風力と電力はSF6温室効果ガスの浄化を目指す

Jun 16, 2023

超破壊的な温室効果ガスである六フッ化硫黄 (SF6) の年間排出量は、1 億台という驚異的な自動車の年間二酸化炭素 CO2 排出量に相当します。

ドイツのガス絶縁電力開閉装置開発者ヌベンチュラはそう主張する。

同社は、GE、三菱、シーメンスのような数多くの著名な電力システム企業の1つであり、現在、陸上および海洋の発電システムで世界中で使用されているこの信じられないほど環境に破壊的な合成ガスの有力な代替品を模索している。

1997 年、京都議定書は 6 つの主要な温室効果ガス (GHG) の 1 つとして SF6 を特定しました。 正当な理由がないわけではありません。SF6 は人類に知られている最も強力な GHG であり、温暖化係数は二酸化炭素 (CO2) の 23,900 倍で、大気中に最長 3,200 年間滞留します。

この問題は最近、スコットランド沖のシーグリーン洋上風力発電所で建設中にガスの放出があったことをEVが明らかにしたことで表面化した。

SF6 は 1 世紀前にフランスで発明され、電力業界は 1950 年代から大規模に採用し始めました。 北海、特に英国地域に設置された何千もの風力タービンでも使用されています。

ヨーロッパはSF6の発祥の地であり、現在ではEUを通じて主導され、根本的に気候危機によって推進されている発電所からSF6を排除する戦いの中心地となっている。

EUが主導権を握っている。 ブリュッセルは、フッ素系ガスまたはFガス（SF6を含む）の排出量を2030年までに2014年レベルと比較して全体で3分の2削減することを要求している。

SF6 の使用を排除するという点ではすでにかなりの進展があったようですが、発電は免除されています。 ただし、現在は手袋は外されています。

世界的に有名なベーカー研究所は、2021年3月の解説で、大気中のガス濃度は近年急速に増加しており、SF6濃度の追跡は2015年に開始されており、表面的にはその数字は無害に見えるが、ベイカー研究所は懸念していると述べた。現在の見積もりは大幅に外れています。

「国連気候変動枠組条約（UNFCC）加盟国は自国の温室効果ガス排出量を報告することが期待されているにもかかわらず、中国、インド、韓国などの国はSF6の排出量を報告していない」とベイカー教授は述べ、中国だけがSF6の排出量を報告している可能性があると計算している。世界のSF6排出量の36%を占めています。

しかし、ヌベンチュラの調査記録によれば、東アジアには送電・配電事業者に直接焦点を当てたSF6規制はないものの、中国を含め他のプログラムが存在する。

気候変動に関する第 2 隔年最新報告書 (1918 年発行) では SF6 排出についてほとんど言及していないが、ヌベンチュラ社は中国が SF6 の使用量と排出量を削減するための新しい規制/基準を検討していると述べている。 昨年末、管理、排除、置き換えというこの任務を担うワークグループが設立されました。

ベイカー氏の話に戻り、「米国や英国のような先進国ですら、自国の生産量を著しく過小評価している可能性がある」と警告している。

実際、家庭市場の発電における SF6 の使用について意味のある数値を明らかにしようとするのは、雁行であることが判明し、筆者は以前に発行された英国温室効果ガス目録、1990 年から 2020 年の年次報告書を理解することを断念しました。今年、気候とエネルギーのための科学とイノベーション（SICE）総局のためにBEISに代わって、リカルド・エネルギー＆環境によって編集されました。

SF6 の現実を把握するのが非常に難しいのも不思議ではありません。 コペンハーゲン・ビジネス・スクールのエスベン・ホルスト氏とクリスチャン・ジェスペルセン博士による2021年5月の分析で明らかになったように、流行の洋上風力発電にも明確さはない。

「洋上風力発電事業者を少し掘り下げるだけで、SF6 を CO2 相当物 (CO2e) に変換する多様な変換方法が明らかになります」と彼らは警告しています。

「業界リーダーのGHG（温室効果ガス）排出量報告手法は、SF6をCO2eに変換するために異なる排出係数を使用しています。」

デンマークの部門では、過小報告の一例がヴァッテンフォール社の2019年持続可能性報告書で示されており、SF6はCO2の15,000倍強力であると述べられています。 しかし、温室効果ガス議定書によって与えられる排出係数は 23,500 です。 Ørsted は、2019 年の ESG レポートでガスに対する GGP の排出係数を正しく使用しています。

このことから、北海全体でどのような変動があるのか​​という疑問が生じます。

「SF6は2100年以降の気候変動との闘いに非常に有害であり、今日の持続可能なビジネスモデルにはSF6の居場所がないことを理解することが極めて重要です」とホルスト氏とジェスペルセン氏は言う。

「2100年のパリ協定の目標に沿ってCO2排出量が削減されたとしても、100年の時間枠で報告しても数十億年の地球を救うことはできません。

「真にグリーンエネルギーへの移行を実現するには、GHG報告をより適切に規制し、精査する必要がある。不可逆的な損害を引き起こすガスの放出は、短期的な「グリーン」移行とのトレードオフとして受け入れられるものではない。

「ほとんどの企業報告書は代替手段が存在しないと主張していますが、これは真実ではありません。したがって、SF6 フリーの機器を強制的に設置する必要があります。

「グリーン移行は 2100 年を超えますが、規制が不十分なため、エネルギー会社はより低い排出係数を使用して SF6-CO2e を有利に提示できます。

「洋上風力発電事業者は、比較可能で説明責任のある透明性のある報告を提供していない。これは、GHG報告に対するより厳格な規制が必要であることを示している。」

英国の温室効果ガス目録、1990 年から 2020 年の年次報告書には、「現在、SF6 の使用に代わる成熟した技術はありませんが、いくつかの新しい絶縁流体が試験されており、今後数年間で商業的に実現可能になる可能性があります。」と主張されています。

しかし、2006 年の EU F-ガス規制の導入以来、英国の電力業界が SF6 の消費量を監視し削減するために多大な努力を払ってきたことは認めています。

成熟した代替技術が存在しないという主張は不正確であるように思われます。

ABB UKの配電ソリューション製品マーケティングディレクター、スティーブン・ギブズ氏は次のように述べています。「幸いなことに、科学と工学の進歩により、SF6を含まない競争力のある代替品が提供されています。世界の電力会社がSF6に関連する排出量の削減に努めているため、環境効率の高い開閉装置の受け入れは有望です。」 SF6の漏れ。

同氏は8月に、「ノーザン・パワーグリッドがその好例である。この電力会社は、ダーラム州の変電所に2つの開閉装置の変種を採用しており、どちらも環境への影響を軽減するためにSF6ガスの代替ガスを使用している」と述べた。

「ノーザン・パワーグリッドの上級幹部によると、電力会社はすでにSF6漏洩を23%削減しており、2028年までにさらに15%削減することを電力会社が目指しているため、このパイロットプロジェクトは重要な役割を果たすことになる。」

「同様に、UK Power Networks は二酸化炭素排出量を毎年 2% 削減し、SF6 の漏洩を 0.2% 未満に制限することに取り組んでいます。これらの目標を達成するために、同社はダートフォード施設の開閉装置を SF6 を含まない代替品を使用した設計に置き換えることを計画していました。」

同社は 2015 年に中圧開閉装置における先駆的な SF6 フリーガス混合技術である AirPlus を導入し、公開特許によりこの技術を誰でも使用できるようにし、この温室効果ガスの排出の加速をさらに支援しました。

そのため、ABB は明らかに環境に優しい代替ガスを顧客に提供した最初の企業であり、ecoGIS ポートフォリオは最大 40.5kV までの全範囲をカバーする業界で最も完全なものとなっています。

2021年4月、GEと日立ABBは、高電圧（HV）電気機器やスイッチの絶縁体としてSF6を良性のフルオロニトリルベースの混合ガスに置き換えるクロスライセンス契約を締結した。

GEのいわゆるg3フルオロニトリルベースのガスに移行する合意により、SF6と比較してHVシステムの環境への影響が「大幅に」削減されると言われている。

例えば英国では、ナショナル・グリッドとマンチェスター大学が11月1日、ナショナル・グリッドがSF6を環境に優しい代替品に置き換えることを可能にするレトロフィル・ソリューションを開発する方法を決定するための190万ポンドの4年間プロジェクトを発表した。イングランドとウェールズにまたがる大規模な開閉装置システムを交換または改造するためです。

洋上風力発電に目を向けると、2018年から2019年にかけてドイツのグループであるシーメンスは、英国セクターの714MWアングリアワン洋上風力発電所（スコティッシュパワー・リニューアブルズ）向けにSF6フリーのガス絶縁8VM1高電圧開閉装置（GIS）セット102台を合弁会社シーメンス・ガメサに供給することに合意した。 ）。

開閉装置は、各風力タービンを過負荷や短絡から個別に保護し、中断することなく確実に電力を供給できるように設計されています。

風力発電所向けに開発されたシーメンスのブルー GIS ポートフォリオの 8VM1 は、真空サーキットブレーカー技術と、絶縁媒体として SF6 の代わりに清浄な空気を使用して動作します。

East Anglia One は 2020 年 7 月に生成を開始しました。

シーメンス ガメサは、SF6 をできるだけ早く、遅くとも 2030 年までに段階的に廃止することに取り組んでいます。

「当社はサプライチェーンと緊密に連携しており、すでに大きな進歩を遂げている」とシーメンスガメサの最高執行責任者ティム・ダウィドウスキー氏は先月シーメンスの解説で述べた。

「当社は 5 年以上前に SF6 不使用の開閉装置を備えた最初のタービンを設置し、地球温暖化リスクのないクリーンな空気ソリューションを使用してこれらのユニットを数百台設置してきました。

「当社では、新しい海洋ユニットでは SF6 開閉装置を使用していません。当社のポートフォリオ全体に対して、地球温暖化係数が低いこのオプションを望んでいます。」

高電圧洋上タービンは重要な第一歩です。 しかし、シーメンスは、主に陸上で使用される中電圧セグメントは、ここで必要な電圧範囲とサイズに対応するSF6フリーの代替品が現在存在しないため、より困難であることが判明したことを認めています。

「シーメンス ガメサは、この課題を解決するためにサプライヤーと積極的に取り組んでおり、2020年代半ばまでにシーメンス ガメサの陸上風力タービンで使用される中電圧アプリケーション向けのSF6フリー開閉装置の最初のバージョンをリリースすることを目指しています」とダウィドウスキー氏は述べています。

このドイツのグループは、三菱エレクトロック、ヌベンチュラ、シュナイダー、子会社のシーメンス・エナジー、東芝も含まれる、新しく設立されたネット・ゼロ・アライアンスのスイッチング・ギア・アライアンスのメンバーです。

ヨーロッパがSF6の代替探求において先頭に立っているとみなしている。

「私たちは、天然由来のガスに基づいた新しい技術を絶え間なく追求してきました」と彼らは述べています。

「現在、多くのアプリケーションが利用可能であり、動作が実証されています。私たちは、F-ガス規制で概説されている移行時期案に従って、残りのポートフォリオのギャップを埋めていきます。送電網はF-ガスフリーであり得るし、そうすべきです。」

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