Livscykelanalys för olika brytartekniker på mellanspänningsnivå

Sammanfattning: Gasen svavelhexafluorid, SF6, har använts i världen för olika ändamål sedan 1960-talet på grund av dess framträdande isolerande och ljusbågssläckande egenskaper. Ett av de bredaste användningsområdena för gasen idag är tillverkningen av mellan- och högspänningsställverk, där den används för släckning av ljusbågar och som ett isolationsmedium i vissa komponenter, till exempel i brytare. De unika fysikaliska egenskaperna av SF6 gör elektrisk utrustning innehållande den gasen mer fördelaktig ur utrymmessynpunkt jämfört med andra tekniska lösningar. Svavelhexafluorid är dock en 23 900 gånger starkare växthusgas på ett 100 års perspektiv jämfört med koldioxid och med det omfattas av Kyotoprotokollet. Det faktumet gör att gasen kräver ett särskilt hanteringssätt under hela dess livscykel eftersom allt läckage av SF6 absolut ska undvikas. Skellefteå Kraft använder SF6-gas i sina brytare på hög- och mellanspänningsnivå och eftersom bolaget har beslutat om att utvecklas mot att ha en 100 procent hållbar energiproduktion har användningen av SF6-gas fått större uppmärksamhet. På 36 kV spänningsnivå finns det en teknisk lösning av brytare där isolationsmediet utgörs av luft istället för gas. Dock är nackdelen med den lösningen att den generellt kräver mer utrymme, vilket är viktigt i det sammanhanget ity moderna ställverk på den spänningsnivån placeras inomhus för att minska behovet av underhåll. Syftet med denna studie är därför att jämföra miljöpåverkan från dessa två brytartekniker, nämligen ett luftisolerat ställverk och ett ställverk med brytare i gastank. Studien utgörs i form av en livscykelanalys och kommer att fungera som kunskapsunderlag för Skellefteå Kraft vid framtida reinvesteringar i mellanspänningsställverk. Eftersom SF6 är en koldioxidekvivalent fokuserade denna studie enbart på miljöpåverkan i form av utsläpp av koldioxidekvivalenter. Programmet för livscykelanalyser Open LCA tillsammans med Excel användes för att utföra beräkningarna. Miljöpåverkan från ett inomhusställverk antas inkludera två bidrag: ställverksfacken och ställverksbyggnader där betong-, container- och träbyggnader dessutom jämfördes med varandra. Resultatet i denna studie presenterar klimatpåverkan från ett ställverksutförande med två inkommande linjer med totalt fem brytare, dock kan den skapade excelfilen beräkna klimatpåverkan för en valfri ställverksuppställning på spänningsnivån 36 kV. I livscykelanalysen har ett flertal grova antaganden gjorts vilket gör den till en väldigt generell studie, dock gjordes det lika antaganden för de båda typerna av brytare vilket gör att resultatet fungerar som en jämförelse och inte de absoluta värdena på koldioxidutsläppen. Resultat visade att vid antagandet om gasläckaget om 1 procent vid produktionen, 0,1 procent vid driften och 1 procent vid avvecklingen av "gas"-ställverket (1;0,1;1 procent) är klimatpåverkan för de båda typerna av ställverk lika stor, med undantaget för träbyggnaden, där "gas"-ställverket orsakar ett cirka 16 procent större utsläpp i jämförelse med "luft"-ställverket. Därjämte vid antagandet om ett större läckage, nämligen 3;0,1;5 procent, vilket också ses som mer realistisk, blir klimatpåverkan för ett "gas"-ställverk från 38 till 67 procent större, beroende på byggnad. Även om det ställs särskilda krav på hanteringen av SF6 finns det alltid en liten risk att gasen läcker ut i atmosfären i större mängder. Tillverkarna påstår att båda typerna av brytare är underhållsfria under hela sin livslängd. Dock har ett luftisolerat ställverk större möjligheter för funktionstester och underhåll, vilket också minskar risker för haverier. "Gas"-ställverk saknar nästan helt dessa möjligheter. Ur säkerhetssynpunkt anses ett luftisolerat ställverk vara ett bättre alternativ och ur miljösynpunkt anses de två alternativen vara jämbördiga.