Penyelidik Georgia Tech telah membangunkan prototaip pemutus litar menggunakan CO2 superkritis untuk menggantikan gas SF6, tetapi komuniti teknologi menimbulkan persoalan penting mengenai faedah alam sekitar dan kesiapan teknikal inovasi ini.
Penyelidikan yang diketuai oleh Lillian Gabler di makmal plasma dan dielektrik Georgia Tech bertujuan menyelesaikan masalah alam sekitar yang ketara. Gas SF6 yang biasa digunakan dalam pemutus litar voltan tinggi mempunyai potensi pemanasan global 25,000 kali ganda lebih besar daripada CO2. Walaupun kebocoran kecil boleh memberikan kesan iklim yang besar sepanjang jangka hayat atmosfera gas tersebut selama 3,200 tahun.
Perbandingan Kesan Alam Sekitar SF6 vs CO2:
- Potensi pemanasan global SF6: 25,000 kali ganda lebih besar daripada CO2
- Jangka hayat SF6 di atmosfera: ~3,200 tahun
- Pelepasan SF6 tahunan daripada peralatan elektrik: 8,200 tan di seluruh dunia
- Kesan setara CO2: 205 juta tan CO2e setiap tahun
- Peratusan daripada pelepasan gas rumah hijau global: 0.39%
Kesan Alam Sekitar Dipersoalkan
Walaupun teknologi ini berjanji untuk menghapuskan pelepasan SF6, perbincangan komuniti mendedahkan kebimbangan bernuansa mengenai dakwaan alam sekitar. Pengkritik menunjukkan bahawa CO2 kekal sebagai gas rumah hijau, walaupun kurang berkesan berbanding SF6. Pemasaran tanpa gas rumah hijau kelihatan mengelirukan, walaupun perbezaan kesan praktikal adalah sangat besar.
Analisis komuniti menunjukkan bahawa pelepasan SF6 daripada peralatan elektrik menyumbang kira-kira 0.39% daripada pelepasan gas rumah hijau global - angka yang kelihatan kecil tetapi ketara. Seperti yang dinyatakan oleh seorang pemerhati, ini mewakili kira-kira kesan iklim yang sama seperti kawasan metropolitan utama dengan berjuta-juta penduduk.
Cabaran Teknikal dan Realiti Industri
Pendekatan CO2 superkritis menghadapi halangan kejuruteraan yang besar. Sistem ini memerlukan penyelenggaraan CO2 pada tekanan melebihi 1,200 atmosfera - keadaan yang biasa dalam kilang penapisan petroleum tetapi tidak pernah berlaku dalam stesen elektrik. Georgia Tech terpaksa membangunkan bushing tersuai menggunakan epoksi berisi mineral dan polimer khusus, kerana tiada komponen sedia ada yang dapat mengendalikan tekanan melampau ini.
Komuniti juga mempersoalkan status semasa projek tersebut. Walaupun tajuk berita mencadangkan debut, teknologi ini masih dalam fasa prototaip. Pembiayaan ARPA-E bernilai 3.9 juta dolar Amerika Syarikat berakhir pada Mei 2024, dan ujian masih terhad kepada keadaan makmal.
Spesifikasi Teknikal:
- Keperluan tekanan CO2 superkritis: >1,200 atmosfera
- Suhu CO2 superkritis: ~90°F (32°C)
- Ujian prototaip: litar 17 kW di University of Minnesota
- Pembangunan yang dirancang: peranti 100-kV
- Bahan bushing tersuai: Epoksi berisi mineral, konduktor tembaga, polimer
 |
|---|
| Reka bentuk rumit prototaip pemutus litar voltan tinggi yang dibangunkan oleh Georgia Tech , mempamerkan kerumitan yang terlibat dalam teknologi alam sekitar baharu |
Penyelesaian Alternatif Sudah Muncul
Perbincangan industri mendedahkan bahawa Georgia Tech tidak bersendirian dalam mencari alternatif SF6. Hitachi Energy telah menggunakan campuran gas yang berbeza dalam aplikasi komersial, manakala syarikat lain meneroka sebatian seperti trifluoroiodomethane (CF3I) untuk memadamkan arka dalam pemutus voltan tinggi.
Pendekatan CO2 superkritis mewakili hanya satu laluan ke hadapan dalam industri yang secara aktif mencari penyelesaian. Walaupun teknologi ini menunjukkan potensi, penggunaan praktikal memerlukan infrastruktur tambahan termasuk pam haba dan sistem pengurusan tekanan yang tidak wujud dalam stesen semasa.
Status Projek:
- Institusi penyelidikan: Georgia Tech ( Lillian Gabler , makmal plasma dan dielektrik)
- Pembiayaan: $3.9 juta USD daripada ARPA-E (tamat Mei 2024)
- Nama projek: TESLA (Tough and Ecological Supercritical Line Breaker for AC)
- Fasa semasa: Ujian prototaip makmal
- Ujian yang dirancang: EPRI Laboratories di Charlotte
Prospek Masa Depan
Peralihan daripada SF6 kelihatan tidak dapat dielakkan kerana peraturan alam sekitar diperketatkan secara global. Walau bagaimanapun, laluan ke hadapan mungkin melibatkan pelbagai teknologi yang bersaing dan bukannya penyelesaian tunggal. Penyelidikan Georgia Tech menyumbang pengetahuan berharga kepada peralihan ini, walaupun penggunaan komersial masih bertahun-tahun lagi.
Konsensus komuniti mencadangkan bahawa walaupun menghapuskan SF6 adalah penting untuk matlamat iklim, teknologi pengganti mesti membuktikan diri mereka melalui ujian dunia sebenar yang ketat sebelum penggunaan meluas menjadi boleh dilaksanakan.