إزالة الكربون من شبكات الطاقة: رؤى من شركة صينية رائدة في تصنيع معدات التبديل الكهربائية المتوافقة مع لوائح غازات الفلور

لقد حقق قطاع الطاقة العالمي تقدماً ملموساً في مجال خفض الانبعاثات الكربونية خلال العقد الماضي. وتوسعت قدرة توليد الطاقة المتجددة بسرعة، وتسارعت وتيرة إغلاق محطات الفحم في الاقتصادات الكبرى، كما اتسع نطاق آليات تسعير الكربون. ومع ذلك، لا يزال أحد جوانب انبعاثات نظام الطاقة يحظى باهتمام أقل بكثير مما يستحقه من حيث أهميته المناخية: غازات الاحتباس الحراري المحصورة داخل بنية شبكة التوزيع. وقد بنت شركة HM POWER (Guangdong) Co., Ltd.، وهي شركة صينية رائدة في تصنيع مفاتيح التوزيع الكهربائية المتوافقة مع لوائح غازات الفلور ، ولديها أكثر من 15 عاماً من الخبرة التشغيلية، فلسفتها في الإنتاج حول هذا الجانب المهمل تحديداً، ويتناول التحليل التالي أسباب أهميته التي تتجاوز ما يعترف به القطاع حالياً.

فجوة إزالة الكربون التي لا يتحدث عنها أحد

تركز المناقشات السياسية حول إزالة الكربون من قطاع الطاقة بشكل كبير على توليد الطاقة. ويهيمن استبدال محطات الوقود الأحفوري بطاقة الرياح والطاقة الشمسية وتخزين الطاقة على سرديات الاستثمار والأطر التنظيمية. وهذا التركيز مبرر، إذ يمثل توليد الطاقة نسبة كبيرة من الانبعاثات المرتبطة بالطاقة. ومع ذلك، فإن البنية التحتية التي تنقل الكهرباء من نقاط التوليد إلى المستهلكين النهائيين تحمل في طياتها مسؤولية مناخية كامنة، لا تظهر في قوائم جرد انبعاثات الاحتراق ولا تُسجل في حسابات الكربون الخاصة بمستهلكي الكهرباء. تتراكم هذه المسؤولية بشكل غير مرئي، من خلال المعدات المنتشرة بالفعل عبر ملايين نقاط شبكة التوزيع حول العالم. ويمثل نظام غازات الفلور (الاتحاد الأوروبي) 2024/573 أول إطار تنظيمي رئيسي يفرض التزامات منظمة على هذه الطبقة الخفية. ويشير صدوره إلى أن أجندة إزالة الكربون قد بدأت في تضييق الفجوة بين طموحات جانب التوليد وواقع جانب البنية التحتية.

غاز سادس فلوريد الكبريت (SF6) ككربون مُدمج - التكلفة المناخية داخل معدات التبديل الكهربائية القديمة

يُعدّ سداسي فلوريد الكبريت، المعروف اختصارًا بـ SF6، غازًا ذا قدرة على إحداث الاحتباس الحراري تفوق قدرة ثاني أكسيد الكربون بنحو 23,500 ضعف. ويستمر وجوده في الغلاف الجوي لأكثر من 3,200 عام. وتضع هذه الأرقام SF6 في فئة من حيث التأثير المناخي تفوق بكثير تأثير معظم المواد الصناعية عند مقارنتها بالحجم. وقد اعتمدت صناعة الطاقة SF6 كوسيط عازل في لوحات التوزيع الكهربائية منذ عقود، وذلك تحديدًا لخصائصه الكهربائية الاستثنائية. إلا أن هذا الاعتماد أدى إلى انتشار كميات هائلة من هذا الغاز الدفيء شديد الفعالية عبر شبكات التوزيع على مستوى العالم.

إنّ المسؤولية المناخية ليست افتراضية. فحتى مع معدلات التسرب السنوية المتوسطة في القطاع، ينتج عن إجمالي انبعاثات غاز سادس فلوريد الكبريت (SF6) من شبكة توزيع كبيرة كميات من الكربون تعادل كميات كبيرة من الكربون، ما يستدعي اهتمامًا بالغًا لو ظهرت في تقارير انبعاثات أي قطاع آخر. علاوة على ذلك، يُنشئ إيقاف تشغيل المعدات حدث انبعاث ثانٍ أكبر: غاز سادس فلوريد الكبريت الذي يبقى سليمًا لعقود من الخدمة، ويتسرب بالكامل عند إيقاف تشغيله إذا لم تُستخدم عمليات استخلاص الغاز المتخصصة. والنتيجة هي مسؤولية كربونية مؤجلة متأصلة في البنية التحتية المادية لشبكات التوزيع، وهي مسؤولية تتزايد مع كل عام تبقى فيه قاعدة معدات سادس فلوريد الكبريت قيد التشغيل، وتتجسد عند نهاية عمر كل معدات.

لا تُحقق جميع البدائل الخالية من سادس فلوريد الكبريت نتائج متساوية فيما يتعلق بانبعاثات الكربون.

أدى رد فعل السوق على لائحة التخلص التدريجي من غاز سادس فلوريد الكبريت (SF6) إلى ظهور مجموعة من البدائل، وتترتب على الفروقات بينها آثار حقيقية على حسابات انبعاثات الكربون. تعمل حلول الغازات المختلطة - التي تمزج غاز سادس فلوريد الكبريت مع النيتروجين أو ثاني أكسيد الكربون - على تقليل تركيز العامل المسبب الرئيسي للانبعاثات دون إزالته. ويحتفظ المزيج الناتج بمحتوى الغازات المفلورة. ويستمر التسرب السنوي في توليد الانبعاثات، بمعدل يتناسب مع نسبة غاز سادس فلوريد الكبريت. وتبقى التزامات لائحة الغازات المفلورة المتعلقة بالرصد وحفظ السجلات والتخلص المتخصص سارية المفعول بالكامل. ويتم تخفيض مسؤولية الكربون، ولكن لا يتم إلغاؤها.

تُقدّم الغازات البديلة الاصطناعية صورةً أكثر تعقيدًا. فبعض المنتجات تحمل قدرةً أقل بكثير على إحداث الاحتباس الحراري مقارنةً بغاز سادس فلوريد الكبريت (SF6). مع ذلك، يندرج العديد منها ضمن التصنيف الأوسع للمركبات الفلورية، وبالتالي تبقى خاضعةً للرقابة التنظيمية. علاوةً على ذلك، لم تتراكم بعدُ قاعدةُ الأدلة الممتدة لعقودٍ عديدة حول استمرار وجود بعض المواد الاصطناعية الحديثة في الغلاف الجوي وتأثيرها البيئي، وهي قاعدةٌ تسمح بإجراء تقييمٍ موثوقٍ طويل الأجل. في المقابل، لا يحتوي العزل الهوائي الطبيعي المحكم الإغلاق تحت الضغط الجوي على أي غاز فلوري من أي نوع. فلا توجد مساراتٌ لانبعاث التسرب، ولا توجد قوائمٌ لتتبع الغازات. وعند إيقاف التشغيل، لا تنطلق أي مواد فلورية إلى الغلاف الجوي. إن حسابات الكربون تختلف هيكليًا عن البدائل - ليس تحسنًا تدريجيًا، بل اختلافًا جذريًا.

كيف يُترجم تصميم منتجات ASNA إلى نتائج قابلة للقياس فيما يتعلق بالانبعاثات؟

تُجسّد مجموعة منتجات ASNA من HM POWER هذا التمييز الجوهري على مستوى الجهاز. تعمل وحدات التبديل/التوزيع من سلسلة ASNA بجهد 12 كيلوفولت وتيار 1250 أمبير و24 كيلوفولت على عزل الهواء الطبيعي كوسيط عازل داخل خزانة مُحافظ عليها عند الضغط الجوي - أي الضغط المُساوي للبيئة المحيطة. ولعدم وجود فرق في الضغط بين داخل الخزانة وخارجها، تنعدم القوة الدافعة المادية وراء تسرب الغاز. لا يتطلب التصميم أي إعادة تعبئة للغاز في أي مرحلة من مراحل الخدمة التي تتجاوز 25 عامًا. عند انتهاء عمر المعدات، لا تتطلب أي مادة فلورية معالجة متخصصة، لأنها لم تكن موجودة أصلًا.

تتجلى آثار هذا الخيار التصميمي على انبعاثات الكربون بشكل ملموس على مستوى المشروع. ففي ستوكهولم، السويد، تعمل مفاتيح التوزيع الكهربائية التابعة لشركة HM POWER كجزء من البنية التحتية الذكية للمدينة. ويساهم استخدام هذه المفاتيح في تجنب انبعاث ما يعادل 1200 طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا مقارنةً بالبدائل المعزولة بالغاز. هذا الرقم ليس نتاج نموذج نظري، بل نتيجة تشغيل فعلي في بيئة حضرية شمالية أوروبية، تخضع لظروف مناخية بحرية باردة، وهي الظروف التي يجب أن تتحملها معدات التوزيع عمليًا، وليس فقط في اختبارات الاعتماد المختبرية. كما أن معدل الجاهزية التشغيلية البالغ 99.98% المسجل في ستوكهولم يُثبت أن الاستغناء عن غاز سادس فلوريد الكبريت (SF6) لا يتطلب أي تنازل عن موثوقية الأداء.

من انبعاثات مستوى الجهاز إلى حسابات الكربون على مستوى الشبكة

تُساهم وحدات مفاتيح التوزيع الكهربائية الفردية في خفض الانبعاثات بشكل طفيف عند استخدامها منفردة. مع ذلك، تستخدم شبكات التوزيع هذه الوحدات على نطاق واسع. قد تضم شبكة مدينة ما مئات من وحدات التوزيع الحلقية الرئيسية عبر طبقة التوزيع الثانوية. عند هذا المستوى من كثافة التوزيع، تتراكم حسابات انبعاثات الكربون الناتجة عن اختيار المعدات لتُشكّل أرقامًا تبدأ بالظهور على مستوى حسابات الكربون المؤسسية. إضافةً إلى ذلك، يُوسّع توجيه الاتحاد الأوروبي بشأن تقارير استدامة الشركات متطلبات الإفصاح الإلزامي عن انبعاثات النطاق 3 لفئة متنامية من الشركات. مع نضوج إطار الإبلاغ هذا، قد يظهر مخزون الغازات المفلورة المُدمجة في أصول البنية التحتية بشكل متزايد كالتزام قابل للقياس في حسابات استدامة الشركات - سواءً لمشغلي الشبكات أو للمنشآت الصناعية والتجارية التي يزودونها. يُلغي اختيار مفاتيح التوزيع الكهربائية الخالية من سادس فلوريد الكبريت (SF6) هذا الالتزام المستقبلي بالإفصاح قبل تراكمه. تعالج مفاتيح ASNA 24kV 1250A / RMU، بقدرتها الأقوى على حمل التيار والتي تبلغ 1250 أمبير وتيار تحمل قصير المدى مصنف يبلغ 25 كيلو أمبير، بشكل مباشر قطاعات شبكات التوزيع ذات السعة الأعلى حيث يكون تأثير التوسع هذا أكثر وضوحًا.

دور المُصنِّع في إزالة الكربون من الشبكة الكهربائية - ما وراء الامتثال

يتطلب خفض انبعاثات الكربون في البنية التحتية لشبكة الطاقة من المصنّعين تجاوز الحد الأدنى من متطلبات الامتثال. إن إنتاج منتج يتجنب المخالفات التنظيمية شرط أساسي، وليس إسهامًا جوهريًا. يتطلب الإسهام الجوهري إثبات أن البديل يعمل بكفاءة عالية وفقًا لمعايير التشغيل التي تتطلبها الشبكة، وأن يحمل الشهادة المؤسسية التي تتطلبها عمليات الشراء، وأن يكون قد تراكمت لديه أدلة عملية من خلال تطبيقه في ظروف التشغيل التي سيواجهها المشترون.

يعكس موقع شركة HM POWER في كل بُعد من هذه الأبعاد أساسًا تقنيًا متينًا، وليس مجرد توجه تسويقي. فقد دخلت تقنية ASNA المعزولة بالهواء والمغلقة بإحكام تحت الضغط الجوي، ضمن كتالوج الترويج الوطني لتقنيات توفير الطاقة وخفض الانبعاثات الكربونية التابع للجنة الوطنية للتنمية والإصلاح في الصين، وهو اعتراف على مستوى السياسات يتجاوز مجرد مواصفات المنتج. وقد طوّر فريق البحث والتطوير، الذي يقع مقره الرئيسي في السويد ويضمّ خبراء من شركات متعددة الجنسيات في مجال المعدات الكهربائية، بمن فيهم مهندسون سابقون في شركة ABB، هذا المنتج انطلاقًا من التقاليد الهندسية التي صاغت معايير الشبكة الكهربائية الأوروبية. كما توفر شهادة TÜV Rheinland لأنظمة إدارة الجودة والبيئة والصحة والسلامة المهنية، سجل تدقيق مستقل من طرف ثالث، وهو ما تتطلبه عمليات شراء البنية التحتية. وبالنظر إلى هذه العناصر مجتمعة، نجد أن الشركة المصنّعة التي يرتكز دورها في خفض انبعاثات الكربون من الشبكة الكهربائية على أسس قابلة للتحقق، وهي أسس يمكن من خلالها اتخاذ قرارات الشراء، وإعداد تقارير الاستدامة، وإجراء عمليات التدقيق التنظيمية، بما يضمن متانتها.

للاطلاع على مواصفات المنتج ومراجع النشر، تفضل بزيارة / .