隨著社會(huì)的發(fā)展，一種被稱(chēng)之為“最可怕的溫室氣體”在越來(lái)越多的應(yīng)用在現(xiàn)代電力工業(yè)中。

長(zhǎng)期以來(lái)，在公眾的認(rèn)知中，二氧化碳排放是造成溫室氣體效應(yīng)的最重要因素。然而，還有一種不為常見(jiàn)的氣體卻具有驚人的全球變暖潛能值，其威力相當(dāng)于二氧化碳的近2.5萬(wàn)倍，因此也被稱(chēng)之為“最可怕的溫室氣體”。不幸的是，這種氣體越來(lái)越多地被應(yīng)用于現(xiàn)代電力工業(yè)中。

這種氣體叫六氟化硫，是一種具有相當(dāng)穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)的惰性氣體，且是一種人工合成物質(zhì)，但它具有良好的絕緣性和滅弧性，因而在高壓開(kāi)關(guān)、氣體絕緣輸電線(xiàn)、高壓變壓器等中高壓電力設(shè)備領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

可怕的氣體

就現(xiàn)代電力工業(yè)而言，電氣設(shè)備通常受制于空間和體積的限制。專(zhuān)家介紹稱(chēng)，得益于六氟化硫的超強(qiáng)絕緣性，以其為絕緣介質(zhì)的電氣設(shè)備能夠極大地縮小絕緣距離，使用這種氣體，能夠使電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)空間和體積極大地縮減。

然而，六氟化硫的大量使用所帶來(lái)的后果引起了社會(huì)的廣泛擔(dān)憂(yōu)，控制這種高潛勢(shì)溫室氣體的使用已變得越來(lái)越迫在眉睫。在《京都議定書(shū)》提出的六類(lèi)需要全人類(lèi)警惕并嚴(yán)厲控制其排放量的溫室氣體中，二氧化碳全球變暖潛勢(shì)（GWP）設(shè)定為相對(duì)衡量標(biāo)準(zhǔn)1，甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫的GWP分別為21、310、140～11700、6500～9200以及25200，也就是說(shuō)，六氟化硫的溫室氣體排放值相當(dāng)于二氧化碳的2.5萬(wàn)倍。

有人曾這么形容六氟化硫的可怕威力：1千克六氟化硫排放對(duì)全球氣候變暖的助推作用，與24個(gè)人搭飛機(jī)來(lái)回倫敦與紐約一趟排放的二氧化碳相當(dāng)，或者相當(dāng)于一輛家用轎車(chē)終生汽油消耗量所產(chǎn)生的碳排放。

隨著六氟化硫的大量使用，目前大氣中這種氣體的含量越來(lái)越多。據(jù)西門(mén)子能源電網(wǎng)科技集團(tuán)技術(shù)專(zhuān)家斯蒂芬介紹，在過(guò)去20年間，六氟化硫在空氣中的濃度增加了一倍。

六氟化硫還有一個(gè)巨大的危害是它不易分解，具有非常強(qiáng)的穩(wěn)定性，排放到空氣中之后，會(huì)在大氣中不斷積累，形成長(zhǎng)期的溫室效應(yīng)。四川大學(xué)教授賈申利介紹稱(chēng)，六氟化硫的生命周期長(zhǎng)達(dá)3200年，長(zhǎng)期大量的六氟化硫排放對(duì)氣候變化的影響幾乎是災(zāi)難性的。

相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，電力系統(tǒng)中80%的六氟化硫氣體被應(yīng)用于氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備中，用綠色無(wú)氟電氣設(shè)備替代含有六氟化硫的設(shè)備，已成為全球控制溫室氣體背景下的大勢(shì)所趨。

去氟化實(shí)踐毫無(wú)疑問(wèn)，六氟化硫的危害性已經(jīng)引起了業(yè)界的高度重視。歐盟和美國(guó)已經(jīng)對(duì)含六氟化硫的產(chǎn)品進(jìn)行了立法限制，2024年3月，歐盟通過(guò)了歐洲議會(huì)和理事會(huì)第573/2024號(hào)條例，對(duì)含氟產(chǎn)品進(jìn)行了嚴(yán)格限制。該條例規(guī)定，自2030年起，歐盟禁止使用含有六氟化硫的中低壓電氣設(shè)備，2032年起禁止所有含有六氟化硫的高壓電氣設(shè)備進(jìn)入市場(chǎng)。

這一強(qiáng)制性的措施給行業(yè)帶來(lái)巨大壓力的同時(shí)，也帶動(dòng)了相關(guān)市場(chǎng)規(guī)模的大幅增加。當(dāng)前，幾乎所有的主流電氣設(shè)備生產(chǎn)商都把重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到無(wú)氟產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)上。六家全球知名的電氣設(shè)備企業(yè)甚至還成立了“開(kāi)關(guān)設(shè)備凈零排放聯(lián)盟”（SwitchingGearsforNetZeroAlliance）。據(jù)西門(mén)子能源電網(wǎng)科技集團(tuán)大中華區(qū)總經(jīng)理王肩雷介紹，北歐國(guó)家對(duì)含氟產(chǎn)品的要求更加嚴(yán)格，時(shí)間限制上也早于整個(gè)歐盟，因此該公司的很多無(wú)氟產(chǎn)品目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于北歐市場(chǎng)，尤其是在海上風(fēng)電領(lǐng)域積累了大量的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和案例。

2022年12月，美國(guó)3M公司宣布將在2025年底前退出全氟及多氟烷基物質(zhì)（PFAS）的生產(chǎn)，并在其產(chǎn)品系列中停止使用PFAS，這在業(yè)界引起了廣泛的討論。在西安高壓電器研究院院長(zhǎng)元復(fù)興看來(lái)，一系列法規(guī)、協(xié)定的出臺(tái)，以及一些公司放棄含氟產(chǎn)品的行為，彰顯了環(huán)境保護(hù)的必要性和緊迫性。

實(shí)際上，六氟化硫排放和泄漏問(wèn)題在國(guó)內(nèi)也受到了強(qiáng)烈的關(guān)注，尤其是電網(wǎng)企業(yè)已經(jīng)將無(wú)氟產(chǎn)品列入到重要的議事日程。2023年，國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布《國(guó)網(wǎng)設(shè)備部關(guān)于全面應(yīng)用環(huán)保型配電開(kāi)關(guān)設(shè)備的通知》，明確規(guī)定到2030年，國(guó)網(wǎng)公司將不再選用含氟類(lèi)電氣產(chǎn)品，并把當(dāng)前含有六氟化硫中高壓開(kāi)關(guān)的泄漏率從0.5%降低到0.1%。除此之外，國(guó)家電網(wǎng)還建立了六氟化硫回收機(jī)制，據(jù)中國(guó)電科院教授級(jí)高工王承玉介紹，為減少六氟化硫的使用量，在國(guó)家電網(wǎng)所屬的26家省級(jí)公司中，全部建立了省級(jí)六氟化硫回收處理中心，實(shí)現(xiàn)了六氟化硫現(xiàn)場(chǎng)回收、回充和凈化處理，有效提升了六氟化硫的循環(huán)再利用水平。

南方電網(wǎng)也在做積極努力。早在2020年，南網(wǎng)公司就制定了《南方電網(wǎng)綠色電網(wǎng)建設(shè)指導(dǎo)意見(jiàn)》，并對(duì)含氟電氣產(chǎn)品做了限制，2022年該公司還建成了首個(gè)六氟化硫/氮?dú)饣旌蠚怏w試點(diǎn)工程，并表示將進(jìn)一步研究運(yùn)維中氣體分析檢測(cè)方法、缺陷診斷依據(jù)、氣體回收凈化、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)等關(guān)鍵技術(shù)，逐步建立起一套符合電力企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)體系。

由于國(guó)內(nèi)相關(guān)電力企業(yè)的重視，含氟產(chǎn)品的替代使用已經(jīng)大規(guī)模展開(kāi)。國(guó)內(nèi)相關(guān)設(shè)備廠(chǎng)商如西電、平高電氣等也不斷開(kāi)發(fā)出相關(guān)產(chǎn)品。西門(mén)子能源在國(guó)內(nèi)也獲得了大量訂單，據(jù)王肩雷介紹，截至目前，該公司無(wú)氟替代產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)已經(jīng)拿到200多個(gè)間隔的訂單，投入運(yùn)營(yíng)的達(dá)到了100多個(gè)。

推廣難題

替代六氟化硫產(chǎn)品盡管有多種優(yōu)勢(shì)，但也并非沒(méi)有難點(diǎn)。其中成本較高和立法的缺失都是替代產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)推廣的制約因素。

當(dāng)前替代六氟化硫的技術(shù)中，替代介質(zhì)主要包括真空介質(zhì)、天然氣體以及合成氣。但無(wú)論哪種替代路線(xiàn)，在成本上均大幅高于當(dāng)前含氟產(chǎn)品，中國(guó)電科院教授級(jí)高工王承玉呼吁，當(dāng)前形勢(shì)下，需要降低無(wú)氟產(chǎn)品的價(jià)格，“要保持環(huán)保和成本的平衡”。

四川大學(xué)賈申利教授認(rèn)為，盡管當(dāng)前無(wú)氟產(chǎn)品制造成本較高，但就整個(gè)生命周期而言，其運(yùn)營(yíng)成本卻比較低，因?yàn)檎婵諟缁∈铱梢宰龅浇K生免維護(hù)，潔凈空氣也不需要回收和處理。“如果未來(lái)加上碳稅的因素，我相信無(wú)氟產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力會(huì)大幅增強(qiáng)”，賈申利表示。

另一方面，在六氟化硫退出上，我國(guó)目前還沒(méi)有相關(guān)的法律法規(guī)出臺(tái)，企業(yè)主動(dòng)推廣無(wú)氟產(chǎn)品的積極性會(huì)受到影響，因此專(zhuān)家呼吁，我國(guó)應(yīng)加快六氟化硫的規(guī)約，啟動(dòng)立法層面工作進(jìn)程。“六氟化硫是《京都議定書(shū)》嚴(yán)格控制的六種溫室氣體之一，國(guó)家應(yīng)當(dāng)早啟動(dòng)符合我國(guó)實(shí)際情況的立法工作，早立法會(huì)更主動(dòng)”，賈申利呼吁。

在西安高壓電器研究院院長(zhǎng)元復(fù)興看來(lái)，盡管目前還沒(méi)有相關(guān)政策和法律，但在一些公司評(píng)標(biāo)過(guò)程中，擁有環(huán)保標(biāo)識(shí)的產(chǎn)品一般會(huì)設(shè)置有加分項(xiàng)。這無(wú)疑也是對(duì)環(huán)保產(chǎn)品的一種支持。