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3M公司宣布停止C4和C5氣體

2023年03月24日 07:54:51 來源：上？剖萍及l(fā)展有限公司

 

一、事件：PFAS的興起與退出？

 

2022年12月20日，美國3M公司宣布將于2025年年底停產58種全氟烷基和全氟烷基物質（Per/polyfluoroalkyl substances, PFAS）產品，其中包含全氟（C4F7N，3M Novec 4710）、全氟戊酮（C5F10O，3M Novec 5110），以減少或消除PFAS對氣候環(huán)境和生態(tài)健康的影響。PFAS是一系列的合成有機氟化物總稱，其在多個行業(yè)如芯片制造、滅火劑、油漆、防水劑等獲得了廣泛應用，但PFAS生產和使用環(huán)節(jié)所帶來的環(huán)境威脅引發(fā)了環(huán)保組織及政策制定者的關注。

 

 

而此次停產涉及到的C4F7N、C5F10O自2015年由3M聯(lián)合通用電氣（GE）、ABB等推出以來，獲得了國內外學者的廣泛關注。特別是針對其絕緣、穩(wěn)定及分解、材料相容、生物安全性等方面的研究，證實了其具備作為絕緣介質替代SF6應用于中、高壓設備的潛力。但作為滅弧介質應用于斷路器、負荷開關等場景時，這兩類氣體仍存在瓶頸，尤其是固體析出、毒性分解產物、重復開斷性能不足等問題。盡管如此，通用、ABB等自2016年起已在歐洲多國實現(xiàn)了C4F7N、C5F10O混合氣體145kV GIS、420 kV GIL、24kV 開關柜等設備應用，國內近年來也研發(fā)了C4F7N/CO2混合氣體開關柜、GIS、CT等設備并實現(xiàn)示范運行。

 

二、3M停產？是挑戰(zhàn)也是機遇

 

3M宣布停產C4F7N、C5F10O對我國氣體絕緣輸配電裝備產業(yè)發(fā)展既是機遇也是挑戰(zhàn)。
一方面，國內早在2019年已實現(xiàn)C4F7N的自主化生產，且C4F7N、C5F10O目前仍未獲得大規(guī)模推廣應用，因此我國對兩類氣體的需求量仍較低，受3M停產影響應該并不大。
另一方面，3M宣布停產PFAS警示我們要進一步探索SF6替代的新路徑、新方案。2022年歐盟也提出了含氟溫室氣體法規(guī)修正案，要求中、高壓電力設備中禁止使用GWP>10的含氟氣體，僅當有證據(jù)證明存在技術困難時可使用GWP小于2000的含氟氣體（表1所示）。
表1  歐盟含氟氣體修訂案對GWP>10氣體限制使用期限

電壓等級

禁用時間

≤ 24 kV

1st January 2026

≤ 52 kV

1st January 2030

≤ 145 kV, 50 kA

1st January 2028

> 145 kV, 50 kA

1st January 2031

 
為實現(xiàn)輸配電裝備產業(yè)可持續(xù)發(fā)展，一方面，采用干燥空氣搭配真空斷路器這一無氟方案被提出，并已實現(xiàn)145kV/40kA 的GIS研發(fā)及應用；另一方面，具有更低GWP值、安全和絕緣性能的新型環(huán)保絕緣氣體有望被推出，以解決空氣絕緣在更高電壓等級和容量下的技術瓶頸。
需要指出的是，3M中國明確指出C4F7N、C5F10O的停產并不意味著其否定了兩類氣體，而是基于美國政府不斷變化的PFAS外部監(jiān)管環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展的考慮。實際上，PFAS所涉及的58類電子氟化液或氣體目前在芯片制造、滅火劑、電力等領域均獲得了廣泛應用，3M在2025年前仍將繼續(xù)生產上述PFAS產品，同時盡可能推出新型替代方案，以避免相關PFAS限制政策的潛在負面影響。
對于我國輸配電裝備領域未來發(fā)展而言，我們需要堅持獨立自主的技術路線，科學合理地評估C4F7N、C5F10O等已有環(huán)保絕緣氣體綜合性能，在明確其應用場景、條件的基礎上開發(fā)相關設備，同時設計推出新氣體并應用新技術以推動輸配電裝備產業(yè)綠色低碳發(fā)展。另外，我國未來需要強化PFAS生產、應用及廢氣處置等領域的管控，避免其環(huán)境和健康危害。

        點評：未來中壓環(huán)保柜主要以干燥空氣或氮氣搭配真空斷路器的無氟方案；GIS/GIL將逐步推廣SF6/N2混氣方案，最終目標無氟時代；

西門子能源的干燥空氣GIS

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