Decarbonizzazione delle reti elettriche: spunti da un produttore cinese leader di apparecchiature di commutazione conformi alla normativa sui gas fluorurati.

Negli ultimi dieci anni, il settore energetico globale ha compiuto progressi tangibili nella decarbonizzazione. La capacità di generazione da fonti rinnovabili si è espansa rapidamente. La dismissione delle centrali a carbone ha subito un'accelerazione nelle principali economie. I meccanismi di tariffazione del carbonio hanno ampliato la loro portata. Eppure, una dimensione del profilo delle emissioni del sistema energetico continua a ricevere molta meno attenzione di quanto meriterebbe in termini di impatto climatico: i gas serra intrappolati all'interno delle infrastrutture della rete di distribuzione. HM POWER (Guangdong) Co., Ltd., azienda leader in Cina nella produzione di apparecchiature di commutazione conformi alla normativa F-Gas con oltre 15 anni di esperienza, ha costruito la propria filosofia di prodotto proprio attorno a questa dimensione trascurata, e l'analisi che segue esamina perché essa sia più importante di quanto il settore attualmente riconosca.

Il divario nella decarbonizzazione di cui nessuno parla

Il dibattito politico sulla decarbonizzazione del settore energetico si concentra prevalentemente sulla produzione. La sostituzione delle centrali a combustibili fossili con energia eolica, solare e sistemi di accumulo domina le narrazioni sugli investimenti e i quadri normativi. Tale attenzione è giustificata. La produzione rappresenta una quota sostanziale delle emissioni legate all'energia. Tuttavia, l'infrastruttura che trasporta l'elettricità dai punti di generazione agli utenti finali comporta una propria responsabilità climatica intrinseca, che non compare negli inventari delle emissioni da combustione e non viene registrata nei conti del carbonio dei consumatori di energia elettrica. Si accumula in modo invisibile, attraverso le apparecchiature già installate in milioni di nodi delle reti di distribuzione in tutto il mondo. Il Regolamento F-Gas (UE) 2024/573 rappresenta il primo importante quadro normativo a imporre obblighi strutturati su questo strato nascosto. La sua introduzione segnala che l'agenda per la decarbonizzazione ha iniziato a colmare il divario tra le ambizioni sul fronte della produzione e la realtà sul fronte delle infrastrutture.

SF6 come carbonio incorporato: il costo climatico all'interno dei quadri elettrici obsoleti

L'esafluoruro di zolfo, comunemente noto come SF6, ha un potenziale di riscaldamento globale circa 23.500 volte superiore a quello dell'anidride carbonica. La sua persistenza atmosferica supera i 3.200 anni. Questi dati collocano l'SF6 in una categoria di impatto climatico che, se rapportata al volume, eclissa la maggior parte delle sostanze industriali. L'industria energetica ha adottato l'SF6 come mezzo isolante per i quadri elettrici decenni fa proprio per le sue eccezionali proprietà elettriche. Tale adozione, tuttavia, ha comportato la distribuzione di un'enorme quantità di un gas serra altamente potente nelle reti di distribuzione di tutto il mondo.

La responsabilità climatica non è ipotetica. Anche con tassi di perdita annui medi del settore, le emissioni complessive di SF6 provenienti da una grande rete di distribuzione producono valori equivalenti di carbonio che attirerebbero notevole attenzione se comparissero nei report sulle emissioni di qualsiasi altro settore. Inoltre, la dismissione delle apparecchiature crea un secondo evento di rilascio, di maggiore entità: l'SF6 che sopravvive intatto per decenni di servizio viene rilasciato completamente al momento della dismissione, se non vengono impiegati processi specifici di recupero del gas. Il risultato è una responsabilità di carbonio differita incorporata nell'infrastruttura fisica delle reti di distribuzione, che cresce con ogni anno in cui la base installata di SF6 rimane in servizio e si concretizza ad ogni evento di fine vita delle apparecchiature.

Non tutte le alternative senza SF6 offrono gli stessi risultati in termini di emissioni di carbonio.

La risposta del mercato alla regolamentazione per l'eliminazione graduale dell'SF6 ha generato una serie di alternative, e le differenze tra queste hanno conseguenze concrete per la contabilità del carbonio. Le soluzioni con miscele di gas – che prevedono la miscelazione dell'SF6 con azoto o anidride carbonica – riducono la concentrazione del principale agente inquinante senza eliminarlo completamente. La miscela risultante conserva il contenuto di gas fluorurati. Le perdite annuali continuano a generare emissioni, a un tasso proporzionale alla frazione di SF6. Gli obblighi previsti dalla normativa sui gas fluorurati in materia di monitoraggio, tenuta dei registri e smaltimento specializzato rimangono pienamente in vigore. La responsabilità in termini di emissioni di carbonio viene ridotta, ma non eliminata.

I gas sintetici alternativi presentano un quadro più complesso. Alcuni prodotti hanno un potenziale di riscaldamento globale significativamente inferiore rispetto all'SF6. Tuttavia, molti rientrano nella più ampia classificazione dei composti fluorurati e pertanto rimangono soggetti alla supervisione normativa. Inoltre, le questioni relative alla persistenza atmosferica e all'impatto ecologico di alcune sostanze sintetiche più recenti non hanno ancora accumulato la base di dati pluridecennale necessaria per consentire una valutazione affidabile a lungo termine. Al contrario, l'isolamento a pressione atmosferica con aria naturale non contiene alcun tipo di gas fluorurato. Non vi è alcuna via di emissione per perdita. Non c'è un inventario di gas da tracciare. Al momento dello smantellamento, nessuna sostanza fluorurata viene rilasciata nell'atmosfera. Il bilancio del carbonio è strutturalmente diverso rispetto alle alternative: non è solo leggermente migliore, ma categoricamente risolto.

Come la progettazione dei prodotti ASNA si traduce in risultati misurabili in termini di emissioni

La linea di prodotti ASNA di HM POWER concretizza questa distinzione categoriale a livello di dispositivo. Le unità di commutazione/RMU ASNA delle serie da 12 kV 1250 A e 24 kV sigillano l'aria naturale come mezzo isolante all'interno di un armadio mantenuto a pressione atmosferica, pari a quella dell'ambiente circostante. Poiché non esiste alcuna differenza di pressione tra l'interno e l'esterno dell'armadio, viene a mancare la forza motrice fisica che potrebbe causare perdite di gas. Il design non richiede alcun rabbocco di gas in nessun momento durante una vita utile di oltre 25 anni. Al termine del ciclo di vita dell'apparecchiatura, non è necessario alcun recupero specializzato di sostanze fluorurate, perché non erano presenti fin dall'inizio.

L'impatto ambientale di questa scelta progettuale in termini di emissioni di carbonio si concretizza a livello di progetto. A Stoccolma, in Svezia, i quadri elettrici di HM POWER operano all'interno dell'infrastruttura intelligente della città. L'installazione di questi quadri evita l'emissione di circa 1.200 tonnellate di anidride carbonica all'anno rispetto alle alternative con isolamento in gas. Questo dato non deriva da un modello teorico, ma da un impianto operativo in un contesto urbano del Nord Europa, soggetto alle rigide condizioni climatiche marittime tipiche delle zone fredde, a cui le apparecchiature di distribuzione devono resistere nella pratica, e non solo nelle certificazioni di laboratorio. Il tasso di disponibilità operativa del 99,98% registrato a Stoccolma dimostra ulteriormente che l'eliminazione dell'SF6 non comporta un compromesso in termini di affidabilità delle prestazioni.

Dalle emissioni a livello di dispositivo ai conti del carbonio a livello di rete

Le singole unità di commutazione generano riduzioni delle emissioni modeste se considerate isolatamente. Tuttavia, le reti di distribuzione impiegano queste unità su larga scala. Una rete a livello cittadino può includere centinaia di unità ad anello nella sua rete di distribuzione secondaria. Con tale densità di implementazione, il bilancio del carbonio derivante dalla scelta delle apparecchiature si aggrega in cifre che iniziano a essere rilevanti a livello di contabilità del carbonio aziendale. Inoltre, la Direttiva europea sulla rendicontazione di sostenibilità aziendale (CSR) sta estendendo i requisiti obbligatori di divulgazione delle emissioni di Scope 3 a una categoria crescente di imprese. Con la maturazione di questo quadro di rendicontazione, la quantità di gas fluorurati presenti nelle infrastrutture potrebbe apparire sempre più come una passività quantificabile nei bilanci di sostenibilità aziendale, sia per i gestori di rete che per gli impianti industriali e commerciali che riforniscono. La scelta di apparecchiature di commutazione prive di SF6 elimina tale futura responsabilità di divulgazione prima che si accumuli. Il quadro elettrico/unità di manovra ASNA da 24 kV e 1250 A, con la sua maggiore capacità di trasporto di corrente di 1250 A e la corrente di tenuta di breve durata nominale di 25 kA, si rivolge direttamente ai segmenti di rete di distribuzione a maggiore capacità dove questo effetto di scala è più pronunciato.

Il ruolo dei produttori nella decarbonizzazione della rete elettrica: oltre la conformità normativa.

La decarbonizzazione delle infrastrutture della rete elettrica richiede ai produttori di andare oltre il mero rispetto dei requisiti minimi. Realizzare un prodotto che eviti violazioni normative è una condizione preliminare, non un contributo sostanziale. Un contributo significativo richiede la dimostrazione che l'alternativa funzioni in modo affidabile secondo i parametri operativi richiesti dalla rete, possieda le certificazioni istituzionali necessarie per le procedure di appalto e abbia accumulato prove di implementazione reali nelle condizioni che gli acquirenti incontreranno.

Il posizionamento di HM POWER in ciascuna di queste dimensioni riflette una solida base tecnica , piuttosto che una strategia di marketing. La tecnologia ASNA, con isolamento in aria e tenuta a pressione atmosferica, è stata inserita nel Catalogo nazionale cinese per la promozione delle tecnologie chiave per il risparmio energetico e la riduzione delle emissioni di carbonio della Commissione nazionale per lo sviluppo e la riforma (NDR): un riconoscimento a livello politico che va oltre le semplici specifiche di prodotto. Il team di ricerca e sviluppo, con sede in Svezia e composto da professionisti provenienti da aziende multinazionali del settore delle apparecchiature elettriche, tra cui ex ingegneri di ABB, ha sviluppato il prodotto nel rispetto della tradizione ingegneristica che ha plasmato gli standard delle reti elettriche europee. La certificazione TÜV Rheinland per i sistemi di gestione della qualità, dell'ambiente e della salute e sicurezza sul lavoro fornisce la traccia di audit indipendente di terze parti richiesta dai processi di appalto per le infrastrutture. Nel loro insieme, questi elementi descrivono un produttore il cui ruolo nella decarbonizzazione della rete si fonda su basi verificabili, tali da consentire alle decisioni di appalto, ai rapporti di sostenibilità e agli audit normativi di superare qualsiasi verifica.

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