Vi står i en energiomstilling, hvor flere og flere sektorer i samfunnet blir elektrifisert. Dette må til om vi skal klare å redusere klimagassutslippene våre tilstrekkelig, men det stiller også krav til robustheten av kraftsystemet vårt. Ikke minst er det viktig at vi klarer å kontrollere energiflyten i nettet, og det gjøres blant annet ved hjelp av strømbrytere. Strømbrytere (også kalt koblingsanlegg) for distribusjons- og transmisjonsnettet må ha høy pålitelighet over lang tid, og typisk levetid er 40-50 år.
Problemstillingen kort oppsummert:
- PFAS (per- og polyfluoralkylstoffer) er en stor gruppe molekyler (flere tusen forskjellige) som kjennetegnes ved at de består av korte eller lange karbonkjeder med fluor festet til seg. Mange av disse molekylene har kjente negative helse- og miljøeffekter. De er ofte veldig stabile og brytes ikke ned i naturen (derav kallenavnet evighetskjemikalier)
- SF6-gass (sulfurheksafluorid) er en kraftig klimagass. Den har til nå vært mye brukt som isolasjonsgass i store koblingsanlegg i strømnettet, men gassen skal nå fases ut.
- I tillegg inneholder mer eller mindre alle brytere, både med og uten SF6, PFAS, som det nå også diskuteres restriksjoner på.
SF6 er pålitelig, men en klimaversting
De siste tiårene har den regjerende teknologien for disse strømbryterne vært basert på SF6-gass (sulfurheksafluorid). Denne gassen er stabil, har god termisk ledningsevne, og er en utmerket elektrisk isolasjonsgass. Alle disse gode egenskapene blir dessverre utkonkurrert av at den også er den kraftigste klimagassen vi kjenner til.
Selv om årlige SF6-lekkasjer fra installerte koblingsanlegg i Norge er betraktelig redusert og ligger på under 0,25 % de siste åtte årene, representerer SF6-utslipp over 70 % av Statnetts direkteutslipp av klimagasser.
EU har nå satt ulike sluttdatoer på bruk av SF6 i nye strømbrytere og koblingsanlegg mellom 2026 og 2032, avhengig av spennings- og strømnivå. Bransjen har derfor jobbet intenst de siste 10-20 årene for å utvikle mer miljøvennlige alternativer, som samtidig er like pålitelige. Forskjellige selskap har utviklet ulike typer bryterteknologi, og mange har nå utviklet strømbrytere uten SF6 for alle sine produkter.
EUs brede forslag for PFAS-restriksjoner kan påvirke bryterteknologien
I tillegg til utfasing av SF6, jobber også EU for å forby andre stoffer som kan være en belastning mot klima, miljø og helse. I starten av 2023 la fem medlemsland av ECHA (European Chemicals Agency) fram et utkast til et bredt restriksjonsforslag mot PFAS.
Mange PFAS-molekyler er veldig stabile og har gode tekniske egenskaper. Det er nok derfor de har blitt populære og har mange bruksområder. Noen eksempler på hvor PFAS blir brukt er i kosmetikk, skismøring (bruk av fluor i smøring er nå forbudt å bruke i skirenn, nettopp pga de skadelige effektene på naturen), stekepanner, regnjakker, men også i elektronikk og batterier.
Det brede restriksjonsforslaget foreslo først et forbud på all bruk, salg og produksjon av PFAS (gitt enkelte utsettelser på forbudet for noen bruksområder). Basert på flere tusen innspill som ble sendt inn i løpet av første høringsperiode i 2024 har det nå kommet et nytt PFAS-restriksjonsforslag[1]. ECHA kaller dette dokumentet Draft Background Document.
Hvor finnes PFAS i kraftnettets brytere?
Den følgende teksten tar for seg hvor man finner PFAS i brytere, hvorfor de har blitt brukt, og hva det oppdaterte PFAS-restriksjonsforslaget sier om utfasing av disse PFASene. Før du leser videre må du ta med deg to viktige forbehold:
- Dette er fortsatt et forslag til restriksjon. Forslaget har allerede blitt endret siden det først ble lansert i 2023, og det er både mulig at forslaget blir endret eller forkastet i fremtiden. Det er likevel et seriøst og gjennomarbeidet forslag, og vil bli behandlet av EU om noen år.
- Det oppdaterte PFAS-restriksjonsforslaget (Draft Background Document) er et stort dokument på flere tusen sider. Denne artikkelen er mitt forsøk på å tolke teksten. Det kan likevel være misforståelser eller feil, så bruk gjerne tid selv på å lese og skjønne restriksjonsforslaget.
Teflondyser
Det er flere ulike PFAS som brukes i strømbrytere, og noen av dem er essensielle for at bryteren i det hele tatt skal virke. Ett eksempel er teflondyser, som guider kald gass og dermed slukker den varme lysbuen som brenner mellom kontaktene under en strømbryterprosess.
Lysbuen er svært varm, over 10 000 grader, og litt av teflonen gasser også av under bryterforløpet. Dette er med på å hjelpe strømbrytningen, fordi fluor har veldig god elektrisk isolasjonsevne (SF6 består jo for eksempel av seks fluoratomer). Teflonen er essensiell, både fordi den er robust, samtidig som det som blir slitt av bidrar positivt til strømbrytningen.
Ingen har ennå funnet en fullverdig erstatning for teflondyser, selv om det forskes aktivt på. Teflondyser brukes i dag både i eksisterende SF6-brytere, og i brytere med alternative gasser. Eneste unntak er vakuumbrytere, men disse er ikke utviklet for alle spennings- og strømnivåer. Denne teknologien er ofte mer kostbar enn en gassbryter.
Sånn PFAS-restriksjonsforslaget står nå, vil teflondyser bli forbudt i alle nye strømbrytere:
- 18 måneder etter at PFAS-restriksjonsforslaget blir gjeldende for strømbrytere til og med 145 kV
- 6,5 år etter implementeringsdato for brytere over 145 kV.
Det vil fortsatt være lov å bruke eksisterende brytere som inneholder teflondyser ut bryterens levetid, men man kan ikke sette inn reservedeler som er laget av teflon etter 21,5 år (26,5 år for brytere over 145 kV) etter implementeringsdato.
Teflondyser faller inn under ECHA sin PFAS-underkategori «Energy».
Nitrilgass
Et av de mest populære SF6-alternativene for koblingsanlegg på transmisjonsnettnivå er gassblandinger med 3-6 % nitrilgass (C4F7N) som ble lansert rundt 2015. Dette er også en PFAS (den består av flere karbonatomer med fluor koblet på). Denne SF6-erstatteren står dermed i fare for å bli forbudt bare få år etter at den ble lansert.
Sånn PFAS-restriksjonsforslaget står nå, vil nitrilgass bli forbudt i alle nye strømbrytere:
- 18 måneder etter implementeringsdato for brytere til og med 145 kV
- 6,5 år etter implementeringsdato for brytere over 145 kV
Påfylling av nitrilgass i eksisterende strømbrytere vil være lov ut hele levetiden til bryteren (Her er det litt uklare formuleringer, så mulig reglene er litt annerledes for brytere installert 18 måneder etter implementeringsdato for brytere over 145 kV.)
Nitrilgass faller inn under ECHA sin PFAS-underkategori «Fluorinated gases».
Elektronikk, ledninger, pakninger og smøring
Det er også PFAS i mange andre deler av et koblingsanlegg, slik som i all elektronikk som styrer bryteren. Man kan også finne PFAS, ofte teflon, i smøring (lubrication), som sørger for at bevegelige deler holder seg bevegelige i mange år, og i pakninger som holder koblingsanlegget gasstett.
Slik forslaget for PFAS-restriksjoner står nå må alle disse produktene eller delene være PFAS-frie 13,5 år etter implementeringsdato. Reservedeler i eksisterende koblingsanlegg vil kunne benyttes i 33,5 år etter implementeringsdato.
Disse mer generelle produktene faller inn under «general applications» i ECHA sitt PFAS-restriksjonsforslag.
Ny runde med teknologiutvikling uten SF6
Som nevnt har industrien jobbet hardt de siste 10-20 årene for å utvikle mer miljøvennlig bryterteknologi uten SF6. Nå må de kanskje begynne på nytt, for å utvikle brytere uten bruk av teflon og andre stoffer som faller under kategorien PFAS.
Det vil ikke bli lett, for PFAS er brukt fordi de ofte har gode tekniske egenskaper som å tåle høye temperaturer, gi lite friksjon i glideflater, hjelpe til med strømbrytning når fluor frigjøres fra dysen, og være elektrisk isolerende.
Bransjen har de siste årene vist at de har klart en omfattende teknologiutvikling, der de nå har klart å utvikle ny SF6-fri teknologi, og det er mulig de klarer det igjen. Mange spør seg likevel om de nå har nådd smertegrensen: Kraftsystemet trenger pålitelige løsninger som kan vare i mange år. Vil strenge PFAS-restriksjoner begrense bryterteknologi slik at det går ut over påliteligheten?
Har du meninger om forslaget om PFAS-restriksjoner?
ECHA jobber fortsatt med å kartlegge de sosioøkonomiske konsekvensene av PFAS-restriksjonsforslaget, og diskuterer kategori for kategori med eksperter og industri. De har planlagt en ny åpen høringsperiode på 60 dager fra midten av mars 2026, hvor både enkeltpersoner, bedrifter og organisasjoner kan melde inn argumenter og relevant informasjon på de sosioøkonomiske aspektene av PFAS-restriksjon i ulike sektorer.
Dersom du har innspill, finnes det informasjon om hvordan man kan sende inn disse på ECHA sine hjemmesider. I en slik høringsrunde er det viktig å få frem alle aspekter slik at vedtaket som gjøres til slutt blir så bra som mulig.
For å få til det grønne skiftet er vi avhengige av solide strømnett med strømbrytere som fungerer, og som i seg selv er miljøvennlige. Dilemmaet er å vite hvor strenge krav vi kan sette til miljø før det påvirker forsyningssikkerheten.
IPN FreeSwitch forsker på denne tematikken:
I IPN FreeSwitch jobber ABB, SINTEF Energi og NTNU sammen for å utvikle en tre-posisjons lastbryter for 12 og 24 kV, ved bruk av gasser med naturlig opprinnelse og uten bryterkomponenter som inneholder PFAS.
Prosjektet søker også å forstå fysikken til gasser med naturlig opprinnelse på høy trykk som isolasjonsmedium i brytere. I tillegg skal IPN FreeSwitch utføre fullskala tester i henhold til relevante produktstandarder.
Kommentarer
Ingen kommentarer enda. Vær den første til å kommentere!