| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Vurdering af mulighederne for at erstatte kraftige drifthusgasser (HFC'er, PFC'er og SF₆)

5 Forbrug af SF₆ og erstatningsmuligheder herfor

SF₆ (svovlhexafluorid) er en tung gas. Ifølge Miljøstyrelsens kortlægning blev der i 1999 brugt 12 tons SF₆ i dansk industri. Det er omtrent samme størrelsesorden som tidligere år. Glasindustrien (støjisolerende vinduer) er det største forbrugsområde, og herefter kommer eldistributions-sektoren og metalværker.

Der findes derudover nogle meget små forbrugsområder. Teknologisk Institut er bekendt med brug af stoffet til produktion af elektroniske og optiske mikrochips og som sporgas. Der er formentlig også andre små anvendelsesområder, f.eks. laboratoriebrug og medicinske anvendelser.

Globale forbrug

Det globale forbrug af SF₆ er på ca. 7.500 tons pr. år og er stigende. Langt størstedelen (ca. 6.000 tons/år) bruges som dielektrisk materiale i stærkstrømsinstallationer, hvor især den kraftige udbygning af elektricitetsforsyningen i nye vækstområder, bl.a. i Asien, forbruger store mængder SF₆. I de "gamle" industrialiserede lande skete denne udbygning for en del år siden, og forbruget af SF₆ til elektriske installationer er forholdsvis lav pga. genanvendelse af stoffet.

Det næststørste forbrug på globalt plan er til magnesiumproduktion (ca. 500 tons/år). Andre globale forbrugsområder er afgasning af aluminium og rensning af elektroniske komponenter.

5.1 Støjisolerende termoruder

SF₆ (svovlhexafluorid) er en gas ved normale temperaturer og atmosfæretryk. SF₆ benyttes i nogle lydisolerende termoruder, hvor SF₆ i en blanding sammen med bl.a. argon udfylder mellemrummet imellem glasruderne. Formålet hermed er at dæmpe akustiske trykbølger og dermed beskytte mod støj udefra.

7,2 tons SF₆

Ifølge Miljøstyrelsens kortlægning blev der benyttet 7,2 tons SF₆ til dette formål i 1999. Forbruget af SF₆ til dette formål er faldende, og var midt i 1990’erne omtrent dobbelt så højt.

En stor del af produktionen sælges i Danmark. Der er ca. 10 producenter af denne type støjdæmpende termoruder i landet.

Ifølge Miljøstyrelsens kortlægning er der en umiddelbar emission af SF₆ i forbindelse med påfyldning af ruderne, og dette tab varierer mellem 10 og 20% afhængig af anvendt udstyr og procedurer. Tidligere var dette udslip meget større.

Den påfyldte SF₆ akkumuleres i første omgang i vinduerne, men stoffet vil sive ud i atmosfæren, når ruderne punkterer.

Da der ikke findes en indsamlings- eller opsamlingsordning (og det vil også være svært at etablere sådanne ordninger), må det forventes, at al SF₆ vil ende i atmosfæren. Da man har produceret denne type vinduer i mange år (15-20 år), må det forventes, at der til stadighed er emission fra gamle vinduer med SF₆ i forbindelse med punkteringer eller skrotning. Hvis vi antager, at den gennemsnitlige levetid for disse vinduer er 20 år, er vi ved at nå det stadie, hvor den reelle emission er lig med råvareforbruget.

SF₆ giver kun et mindre bidrag til støjreduktionen. De andre bidrag kommer fra strukturen af vinduet, tykkelsen af vinduer og laminering med forskellige materialer. SF₆ giver i øvrigt lidt dårligere varmeisolerende egenskaber.

RT-indsats

Efter anbefalinger i den tidligere rapport fra 1999 blev der igangsat et Renere Teknologi-projekt, hvor Delta Akustik og Vibration foretager en mere præcis kortlægning af produktionen af støjisolerende vinduer (hvilke rude og vinduestyper, antal, anvendelsesområder med hensyn til typer af trafikstøj, forventet levetid m.v.). Der udføres laboratoriemålinger på et antal vinduer (med SF₆). Der foretages parallelle målinger på samme vinduer uden SF₆. Projektet skal konkludere på SF₆’s betydning for støjisoleringen.

Der er visse indikationer på, at SF₆ er ved at blive udfaset. Der er indført en energimærkning af vinduer, og et af kriterierne for at få et vindue i energiklasse A er, at der ikke må være benyttet SF₆ i produktionen. Endvidere er der indført en afgift på 400 kr. pr. kg. SF₆ i produktionen.

5.2 Beskyttelsesgas i letmetalstøberier

Ifølge Miljøstyrelsens kortlægning blev der i 1999 forbrugt 0,7 tons SF₆ som beskyttelsesgas til produktion af letmetal. Forbruget er nu stoppet.

Magnesium

Støbning af magnesiumdele foregår på virksomheden Metallic A/S. Her blev SF₆ benyttet i en blanding med andre gasarter (CO₂ og atmosfærisk luft) for at beskytte flydende magnesium mod af bryde i brand, når metallet støbes til maskindele.

Flydende magnesium er yderst brandfarligt og vil bryde i brand, hvis det kommer i kontakt med luftens ilt.

Metallic støber også emner i aluminium, zink og messing, men SF₆ bruges udelukkende i forbindelse med magnesium.

Magnesium et meget let og stærkt metal. Derfor går automobilindustrien i højere grad over til at benytte magnesiumdele i bilerne.

SO₂

Metallic har bygget en ny produktionsfacilitet til støbning af magnesiumdele og lukket det gamle anlæg ned. Der bliver i stedet benyttet SO₂ i lukkede maskiner. Den nye teknologi er udviklet i samarbejde med Norsk Hydro.

Aluminiumsproduktion

Afgasning af aluminium

Ifølge DISA benyttes SF₆ til afgasning af aluminiumsmelter før støbning. Tidligere benyttede man "klorgasser" til dette formål, og det var ret problematisk pga. arbejdsmiljøet.

SF₆ sendes ind i smelten i små bobler, og gas (bl.a. brint) i smelten diffunderer ind i boblerne, som herefter strømmer op til overfladen og frigives til atmosfæren.

Der findes på globalt plan mere end 20 Disamatic støbemaskiner til alumini-umsproduktion, og dette marked er i stærk stigning, idet aluminium i højere grad benyttes til maskindele, bl.a. i bilindustrien.

DISA har tidligere afprøvet denne teknik på sit forsøgsstøberi, men benytter p.t. ikke SF₆ til dette formål.

5.3 Isolatorgas i elektriske kraftafbrydere

Forbruget af nyt SF₆ til disse formål var i 1999 ca. 4,8 tons ifølge Miljøstyrelsens kortlægning. Den installerede mængde er ca. 56 tons (T. S. Poulsen, COWI). Stoffet er i lukkede beholdere, som opsamles og genbruges i forbindelse med vedligeholdelse eller nedtagning af udstyret. Emissionen forekommer således ved uheld eller uforudsete lækager.

Der findes ikke danske fabrikanter af dette udstyr. Men store internationale firmaer som ABB, Siemens, Group Schneider, Ahlstrom og Ormazabal sælger udstyret. Afbryderne er ladet med SF₆, når de importeres til Danmark.

Der findes op mod 600 transformatorstationer i 10-20 kV-niveauet i Danmark, og disse kan være udstyret med enten SF₆- eller vakuumafbrydere.

Prisen er nogenlunde ens, og der er hård konkurrence mellem fabrikanterne. Man kan således vælge at købe SF₆-fri afbryder til 10-20 kV transformatorstationerne. Der kan være pladsmæssige problemer forbundet med det, og det kan kræve udskiftning af hele stationen.

Endvidere findes ca. 60.000 stk. 10 kV/400 V netstationer. Her kan udstyret være baseret på SF₆ både som bryder- og isolationsmedie, men der findes også andre SF₆-fri løsninger. På grund af det store styktal spiller pålidelighed, vedligeholdelse og små dimensioner en afgørende rolle.

Derimod findes der ikke alternativer i højspændingsområdet, dvs. fra ca. 60 kV og højere.

Det ser ifølge Henrik Weldingh, DEFU ikke umiddelbart ud til, at der er ny teknologi på vej. Der vil dog måske komme nye halvledere på markedet i fremtiden, men det kræver et teknologisk gennembrud, idet der er for store tab i den teknologi, som man kender p.t.

Den anden anvendelse inden for stærkstrømsområdet er som isolatorgas ved kompakte transmissionsledninger. Der kan f.eks. være tale om, at høj-spændingsledninger på 400 kV fra generator og ud af kraftværksbygningen ligger i rør (f.eks. 20 m lange), hvor selve ledningen er omgivet af SF₆.

Herved forhindres det, at der sker overslag til rørmaterialet og overgang til de andre faser. Alternativet er, at ledningerne placeres med større afstand imellem sig, hvor det er atmosfærisk luft, som er isolatoren.

Da der ikke findes danske producenter af udstyr, vil det umiddelbart være lidt formålsløst at starte udviklingsprojekter på dette område. Man kan vælge at installere SF₆-frie afbrydere i 10 kV-systemet, hvis man ønsker at benytte teknologi, som ikke indeholder kraftige drivhusgasser.

Genanvendelse

COWI har med støtte fra Miljøstyrelsen gennemført et projekt med det formål at beskrive en metode til at reducere emissionen af SF₆ i denne sektor (Miljøprojekt nr. 592, 2001). I projektet er foretaget en kortlægning af problemet, og undersøgelsen viser, at der i de fleste elselskaber ikke sker indsamling af SF₆. I projektet er endvidere vist, at der findes renseudstyr, som kan rense SF₆ til den ønskede renhedsgrad (> 99,9%). Endelig skitseres et totalt genanvendelsessystem baseret på indsamling i returflasker, rensning og genbrug.

Det formodes, at dette system vil blive igangsat af elforsyningsbranchen, eventuelt med et starttilskud fra myndighederne.

5.4 Sporgas og andre laboratorieformål

Ifølge Miljøstyrelsens kortlægning er der i 1999 i Danmark et ubetydeligt forbrug til "Forskningsinstitutter". Tidligere benyttedes ca. 0,5 tons til dette formål, men en øget fokusering på stoffets miljøeffekt har sandsynligvis medvirket til at reducere forbruget og benytte alternativer.

Sporgas

DMU (Danmarks MiljøUndersøgelser) bruger en lille mængde SF₆ som sporgas i forbindelse med spredningsforsøg i atmosfæren. Disse forsøg udføres for at afprøve matematiske modeller for spredning, og denne type forsøg udgør bl.a. grundlaget for standarder for skorstenshøjder o.l.

Der er tale om anvendelse af små mængder, og anvendelsen af SF₆ som sporstof skyldes en række særlige egenskaber ved stoffet, som gør det vanskeligt at erstatte, herunder at det er præcist og specifikt detekterbart i meget lave koncentrationer, og at det har en meget lav forekomst i atmosfæren. Der har i udlandet været udført forsøg med et PFC-stof, men det er også miljømæssigt problematisk.

DMU vurderer, at der ikke findes noget brugbart alternativ, men at man forsat må begrænse og kontrollere den anvendte mængde i forbindelse med forsøg.

Der er ca. 5 danske laboratorier, som udfører forsøg med ventilation. Her benyttes små mængder SF₆ som sporstof til indendørs forsøg. Målingerne benyttes til at bedømme spredning af forurening, lækage fra varmevekslere og vurdering af kortslutning imellem luftstrømme m.m.

Teknologisk Institut har tidligere benyttet ca. 2 kg. pr. år til disse forsøg, men er nu i højere grad gået over til at benytte lattergas (N₂O).

5.5 Mikrochips

En række virksomheder har udviklet mikroprocesseringsteknologier og optiske komponenter, der er det teknologiske grundlag for fremstilling af halvlederkomponenter, biochips og optiske fibre. Dette gælder IONAS A/S, der fremstiller mikrochips, Grundfos (tidl. ADC), der bl.a. fremstiller sensorer til pumpe- og kedelsystemer samt Lucent Technologies Denmark, der fremstiller optiske fibre.

Kendetegnende for disse processer er, at de i anvendelsen af de industrielle drivhusgasser HFC, PFC og/eller SF₆ erstatter anvendelsen af andre kemikalier, f.eks. SiF₄, som har arbejdsmiljømæssige problemer.

Både for processen ved fremstilling af optiske fibre, mikrochips og sensorer gælder derfor, at der i dag og i den nærmeste fremtid ikke findes relevante alternativer til anvendelsen af drivhusgasserne.

Et andet særkende ved anvendelsen af disse processer til fremstilling af f.eks. optiske fibre til lyslederkabler mm., mikrochips og sensorer til vandpumper mv. er, at de bidrager til positive miljøgevinster.

Generelt for fremstillingen af produkter, der anvender disse gasser, gælder, at drivhusgasserne helt eller delvist nedbrydes under selve fremstillingsprocessen..

Mikrochips

Mikrochips kan øge kommunikationen gennem lyslederkabler med en faktor 10. Fælles for danske virksomheder som IONAS, der fremstiller disse chips, er, at de benytter fremstillingsteknologier, som er implementeret fra Mikroelektronikcentret (MIC), DTU. Der er tale om en teknologi, som benyttes på globalt plan (med små varianter).

I processen benyttes små mængder SF₆, HFC-23, PFC’er (især CF₄, men også lidt C₂F₆ og C₂F₆. Forbruget i Danmark vurderes p.t. at være få hundrede kilogram, og det vurderes endvidere, at forbruget vil blive af størrelsesordenen 1 tons pr. år, når virksomhederne, som er i støbeskeen kommer i produktion.

Mikrochips fremstilles af IONAS A/S ved en proces, hvor chippen ætses med drivhusgassen, således at slutproduktet ikke indeholder disse gasser. MIC oplyser, at hovedparten af gasserne bliver ødelagt under processerne. Dette gælder både SF₆ og andre stoffer, der indgår i processerne.

Sensorer

Grundfos anvender ligeledes små mængder SF₆ til at producere en type sensorer, som har til formål at reducere energiforbruget i pumper. Grundfos’ miljøafdeling har foretaget livscyklusberegninger på, hvor mange CO₂-ækvivalenter energibesparelsen ved forbrug af sensorerne svarer til sammenlignet med det SF₆ –forbrug, der indgår ved fremstilling af sensorerne. Beregningerne viser, at energibesparelsen i pumperne hurtigt kompenserer for den ekstra udslip af SF₆.

Lyslederkabler

Lucent Technologies Denmark fremstiller optiske fibre til brug ved fremstilling af lyslederkabler.

Til produktion af optiske fibre har man på globalt plan anvendt flour-forbindelser i de sidste 20 år. Efter udfasning af CFC-12 er man gået over til C₂F₆ og senest til SF₆. Gasserne nedbrydes i processen ved temperaturer på 2000 grader celcius, og flour bindes i glasset, der bliver til optiske fibre.

Reaktionsprodukterne renses efterfølgende i en vådskrubber. Grundet den ekstrem høje varmeudvikling under selve processen er der ingen emission herfra. Der bidrages hermed ikke til drivhuseffekten.

Erstatning for SF₆ til fremstilling af optiske fibre er endnu ikke fundet, idet flour-forbindelsens egenskaber skal bruges i glasset. Flourforbindelser fra andre og lettere nedbrydelige kemikalier ønskes ikke af arbejdsmiljømæssige årsager. F.eks. er alternativet SiF₄ giftigt. Det er i øvrigt kun i tilfælde af fejl, at der vil ske gasudslip ved fremstilling af optiske fibre.

Projektforslag

5.6 Eventuelle andre anvendelser af SF₆

Teknologisk Institut har p.t. ikke kendskab til andre anvendelser af SF₆ i dansk industri end ovennævnte.

Der er forskellige efterretninger om, at der i Tyskland forbruges store mængder SF₆ (af størrelsesordenen 100 tons/år) til opblæsning af bildæk, men denne anvendelse kendes ikke i Danmark

Nike sportssko

Teknologisk Institut er dog bekendt med, at der benyttes SF₆ i såler i Nike sportssko. Ifølge et brev fra Sarah Severn, Director for Nike Environmental Action Team til Greenpeace Danmark (dateret 12. september 1997) benyttedes i året 1. april 1996 til 31. marts 1997: ca. 288 tons. Stoffet benyttes i Nikes air-modeller, og alle sålerne er produceret i USA.

Nike oplyser i september 2001 til Greenpeace Danmark, at man er i gang med at afvikle brugen af SF₆ i sine produkter, og fra udgangen af 2002 vil ingen sportssko eller andre Nike-produkter blive produceret med SF₆. Fra 1. juli 2003 vil der ikke længere blive sendt SF₆-holdige produkter på markedet. Nike regner med, at forbruget i 2001 vil være reduceret med 80 % i forhold til forbruget i 1997.