Sostituzione SF6

Dieci anni fa non esistevano alternative valide all’utilizzo dell’SF6 come gas isolante nei quadri ad alta tensione, anche se questo gas fluorurato è considerato avere il più alto potenziale di riscaldamento globale. Oggi sono disponibili alternative e l’era dei gas fluorurati sembra essere giunta al termine, scrive il dott. Mark Kuscheldi Siemens Energia.

È davvero uno spettacolo da vedere: un parco eolico offshore con oltre 100 turbine giganti che coprono un'area di 300 km2. Con una capacità di 714 MW, il parco eolico East Anglia One al largo delle coste inglesi del Suffolk produce energia rinnovabile sufficiente ad alimentare l’equivalente di oltre 630.000 case.

Osservare il campo energetico in mezzo alle onde implacabili del Mare del Nord meridionale è estremamente impressionante. Eppure c’è una caratteristica nascosta che rende notevole il parco eolico. Su ogni turbina eolica, il campo utilizza l’isolamento più ecologico possibile per i suoi quadri ad alta tensione: aria pulita invece di SF6 (esafluoruro di zolfo), che era lo standard.

La risposta davvero soffia nel vento e i tempi stanno cambiando.

L'SF6, un gas artificiale e inodore, appartiene alla famiglia dei gas F (gas fluorurati). Essendo il gas serra più dannoso e duraturo emesso dalle attività umane, è 25.200 volte più potente della CO2 e ha una durata nell'atmosfera fino a 3.200 anni.

Secondo l'Environmental Protection Agency statunitense, circa l'80% viene utilizzato in tutto il mondo nel settore dei quadri elettrici. Pertanto, è chiaro che affrontare questo segmento è fondamentale. Ecco perché East Anglia One dovrebbe aprire la strada a sforzi efficaci verso la protezione dell'ambiente.

Non solo genera energia rinnovabile, ma stabilisce anche nuovi standard nella decarbonizzazione della parte di trasmissione di energia del progetto. Il parco eolico è in funzione da quasi tre anni ed è uno dei primi a utilizzare quadri con un potenziale di riscaldamento globale ( GWP) pari a zero.

Questo articolo fa parte della serie "Future Energy Perspectives", in cui gli esperti di Siemens Energy condividono le loro intuizioni su come possiamo procedere verso un sistema energetico decarbonizzato.

Oggi, l’uso continuato di SF6 e altri gas fluorurati nell’isolamento ad alta tensione costituisce una preoccupazione urgente quando si tratta di trasmissione di energia pulita, soprattutto perché la domanda di quadri isolati è in forte aumento.

Ciò è dovuto alla produzione decentralizzata di energia rinnovabile, all’aumento globale del consumo di elettricità e alla crescente urbanizzazione che aumenta anche la domanda di piccole sottostazioni e, quindi, di quadri compatti ed ecologici.

Gli enti regolatori ne hanno preso atto e si stanno sempre più allontanando dai gas fluorurati. Ad esempio, l’elevato GWP dell’SF6 ha portato l’UE a vietarlo nel 2014 per la maggior parte delle applicazioni, ad eccezione del settore energetico, a causa della mancanza di alternative all’epoca.

Nell’aprile 2022, la Commissione europea ha proposto una revisione di questa legislazione chiave chiedendo maggiori restrizioni sull’uso dei gas fluorurati nelle tecnologie di rete.

Ridurrebbe i gas fluorurati del 90% entro il 2050 e vieterebbe l’uso di gas fluorurati nei quadri con un GWP superiore a 10 dal 2026 al 2031 (alta tensione), a seconda della tensione del quadro.

Consente inoltre flessibilità in situazioni di nicchia in cui potrebbero non essere disponibili alternative prive di gas fluorurati.

In California è già in vigore una regolamentazione per rimuovere i gas fluorurati dai quadri isolati in gas. E non sorprende che alla recente COP27 in Egitto, i gas fluorurati siano stati argomenti centrali di tavole rotonde volte a esplorare alternative prive di gas fluorurati a livello globale.

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Innanzitutto, cosa ha reso l’SF6 un gas così popolare per i quadri elettrici?

Per ovvi motivi, è un mezzo isolante e spegni-arco altamente efficace con stabilità a lungo termine e, con precauzioni, relativamente sicuro da maneggiare. Fino agli anni '60, il petrolio veniva utilizzato come mezzo di estinzione dell'arco per gli interruttori automatici ad alta tensione nelle sottostazioni di tutto il mondo.