隨著社會的發(fā)展，一種被稱之為“最可怕的溫室氣體”在越來越多的應用在現(xiàn)代電力工業(yè)中。
長期以來，在公眾的認知中，二氧化碳排放是造成溫室氣體效應的最重要因素。然而，還有一種不為常見的氣體卻具有驚人的全球變暖潛能值，其威力相當于二氧化碳的近2.5萬倍，因此也被稱之為“最可怕的溫室氣體”。不幸的是，這種氣體越來越多地被應用于現(xiàn)代電力工業(yè)中。
這種氣體叫六氟化硫，是一種具有相當穩(wěn)定的化學性質(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，因而在高壓開關、氣體絕緣輸電線、高壓變壓器等中高壓電力設備領域有著廣泛的應用。
可怕的氣體
就現(xiàn)代電力工業(yè)而言，電氣設備通常受制于空間和體積的限制。專家介紹稱，得益于六氟化硫的超強絕緣性，以其為絕緣介質(zhì)的電氣設備能夠極大地縮小絕緣距離，使用這種氣體，能夠使電氣設備的設計空間和體積極大地縮減。
然而，六氟化硫的大量使用所帶來的后果引起了社會的廣泛擔憂，控制這種高潛勢溫室氣體的使用已變得越來越迫在眉睫。在《京都議定書》提出的六類需要全人類警惕并嚴厲控制其排放量的溫室氣體中，二氧化碳全球變暖潛勢（GWP）設定為相對衡量標準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，六氟化硫的溫室氣體排放值相當于二氧化碳的2.5萬倍。
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全球氣候變暖的助推作用，與24個人搭飛機來回倫敦與紐約一趟排放的二氧化碳相當，或者相當于一輛家用轎車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越多。據(jù)西門子能源電網(wǎng)科技集團技術(shù)專家斯蒂芬介紹，在過去20年間，六氟化硫在空氣中的濃度增加了一倍。
六氟化硫還有一個巨大的危害是它不易分解，具有非常強的穩(wěn)定性，排放到空氣中之后，會在大氣中不斷積累，形成長期的溫室效應。四川大學教授賈申利介紹稱，六氟化硫的生命周期長達3200年，長期大量的六氟化硫排放對氣候變化的影響幾乎是災難性的。
相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，電力系統(tǒng)中80%的六氟化硫氣體被應用于氣體絕緣開關設備中，用綠色無氟電氣設備替代含有六氟化硫的設備，已成為全球控制溫室氣體背景下的大勢所趨。
去氟化實踐毫無疑問，六氟化硫的危害性已經(jīng)引起了業(yè)界的高度重視。歐盟和美國已經(jīng)對含六氟化硫的產(chǎn)品進行了立法限制，2024年3月，歐盟通過了歐洲議會和理事會第573/2024號條例，對含氟產(chǎn)品進行了嚴格限制。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備，2032年起禁止所有含有六氟化硫的高壓電氣設備進入市場。
這一強制性的措施給行業(yè)帶來巨大壓力的同時，也帶動了相關市場規(guī)模的大幅增加。當前，幾乎所有的主流電氣設備生產(chǎn)商都把重點轉(zhuǎn)移到無氟產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)上。六家全球知名的電氣設備企業(yè)甚至還成立了“開關設備凈零排放聯(lián)盟”（SwitchingGearsforNetZeroAlliance）。據(jù)西門子能源電網(wǎng)科技集團大中華區(qū)總經(jīng)理王肩雷介紹，北歐國家對含氟產(chǎn)品的要求更加嚴格，時間限制上也早于整個歐盟，因此該公司的很多無氟產(chǎn)品目前已經(jīng)廣泛應用于北歐市場，尤其是在海上風電領域積累了大量的應用經(jīng)驗和案例。
2022年12月，美國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元復興看來，一系列法規(guī)、協(xié)定的出臺，以及一些公司放棄含氟產(chǎn)品的行為，彰顯了環(huán)境保護的必要性和緊迫性。
實際上，六氟化硫排放和泄漏問題在國內(nèi)也受到了強烈的關注，尤其是電網(wǎng)企業(yè)已經(jīng)將無氟產(chǎn)品列入到重要的議事日程。2023年，國家電網(wǎng)公司發(fā)布《國網(wǎng)設備部關于全面應用環(huán)保型配電開關設備的通知》，明確規(guī)定到2030年，國網(wǎng)公司將不再選用含氟類電氣產(chǎn)品，并把當前含有六氟化硫中高壓開關的泄漏率從0.5%降低到0.1%。除此之外，國家電網(wǎng)還建立了六氟化硫回收機制，據(jù)中國電科院教授級高工王承玉介紹，為減少六氟化硫的使用量，在國家電網(wǎng)所屬的26家省級公司中，全部建立了省級六氟化硫回收處理中心，實現(xiàn)了六氟化硫現(xiàn)場回收、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)建設指導意見》，并對含氟電氣產(chǎn)品做了限制，2022年該公司還建成了首個六氟化硫/氮氣混合氣體試點工程，并表示將進一步研究運維中氣體分析檢測方法、缺陷診斷依據(jù)、氣體回收凈化、標準體系建設等關鍵技術(shù)，逐步建立起一套符合電力企業(yè)生產(chǎn)實際的標準體系。
由于國內(nèi)相關電力企業(yè)的重視，含氟產(chǎn)品的替代使用已經(jīng)大規(guī)模展開。國內(nèi)相關設備廠商如西電、平高電氣等也不斷開發(fā)出相關產(chǎn)品。西門子能源在國內(nèi)也獲得了大量訂單，據(jù)王肩雷介紹，截至目前，該公司無氟替代產(chǎn)品在國內(nèi)已經(jīng)拿到200多個間隔的訂單，投入運營的達到了100多個。
推廣難題
替代六氟化硫產(chǎn)品盡管有多種優(yōu)勢，但也并非沒有難點。其中成本較高和立法的缺失都是替代產(chǎn)品在國內(nèi)推廣的制約因素。
當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。但無論哪種替代路線，在成本上均大幅高于當前含氟產(chǎn)品，中國電科院教授級高工王承玉呼吁，當前形勢下，需要降低無氟產(chǎn)品的價格，“要保持環(huán)保和成本的平衡”。
四川大學賈申利教授認為，盡管當前無氟產(chǎn)品制造成本較高，但就整個生命周期而言，其運營成本卻比較低，因為真空滅弧室可以做到終生免維護，潔凈空氣也不需要回收和處理。“如果未來加上碳稅的因素，我相信無氟產(chǎn)品的競爭力會大幅增強”，賈申利表示。
另一方面，在六氟化硫退出上，我國目前還沒有相關的法律法規(guī)出臺，企業(yè)主動推廣無氟產(chǎn)品的積極性會受到影響，因此專家呼吁，我國應加快六氟化硫的規(guī)約，啟動立法層面工作進程。“六氟化硫是《京都議定書》嚴格控制的六種溫室氣體之一，國家應當早啟動符合我國實際情況的立法工作，早立法會更主動”，賈申利呼吁。
在西安高壓電器研究院院長元復興看來，盡管目前還沒有相關政策和法律，但在一些公司評標過程中，擁有環(huán)保標識的產(chǎn)品一般會設置有加分項。這無疑也是對環(huán)保產(chǎn)品的一種支持。