الجهد المتوسط: يهدف أحدث مقترح للمفوضية الأوروبية بشأن غازات الاحتباس الحراري المفلورة (F-gases) إلى خفض استخدام سادس فلوريد الكبريت (SF6) - وهو غاز دفيئة شديد الفعالية - بشكل كبير في معدات التبديل المعزولة بالغاز ذات الجهد المتوسط (MV). ويسعى المقترح، بحلول عام 2030، إلى خفض استخدام سادس فلوريد الكبريت في معدات التبديل المعزولة بالغاز ذات الجهد المتوسط بمقدار الثلثين مقارنةً بمستويات عام 2014.
على الرغم من هذا الهدف الطموح، لا تُشرف لوائح الاتحاد الأوروبي الحالية على مخزونات سادس فلوريد الكبريت أو انبعاثاته في قطاع الجهد المتوسط، بينما تخضع معدات التبديل ذات الجهد العالي (HV) لضوابط تنظيمية صارمة. ونظرًا لأن حجم غاز سادس فلوريد الكبريت المُركّب في معدات التبديل ذات الجهد المتوسط يُضاهي حجمه في معدات التبديل ذات الجهد العالي، فإن هذه الفجوة التنظيمية تُثير تساؤلات مهمة. لماذا يُغفل سادس فلوريد الكبريت في معدات الجهد المتوسط؟ وكيف يُمكن أن يُسهم تحسين تتبع المخزون وضوابط الانبعاثات في الحد من تأثيره البيئي؟
يستكشف هذا المقال الحاجة الملحة لمراقبة وتنظيم SF6 بشكل أكثر صرامة في معدات التبديل ذات الجهد المتوسط وكيف يمكن أن يؤدي ذلك إلى تبني البدائل المستدامة.
سادس فلوريد الكبريت (SF6) هو أقوى غاز دفيئة معروف اليوم، إذ تبلغ قدرته على إحداث الاحتباس الحراري العالمي (GWP) 25,200. هذا يعني أن كيلوغرامًا واحدًا فقط من سادس فلوريد الكبريت له نفس التأثير الحراري الذي يُحدثه 25,200 كيلوغرام من ثاني أكسيد الكربون. بالإضافة إلى ذلك، يبقى سادس فلوريد الكبريت في الغلاف الجوي لحوالي 3,200 عام، مما يجعل حتى الانبعاثات الصغيرة منه تهديدًا بيئيًا طويل الأمد.
حاليًا، تبلغ انبعاثات سادس فلوريد الكبريت العالمية حوالي 8,000 طن سنويًا، أي ما يعادل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون السنوية لـ 100 مليون سيارة. والأسوأ من ذلك، تشير التوقعات إلى أنه بحلول عام 2030، سيزداد استخدام سادس فلوريد الكبريت في معدات التوزيع الكهربائية بنسبة 75% مقارنةً بمستويات عام 2019.
في حين يُستخدم سادس فلوريد الكبريت على نطاق واسع في معدات التوزيع الكهربائية عالية ومتوسطة الجهد، والمحولات، ومحطات التوزيع الفرعية نظرًا لخصائصه الاستثنائية في العزل وإخماد القوس الكهربائي، إلا أن التخلص منه صعب للغاية ومكلف. أكد تقرير صادر عن مجلس موارد الهواء في كاليفورنيا (CARB) عام ٢٠٢٠ أن إعادة تدوير سادس فلوريد الكبريت أمر شائع، إلا أن التدمير الفعلي للغاز نادر نظرًا للتكلفة والصعوبة التي ينطوي عليها. ونتيجة لذلك، سيبقى معظم سادس فلوريد الكبريت المستخدم حاليًا إما في المعدات الكهربائية أو في الغلاف الجوي لقرون.
ونظرًا لهذه المخاطر، من الضروري تشديد الرقابة على استخدام سادس فلوريد الكبريت، لا سيما في قطاع المركبات متعددة الاستخدامات المتنامي.
حاليًا، تُطبق لوائح الاتحاد الأوروبي فقط على وحدات توزيع الغاز (GIS) التي تحتوي على ما لا يقل عن 6 كجم من سادس فلوريد الكبريت. ونظرًا لأن معظم وحدات توزيع الجهد المتوسط تحتوي على أقل من هذه النسبة، فإنها تقع خارج نطاق الرقابة التنظيمية. في المقابل، تخضع وحدات توزيع الجهد العالي لضوابط صارمة، تشمل:
وضع العلامات على المنتجات
متطلبات منع التسرب
فحوصات التسرب الإلزامية
التزامات حفظ السجلات
الإبلاغ عن الواردات والانبعاثات
يستند هذا التفاوت إلى افتراض أن وحدات توزيع الجهد العالي تُساهم بشكل أكبر في انبعاثات سادس فلوريد الكبريت (SF6) للأسباب التالية:
زيادة استخدام سادس فلوريد الكبريت لكل وحدة
التشغيل تحت ضغط غاز أعلى، مما يؤدي إلى زيادة مخاطر التسرب
زيادة احتمالية حدوث تسربات بسبب المعدات القديمة
على الرغم من صحة هذه المبررات، إلا أنها لا تُراعي الانبعاثات التراكمية لسادس فلوريد الكبريت من العدد الهائل من وحدات توزيع الجهد المتوسط، مما يجعل غياب لوائح تنظيم الجهد المتوسط إغفالًا بالغ الأهمية.
على الرغم من انخفاض انبعاثات الوحدة، فإن إجمالي مخزون سادس فلوريد الكبريت في معدات توزيع الجهد المتوسط يساوي مخزون معدات توزيع الجهد العالي. ومع ذلك، لا توجد متطلبات تتبع أو إبلاغ لسادس فلوريد الكبريت في معدات الجهد المتوسط.
وجدت دراسة أجراها معهد فراونهوفر أن معدلات تسرب سادس فلوريد الكبريت في معدات توزيع الجهد المتوسط تتفاوت بشكل كبير:
1.5% (أفضل الممارسات الصناعية)
40% (أسوأ السيناريوهات)
10% (المتوسط على مدار دورة حياة معدات التوزيع)
بين عامي 2010 و2020، انخفضت انبعاثات SF6 من معدات التبديل عالية الجهد من 6 إلى 5 أطنان، في حين زادت الانبعاثات من معدات التبديل متوسطة الجهد من 1 إلى 1.5 طن.
على الرغم من أن معدات التبديل ذات الجهد المتوسط مصممة لتكون خالية من الصيانة، إلا أن التسريبات البسيطة (0.1% سنويًا) لا تزال تحدث على مدار عمرها الافتراضي الذي يبلغ 40 عامًا.
يتم عادة إعادة تدوير SF6 من معدات التبديل ذات الجهد المتوسط المعطلة في مصانع التصنيع، ولكن لا يوجد أي تقرير عن الانبعاثات من عملية إعادة التدوير.
إن تدمير SF6 أمر صعب للغاية ومكلف، كما أن الانبعاثات الناتجة خلال هذه العملية لا يتم احتسابها في أي جرد.
بالنظر إلى المستقبل، من المتوقع أن يزداد تركيب معدات توزيع الجهد المتوسط بنسبة 40% بحلول عام 2050، مدفوعةً بما يلي:
توسيع وتحديث الشبكة
ارتفاع الطلب على الطاقة
نمو اعتماد الطاقة المتجددة
بما أن دمج الطاقة المتجددة يتم بشكل أساسي على مستويات الجهد المتوسط، فإن الحاجة إلى بدائل خالية من سادس فلوريد الكبريت ستزداد إلحاحًا. وبدون إشراف مناسب، فإن الاعتماد المستمر على سادس فلوريد الكبريت في معدات توزيع الجهد المتوسط سيعيق جهود إزالة الكربون بشكل كبير.
نظراً للمخاطر البيئية، ينبغي إدراج معدات التبديل الكهربائية متوسطة الجهد في المادتين 6 و7 من مقترح المفوضية الأوروبية بشأن الغازات المفلورة، والذي يشمل:
أنظمة كشف التسرب
متطلبات حفظ السجلات
من خلال تتبع انبعاثات سادس فلوريد الكبريت والإبلاغ عنها، يمكن للجهات التنظيمية:
تقليل تسربات وانبعاثات سادس فلوريد الكبريت
توفير حوافز لابتكار معدات تبديل كهربائية خالية من سادس فلوريد الكبريت
تسريع الانتقال إلى بدائل مستدامة
كان إعفاء معدات توزيع الجهد المتوسط من متطلبات الإبلاغ عن سادس فلوريد الكبريت مبررًا تاريخيًا باعتبارات عملية، نظرًا للعدد الكبير من وحدات الجهد المتوسط. ومع ذلك، نظرًا لأن أنظمة توزيع الجهد المتوسط تمثل 50% (وما زالت في ازدياد) من إجمالي انبعاثات سادس فلوريد الكبريت، فإن هذه الفجوة التنظيمية لم تعد مقبولة.
ولتحقيق قطاع طاقة صديق للبيئة، يجب أن يُصبح تتبع انبعاثات سادس فلوريد الكبريت والإبلاغ عنها وخفضها في معدات توزيع الجهد المتوسط أولوية. لن يقتصر دور تعزيز الرقابة على الحد من الأضرار البيئية فحسب، بل سيعزز أيضًا اعتماد بدائل خالية من سادس فلوريد الكبريت على نطاق واسع، مما يضمن مستقبلًا أكثر استدامة للطاقة.