在输配电等高压电气领域,传统绝缘气体六氟化硫(SF6)凭借优异的绝缘与灭弧性能沿用至今,但其100年时间尺度的温室效应潜能值(GWP)高达23500,是目前温室效应最强的工业气体之一,存量应用与新增排放都给双碳目标带来了不小压力,新型环保绝缘气体也因此成为行业研发和应用的主流方向。
当前主流商用的新型环保绝缘气体主要分为两大技术路线,不同体系的GWP差异明显,但都远低于传统SF6。第一类是以全氟异丁腈(行业俗称g3气体)为核心的混合绝缘气体,纯全氟异丁腈的100年GWP约为1900,仅为SF6的不到十分之一,而商用配方中,全氟异丁腈仅作为功能组分添加,占比仅为4%~18%,剩余组分全部为GWP仅为1的二氧化碳,加权计算后,混合气体的整体GWP普遍低于50,多数中压应用场景下的成品配方GWP甚至不到10。
另一类主流路线是以氢氟烯烃(HFO)为核心的混合绝缘体系,这类产品的GWP更低:代表性商用品种HFO-1336mzz(Z)纯物质的100年GWP仅为1.8,另一常用品种HFO-1234ze(E)的GWP不足1,混合氮气或二氧化碳后,整体GWP普遍保持在个位数,部分适配中压开关的配方GWP甚至低于2。除此之外,还有三氟碘甲烷等早期试验型配方,其GWP也不到5,但因为稳定性等问题目前较少批量应用。
目前全球工业气体与电气行业普遍将GWP低于100划定为低GWP气体的合格标准,从当前主流产品的实际数据来看,几乎所有合规的新型环保绝缘气体配方都远低于这一阈值,和同参数的SF6设备相比,新型环保气体方案全生命周期的温室气体排放量可降低99%以上。对于绝大多数输配电应用场景来说,新型环保绝缘气体本身的温室效应贡献,甚至远低于设备原材料生产、运行耗电环节的碳排放,从工程应用和环境管控的实际角度出发,已经达到了可忽略不计的水平。
需要说明的是,这一结论仅针对当前主流合规商用配方,少数早期过渡产品或非标定制配方的GWP可能偏高,但这类产品目前已基本退出批量应用市场。行业目前也仍在持续优化配方工艺,进一步降低气体的环境影响,推动全行业的低碳转型。
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