої напруги з використанням відновлюваних джерел енергії.

Вимірювання концентрації гексафториду сірки в атмосфері проводяться починаючи з 1970-х років. Дані вимірювання ясно показують тенденцію збільшення вмісту SF6 більш ніж на 7% щорічно, причому ця тенденція зберігається навіть не зважаючи на недавні зміни у законодавстві ЄС щодо введення добровільних обмежень у промисловості. Беручи до уваги той факт, що 80% усього виробленого SF6 використовується в електричних розподільних пристроях і що кожного року більше 7 000 тонн елегазу (річний обсяг виробництва SF6 становить 10 000 тонн) проникає в атмосферу, стає зрозуміло, що з метою зменшення викидів цього небезпечного парникового газу необхідно вжити додаткові заходи.

Слід пам'ятати, що використання SF6 значно підвищує вартість експлуатації розподільних пристроїв. Тому експлуатація так званих "SF6 Free"-пристроїв, тобто розподільних пристроїв без використання елегазу, незважаючи на вищу початкову вартість, в цілому все ж обходиться дешевше, в основному завдяки нижчій вартості обслуговування і утилізації наприкінці терміну служби. Початкові витрати на самі "SF6 Free"-пристрої і кабелі до них вищі на близько 1 000 євро. До цього додається ще 1 350 євро витрат на технічне обслуговування протягом 30 років (яке, в основному полягає у перевірці реле). Тим не менш, протягом 30-річного терміну служби тут досягається чиста економія близько 2 325 євро в порівнянні з розподільними пристроями з використанням елегазу.

Ось чому з року на рік все більше і більше підстанцій переходять на безелегазові технології. Цю тенденцію чітко видно на графіку нижче, який демонструє поступове прийняття вакууму в якості кращого від елегазу середовища для дугогасіння. Графік показує, що розподільні пристрої нечасто, але все ще використовують SF6 для ізоляції вакуумної камери. Однак, доброю новиною є те, що вже зараз повністю вакуумні «SF6 Free»-рішення добре відомі і доступні.

Світ Зеленої Енергії сьогодні може і повинен захищати навколишнє середовище нашої планети протягом наступних 3000 років. Тому ми настійно закликаємо всю індустрію з використанням відновлюваних джерел енергії переключитися на «SF6 Free»-технології, оскільки на разі немає іншої альтернативи. Рішення цього типу вже існують і широко застосовуються для напруг 52 кВ і нижче. Варто у зв'язку з цим назвати хоча б базовані на вакуумних переривачах і твердій ізоляції екологічні технології Eaton "SF6 Free" середньої напруги (наприклад моделі Innovac MMS, Unitole, Innovac SVS, Magnefix, Xiria).

Використані джерела:

1. Levin et al, Химия и Физика Атмосферы, 2010
2. KEMA 2008, Ecofys 2010
3. Майсс и Бреннинкмайер, 1998
4. Рамочная конвенция ООН об изменении климата . Киотский протокол, 1992
5. Исследования NOAA, Лаборатория по изучению систем Земли, 2012

Автор: Азамат Мазабеков