Dekarbonizacja sieci energetycznych: spostrzeżenia wiodącego chińskiego producenta rozdzielnic zgodnych z przepisami dotyczącymi gazów fluorowanych

Globalny sektor energetyczny poczynił wymierne postępy w dekarbonizacji w ciągu ostatniej dekady. Moc wytwórcza odnawialnych źródeł energii gwałtownie wzrosła. Zamykanie elektrowni węglowych przyspieszyło w głównych gospodarkach. Mechanizmy ustalania cen emisji dwutlenku węgla poszerzyły swój zakres. Jednak jeden wymiar profilu emisji systemu elektroenergetycznego nadal cieszy się znacznie mniejszym zainteresowaniem, niż uzasadnia jego znaczenie dla klimatu: gazy cieplarniane uwięzione w infrastrukturze sieci dystrybucyjnej. Firma HM POWER (Guangdong) Co., Ltd., wiodący chiński producent rozdzielnic zgodnych z przepisami dotyczącymi gazów fluorowanych, z ponad 15-letnim doświadczeniem, zbudowała swoją filozofię produktową właśnie wokół tego pomijanego aspektu – a poniższa analiza bada, dlaczego ma on większe znaczenie, niż obecnie przyznaje branża.

Luka dekarbonizacyjna, o której nikt nie mówi

Dyskusje polityczne dotyczące dekarbonizacji sektora energetycznego koncentrują się głównie na wytwarzaniu. Zastępowanie elektrowni opalanych paliwami kopalnymi wiatrem, energią słoneczną i magazynowaniem energii dominuje w narracjach inwestycyjnych i ramach regulacyjnych. To skupienie jest uzasadnione. Wytwarzanie energii elektrycznej odpowiada za znaczną część emisji związanych z energią. Jednak infrastruktura przesyłająca energię elektryczną z punktów wytwórczych do użytkowników końcowych niesie ze sobą własną, wbudowaną odpowiedzialność klimatyczną – taką, która nie pojawia się w inwentaryzacjach emisji ze spalania i nie jest rejestrowana na rachunkach emisji CO2 odbiorców energii elektrycznej. Kumuluje się ona w sposób niewidoczny, za pośrednictwem urządzeń już zainstalowanych w milionach węzłów sieci dystrybucyjnej na całym świecie. Rozporządzenie w sprawie gazów fluorowanych (UE) 2024/573 stanowi pierwsze istotne ramy regulacyjne nakładające ustrukturyzowane obowiązki na tę ukrytą warstwę. Jego pojawienie się sygnalizuje, że program dekarbonizacji zaczął niwelować lukę między ambicjami w zakresie wytwarzania energii a rzeczywistością w zakresie infrastruktury.

SF6 jako osadzony węgiel – koszty klimatyczne w tradycyjnych rozdzielnicach

Sześciofluorek siarki, powszechnie znany jako SF6, ma potencjał globalnego ocieplenia około 23 500 razy większy niż dwutlenek węgla. Jego trwałość w atmosferze przekracza 3200 lat. Dane te plasują SF6 w kategorii oddziaływania na klimat, która przyćmiewa większość substancji przemysłowych w porównaniu z uwzględnieniem objętości. Przemysł energetyczny przyjął SF6 jako materiał izolacyjny w rozdzielnicach dziesiątki lat temu właśnie ze względu na jego wyjątkowe właściwości elektryczne. Jednak to zastosowanie spowodowało rozproszenie ogromnej ilości niezwykle silnego gazu cieplarnianego w sieciach dystrybucyjnych na całym świecie.

Odpowiedzialność klimatyczna nie jest hipotetyczna. Nawet przy średnich rocznych wskaźnikach wycieków w branży, łączna emisja SF6 z dużej sieci dystrybucyjnej generuje wartości równoważne węglowi, które przyciągnęłyby znaczną uwagę, gdyby pojawiły się w raportach dotyczących emisji w jakimkolwiek innym sektorze. Co więcej, wycofanie urządzeń z eksploatacji powoduje drugie, większe zdarzenie: SF6, który przetrwa w stanie nienaruszonym przez dziesięciolecia uwolnień serwisowych po wycofaniu z eksploatacji, jeśli nie zostaną zastosowane specjalistyczne procesy odzysku gazu. Rezultatem jest odroczona odpowiedzialność za emisję dwutlenku węgla, wbudowana w fizyczną infrastrukturę sieci dystrybucyjnych – odpowiedzialność, która rośnie z każdym rokiem eksploatacji zainstalowanej bazy SF6 i krystalizuje się z każdym zdarzeniem kończącym okres eksploatacji urządzeń.

Nie wszystkie alternatywy bez SF6 zapewniają takie same wyniki w zakresie emisji dwutlenku węgla

Reakcja rynku na regulacje dotyczące wycofywania SF6 przyniosła szereg alternatyw, a różnice między nimi niosą ze sobą realne konsekwencje dla rozliczania emisji dwutlenku węgla. Mieszane roztwory gazów – mieszanie SF6 z azotem lub dwutlenkiem węgla – zmniejszają stężenie głównego czynnika szkodliwego bez jego usuwania. Powstała mieszanina zachowuje zawartość gazu fluorowanego. Roczne wycieki nadal generują emisje w tempie proporcjonalnym do frakcji SF6. Obowiązki wynikające z Rozporządzenia w sprawie gazów fluorowanych (F-Gas) dotyczące monitorowania, prowadzenia dokumentacji i specjalistycznej utylizacji pozostają w pełni obowiązujące. Odpowiedzialność za emisję dwutlenku węgla jest zmniejszona, ale nie wyeliminowana.

Syntetyczne gazy alternatywne przedstawiają bardziej złożony obraz. Niektóre produkty mają znacznie niższy potencjał globalnego ocieplenia niż SF6. Jednak wiele z nich mieści się w szerszej klasyfikacji związków fluorowanych i dlatego nadal podlega nadzorowi regulacyjnemu. Co więcej, kwestie dotyczące trwałości w atmosferze i wpływu na środowisko niektórych nowszych substancji syntetycznych nie doczekały się jeszcze wielodekadowej bazy danych, która pozwoliłaby na rzetelną ocenę długoterminową. Z kolei izolacja typu „natura-powietrze” uszczelniona ciśnieniem atmosferycznym nie zawiera żadnego rodzaju gazów fluorowanych. Nie ma ścieżki wycieku. Nie ma też inwentaryzacji gazów do śledzenia. Podczas wycofywania z eksploatacji żadna substancja fluorowana nie uwalnia się do atmosfery. Arytmetyka węgla różni się strukturalnie od alternatyw – nie jest ona stopniowo lepsza, ale kategorycznie rozwiązana.

Jak projektowanie produktów ASNA przekłada się na mierzalne wyniki emisji

Linia produktów ASNA firmy HM POWER realizuje to rozróżnienie na poziomie urządzeń. Rozdzielnice/RMU serii ASNA 12 kV 1250 A i 24 kV uszczelniają naturalne powietrze jako medium izolacyjne wewnątrz szafy, utrzymując je w ciśnieniu atmosferycznym – równym ciśnieniu otoczenia. Ponieważ nie występuje różnica ciśnień między wnętrzem a otoczeniem szafy, nie występuje fizyczna siła napędowa wycieku gazu. Konstrukcja nie wymaga uzupełniania gazu w żadnym momencie przez cały okres użytkowania przekraczający 25 lat. Po zakończeniu eksploatacji urządzenia żadna substancja fluorowana nie wymaga specjalistycznego odzysku, ponieważ nie była obecna na początku.

Emisja dwutlenku węgla wynikająca z tego wyboru projektowego staje się realna w skali projektu. W Sztokholmie, w Szwecji, rozdzielnice HM POWER działają jako element inteligentnej infrastruktury miasta. Ich wdrożenie w tej instalacji pozwala uniknąć emisji dwutlenku węgla o równowartość około 1200 ton rocznie w porównaniu z alternatywnymi rozwiązaniami izolowanymi gazem. Wartość ta nie wynika z modelu teoretycznego, lecz z działającej instalacji w północnoeuropejskim środowisku miejskim – w warunkach klimatu morskiego strefy zimnej, którym urządzenia dystrybucyjne muszą sprostać w praktyce, a nie tylko w certyfikacji laboratoryjnej. 99,98% wskaźnik gotowości operacyjnej odnotowany w Sztokholmie dodatkowo dowodzi, że eliminacja SF6 nie wiąże się z kompromisem w zakresie niezawodności działania.

Od emisji na poziomie urządzeń do kont emisji dwutlenku węgla na poziomie sieci

Poszczególne rozdzielnice generują niewielką redukcję emisji w izolacji. Jednak sieci dystrybucyjne wdrażają te jednostki na dużą skalę. Sieć w skali miasta może obejmować setki głównych jednostek pierścieniowych w całej warstwie dystrybucji wtórnej. Przy takiej gęstości rozmieszczenia, arytmetyka emisji dwutlenku węgla wynikająca z wyboru sprzętu agreguje się do wartości, które zaczynają być rejestrowane na poziomie rozliczania emisji dwutlenku węgla w organizacji. Ponadto, dyrektywa Unii Europejskiej w sprawie raportowania zrównoważonego rozwoju przedsiębiorstw rozszerza obowiązkowe wymogi dotyczące ujawniania emisji z zakresu 3 dla rosnącej kategorii przedsiębiorstw. W miarę dojrzewania tych ram raportowania, zapasy gazów fluorowanych zawarte w aktywach infrastrukturalnych mogą coraz częściej pojawiać się jako mierzalne zobowiązanie w rachunkach zrównoważonego rozwoju przedsiębiorstw – zarówno dla operatorów sieci, jak i dla obsługiwanych przez nich obiektów przemysłowych i komercyjnych. Wybór rozdzielnic bez SF6 eliminuje to przyszłe zobowiązanie z tytułu ujawniania, zanim się ono skumuluje. Rozdzielnica/RMU ASNA 24 kV 1250 A, charakteryzująca się większą obciążalnością prądową wynoszącą 1250 A i znamionowym prądem krótkotrwałym wytrzymywanym na poziomie 25 kA, jest przeznaczona bezpośrednio do segmentów sieci dystrybucyjnych o większej przepustowości, w których efekt skalowania jest najsilniejszy.

Rola producenta w dekarbonizacji sieci – poza zgodnością

Dekarbonizacja infrastruktury sieci elektroenergetycznych wymaga od producentów przekroczenia minimalnych wymogów zgodności. Wyprodukowanie produktu, który nie narusza przepisów, jest warunkiem progowym, a nie wkładem. Istotny wkład wymaga wykazania, że ​​rozwiązanie alternatywne działa niezawodnie przy parametrach operacyjnych wymaganych przez sieć, posiada certyfikaty instytucjonalne wymagane w procesach zamówień publicznych oraz zgromadziło dowody z rzeczywistego wdrożenia w warunkach, z jakimi zetkną się nabywcy.

Pozycjonowanie HM POWER w każdym z tych wymiarów odzwierciedla raczej podstawy techniczne niż stanowisko marketingowe. Technologia ASNA, uszczelniona pod ciśnieniem atmosferycznym i izolowana powietrzem, została wpisana do Narodowego Katalogu Promocji Kluczowych Technologii Energooszczędnych i Niskoemisyjnych Chińskiej Komisji Rozwoju i Reform – co stanowi uznanie na poziomie polityki, wykraczające poza deklaracje specyfikacji produktu. Zespół badawczo-rozwojowy, z siedzibą w Szwecji i wsparty przez specjalistów z międzynarodowych korporacji zajmujących się sprzętem elektrycznym, w tym byłych inżynierów ABB, opracował produkt w oparciu o tradycję inżynieryjną, która ukształtowała europejskie standardy sieci energetycznych. Certyfikat TÜV Rheinland w zakresie systemów zarządzania jakością, środowiskiem oraz bezpieczeństwem i higieną pracy zapewnia niezależny, zewnętrzny ślad audytu, którego wymagają procesy zamówień publicznych na infrastrukturę. Łącznie te elementy opisują producenta, którego rola w dekarbonizacji sieci opiera się na weryfikowalnych podstawach – takich, które pozwalają na sprostanie kryteriom kontroli w decyzjach zakupowych, raportach dotyczących zrównoważonego rozwoju i audytach regulacyjnych.

Aby zapoznać się ze specyfikacjami produktów i informacjami dotyczącymi wdrażania, odwiedź stronę / .