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綠能發電電力設備所洩漏的溫室氣體SF6 甚至比CO2還糟 這該如何解決呢

BBC於2019/09/13發表了一篇名為「氣候變遷:電力產業齷齪的密秘加速地球暖化(Climate change: Electrical industry’s ‘dirty secret’ boosts warming )」的 報導 ,讓我們知道了一個驚人的秘密,風力發電及相關電力設備裡,因為有種為了電力設備安全性而使用的重要氣體SF6(Sulphur hexafluoride),竟然是比CO2還要嚴重的溫室氣體,光是2017年在英國及歐盟其他國家所洩漏出來的SF6氣體,數量不多但其溫室效果就等同於130萬輛量汽車廢氣排放對環境的傷害。

SF6具有成本低簾、不可燃的特性,是無色無味的人工合成氣體,SF6大量被用在中、高電壓設備裡,作為非常有效的絕緣體,像是發電廠、風加發電渦輪機、電力中繼站…等地方都會使用到SF6,有了SF6可以防止電力設備發生短路…等各種意外或起火。


電力設備短路所造成的危害

但是SF6有個致命的缺點,就是它是高度溫室氣體,比起惡名昭彰的溫室氣體二氧化碳(CO2)還要”溫”23,500倍,BBC報導中舉個例子,1公斤的SF6相當於24個人搭飛機往返倫敦到紐約所造成的溫室效應,更麻煩的是SF6是人造氣體,大自然原本並沒有這種氣體,因此SF6不容易被自然分解,洩漏出來的氣體至少會存在自然中1,000年。

既然SF6對地球如此不友善,為何我們要使用SF6呢?因為全球電力供應的模式正在快速轉變,由過去中央大型發電場,漸漸轉換成多樣化發電來源的分散式電場,像是太陽能、風力、生物能,也因此電力的傳輸上,分散式電網需要更多的連接器、電力開關、斷路器…等電力設備,相對上對於用在設備裡防止電力意外的SF6的需求自然也就節節上升。

Costa Pirgousis 是蘇格蘭再生電力(Scottish Power Renewables)的工程師,該電廠位在東英格蘭外海East Anglia 風場的電力設備並沒有使用SF6氣體,但是他說隨著全球可再生能源的計劃愈來愈龐大,會有愈來愈多的風力發電渦輪機設備,也就會有更多的電力開關電氣設備,SF6的需求也隨之增加,多年來SF6已證明它用在離岸風電很可靠且低維護性。


光是英國的電網及變電所上所用的SF6就有大約100萬公斤,卡迪夫大學(University of Cardiff)的研究指出SF6使用量每年增加約30-40公頓,這也反應出整個歐盟28個成員國裡2017年洩漏出來的SF6相當於673萬公頓的二氣化碳(CO2),這差不多等於130萬輛車一年的排放量。

布里斯托爾大學(University of Bristol)的研究人員監控大氣溫室氣體濃度,在過去20年有顯著的上升,而SF6會在大氣層中最主要來源就是電力公司。根據製造未含SF6電力相關設備的Eaton公司說,含有SF6的電力設備在使用年限內的洩漏量可能達到15%。

新的設備的洩漏量會少很多,但是實際上大部份電力設備並非是新的電力設備。
雖然目前大氣中SF6的濃度與CO2相比還是微乎其微,但是未來預期使用SF6的設備到了2030年將會增加75%,目前已開發國家每年必須將偵測到的濃度回報給聯合國,不過開發中國家則不在此限制內,也因此科學家目前偵測到的大氣濃度含量,比起這些國家回報的濃度超出十倍。

歐盟曾經在2014年時試圖禁用包括SF6在內對大自然環境有害的人造氣體,也包括用在冰箱和冷氣機裡的氣體,但是當時受到全歐盟相關產業界的極力反對,最後電力公司的遊說佔了上風,歐盟做出讓步,電力公司的一大理由是大家想要將依賴的能源盡量轉移到電力,所以需要佈建更多的電力設備,也因此需要更多的SF6,如果禁用SF6將導置能源轉移的腳步放緩。

目前SF6已經有相對對環境友善的替代品可以使用,但是均未如同SF6這樣長期使用並獲得證明確實有效,電力公司 的文化 長期以來是相對保守的,他們不希望冒著太大的風險來更換使用新氣體,尤其是當法規沒有禁止使用SF6時,電力公司就更沒有動機主動使用新的替化品。

不過仍然有風電公司注意到這個問題並且願意使用不含SF6的電力設備,蘇格蘭電力公司位在東英格蘭離岸風電場,是目前全球最大的風力發電場,就完全使用不含SF6氣體的電力設備,該風力發電場到2020年將可以產出714MW(百萬瓦)的電力,足以供應50萬戶家庭使用。

過去像這樣的離岸風力發電場都需要使用SF6來避免因為電力意外導致的火災,每支風力渦輪機大約需使用5公斤的SF6,如果洩漏到大氣環境中將有177公噸那麼多,相當於25部汽車一年的CO2排放量。

但是東英格蘭離岸風電場使用純淨空氣與真空技術,來取代SF6同時還保有一樣的效果、可靠度,所以是有很不錯的替代方案可以用來取代SF6,只是即使可以使用新技術在風扇渦輪發電設備上,但是到了將102座風扇串連起來的大型離岸風電變電所時,仍然必須使用SF6。

現在只能指望歐盟明年將再審查SF6及市場上的替代方案,看能不能儘早禁止使用SF6,不過專家預估最樂觀來看SF6禁令可能也得等到2025年才會發生。

後記:我們一直希望能多多增加再生能源的佔比,取代高汙染性的石化燃料發電或核能發電,再生能源似乎是一條完美的道路,但是如果因為許許多多利益團體一樣將再生能源視為搖錢樹,或是人類的生活依然著重享受而消耗許多不必要的資源,無法做到環保回收節能減碳,那麼最後的結果依然會是一個殘破不堪的地球母親,因此這篇報導提醒了我們,必須要時時刻刻警覺包裹在美麗糖衣的底下,是否又有令人無法接受的骯髒妥協。

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