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17.12.2020 | Energie + Umwelt | Im Fokus | Onlineartikel

Isolatoren arbeiten auch ohne Klimaschädling SF6

Autor:
Frank Urbansky
3 Min. Lesedauer

Schwefelhexafluorid (SF6) ist ein technisch erprobtes und zuverlässiges Isoliergas. Doch es besitzt ein sehr hohes Potenzial, die Umwelt zu schädigen. Inzwischen gibt es SF6-freie Umspannwerke.

Um in Umspannwerken ein Überspringen der Funken von einer Leitung auf die andere zu verhindern, werden große Abstände gewählt. Da, wo dies räumlich nicht möglich ist, werden die einzelnen Leistungen mit Hilfe von Gasen isoliert. Eines dieser technischen Gase ist Schwefelhexafluorid (SF6). "Um die Isolationsabstände klein zu halten, dient SF6 als Isoliergas, das gegenüber Luft […] eine etwa dreimal so hohe Durchschlagsfestigkeit aufweist (gasisolierte Schaltanlage, GIS)", benennen die Springer-Vieweg-Autoren Richard Marenbach, Johann Jäger und Dieter Nelles in ihrem Buchkapitel Schaltanlagen auf Seite 232 den wesentlichen Vorteil.

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2020 | OriginalPaper | Buchkapitel

Schaltanlagen

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SF6 hat noch viele weitere Vorteile: Es ist ungiftig, leicht händelbar, fünfmal so dicht wie Luft und – logisch – nicht brennbar. Deswegen eignet es sich für Umspannwerke, etwa in innerstädtischen Quartieren, in denen kein Platz für reine luftisolierte Leitungen vorhanden ist. Dann werden die kompletten und sehr kompakten Anlagen in ein festes Gehäuse versetzt und mit einem nicht brennbaren Gas befüllt. Technisch wird dies als gasisolierte Schaltanlage (GIS) bezeichnet.

23.500faches Treibhausgaspotenzial

Bisher war SF6 hier meist das Mittel der Wahl. Doch mit der Klimadiskussion trat auch das klimaschädliche Potenzial des Gases hervor. Denn es besitzt das 23.500fache Treibhausgaspotenzial von Kohlestoffdioxid (CO2). Ein Kilogramm SF6 wirkt also in der Atmosphäre, in der es zudem 3.200 Jahre Bestand hat, wie 23.500 Kilogramm CO2. Man schätzt, dass etwa ein halbes Prozent der menschengemachten Klimaerwärmung von SF6 verursacht wird. Die F-Gase-Verordnung der EU (517/2014) hat das Gas deswegen als besonders problematisch eingestuft.

Laut Norm 62271-203 der International Electrotechnical Commission (IEC) sind deswegen nur Leckagen von bis zu 0,5 Prozent der in einer Anlage beinhaltenden Menge erlaubt. Hersteller von GIS versprechen auch, diese einzuhalten. Das Umweltbundesamt (UBA) hat zudem neben der Verteilung und Übertragung elektrischer Energie die Herstellung sonstiger Betriebsmittel in Hochspannungsschaltanlagen ermittelt. Damit ist auch die gesamte Vorkette der SF6-Produktion gemeint.

Doch es gibt Alternativen. Eaton etwa baut schon seit 60 Jahren Schaltfelder, die frei von SF6 sind und feststoff-, vakuum- oder luftisoliert sind. ABB etwa entwickelte mit AirPlus ein neues Isoliergas aus Fluorketonen (C5F10O) und CO2 oder Stickstoff (N2). Allerdings ist es kein vollständiger Ersatz für SF6.

2020 komplett SF-freie Lastschalter

Der französische Elektronikkonzern Schneider Electric hat 2020 einen kompletten SF6-freien Lasttrennschalter auf den Markt gebracht. Dabei kommt getrocknete Luft zum Einsatz. Geschalten werden die Umspannwerke im Vakuum, getrennt wird mit einer Luftstrecke. Der Platzbedarf entspreche, so das Unternehmen, der von SF-haltigen Einrichtungen. Auch die digitale Steuerung sei durch die Luftisolation uneingeschränkt gewährleistet.

Die Technologie könnte durchaus zukunftsfähig sein, da die erwähnte F-Gase-Verordnung auch für dieses Jahr eine Bewertung von Alternativen für SF6 vorsieht und diese vom UBA bis zum Ende des Jahres 2022 geprüft werden sollen. Nötig ist dies trotz der kleinen Mengen SF6, die entweichen. "Maßgeblich für die Auswirkungen auf den Klimawandel sind die Emissionen von Treibhausgasen. Zu diesen zählen Wasserdampf, CO2, CH4, NOx, FCKW, SF6, O3 und NF3", weist Springer-Autor Hansruedi Völkle in seinem Buchkapitel Mit welchen Risiken leben wir? auf Seite 158 auf die Problematik hin, die das Isoliergas auf eine Ebene den wichtigsten Klimakillern stellt.

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