隨著化石能源的持續(xù)消耗，2019年全球大氣二氧化碳濃度達(dá)到數(shù)百萬(wàn)年來(lái)最高水平，且升幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于過(guò)去10年的平均水平。因此，采取更有力度的行動(dòng)以應(yīng)對(duì)氣候變化已經(jīng)刻不容緩。

目前，包括中國(guó)“3060目標(biāo)”在內(nèi)，全球已有數(shù)十個(gè)國(guó)家和地區(qū)提出了“零碳”或“碳中和”的氣候目標(biāo)，電力基礎(chǔ)設(shè)施和高耗電行業(yè)作為電力低碳化的關(guān)鍵行業(yè)面臨來(lái)自外部和內(nèi)部的強(qiáng)大壓力。

可以看到，如何以可持續(xù)和氣候友好的方式滿足不斷增長(zhǎng)的電力需求，是目前電力行業(yè)低碳化轉(zhuǎn)型過(guò)程中面臨的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。2021年國(guó)家電網(wǎng)突出強(qiáng)調(diào)“堅(jiān)持綠色發(fā)展”，推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，加快推動(dòng)電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)升級(jí)，為清潔能源發(fā)展、滿足多樣化用能需求、提高能源效率提供支撐與服務(wù)。

作為能源管理和自動(dòng)化領(lǐng)域的專家，近日，施耐德電氣發(fā)布白皮書(shū)——《無(wú)六氟化硫（SF6 -free）結(jié)合數(shù)字技術(shù)，助力建設(shè)低碳高效電網(wǎng)》（以下簡(jiǎn)稱《白皮書(shū)》）指出，停止使用不可再生能源發(fā)電、提高現(xiàn)有電網(wǎng)和大型電力用戶的效率、減少對(duì) SF6 溫室氣體的依賴，推動(dòng)無(wú)六氟化硫技術(shù)在電氣設(shè)備中的應(yīng)用是電力行業(yè)低碳化轉(zhuǎn)型的3個(gè)主要方向。

電網(wǎng)低碳化的三大路徑

全球范圍內(nèi)的電氣化趨勢(shì)日益顯著，這更加凸顯了電力行業(yè)低碳化的必要性?！栋灼?shū)》指出，低碳化不僅需要電網(wǎng)和發(fā)電企業(yè)的減排，還與電力的高效輸送和使用密切相關(guān)。這意味著大型電力用戶（如石油和天然氣、食品飲料、水泥制造、數(shù)據(jù)中心等高耗電行業(yè)）必須在提高電力系統(tǒng)效率、減少碳足跡方面發(fā)揮重要作用。

因此，《白皮書(shū)》提出了電網(wǎng)低碳化的三大路徑。一是電網(wǎng)必須整合更多的可再生資源。

二是通過(guò)能效提升實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)低碳化。三是推動(dòng)無(wú)六氟化硫技術(shù)在電氣設(shè)備中的應(yīng)用數(shù)據(jù)顯示，SF6 的開(kāi)關(guān)設(shè)備在中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備中占據(jù)關(guān)鍵地位。目前歐盟 28 國(guó)估計(jì)有 1500 萬(wàn)臺(tái)中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備在運(yùn)行，其中有 1000 萬(wàn)臺(tái)使用 SF6。據(jù)弗勞恩霍夫能源經(jīng)濟(jì)和能源系統(tǒng)技術(shù)研究所估計(jì)，這些設(shè)備共含有 8600 噸 SF6  氣體，如若全部被釋放到大氣中，將相當(dāng)于排放了 1.96 億噸二氧化碳。而隨著電網(wǎng)擴(kuò)容，將有更多中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備被安裝，弗勞恩霍夫研究所的預(yù)測(cè)模型顯示，保守情形下，從現(xiàn)在到 2050 年，歐洲電網(wǎng)擴(kuò)容將使開(kāi)關(guān)設(shè)備總量增加 42％，這無(wú)疑進(jìn)一步加劇了氣候風(fēng)險(xiǎn)。

SF6-free結(jié)合數(shù)字技術(shù)助力實(shí)現(xiàn)低碳高效電網(wǎng)

《白皮書(shū)》指出，數(shù)字化設(shè)備（包括無(wú)六氟化硫設(shè)備）是提高發(fā)電、配電和用電效率并實(shí)現(xiàn)低碳化的起點(diǎn)。數(shù)字化設(shè)備及其收集和傳輸?shù)男畔閷?shí)現(xiàn)一系列技術(shù)、運(yùn)營(yíng)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益打開(kāi)了大門(mén)。

首先，互聯(lián)互通的數(shù)字化設(shè)備助力集成更多可再生能源。分布式可再生能源的大量引入，使電網(wǎng)變得越來(lái)越難以管理。其原因在于，許多配電網(wǎng)的物聯(lián)化程度較低或只實(shí)現(xiàn)了部分物聯(lián)化，特別是在中/低壓變電站的下游。對(duì)老式變電站中的中壓設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，需要采用復(fù)雜的、侵入性的方法，成本很高。因此，要想獲得準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的電壓測(cè)量結(jié)果，就需要部署新的解決方案和傳感器，從而最大程度降低全球電網(wǎng)的長(zhǎng)期成本。為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，可以部署一些新的數(shù)字化解決方案。

其次，互聯(lián)互通的數(shù)字化設(shè)備助力提高效率。借助提高能效的數(shù)字技術(shù)，配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)在可以改善其網(wǎng)絡(luò)。

第三，減少對(duì)SF6溫室氣體的依賴。德國(guó)OKO-RECHERCHE科學(xué)院的一份簡(jiǎn)報(bào)稱：“近年來(lái)，無(wú)六氟化硫（SF6-free）中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步?！笔聦?shí)上，大型電氣設(shè)備制造商已開(kāi)始提供各種環(huán)境友好型開(kāi)關(guān)設(shè)備，這些設(shè)備使用全球變暖前能值為零的絕緣和斷流介質(zhì)。各地在政策上的支持也很顯著，SF6 是《京都議定書(shū)》（1997年）中列出的6種溫室氣體之一，目前已有191個(gè)國(guó)家簽署了該議定書(shū)。此外，歐盟在2006年制定了氟化氣體條例，旨在減少預(yù)期之外的 SF6排放量。

施耐德電氣基于多年潛心研究，提出“干燥空氣是最佳的SF6替代氣體”，并推出全新無(wú)六氟化硫中壓開(kāi)關(guān)柜系列，使用干燥空氣作為絕緣氣體，徹底消除了SF6溫室氣體的排放，走出了實(shí)現(xiàn)真正綠色電網(wǎng)的關(guān)鍵一步。

《白皮書(shū)》指出，目前，向無(wú)六氟化硫未來(lái)過(guò)渡的進(jìn)程已經(jīng)開(kāi)始，技術(shù)、用戶和利益相關(guān)者都已經(jīng)做好準(zhǔn)備。通過(guò)從現(xiàn)有電網(wǎng)中逐步去除這種危害巨大的溫室氣體，可以將電力這種最高效的能源形式對(duì)氣候變化的影響降至最低。在中國(guó)，施耐德電氣將積極推動(dòng)無(wú)六氟化硫與數(shù)字化技術(shù)的結(jié)合，雙管齊下，提高電網(wǎng)效率、促進(jìn)電網(wǎng)低碳化，才能進(jìn)一步加快實(shí)現(xiàn)綠色電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。（林   楚）