Uudella sähköverkkoteknologialla eroon kaikkein voimakkaimmasta kasvihuonekaasusta

Hitachi Energy tuo markkinoille uuden teknologian rikkiheksafluoridin (SF₆) päästöjen torjuntaan. 80 prosenttia SF₆-kaasusta käytetään energiasektorilla.

Rikkiheksafluoridia käytetään laajasti kytkinlaitteistoissa sekä kaasueristeisissä kojeistoissa. Ne ovat kriittisiä komponentteja, jotka suojaavat sähköverkkoja ja joiden käyttö kasvaa energiamurroksen edetessä ja sähköverkkojen laajentuessa. Rikkiheksafluoridi on 24 300 kertaa haitallisempi ilmaston kannalta kuin hiilidioksidi ja se säilyy ilmakehässä yli tuhat vuotta – paljon kauemmin kuin hiilidioksidi, joka säilyy alle 200 vuotta. Kaiken kaikkiaan SF₆ muodostaa 220 miljoonaa hiilidioksidiekvivalenttitonnia eli 0,6 prosenttia maailmanlaajuisista päästöistä. Vertailun vuoksi tämä on enemmän kuin 50 tyypillisen hiilivoimalan päästöt.

Vaikka toimialan tiukkojen standardien ansiosta vuodot ovat vähäisiä ja SF₆:n vahingossa tapahtuvat päästöt harvinaisia, sekä yksityiset sidosryhmät että sääntelyviranomaiset vastustavat SF₆:n käytön jatkamista, koska ne pitävät sitä merkittävänä ympäristöuhkana ja -riskinä.

Auttaakseen energia-alaa ratkaisemaan tämän valtavan ongelman Hitachi Energy on tuonut markkinoille EconiQ™ 550 kV -katkaisijan, maailman korkeimmalla jännitetasolla toimivan SF₆-vapaan kytkinlaitteen, jota voidaan käyttää kaasueristeisissä kytkinlaitteistoissa (GIS) ja Dead Tank -katkaisijoissa (Dead Tank Breaker, DTB) , sekä EconiQ 420 kV:n Live Tank -katkaisijoissa (Live Tank Breaker, LTA).

Näillä laitteilla korvataan SF₆-kojeistoja eri puolilla maailmaa, muun muassa Kiinassa, missä syntyy 57 prosenttia koko maailman SF₆-päästöistä. Jokainen EconiQ™-katkaisijaa käyttävä uusi 550 kV:n GIS-sähköasema vähentää päästöjä 170:n Pariisista New Yorkiin lentävän täyteen varatun jumbojetin päästöjen hiiliekvivalentin verran. Samalla perinteisten kytkinlaitteiden koko, suorituskyky ja luotettavuus säilyvät.

”On vaikea liioitella sitä kriittistä roolia, joka tällä vähän tunnetulla kaasulla on valojen päällä pitämisessä – se on ollut yhtä keskeisessä asemassa modernin maailmamme rakentamisessa kuin teräs ja betoni”, Markus Heimbach, Hitachi Energyn High Voltage Products -liiketoimintayksikön johtaja sanoo.

”Tämän vuoksi SF₆:n käytöstä luopuminen on poikkeuksellisen haastavaa. Toimiala voi selviytyä tiukkojen SF₆-määräysten ja kasvavien siirtotarpeiden samanaikaisista haasteista vain ratkaisuilla, joissa tämä kaasu on jätetty pois ilman, että laitteiston koko tai suorituskyky kärsii. Uusi EconiQ™-teknologiamme vastaa ensimmäisenä tähän kriittiseen tarpeeseen. Hitachi Energy on ensimmäisenä kehittänyt kestävän kehityksen mukaisia tuotteita jännitetasolle, jolla käytetään eniten SF₆:ta.”

Hitachi Energyn uudet tuotteet ovat toimialan ainoa SF₆-vapaa ratkaisu näille jännitetasoille. Niillä on sama tilantarve, mitat, yhteensopivuus, käyttöikä, turvallisuus, toimintavarmuus ja tehokkuus kuin perinteisillä SF₆-laitteilla. Tämä antaa verkkoyhtiöille ja operaattoreille mahdollisuuden laatia SF₆:sta luopumisen etenemissuunnitelmia sekä vaihtaa komponentteja, tehdä jälkiasennuksia ja asentaa uusia järjestelmiä vain pienillä teknisillä muutoksilla ja vähäisillä uusilla koulutustarpeilla.

Pelkästään Ison-Britannian sähköasemaverkostossa käytetään noin 1 300 tonnia SF₆:ta, ja Euroopan unionissa yli 10 000 tonnia. Näin sähköverkko-operaattorit voivat keskittyä kahteen kiireelliseen haasteeseen: energiasiirtymän toteuttamiseen ja ilmastonmuutoksen torjumiseen. Energiasiirtymä vaatii sähköverkkoinfrastruktuurin, kuten kytkinlaitteistojen, nopeaa laajentamista, ilmastonmuutoksen torjuminen SF₆:n käytön lopettamista pikaisesti.

Euroopan unioni on jo ottanut käyttöön tiukan asteittaisen luopumisen ja kieltänyt SF₆:n käytön keskijännitekojeistoissa vuoteen 2026 mennessä ja suurjännitekojeistoissa vuoteen 2028 tai 2032 mennessä riippuen tarkasteltavasta jännitetasosta. Isossa-Britanniassa ja Yhdysvalloissa valmistellaan vastaavia määräyksiä.

SF₆-vapaa kytkinlaite toiminnassa

Kummallekin uudelle EconiQ™-tuotteelle on vahvistettu pilottitilauksia. Ne ovat osa verkkoyhtiöiden kunnianhimoisia ilmastositoumuksia, mikä osoittaa, että SF₆-vapaille tuotteille on tarvetta tällä jännitetasolla.

TenneT, hollantilais-saksalainen siirtoverkko-operaattori, joka vastaa yhteensä yli 25 000 kilometrin pituisista suurjännitelinjoista ja -kaapeleista, on tilannut Hitachi Energyn uuden EconiQ 420 kV LTA -katkaisijan. TenneT aikoo käyttää uutta infrastruktuuria tukemaan tavoitteitaan sähköverkon häviöiden vähentämiseksi sekä oman toimintansa ilmastovaikutusten pienentämiseksi.

SSEN Transmission on yksi Euroopan nopeimmin kasvavista verkkoyhtiöistä. Sillä on kunnianhimoiset suunnitelmat investoida 20 miljardia puntaa pohjoisen Skotlannin sähkönsiirtoverkkoon Ison-Britannian ja Skotlannin energian huoltovarmuuden ja puhtaan energian tavoitteiden tukemiseksi. Yhtiö on tehnyt tilauksen uuden sukupolven EconiQ 420 kV LTA -katkaisijasta. Uusi tilaus tukee yhtiön strategiaa, jonka mukaan SF₆:ta sisältäviä laitteita ei enää asenneta, jos se on mahdollista välttää. Tämä on osa yhtiön laajempia hiilestä irtautumisen tavoitteita. SSEN Transmission on maailman ensimmäinen siirtoverkkoyhtiö, jonka nettonollaohjelmien mukaiset hiilipäästöjen vähentämistavoitteet Science Based Targets -aloite on hyväksynyt.

”Olemme iloisia voidessamme tehdä yhteistyötä Hitachi Energyn kanssa ja tilata maailman ensimmäisiä SF₆-vapaita 420 kV:n AIS-katkaisijoita. Tämä kuvastaa asemaamme johtavana toimijana SF₆:n vaihtoehtojen käyttöönotossa. Teknologian hyödyntäminen on keskeisessä roolissa varmistamassa sähköverkkojen laajennussuunnitelmiemme toteutumisen vuoteen 2030 mennessä ja siitä eteenpäin sekä hiilidioksidipäästöjen vähentämistavoitteemme saavuttamisen. Laitteita käytetään Skotlannin pohjoisosassa toteutettavassa sähköasemien päivitysprojektissa. Tämä vahvistaa paikallista verkkoa ja tekee mahdolliseksi useiden maalla sijaitsevien tuulivoimapuistojen liittämisen, mikä edistää Ison-Britannian nettonollatavoitteiden saavuttamista”, SSEN Transmissionin johtaja Rob McDonald sanoo.

Pohjois-Amerikassa, jossa 550 kV:n jännite on yleinen, kaksi asiakasta on myös tilannut uudet EconiQ 550 kV DTB -katkaisijat. Nämä yhtiöt ovat Hydro One ja Wesco.

Hydro One on Ontarion suurin sähkön siirto- ja jakelupalvelujen tarjoaja, joka palvelee lähes 1,5 miljoonaa asiakasta. Yhtiön liikevaihto vuonna 2023 oli 7,8 miljardia dollaria. Hydro One odottaa kumppanuuden edistävän yhtiön ilmastonmuutoksen hillitsemistä koskevia aloitteita, joiden tavoitteena on saavuttaa kasvihuonekaasupäästöjen nollapäästöt vuoteen 2050 mennessä.

Wescon pääkonttori sijaitsee Pittsburghissa Pennsylvaniassa. Yhtiö on tukenut sähköistämistä kaikkialla maailmassa aina sähköistämisen käynnistymisestä 1900-luvun alussa tämän päivän digitaaliseen vallankumoukseen asti. Wesco palvelee noin 150 000 asiakasta maailmanlaajuisesti. Ekotehokas EconiQ™ 550 kV:n DTB -katkaisija auttaa Wescoa toteuttamaan asiakkaidensa kunnianhimoiset kestävän kehityksen tavoitteet vuodelle 2030 ja siitä eteenpäin.

Wescon varapääjohtaja ja yhtiön Utility and Broadband Solutions -liiketoimintayksikön johtaja Jim Cameron korostaa Wescon sitoutumista kestävään kehitykseen:

”Olemme sitoutuneet minimoimaan oman toimintamme ympäristövaikutukset ja auttamaan asiakkaitamme saavuttamaan omat kestävän kehityksen tavoitteensa. Hitachi Energyn EconiQ 550 -katkaisijan uraauurtava SF₆-päästöjä vähentävä teknologia sopii täydellisesti yhteen yhtiömme kestävän kehityksen ohjelman kanssa. Olemme ylpeitä siitä, että saamme olla mukana Pohjois-Amerikan ensimmäisessä asennuksessa.”