六氟化硫回收前景与发展策略_0

六氟化硫回收前景与发展策略

姚唯建

（广东电网公司电力科学研究院，广州510600）

摘要：六氟化硫气体作为绝缘介质广泛应用于电气设备中，联合国《京都条约》中六氟化硫作为影响全球环境的温室气体之一。世界各国以积极推行六氟化硫回收重复应用的工作。我国也开始进行回收和处理，针对实施六氟化硫回收的程序，建立先进的管理模式，规范回收处理的流程，提高检测技术，提出一系列的有关六氟化硫的回收处理方式。

关键词：六氟化硫；回收；应用

六氟化硫气体是一个理想的绝缘介质，广泛地应用于电气设备上。也逐渐代替绝缘油（变压器除外）作为主要的绝缘介质。近年来随着六氟化硫设备进入检修周期，作为绝缘和灭弧作用的六氟化硫气体将被更换。更换的六氟化硫可能含有一些酸性分解产物，对周围的环境和人类会产生不良的影响。六氟化硫作为人工合成产物，其自然寿命可以高达3200年以上，等效二氧化碳的温室效为23900倍。因此，1998年的联合国制定的《联合国气候变化框架公约》（简称京都条约）中把六氟化硫作为影响全球环境的温室气体之一⑴。

进入20世纪世界各国努力开展六氟化硫的回收和重复使用的工作，是清洁生产体制(Clean Development Mechanism简称CDM )的其中一个环节，电力公司已将六氟化硫的回收再生纳入节能减排的重要项目之一，积极推行重复使用六氟化硫的技术研究，建立六氟化硫气体再循环使用体系，将最大限度地减少使用和排放六氟化硫气体。

1 世界各大电力公司有关减少六氟化硫排放的措施

美国，欧盟、英国和日本政府均将与电力公司合作，提出一系列减少排放温室效应气体的节能减排环保措施。

1.1 美国政府与电力公司的六氟化硫合作伙伴计划

根据美国环保总署(EPA)2001年的全球温室报告⑵中指出，六氟化硫气体在全球温室效应中的各种气体的权重中最高，主要在电力行业、冶炼行业和半导体制造业；显示在美国不同气体对大气的温室效应；见图1。

预测全球在2010年，六氟化硫排放占温室气体的10.6%，1970年至1995年全球含有F 离子的气体排放分量中，电力行业六氟化硫气体排放逐年增加⑶；见图2：

图1 美国不同温室气体产生比例

据EPA的统计，全球不同行业的温室气体排放呈上升趋势，其中六氟化硫的排放尤为严重；见图2 。在2000年开始，美国各电力公司与美国环保总署合作，实行”SF6 Emissions Reduction Partnership for Electric Power Systems”，开展有关六氟化硫气体的回收和再生使用，并通过消除设备中六氟化硫的泄漏，以减少六氟化硫排放对大气的影响。为了减少六氟化硫的排放，减少温室效应，EPA进行许多减少排放研究和积极推行合作计划，致使全美六氟化硫的排放从1999年的15.2%降至2006年的5.6%⑷；见图3。

图2 全球不同行业温室气体的排放趋势分析⑵图3 全美1999年~2006年SF6的排放率⑶合作伙伴计划是通过大家技术合作和共享，以达到最大限度减少六氟化硫的排放和设备的泄漏。其合作方式是：

（1）制定六氟化硫净化回收循环使用实施办法；实行六氟化硫气体的循环使用体系。（2）提高六氟化硫现场检漏技术，降低设备的年泄漏率；

（3）通过设备改造，使用气室体积较小的六氟化硫设备。

通过合作计划电力公司可以大大减少六氟化硫气体方面的开支；同时减少环境污染，是

一个典型的多赢计划。目前参加的电力公司约60多家，包括美国大多数大型电力公司。国外电力公司也可以参加，通过合作计划，每年进行技术交流，研究提高六氟化硫的回收和处理能力，同时各大电网公司制定相应的六氟化硫管理程序，完善六氟化硫的使用，回收，再生等各环节的条例；如北美电网公司的“六氟化硫管理程序”⑸中详细描述在电网内使用六氟化硫的方法和处理程序。

1.2 欧共体的实施计划

欧共体各国均实施六氟化硫的回收计划，英国在减排温室效应气体的措施制定UK-ETS 计划⑹，该计划是英国政府控制气候变化战略的一部分，涉及众多的部门，在世界同类计划中为首例。UK-ETS计划启动了英国的减排贸易进程。该计划中，政府和企业形成伙伴关系，并有多个组织参与。该计划包括排放交易的具体措施和目标，其中将在中国进行六氟化硫的排放指标交易。

目前英国氟氯烃类（HFCS）、全氟化烃类（PFCS）和六氟化硫（SF6）在温室气体总排放量中所占比例较低。1995年，以上三种气体总的排放为480万吨标准碳，占英国温室气体总排放量的2.5%。但是以上三种气体具有较高的全球温室效应潜能，对气候变化影响重大，且在不远的将来，在某些行业他们的排放极有可能增加。

对于电力行业使用六氟化硫不断增加，要求将提高六氟化硫的回收率，从5%提高到95%，设备泄漏率从1%/年提高到0.1%/年。

欧洲的电力部门和设备制造商，根据京都条约的要求，减少全球温室效应，进行了一项研究，主要目的是研究对比使用六氟化硫和使用空气作为绝缘气体对环境的影响⑹。六氟化硫生厂商SOLVAY、六氟化硫开关设备生产商ABB、SIEMENS和电力公司RWE等参与了这项研究，通过在能源、使用场地、温室气体效应、酸雨和富营养化五个方面对比，得出使用六氟化硫实际上有助于减少全球温室效应，尽管由于六氟化硫是一种具有很强温室效应的气体，但是使用六氟化硫可以减少设备体积，提高电力输送效率，因此可以减少人类对环境的负面影响。

1.3 日本有关减少六氟化硫排放的计划

在1998年4月, 日本电力公司联邦(FEPC)和日本电力厂商协会(JEMA) 实施一项无偿六氟化硫回收合作计划⑺，该计划目的是共同合作，减少六氟化硫气体从电力装备中泄漏，减少六氟化硫的排放以及研究减少使用六氟化硫。该计划的实施得到了电力公司和电器制造厂商的支持，共同努力使到尽量减少排放六氟化硫气体，减少对大气层的破坏。计划主要有下列各项内容：

(1)减少六氟化硫气体运行期间的维护工作，避免气体泄漏。

(2) 六氟化硫气体的再生利用系统

(3)统一管理六氟化硫气体存货清单系统

(4)应用新的技术，发展最小化使用六氟化硫气体的电气装备

同时, 制定六氟化硫气体再生恢复指导方针，实现减少六氟化硫气体排放目标。

日本每年在电力部门增加使用六氟化硫约400-500吨，其他行业约100~150吨。至1995年使用六氟化硫总数量估计有大约8,000吨。全年生产六氟化硫约1500吨，电力行业排放约50吨。

1.4. 我国电力行业回收六氟化硫的状况

我国早期投产的SF6设备已开始进入大修期，使用多年的SF6气体在高压电场下，特别是用于绝缘灭弧的介质，可能会有分解具有毒性和腐蚀性的低氟化合物，气体中的湿度也可能会增大，这些SF6气体的品质通常会受到损坏，在大修中必须进行更换。目前使用的SF6气体基本是一次性的，在设备大修中没有进行回收重复使用，造成大量贵重的六氟化硫气体直接排放进入大气。

国家电网公司在2007年发布的“2006年社会责任报告”中承诺“减少污染物和废弃物排放⑻，回收再利用SF6气体”的节能减排的措施。并在4个省市推行六氟化硫回收再生的试点工作。

广东电网在2005年提出六氟化硫的回收工作，但由于缺乏统一的管理和实施办法。六氟化硫的回收仍处于无组织的松散状况。目前广东电网的不同类型的电气设备占用SF6的比例是：GIS45%、GCB40%和GIT15%；见图4。估计今后三年广东省需要更换的SF6气体约40吨；见图5。按检修周期按15年计算，今后十年平均每年需要更换SF6气体25吨，每吨约12万元计算，平均每年耗资300多万元。

实行六氟化气体回收，循环应用的政策，不单减少电网对气候温室效应的影响，同时达到减排增效的积极效果，是一项符合节能减排，环保增效的双赢措施。

图4 各类SF6电气设备使用气体分量图5 预计今后10年广东电网排放SF6的数量