Indsamling og genanvendelse af SF6 fra elsektoren
Sammenfatning og konklusioner
| 1.1 | Kortlægning |
| 1.2 | Rensning af SF6 |
| 1.3 | Indsamlingsordning |
1.1 Kortlægning
I dette projekt er der gennemført en kortlægning af den danske elsektor, hvor forbruget af SF6 i branchen er blevet belyst detaljeret. I samarbejde med Danske Energiselskabers Forening (DEF) er 97 selskaber i elsektoren identificeret som virksomheder der potentielt forbruger og håndterer SF6. Ved hjælp af en spørgeskema-undersøgelse, hvor der blev opnået en svarprocent på 100, er virksomhedernes forbrug af SF6 etc. kortlagt og det har givet det bedst tænkelige arbejdsgrundlag for udvikling af en indsamlingsordning.
Af undersøgelsen fremgår det, at 42 virksomheder i elsektoren har SF6 afbrydere hvor aftapning og håndtering af SF6 kan være påkrævet. Den samlede installerede mængde hos disse virksomheder er ca. 39 tons SF6 ud af i alt ca. 56 tons som er den totale installerede mængde SF6 i den danske elsektor. Af disse 42 virksomheder har 17 virksomheder med en installeret mængde på over 100 kg SF6 pr. virksomhed. En ordning, hvor SF6 indsamles hos virksomhederne og renses vurderes først og fremmest at være relevant for disse 17 virksomheder.
Aftapning af SF6 gas i 1999 er kun sket hos under 20 af de 97 medlemmer hos DEF. Ca. 70 har direkte svaret nej til at der sker aftapning af SF6 på virksomheden. De samlede installerede SF6 mængder ligger på mellem 0,2 og 8 tons, hos de respondenter, hvor der sker en aftapning, ligesom aftapningen kun omfatter SF6 -afbrydere fra 50 - 400 kV samt GIS-anlæg. Aftapningen udføres oftest af virksomheden selv og i mindre udstrækning af eksterne i form af leverandører/servicefolk.
1.2 Rensning af SF6
Der er blevet udviklet et rensekoncept der kan rense gas forurenet med fugt, partikler, svovl, fluorider og øvrige relevante forureningskomponenter. Det grundlæggende renseprincip er et aluminiumsbaseret molekylarfilter til at fjerne fugt og fluorid-urenheder fra gassen.
Ved testkørsler på anlægget blev der renset SF6 fra en flaske med over 50% luftindhold. Dette bevirkede en meget lang gennemløbstid med en rensehastighed på 0,1-0,3 kg/h og et relativt stort tab af SF6 Ved regenerering med en flaske med 1,4% luft var rensehastigheden 7,1 kg/h. Denne luftkoncentration forventes at være repræsentativ for korrekt aftappet gas fra elforsyningsvirksomheder. På basis af disse erfaringer er det nødvendigt at stille vise krav til, hvordan gassen aftappes på virksomhederne så det sikres at der ikke er en uforholdsmæssig stor mængde luft i den forurenet gas. Af hensyn til rensetider og ressourceforbrug bør luftindholdet ikke være større end at gennemløbstiden for renseprocessen som minimum er 5 kg/h.
Renset SF6 der er fremstillet i anlægstestene er blevet kvalitativt analyseret af et ekstern laboratorium og kvantitativt analyseret på anlæggets indbyggede O2 og H2O-analysator. Analyseresultaterne kan groft summeres ved nedenstående.
 | Alle de rensede flasker med SF6 indeholder udover SF6 urenhederne luft (O2, N2), H20 og CO2. |
| H2O er kvantitativt analyseret på eget laboratorium og her fremkommer analyseværdier fra 3 ppm til 28 ppm (krav < 15 ppm). H2O-værdien i den rensede SF6 er særdeles afhængig af trykflaskens præparering. |
| O2 som også er kvantitativt analyseret opnår værdier på 50 ppm til 90 ppm. Dette modsvarer et luftindhold på 250 ppm til ca. 450 ppm (krav < 500 ppm) |
Øvrige forureninger er kvalitativt bestemt ved EIC-analyser (EIC er en standard for målemetode). Det gælder for alle disse urenheder, at der konstateres meget små mængder tæt på detektionsgrænserne, hvorfor det på den baggrund forventes at kunne overholde renhedskravet som er en målsætning om rensegrad på > 99,9%.
På baggrund af de gennemførte testresultater er konklusionen, at rensning af SF6 til en rensegrad på > 99,9% af forureningskomponeterne er mulig med den udviklede renseteknik i projektet. Den rensede SF6 vil opfylde de gældende kvalitetskrav til SF6 gas der anvendes i effektafbrydere og udgør derfor et kommercielt alternativ til ny SF6 gas.
1.3 Indsamlingsordning
Det umiddelbare potentiale for indsamling af gas til rensning er 200-400 kg/år. Det er den mængde, som elselskaberne forventer at aftappe årligt på flasker. Dette er dog kun en mindre mængde af den gas der reelt forbruges i elsektoren på årsbasis til påfyldning af nyanlæg eller til genpåfyldning af eksisterende anlæg i forbindelse med revisioner eller driftsforstyrrelser. Dette forbrug er i størrelsesordenen 1.500-2000 kg/år excl. påfyldning af ny-installerede GIS-anlæg. Det vil sige at behovet for renset gas i princippet er større end den mængde der må forventes at kunne indsamles de første mange år.
Skal dette gasbehov dækkes af renset gas via en indsamlingsordning, forudsætter det dog, at der i indsamlingsordningen indleveres min. 1.500 kg SF6 til rensning pr år, hvilket ikke umiddelbart forventes på grund af interne renseanlæg hos flere elselskaber samt afsætning af gas til leverandører.
Der er nogle få basale forudsætninger der skal være til stede for at det er teknisk og praktisk muligt at indsamle og rense gassen.
De tekniske og praktiske forudsætninger for en indsamlingsordning er følgende:
Det vurderes som det mest hensigtsmæssige, at der indgås en rammeaftale mellem DEF og en leverandør af en indsamlings- og genanvendelsesordning, hvor aftalegrundlaget beskrives så samme retningslinier er gældende for alle deltagende virksomheder.
Indsamlingsordningen bør alene omfatte afhentning, rensning og distribution af renset gas. Indsamlingsordningen bør ikke omfatte aftapning af gas i forbindelse med revision etc. af de enkelte anlæg, dels på grund af sikkerhedsmæssige hensyn, dels på grund af forsyningsvirksomhedernes ansvarsområde, hvor revisioner, aftapning mv. Hører under deres daglige drift.
Gassen skal være opbevaret i trykflasker, der kan transporteres. Der bør anvendes en standard-emballage, som er håndterlig, f.eks. 10 eller 20 kg flasker. Der vurderes ikke at være behov for flasker med større volumen, da de enkelte afbrydere sjældent indeholder mere end 20 kg pr. afbryder. Dog kan GIS-anlæg indeholder op til 100 kg i hvert kammer. Der bør således være mulighed for at indsætte flasker med større volumen, f.eks. 50 kg i tilfælde af specialaftapninger. Hvis gassen aftappes til en tank, skal den være mobil og kunne medtages samt være forsynet med standard-samlinger, så det er muligt at aftappe gassen til trykflasker. Dette er nødvendigt for det udviklede rensnings-setup, som ikke kan rense direkte fra en tryk-tank. Dog bør direkte aftapning til trykflasker foretrækkes da der vil være tab af SF6 i forbindelse med aftapning og det forudsætter endvidere et større tidsforbrug på grund af overfyldning fra tank til flasker.
Den aftappede gas skal opbevares sikkerhedsmæssigt forsvarligt på virksomhederne efter retningslinierne for håndtering af trykflasker.
Af hensyn til renseprocessen skal gassen være aftappet, således at mindst mulig luft er iblandet gassen. Hvis koncentrationen af luft overstiger en vis procentdel bør aftageren have mulighed for at forbeholde sig ret til ikke at modtage gassen. Der kan evt. udleveres specifikationer til deltagende virksomheder i indsamlingsordningen, der angiver hvordan gassen bør aftappes fra effektafbryderen, så gaskvaliteten er optimal.
Der bør etableres et flaskesystem i indsamlingsordningen bestående af to flaskepuljer – et for forurenet aftappet gas og et for renset gas. På den måde vil udgifter til flaskerensning og skylning ved hver rensning ikke være nødvendig idet rent/forurenet gas altid holdes adskilt. Derved vil den nødvendige flaskepulje også kunne begrænses mest muligt. Der forventes at være behov for ca. 150 flasker i flaskepuljen, for at hver virksomhed har kapacitet til at aftappe, opbevare og genpåfylde længere tids forbrug ved forventet normal belastning. ligesom der kan være en buffer hos leverandøren der forestår indsamlingsordningen så drifttiden ved rensning kan optimeres.
Det forudsættes, at flaskepuljen lever op til stillede kvalitetskrav til trykflasker, herunder trykprøvning, ventiludskiftning og almindeligt vedligehold. Dette bør forestås af leverandøren