A kén-hexafluoridot, vagy SF6-ot széles körben használják a villamosenergia-iparban a rövidzárlatok és balesetek megelőzésére. Ez a legerősebb üvegházhatású gáz, amelyet ismerünk, és ennek kibocsátása az elmúlt években jelentősen felgyorsult.
Ennek a kevéssé ismert gáznak a szivárgásából származó kibocsátás 2017-ben az Egyesült Királyságban és az EU többi országában plusz 1,3 millió autó forgalomba helyezésével volt egyenértékű.
A szivárgás szintje a “zöld” energia folyamatosan növekvő aránya következtében folyamatosan emelkedik.
Az olcsó SF6 színtelen, szagtalan és nem gyúlékony, szintetikus gáz. Rendkívül hatékony szigetelőanyag a közép- és nagyfeszültségű villamosipari berendezésekben. Széles körben használják az iparban, a nagy erőművektől, a szélturbinákon át a városi elektromos alállomásokig, a villamos balesetek és tüzek megakadályozása céljából.
A gáz használatának jelentős hátránya azonban, hogy az összes ismert anyag közül ennek a legnagyobb a hatása a globális felmelegedésre: a szén-dioxidnál (CO2) 23 500-szor(!) nagyobb mértékben melegíti a légkört. Egyetlen kilogramm SF6 ugyanolyan mértékben melegíti a Földet, mintha 24 ember repülne Londonból New Yorkba oda-vissza. Emellett hosszú ideig megmarad a légkörben, és legalább 1000 évig kifejti melegítő hatását.
Miért használunk tehát többet ebből a gázból?
Az áramtermelés módja világszerte gyorsan változik. Ahol egykor a nagy szénerőművek millióknak szolgáltattak energiát, az éghajlatváltozás elleni küzdelem érdekében ezeket most vegyes energiaforrások váltják fel, beleértve a szél-, nap- és gázerőműveket is.
Ez azt eredményezte, hogy a villamos hálózathoz sokkal több csatlakozást kell kiépíteni, és így megnövekedett a súlyos balesetek megelőzését szolgáló villamos kapcsolók és megszakítók száma is. Ezeket a biztonsági berendezéseket együttesen kapcsoló berendezéseknek nevezik. A túlnyomó többségük SF6 gázt használ az ívoltásra és a rövidzárlatok hatásainak limitálására.
„Mivel a megújuló energia projektek egyre gyakoribbak és nagyobbak, ezért a szélturbinákban is ezt kellett használnunk” – mondta Costa Pirgousis, a Scottish Power Renewables mérnöke a cég új kelet-angliai szélerőmű parkjában. „Mivel egyre több turbinát építünk be az áramellátásba, így egyre több kapcsolóberendezésre van szükségünk, és ennek következtében egyre több SF6 kerül a tengereken lévő turbinákba. Ez már évek óta bevált, tudjuk, hogyan működik, ennek eredményeképpen nagyon megbízható és ezáltal igen alacsony a tengeri szélerőmű parkok karbantartási igénye.”
Honnan tudjuk, hogy az SF6 mennyisége növekszik-e?
Az Egyesült Királyság teljes távvezeték- és alállomás-hálózatában mintegy egymillió kilogramm SF6 van telepítve. A Cardiffi Egyetem tanulmánya megállapította, hogy az összes átviteli és elosztóhálózatban a felhasznált mennyiség évente 30-40 tonnával növekszik. Ez a növekedés Európa-szerte is megmutatkozott: 2017-ben a 28 tagállam összes kibocsátása 6,73 millió tonna CO2-nek felelt meg. Ez megegyezik egy év alatt a már említett plusz 1,3 millió autó kibocsátásával.
A Bristoli Egyetem kutatói, akik a légkörben lévő, felmelegedést okozó gázok koncentrációját vizsgálják, azt mondják, hogy az elmúlt 20 évben az SF6 gáz jelentős növekedését tapasztalták. „Méréseket végzünk a légkörben előforduló SF6-ról” – mondta Dr. Matt Rigby, a bristoli légköri kémia tanszék oktatója. „Azt tapasztaltuk, hogy a szintek jelentősen megemelkedtek, és az elmúlt két évtizedben a gáz légköri koncentrációja majdnem megduplázódott.”
Hogyan kerül az SF6 a légkörbe?
Az SF6 leginkább a villamosenergia-iparban keletkező szivárgások révén kerül a légkörbe. Az SF6 nélküli kapcsoló berendezéseket gyártó Eaton villamosipari vállalat kutatásai szerint, a termék teljes élettartama alatt a szivárgás mértéke elérheti a 15%-ot – ami számos más korábbi becslésnél jóval magasabb.
Louis Shaffer, az Eaton villamos üzletágának vezetője elmondta: „Az újabb berendezések nagyon alacsony szivárgási arányt mutatnak, de a kulcskérdés az, hogy elegendő számú cég rendelkezik-e ilyen típusú újabb berendezésekkel? Megvizsgáltuk az összes berendezést, megnéztük a szivárgási arány átlagát, és úgy láttuk, hogy az emberek nem veszik ezt figyelembe a gáz feltöltésénél. Plusz megnéztük, hogyan hasznosítják újra és szolgáltatják vissza az elhasznált gázt, mindezeken túl pedig a katasztrófákhoz kapcsolódó szivárgásokat is beleszámoltuk.”
Mennyire káros az éghajlatra ez a gáz?
A légkörben lévő koncentráció jelenleg nagyon kicsi, csak töredéke a levegőben lévő CO2 mennyiségének. Az SF6-ot tartalmazó bázisok száma azonban 2030-ra globálisan várhatóan 75%-kal fog növekedni.
További aggodalomra ad okot, hogy az SF6 szintetikus gáz, a természetben nem szívódik fel és nem semmisül meg. Az elhasznált gázokat le kell majd cserélni és meg kell semmisíteni, hogy korlátozni lehessen azok éghajlatra gyakorolt hatását.
A fejlett országoknak minden évben jelentést kell tenniük az ENSZ felé arról, hogy mennyi SF6-ot használnak fel, ugyanakkor a fejlődő országokat nem korlátozzák a felhasználás tekintetében.
Jelenleg a tudósok olyan koncentrációt mérnek a légkörben, amely tízszerese az országok jelentéseiben bevallott mennyiségnek. Egy tanulmány megállapította, hogy a gazdagabb országok az elmúlt két évtizedben a valósnál jóval kevesebb kibocsátást vallottak be a jelentéseikben.
Miért nem tiltották ezt be?
Az SF6 az ember által termelt anyagok egy csoportjába tartozik, amelyet F-gázoknak neveznek. Az Európai Bizottság már 2014-ben megpróbált betiltani számos ilyen környezetre káros anyagot, köztük a hűtésben és légkondicionálásban használt gázokat, viszont Európa-szerte az iparágak erős ellenállásába ütközött.
„Végül a villamosenergia-ipar lobbija túl erős volt, és engednünk kellett nekik” – mondta Bas Eickhout holland zöld képviselő, az F-gázok szabályozására tett kísérlet vezetője. „A villamos ágazat nagyon határozottan érvelt azzal, hogy ha energiaátállást akarunk, akkor több villamosipari eszközre lesz szükségünk, ami egyet jelent azzal, hogy akkor több SF6 gázra is szükség lesz. Azzal érveltek, hogy különben zavarok lépnének fel az energiaátállásban.”
Mit mondanak a cégek a gázról?
Mindenki igyekszik csökkenteni a függőségét ettől a gáztól, mivel általánosan elismert, hogy az rendkívül káros az éghajlatra. Az Egyesült Királyság-beli Ofgem energiaszabályozó szerint, a közműszolgáltatókkal együttműködve próbálják korlátozni a gáz szivárgását.
„Számos eszközt használunk annak biztosítására, hogy a vállalatok korlátozzák az SF6 felhasználását, amennyiben ez az energiaellátást nem zavarja meg” – mondta az Ofgem szóvivője a BBC News-nak. „Ez magában foglalja az innovációs kísérletek finanszírozását, a vállalatok ösztönzését alternatívák kutatására, a kibocsátási célok meghatározását. Az ezeket a célokat teljesítő vállalatokat jutalmazzák, míg a célokat nem teljesítőket büntetik.”
Vannak alternatívák – és nagyon drágák
Az SF6 alternatíváinak kérdése vitatott volt az elmúlt években. A szakértők szerint a nagyfeszültségű alkalmazások esetében nagyon kevés olyan megoldás létezik, amelyet már érdemben teszteltek.
„Nincs igazi és bizonyított alternatíva” – mondta Manu Haddad professzor, a Cardiffi Egyetem mérnöki karának munkatársa. „Vannak olyanok, amelyeket most javasolnak, de működőképességük hosszú időn át történő bizonyítása olyan kockázatot jelent, amelyet sok cég nem akar vállalni.”
A középfeszültségű berendezésekhez azonban számos kipróbált és bevált anyag létezik. Egyesek az iparágban azt mondják, hogy a villamosenergia-ipar konzervatív jellege a fő oka annak, hogy kevesen akarnak kevésbé káros alternatívára váltani.
„Ebben az iparágban mindenki tudja, hogy ezt meg lehet csinálni; nincs műszaki ok arra, hogy ne tegyük meg” – mondta Louis Shaffer az Eaton-tól. „Ez nem igazán gazdasági kérdés; inkább arról van szó, hogy a változtatás erőfeszítéssel jár, és ha nem muszáj, akkor nem akarjuk meglépni.”
Néhány vállalat érzi a változás szelét
A Scottish Power Renewables a Suffolk partjaitól mintegy 43 km-re az Északi-tengeren telepítette a világ egyik legnagyobb szélerőmű parkját, ahol a turbinák nem tartalmaznak SF6 gázt. Az East Anglia One projekt keretében 102 ilyen tornyosuló generátort állítanak fel, amelyek akár 714 MW (megawatt) teljesítményt is képesek termelni, ami félmillió otthon ellátására elegendő.
Korábban egy ilyen létesítményben SF6-tal ellátott kapcsoló berendezéseket használtak volna, hogy megelőzzék a tűzesetek okozó villamos baleseteket. Minden egyes turbina általában körülbelül 5 kg SF6-ot tartalmazott volna, amely, ha kiszivárog a légkörbe, körülbelül 117 tonna szén-dioxiddal egyenértékű mennyiséget adna hozzá. Ez nagyjából 25 autó éves kibocsátásának felel meg.
„Ebben az esetben a turbinán belül a tiszta levegő és a vákuumtechnológia kombinációját alkalmazzuk. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy továbbra is nagyon hatékony, megbízható, nagyfeszültségű hálózatunk legyen, ami ugyanakkor környezetbarát is” – mondta Costa Pirgousis, a Scottish Power Renewables munkatársa. „Ha egyszer életképes alternatívák vannak a piacon, nincs okunk arra, hogy ne használjuk őket. Ebben az esetben van, mi meg is tettük ezt”.
De még az SF6 használatát korlátozni próbáló vállalatok számára is léteznek korlátok. Az East Anglia One központjában egy hatalmas tengeri alállomás található, amelyhez mind a 102 turbina csatlakozik. Ez még mindig jelentős mennyiséget használ a gázból.
Mi lesz a következő lépés? Az EU felülvizsgálja az SF6 használatát, és megvizsgálja, hogy rendelkezésre állnak-e alternatívák. Azonban még a legoptimistább szakértők sem gondolják, hogy a közeljövőben bármilyen tilalom bevezetésére sor kerülhet.
A bejegyzés Matt McGrath, www.bbc.com oldalon közölt írása alapján készült.
