Emissões de SF6 em Sistemas de Energia Elétrica

Consenso Internacional sobre o Gás SF6 e Medidas de Tratamento

2.1 Consenso Internacional sobre o Gás SF6

O gás SF6 tem o maior peso entre diversos gases no efeito estufa global. É essencial reduzir as emissões de SF6 durante seu uso.
O “Protocolo de Quioto” de 1997 esclareceu que o SF6 é um dos seis gases de efeito estufa atualmente identificados.
O “Mapa do Caminho de Bali” também reiterou o papel do “Protocolo de Quioto”.
Ao mesmo tempo, reduzir as emissões de gases de efeito estufa e mitigar as mudanças climáticas são os principais objetivos da “Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima” e do “Protocolo de Quioto”.

GásPotencial de Aquecimento GlobalVida útil (anos)
Dióxido de carbono (CO2)1variável
Metano (CH4)2112±3
Óxido nitroso (N2O)310120
Hidrofluorocarbonetos (HFCs)140-117003.8-264
Perfluorocarbonetos (PFCs)6500-92002600-50000
Hexafluoreto de enxofre (SF6)239003200

2.2 Medidas adotadas por outros países em relação ao gás SF6

2.2.1 A Parceria para Redução de Emissões de SF6 entre o governo dos EUA e as empresas de energia elétrica.

De acordo com o Relatório Global de Gases de Efeito Estufa da Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) de 2001, o gás SF6 tem o maior peso entre diversos gases no efeito estufa global, principalmente nos setores de energia, fundição e fabricação de semicondutores; mostra o efeito estufa de diferentes gases na atmosfera dos Estados Unidos; veja a Figura 1. Prevê-se que, em 2010, as emissões de SF6 representaram 10,6% dos gases de efeito estufa. De 1970 a 1995, entre as emissões globais de íons F, as emissões de SF6 provenientes do setor elétrico aumentaram ano a ano; veja a Figura 2.

Gases de alto GWP nos EUA
Gases de alto GWP nos EUA

Figura 1 Proporção de diferentes gases de efeito estufa produzidos nos Estados Unidos

As emissões de SF6 no setor elétrico apresentam tendência de alta
As emissões de SF6 no setor elétrico apresentam tendência de alta

Figura 2 Análise das tendências globais de emissões de gases de efeito estufa em diferentes setores

De acordo com estatísticas da EPA, as emissões de gases de efeito estufa de diferentes setores em todo o mundo estão aumentando, e as emissões de SF6 são significativas; veja a Figura 2. A partir de 2000, empresas de energia dos EUA cooperaram com a Agência de Proteção Ambiental dos EUA para implementar a “Parceria para Redução de Emissões de SF6 em Sistemas de Energia Elétrica”, a fim de realizar a recuperação e regeneração do gás SF6 e eliminar vazamentos de SF6 em equipamentos para reduzir o impacto das emissões de SF6 na atmosfera. Para reduzir as emissões de SF6 e o efeito estufa, a EPA conduziu muitos estudos de redução de emissões e promoveu ativamente programas de cooperação, reduzindo as emissões de SF6 nos Estados Unidos de 15,2% em 1999 para 5,6% em 2006; veja a Figura 3.

Taxa de emissão de SF6 nos EUA 1999-2016
Taxa de emissão de SF6 nos EUA 1999-2016

Figura 3 Taxa de emissão de SF6 nos Estados Unidos de 1999 a 2016

O plano de parceria visa alcançar a maior redução possível das emissões de SF6 e dos vazamentos de equipamentos por meio de cooperação técnica e compartilhamento. A forma de cooperação é:

(1) Formular medidas de implementação para purificação do gás SF6, recuperação e reciclagem de SF6; implementar um sistema de reciclagem para o gás SF6.

(2) Melhorar a tecnologia de detecção de vazamentos de SF6 no local e reduzir a taxa anual de vazamento dos equipamentos;

(3) Transformação de equipamentos, utilizando equipamentos SF6 com câmara de gás menor.

As empresas de energia podem reduzir significativamente os gastos com gás SF6 por meio do plano de cooperação, que é um plano típico de benefício mútuo para reduzir a poluição ambiental. Há mais de 60 empresas de energia participantes, incluindo a maioria das grandes empresas de energia dos Estados Unidos. Empresas de energia estrangeiras também podem participar. Por meio do plano de cooperação, serão realizados intercâmbios técnicos anuais para estudar e melhorar a capacidade de recuperação e processamento do SF6. Ao mesmo tempo, as principais empresas de redes elétricas formulam procedimentos correspondentes de gestão de SF6 para melhorar o uso, a reciclagem, a regeneração e outros processos relacionados ao SF6; por exemplo, os “Procedimentos de Gestão de SF6 da North America Power Grid Corporation” descrevem em detalhes os métodos e procedimentos de tratamento para o uso de SF6 na rede elétrica.

2.2.2 O plano europeu de controle de emissões de SF6.

Todos os países da Comunidade Europeia implementaram o plano de recuperação de SF6, e o Reino Unido formulou o plano UK-ETS para reduzir as emissões de gases de efeito estufa. Esse plano faz parte da estratégia de controle das mudanças climáticas do governo britânico, envolvendo muitos departamentos, sendo o primeiro desse tipo no mundo. O plano UK-ETS iniciou o processo de comércio de redução de emissões no Reino Unido. Nesse plano, o governo e as empresas firmaram parcerias com várias organizações. O plano inclui medidas e metas específicas para o comércio de emissões, entre as quais os indicadores de emissões de SF6 serão negociados na China.
Atualmente, no Reino Unido, HCFCs (HFCS), hidrocarbonetos perfluorados (PFCS) e SF6 (SF6) representam uma proporção relativamente baixa do total de emissões de gases de efeito estufa. Em 1995, as emissões totais dos três gases acima foram de 4,8 milhões de toneladas de carbono padrão, representando 2,5% do total de emissões de gases de efeito estufa no Reino Unido. No entanto, esses três gases têm alto potencial de efeito estufa global e impacto significativo nas mudanças climáticas. Em breve, é muito provável que suas emissões em setores específicos aumentem.
Para o uso crescente de SF6 no setor elétrico, é necessário aumentar a taxa de recuperação de SF6 de 5% para 95% e reduzir a taxa de vazamento dos equipamentos de 1%/ano para 0,1%/ano.
De acordo com os requisitos do Protocolo de Quioto para reduzir o efeito estufa global, departamentos europeus de energia elétrica e fabricantes de equipamentos realizaram um estudo cujo principal objetivo é comparar o impacto ambiental do uso de SF6 e do uso de ar como gás isolante. O fabricante de SF6 SOLVAY, os fabricantes de painéis de manobra SF6 ABB e SIEMENS e a empresa de energia RWE participaram desse estudo e compararam cinco aspectos: energia, local de uso, efeito dos gases de efeito estufa, chuva ácida e eutrofização. Conclui-se que o uso de SF6 ajuda a reduzir o efeito estufa global. Embora o SF6 seja um gás com forte efeito estufa, o volume dos equipamentos é reduzido e a eficiência da transmissão de energia é melhorada para reduzir o impacto negativo dos seres humanos no meio ambiente.

2.2.3 Plano do Japão para Reduzir as Emissões de SF6

Em abril de 1998, a Federação das Empresas de Energia Elétrica do Japão (FEPC) e a Associação Japonesa de Fabricantes de Equipamentos Elétricos (JEMA) implementaram um programa gratuito de cooperação para recuperação de SF6, com o objetivo de reduzir o vazamento de gás SF6 dos equipamentos de energia, reduzir a emissão de SF6 e realizar pesquisas para diminuir o uso de SF6 por meio de trabalho conjunto. A implementação do plano conta com o apoio de empresas de energia e fabricantes de equipamentos elétricos, que trabalham juntos para minimizar a emissão de gás SF6 e reduzir os danos à atmosfera.
O plano inclui principalmente os seguintes conteúdos:
(1) Reduzir o trabalho de manutenção durante a operação do gás SF6 para evitar vazamentos de gás.
(2) Sistema de reciclagem de gás SF6
(3) Gestão unificada do sistema de gerenciamento de gás SF6.
(4) Aplicar novas tecnologias para desenvolver equipamentos elétricos que minimizem o uso de gás SF6. Ao mesmo tempo, formular diretrizes para regeneração de SF6 e recuperação do gás SF6 para reduzir as emissões de gás SF6.
O Japão aumenta o uso de SF6 em cerca de 400-500 toneladas no setor elétrico a cada ano e cerca de 100-150 toneladas em outros setores. Estima-se que o total de SF6 utilizado até 1995 tenha sido de 8.000 toneladas. A produção anual de SF6 é de cerca de 1.500 toneladas, e o setor elétrico emite cerca de 50 toneladas.