Ympäristö » Energiantuotannon ja -siirron muut ympäristövaikutukset » SF6 sähkön siirrossa ja jakelussa » SF6 käyttö sähkönjakelulaitteissa

Tulosta

SF6 sähkönjakelulaitteissa

Rikkiheksafluoridin (SF₆) tuotanto aloitettiin 1950-luvulla Yhdysvalloissa, jolloin se myös otettiin käyttöön sähkölaitteiden eristekaasuna ja katkaisuväliaineena. SF₆ -eristeiset kytkinlaitokset ja kytkinlaitteet tulivat laajempaan kaupalliseen käyttöön 1970-luvulla. Suomessa ensimmäinen GIS-laitos asennettiin tiettävästi vuonna 1977 Helsinkiin.

Sähkötekniikassa SF₆ -kaasua käytetään yleisesti eristekaasuna kaasueristetyissä kytkinlaitoksissa sekä sähkönsiirto- että jakeluverkoissa (ns. GIS- ja RMU-laitteet), jolloin SF₆:n avulla voidaan saada aikaan merkittävää tilansäästöä. Suurjännitteiset kytkinlaitokset ovat suurin SF₆-kaasun käyttökohde.

Tilansäästösyistä SF₆ on taajamasähkölaitoksissa tullut jo korvaamattoman kaasun asemaan. Se on myös hyvä katkaisuväliaine, mistä syystä kytkinlaitetekniikassa SF₆-katkaisijat ovat käytännössä syrjäyttäneet aiemmin käytössä olleet öljy-, vähäöljy- ja paineilmakatkaisijat. Ulkomaisina erikoissovelluksina voidaan mainita kaasueristetyt johdot (GIL). Kaikissa näissä sovelluksissa kaasu on suljetun paineastian sisällä, ja paineastiasta tapahtuvalle vuodolle on jo kaasun käytön alkuajoista lähtien asetettu tiukat enimmäisrajat kansainvälisissä IEC-standardeissa.

Päästöjen vähennyskeinot

Sähköalan kansainvälinen järjestö (CIGRE) on laatinut 1990-luvun alkupuolella ohjeistusta SF₆ -päästöjen pienentämiseksi. Näiden ohjeistusten myötä SF₆-kaasun efektiiviset päästöt sähkönjakelulaitteissa ovat pienentyneet merkittävästi maailmanlaajuisesti. Vuonna 1995 SF₆-kaasun päästöihin ruvettiin kiinnittämään entistä enemmän huomiota, mikä johti muun muassa asennuksen yhteydessä tapahtuvien päästöjen pienenemiseen ja tiiviimpien laitteiden kehittämiseen.

SF₆ -laitteiden käyttöiäksi on kansainvälisissä päästöarvioissa arvioitu 30 vuotta (Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), www.ipcc.ch), mutta mikään ei itse asiassa rajoita SF₆-eristeisten sähkölaitteiden käyttöikää tähän arvoon (yli 50 vuotta vanhoja sähkölaitteitakin on edelleen käytössä - joskaan ei SF₆:a hyödyntäviä). Lisäksi IPCC olettaa omissa päästöarvioissaan, että kaikille laitteille on oletettu myös tehtävän yksi jokaisen kaasutilan avaamisen edellyttämä täyshuolto käyttöiän aikana (ei koske ns. sealed for life -rakenteisia laitteistoja).

Huollon ja kunnossapidon päästöt riippuvat sovellettavista toimintatavoista ja mittaus- yms. apulaitteista. Esimerkiksi kaasun tiheyden mittauksessa voi pieni määrä kaasua päästä "karkuun". IPCC on arvioissaan olettanut talteenoton alkaneen vuonna 1996. Käytöstä poiston päästöt riippuvat huollon päästöjen tavoin SF₆-kaasun talteenottokäytännön tasosta. Ensimmäisten laitteiden teknisen käyttöiän on arvioitu päättyvän elinikäolettamuksen 30 a mukaisesti vuonna 2008.

Sähkölaitteisiin liittyvä oleellisin SF₆-päästöjen vähennyskeino on paremman tiivistämisen ohella parempien huolto-, mittaus- ja talteenottoprosessien ja -tekniikoiden kehittäminen ja käyttöönotto.

SF₆-kaasun käyttö sähkönjakelulaitteissa vuonna 2009

Sähköalalla Suomessa on katsottu tarpeelliseksi ja perustelluksi seurata SF₆ -kaasun käyttöä sähkönjakelulaitteissa. Sähköverkonhaltijoille (jakelu-, alue-ja kantaverkko) lähetettiin keväällä 2009 kysely , jolla haluttiin selvittää mm.verkonhaltijoiden omistuksessa olevaa SF₆-kaasumäärää ja syntyneitä päästöjä. Kysely perustuu eurooppalaisten SF₆-sähkölaitteiden valmistajien muodostaman yhteistoimintaelimen (CAPIEL) julkaisuun: Methodology to Quantify Emission of SF₆ for SF₆ Switchgear production and Use.

SF₆-päästöjen laskenta perustuu SF6-laitteiden omistajan vastuuseen kerätä ja ylläpitää SF₆-kaasun käyttöön liittyviä tietoja. Kerättäviä ja ylläpidettäviä tietoja ovat mm. säiliöissä ja kojeistoissa olevat kaasumäärät, uusien kojeistojen mukana hankittu kaasu ja säiliöissä hankittu kaasu (esim. laitteiden täyttämistä varten). Tietoja kysyttiin kaikilta verkonhaltijoilta (106 kpl). Vastaukset saatiin 100:lta verkonhaltijalta, joten kyselyn tuloksia voidaan pitää kattavina.

Suomessa sähköverkonhaltijoilla oli vuoden 2009 lopussa omistamissaan sähkölaitteissa rikkiheksafluoridia (SF₆ ) vajaat 78 000 kg. Kaasun määrä kasvoi vuodessa lähes 4 000 kg. Sähkölaitteissa olevasta kaasun määrästä 60 % oli kytkinlaitoksissa, noin 20 % RMU-kojeistoissa ja 20 % katkaisijoissa. SF₆-kaasu jakautui vuonna 2009 laiteryhmittäin seuraavan taulukon mukaisesti:

Hankittu kaasu tuli pääasiassa uusien laitteiden mukana. Uusien laitteiden mukana kaasua hankittiin noin 3 600 kg. Kaasua toimitettiin edelleen 167 kg. Vuodelle 2009 kirjautunut SF₆-päästö sähkön siirrossa ja jakelussa käytetyissä laitteissa oli 146 kg (vastaa n. 0,18 % verkonhaltijoiden omistuksessa olevasta SF₆ -kaasun kokonaismäärästä). SF₆ -päästöt johtuivat pääosin laitteiden vuodoista (tiiveys) sekä laitteissa tapahtuneista vaurioista.

Sähköverkonhaltijoilla oli omistuksessaan käytettyä kaasua erittäin vähän. Käytöstä poistetuissa kojeistoissa oli kaasua noin 313 kg.

SF₆ -kaasua sisältäviä laitteita omistavista verkonhaltijoista 60 % ilmoitti, että laitteille ei ole tehty huolto- tai kunnossapidon toimenpiteitä vuonna 2009. Noin kolmannes ilmoitti ostaneensa huoltopalvelun ulkopuolelta. Yrityksistä vain 8 % oli hoitanut huollon ja kunnossapidon joko kokonaan tai osittain itse.

Lisätietoa sähköverkonhaltijoille osoitetusta kyselystä:

Adato Energia Oy,
Risto Heliö: p. (09) 5305 2708 tai risto.helio@energia.fi.

Lisätietoa aiheesta:
ABB, SF6 Homepage
U.S. Environmental Protection Agency, SF6 Emissions Reduction Partnership for Electric Power Systems
CEFIC/EFCTC, Fluorocarbons and Sulphur hexafluoride