Groene oplossing moet superkrachtig broeikasgas uit elektriciteitsnet vervangen

Een internationaal onderzoeksteam werkt aan een alternatief voor een van de krachtigste broeikasgassen die nog op grote schaal in het elektriciteitsnet wordt gebruikt: zwavelhexafluoride (SF₆). Door gebruik te maken van onder druk staande lucht en een aangepast ontwerp van hoogspanningsschakelaars hopen onderzoekers het gas volledig te kunnen vervangen.

SF₆ is al decennialang de standaard in hoogspanningsschakelaars en gasgeïsoleerde installaties. Het gas heeft uitstekende isolerende eigenschappen en kan elektrische vlamboogvorming effectief doven. Dat maakt het cruciaal voor componenten die de energiestromen in het elektriciteitsnet veilig moeten onderbreken of omleiden. Maar er zit een groot nadeel aan: SF₆ is een extreem krachtig broeikasgas met een aardopwarmingsvermogen dat ongeveer 24.300 keer hoger ligt dan dat van CO₂.

Zelfs kleine lekken kunnen daarom een aanzienlijke klimaatimpact hebben. Europese regelgeving schrijft inmiddels rapportage en een geleidelijke uitfasering van het gas voor, waardoor de druk op de sector toeneemt om alternatieven te ontwikkelen.

Technische uitdaging

Het vervangen van SF₆ blijkt echter technisch lastig. Het gas combineert meerdere eigenschappen die moeilijk te evenaren zijn: sterke elektrische isolatie, stabiliteit onder uiteenlopende klimaatomstandigheden en een effectief vermogen om hete elektrische bogen – die temperaturen van meer dan 10.000 °C kunnen bereiken – te doven.

Onderzoekers van onder meer het Noorse onderzoeksinstituut SINTEF en de Norwegian University of Science and Technology onderzoeken daarom een oplossing op basis van zogeheten technische lucht. In plaats van een synthetisch gas wordt gewone lucht onder verhoogde druk toegepast als isolerend en blusmedium in de schakelapparatuur.

Lucht heeft als voordeel dat het geen broeikasgas is en dus een global warming potential van nul heeft. Het gebruik ervan vereist echter een aangepast ontwerp van de schakelapparatuur. Om dezelfde prestaties te halen als met SF₆ moeten onder andere het drukniveau, de interne geometrie en de materiaalovergangen in de schakelaar worden geoptimaliseerd.

Volgens de onderzoekers laten eerste tests zien dat druklucht effectief kan functioneren bij het doven van elektrische bogen en het isoleren van hoge spanningen.

Impact voor het elektriciteitsnet

Hoogspanningsschakelaars spelen een cruciale rol in het elektriciteitsnet. Ze zorgen ervoor dat stroom veilig kan worden uitgeschakeld bij storingen, onderhoud of extreme weersomstandigheden. Zonder betrouwbare schakelapparatuur kunnen storingen zich snel door het netwerk verspreiden.

De overstap naar SF₆-vrije technologie kan daarom grote impact hebben. Elektriciteitsbedrijven experimenteren al met nieuwe installaties zonder het gas. Zo worden in Noorwegen nieuwe transformatorstations ontwikkeld die volledig zonder SF₆ werken, als onderdeel van een bredere strategie om het gas op termijn uit het net te verwijderen.

Nog meer milieuproblemen

Hoewel de vervanging van SF₆ een belangrijke stap is, zijn er nog andere uitdagingen. Veel huidige schakelaars bevatten bijvoorbeeld materialen uit de PFAS-familie, zogenoemde ‘forever chemicals’ die nauwelijks afbreken in het milieu. Onderzoekers proberen daarom tegelijkertijd ontwerpen te ontwikkelen die zowel SF₆-vrij als PFAS-vrij zijn.

Als de technologie op grote schaal toepasbaar blijkt, kan dat een belangrijke bijdrage leveren aan de verduurzaming van elektriciteitsnetten. Met de snelle uitbreiding van hernieuwbare energie en elektriciteitsinfrastructuur groeit immers ook het belang van klimaatvriendelijke componenten in het hoogspanningsnet.

⚠️ Geen vacatures gevonden.