En studie ledet av SINTEF viser effekten av ulike veier til lavere utslipp. Her har vi sammenlignet ulike strategier for å skifte ut effektbrytere med SF6, og beregnet fremtidige utslipp og komponentbehov.
De fleste strømbrytere i distribusjons- og transmisjonsnettet (over 11 kV) inneholder en gass kalt sulfurheksafluorid – SF6. I årtier har denne gassen vært mye brukt i kraftsystemet fordi den har svært gunstige elektriske egenskaper knyttet til isolasjon og brytning av strøm.
Men SF6 er en kraftig klimagass, og EU har satt sluttdatoer for å ta i bruk nye strømbrytere som bruker SF6. Fra januar 2026 må nye brytere i mellomspenningsanlegg til og med 24 kV være SF6-frie, mens fristen er 2032 for de høyeste spenningene.
Utvikling av SF6-frie alternativer som kan erstatte dagens teknologi er derfor i gang. I EU-prosjektet MISSION, som ledes av SINTEF Energi, skal partnerne både utvikle og demonstrere ny SF6-fri teknologi, samt undersøke effekter på system og klima ved implementering av ny bryterteknologi. Sammen med forsknings- og industripartnere fra flere europeiske land (NTNU og Statnett er partnere fra Norge) har vi også undersøkt hvordan overgangen til et SF6-fritt kraftsystem kan se ut.
Effektbrytere trengs overalt
Effektbrytere beskytter både brukere av og komponentene i kraftsystemet vårt og er helt nødvendige for forsyningssikkerheten. Disse brukes til å koble inn og ut komponenter som kraftlinjer, kabler og transformatorer, noe og behøves derfor overalt i kraftsystemet.
Som en del av arbeidet i MISSION har vi beregnet antallet effektbrytere som er i drift i dag, både i Norge og Europa. Som figuren under viser, dreier det seg i Norge om rundt 4100 og 1500 effektbrytere i henholdsvis regionalnettet og transmisjonsnettet. For Europa er det samlede antallet beregnet til å være om lag 25 ganger høyere.
Effektbrytere som kilde til utslipp av SF6
Utslipp av SF6 fra effektbrytere kommer både i form av små, kontinuerlige lekkasjer, samt større utslipp i forbindelse med feil og uhell. Noen utslipp skjer også under håndtering og resirkulering av gassen ved endt bruk.
De siste 10–15 årene har utslippene fra det norske kraftsystemet vært stabilt lave, ifølge Brukergruppen for gassisolerte koblingsanlegg. I 2023 var utslippet av SF6 på ca. 500 kg, som tilsvarte 0,13 % av den totale anleggsmassen. Norge har svært lave utslipp i internasjonal sammenheng, hvor utslipp i størrelsesordenen 0,5 %–1 % er typisk.
Mengden SF6 i hver effektbryter har også betydning for størrelsen på utslippene. Dette varierer betydelig ut ifra spenningsnivå, alder og anleggstype – fra 2–3 kg til over 1000 kg per bryterfelt. Teknologisk utvikling har de siste tiårene bidratt til lavere innhold og lekkasje fra bryterne.
Ulike veier til lavere utslipp
I arbeidet med å undersøke overgangen til et fremtidig kraftsystem har vi definert og sammenlignet to ulike strategier for å eliminere utslippene av SF6.
Det første alternativet er en gradvis utfasing av SF6, der eksisterende SF6-baserte brytere forblir i drift til de når sin tekniske levealder, og alle nye effektbrytere er SF6-frie når denne teknologien er tilgjengelig.
Det andre alternativet er en fremskyndet utfasing av SF6. Dette innebærer at alle SF6-baserte effektbrytere skiftes ut innen 2050. Både Statnett i Norge og National Grid i Storbritannia har satt egne mål om en SF6-fri anleggsmasse innen 2050.
Vi har også studert et tredje alternativ, hvor vi forutsetter fortsatt bruk av SF6-basert bryterteknologi. Med denne strategien vil utslippene av SF6 likevel reduseres noe sammenlignet med i dag, ettersom moderne SF6-brytere inneholder mindre SF6 og har lavere lekkasjer enn mange aldrende komponenter som er i drift i dag.
Denne figuren viser hvordan de totale fremtidige utslippene utvikler seg frem til år 2100 med disse tre strategiene.
De laveste utslippene oppnås, som forventet, ved en fremskyndet overgang. Beregningene viser at alle SF6-baserte effektbrytere vil nå endt levetid og fases naturlig ut i løpet av 2070-tallet (gitt at SF6-frie alternativer tilgjengeliggjøres og tas i bruk i nær fremtid), så de totale utslippene ved en gradvis utskifting er bare 15 % høyere. Størsteparten av utslippene for de to utskiftingsstrategiene skjer før 2050, og sammenlignet med fortsatt bruk av SF6 gir begge utskiftingsstrategiene tydelige kutt i utslipp.
Et SF6-fritt system i 2050 kommer ikke uten ekstra kostnad …
Behovet for nye komponenter er stort, selv ved en gradvis overgang til et SF6-fritt kraftsystem. Figuren under viser at det med en slik strategi er behov for å sette i drift flere effektbrytere innen 2050 enn hva som allerede finnes i drift i dag.
Effektbrytere har en forventet levetid på nærmere 35–40 år. En fremskyndet overgang til et SF6-fritt kraftsystem medfører derfor utskifting av mange fullt fungerende komponenter, og vil kreve 50 % flere effektbrytere innen 2050 sammenlignet med en gradvis overgang.
… Ei heller uten praktiske utfordringer
Det er også praktiske utfordringer knyttet til å realisere et SF6-fritt kraftsystem innen 2050. Omkringliggende anleggsdeler må tas ut av drift for å kunne skifte ut effektbryterne, noe som legger beslag på ressurser hos nettselskapene og overføringskapasiteten i systemet. I områder der nettet driftes med små marginer må netteier vente med å gjøre utskiftinger til anledningen byr seg, noe som forsinker en slik overgang til et SF6-fritt system.
Et annet usikkerhetsmoment er hvordan overgangen til SF6-fri teknologi vil påvirke leverandørsiden, både med tanke på tilgjengelighet og priser. Etterspørsel etter SF6-frie effektbrytere vil være stor de neste årene fra samtlige europeiske nettselskaper, og bare en håndfull leverandører kan tilby denne teknologien.
SF6-frie effektbrytere vil redusere utslipp
Arbeidet i MISSION-prosjektet har vist verdien av å utvikle SF6-frie alternativer og å ta disse i bruk raskt.
Når det kommer til fremtidig utvikling ser vi ulike oppfatninger blant nettselskapene, der eksempelvis Statnett og National Grid har ambisiøse mål, mens andre lands nettselskaper igjen ser både økonomiske og praktiske hindringer som begrenser muligheten for å nå et SF6-fritt system i 2050. Samtidig er utviklingen av SF6-frie alternativer på god vei, og analysene våre viser at størsteparten av de fremtidige utslippene vil elimineres innen 2050 selv ved en gradvis utfasing av effektbrytere med SF6.
Om man ikke når målet om å eliminere all SF6 innen 2050 vil man likevel ha kommet svært langt på veien mot et utslippsfritt kraftsystem.
Denne teksten ble først publisert i Energiteknikk, utgave 5/2025
Referanser:
Treider, T. & D’Arco, S. (2025). Estimating the Norwegian circuit breaker population towards 2050. CIGRE 2025 Symposium Trondheim, 1329
D’Arco, S. et al. (2025). Scenarios and vulnerabilities related to introducing SF6– free technologies in the grid. MISSION Deliverable D1.1
MISSION-prosjektet har mottatt finansiering fra EUs forsknings- og innovasjonsprogram Horizon Europe under tilskuddsavtale nr. 101135484
Kommentarer
Ingen kommentarer enda. Vær den første til å kommentere!