Ausstieg aus SF6, Einführung F-Gas-freier Alternativen

Bereits 2018 startete TransnetBW Projekte zum Ersatz von SF₆ in den elektrischen Anlagen des Unternehmens durch nachhaltigere Lösungen. Gase natürlichen Ursprungs (natural origin gases, NOGs) oder Gasmischungen mit einem GWP-Wert ≤ 1 waren dabei von Anfang an die bevorzugte Alternative zu SF₆. Auf der Basis von Erfahrungen aus eigenen Projekten und Marktanalysen sowie der aktuellen regulatorischen Anforderungen veröffentlichte TransnetBW 2022 ihre Strategie zum Ersatz von SF₆ ausschließlich durch Alternativen auf NOG-Basis. Diese Strategie wird bei allen Projekten zum Netzausbau sorgfältig berücksichtigt, um Probleme bei der Verfügbarkeit von Anlagen und Verspätungen bei der Umsetzung zu vermeiden. Die Strategie entspricht allen Anforderungen der aktuellen F-Gas-Verordnung.

Im Rahmen der Strategie installiert TransnetBW seit 2023 keine SF₆-Betriebsmittel mehr in Netzen mit einer Spannung unterhalb von 123 kV. Seitdem wurden verschiedene NOG-Messwandler (instrument transformers, ITs) und Leistungsschalter (circuit breakers, CBs) erfolgreich installiert und arbeiten einwandfrei. Die Wahl von NOGs als Alternative zu SF₆ gilt als nachhaltige und zukunftssichere Lösung. NOGs sind im Vergleich zu anderen Alternativen und SF₆ sicherer in der Handhabung, bei niedrigeren Betriebskosten und geringerer Toxizität der Zersetzungsprodukte. Außerdem werden NOGs voraussichtlich nicht von regulatorischen Neuerungen betroffen (neue Revision der F-Gas-Verordnung, PFAS-Verordnung usw.).

Aufgrund der guten und langjährigen Erfahrungen mit SF₆-Messwandlern (ITs) wird deren Ersatz durch NOG-basierte ITs anstelle von ölisolierten ITs von TransnetBW bevorzugt. Sie fügen sich in die bestehende Konfiguration im Umspannwerk ein und lediglich die Fundamente müssen in einigen Fällen verstärkt werden. Aktuell sind rund 120 Messwandler mit Ölisolierung im TransnetBW-Netz im Einsatz (123 und 420 kV), die sich dem Ende ihrer technischen Lebensdauer nähern und in den kommenden Jahren schrittweise gegen SF₆-freie ITs mit N₂/O₂-Isolierung ausgetauscht werden sollen. Die Entscheidung für NOGs in Isolationssystemen sorgt für Synergieeffekte hinsichtlich des Netzbetriebs und der Wartung, da beide präqualifizierte Hersteller das gleiche Gasgemisch verwenden. Daher lassen sich die gleichen Geräte für Qualitätsprüfungen des Gases nutzen, die Anlagen können aus der gleichen Gasflasche nachgefüllt werden, es sind keine zusätzlichen Schulungen nötig usw.

Bezüglich der CBs sind zwei Technologien auf dem Markt, die der TransnetBW-Strategie und der aktuellen F-Gas-Verordnung entsprechen. Die erste nutzt N₂/O₂ als Isoliermittel und Vakuumunterbrecher zur Lichtbogenlöschung. Bei der zweiten Technologie kommt ein CO₂-O₂-Gemisch sowohl zur Isolation als auch zur Lichtbogenlöschung zum Einsatz. CBs diesen Typs für bis zu 123 kV sind schon jetzt auf dem Markt und für die meisten Anwendungen verfügbar. Auf der 420-kV-Ebene sind bei TransnetBW bereits Pilotprojekte zur Installation neuer CBs mit NOG-Isolation in Planung. Beide Technologien (N₂/O₂ mit Vakuumunterbrecher und CO₂/O₂) sollen dabei zum Einsatz kommen, die Inbetriebnahme soll 2027 stattfinden.

420-kV GISs sollen dort umgesetzt werden, wo AIS-Umspannwerke nicht realisierbar sind. NOG-basierte GIS bleiben jedoch die bevorzugte Lösung vor Anlagen mit F-Gas-haltigen SG-Alternativen. Die entsprechenden Entscheidungen werden auf individueller Eben getroffen, um Verzögerungen beim Netzausbau zu vermeiden und die Einhaltung der F-Gas-Verordnung jederzeit zu gewährleisten.