Nytt EU-prosjekt skal fjerne kraftig klimagass fra komponenter i strømnettet

Utviklingen av SF₆-frie bryteranlegg blir stadig viktigere. SF₆ (svovelheksafluorid) er den mest potente drivhusgassen vi kjenner til; hele 24 300 ganger verre enn CO2.

- Her er det et teknologihull som må fylles, så det er veldig bra at vi har sikret finansiering for å forske på dette, sier Atle Pedersen, lederen av det nye EU-prosjektet og forskningssjef ved SINTEF Energi AS.

- For å få til den omfattende elektrifiseringen som er nødvendig for å redusere globale utslipp av klimagasser, må vi forbedre høyspenningskomponentene våre slik at de også er miljøvennlige.

EU-prosjektet MISSION er et innovasjonsprosjekt, delvis finansiert fra EU gjennom Horizon Europe.

Behov for mer kraft - og overføringsnett

En av de få gjenværende bruksområdene for SF₆ er som isolerende gass og lysbueslukker i bryteranlegg i overføringsnett. SF₆ utgjør en betydelig del av utslippene til nettoperatører på grunn av lekkasjer ved håndtering av gassen eller defekte tetninger i installasjonene der gassen brukes. Kraftsystemet gjennomgår endringer på grunn av avkarboniseringen, og det er forventet at strømnettet vil utvides som følge av dette. Dette vil kreve flere komponenter som bryteranlegg.

Utvidelsen av nettet vil føre til en dobling av den lagrede mengden SF₆ innen 2030 med bruk av tradisjonell teknologi. Reviderte F-gassregler har imidlertid satt sluttdatoer for bruk av SF₆ i nye bryteranlegg i Europa: 2026 (opptil 24 kV) og 2032 (over 145 kV). Dette tvinger nettoperatører til å se etter erstatningsteknologier mens de utvider nettene sine.

Lange avstander krever likestrøm

Mellom 2020 og 2030 forventes den elektriske kraftproduksjonen i Europa å øke med 25 til 30 %. Denne nye energiproduksjonen vil hovedsakelig komme fra fornybare kilder, som havvind og solenergi, som begge gjerne er plassert i avsidesliggende områder.

Med likestrøm (direct current - DC) flyter strømmen i én retning, og spenningen er konstant, mens med vekselstrøm (alternating current - AC) endrer både strømretningen og spenningen seg hele tida. Disse variasjonene fører til energitap over lengre avstander.

- Det er behov for å gå over til flere HVDC-tilkoblinger og til slutt utvikle et HVDC-nett for å forhindre betydelige reaktive tap under langdistanse-AC-overføring av denne fornybare energien, sier Pedersen.

HVDC-gassisolerte bryteranlegg som utvikles i MISSION vil redusere fotavtrykket til havvind-installasjonene som samler og eksporterer energi fra havvind, sammenlignet med konvensjonelle luftisolerte bryteranlegg.

Innovasjoner

Gjennom forskning, innovasjon og demonstrasjon har MISSION-prosjektet som mål å utvikle:

• Verdens første SF₆-frie 420 kV luftisolerte bryteranlegg med vakuumteknologi for høye effekter på HVAC. Dette vil bli demonstrert i to operative nett under ekstreme klimaforhold: ett i Norge og ett i Frankrike.
• Et kompakt SF₆-fritt 550 kV HVDC-gassisolert bryteranlegg for havvindinstallasjoner, med bruk av N₂/O₂. Fotavtrykket vil være rundt 90 % mindre sammenlignet med AIS. Denne løsningen vil bli testet og demonstrert i en langvarig pilot i Tyskland.
• En kompakt, pålitelig og kostnadseffektiv ultra-rask SF₆-fri 12 kV MVDC luftisolert bryteranlegg for fremtidige MVDC-nett.

12 partnere fra 9 land

MISSION-konsortiet er et solid samarbeid mellom ledende aktører i bransjen, inkludert produsenter av bryteranlegg, nettoperatører, utviklere av likestrømssystemer med superledere og universiteter/forskningsinstitutter. 12 partnere fra 9 land deltar i MISSION-prosjektet:

Universiteter og forskningsinstitusjoner:

• SINTEF Energi (prosjektledelse) - Norge
• WavEC Offshore Renewables – Centio de Energia Offshore – Portugal
• NTNU – Norge
• University of Aberdeen - Storbritannia
• Swiss Federal Institute of Technology Switzerland (ETHZ) - Sveits

Bryterprodusenter:

• Siemens Energy - Tyskland
• G&W Electric - Italia

Nettoperatører

• Statnett - Norge
• RTE - Frankrike
• 50Hertz - Tyskalnd
• Red Electrica - Spania

Utviklere av likestrømssystemer med superledere

• SuperNode Limited – Irland