国家电网开发SF6数字化管控平台，开创SF6循环利用新模式

回收再利用 电网控“氟”有方

巴西当地时间11月15日下午，巴西贝伦《联合国气候变化框架公约》第三十次缔约方大会（COP30）“非二氧化碳温室气体协同治理 构筑气候安全防线”主题边会在COP30“中国角”成功举办。国家电网有限公司在会上展示的六氟化硫管控成果备受关注。

六氟化硫因其优异的绝缘灭弧性能广泛应用于电力设备，但因它的温室效应远超二氧化碳，一直以来都被严格管控。国家电网公司开创六氟化硫循环利用新模式，攻克六氟化硫混合气体关键技术，推进六氟化硫新型环保替代气体应用，为全球电网绿色转型、助力环境保护提供借鉴。

PART1

六氟化硫净化循环，促进电力系统减排

六氟化硫是一种化学性质稳定的惰性气体，具有优异的绝缘灭弧性能。在六氟化硫气体中，电力开关设备中的带电部件不容易发生放电。

凭借得天独厚的绝缘性和稳定度，从20世纪中叶开始，六氟化硫气体被广泛用于气体绝缘金属封闭开关、气体绝缘金属封闭输电线路等设备。

但六氟化硫气体也有“天生的缺陷”。六氟化硫是已知温室效应最强的工业气体，由于不如二氧化碳为人们所熟知，因此被称为隐形的“碳”。加强六氟化硫气体管控，对保护生态环境至关重要。

我国高度重视温室气体排放控制，9月24日，我国在联合国气候变化峰会宣布了2035年国家自主贡献目标，首次提出覆盖全经济范围、包括所有温室气体的绝对量减排目标，即到2035年，中国全经济范围温室气体净排放量比峰值下降7%~10%。11月3日，中国向《联合国气候变化框架公约》秘书处正式提交《2035年中国国家自主贡献报告》。《报告》提出，加强电力系统六氟化硫管控，推进替代技术研发应用。

国家电网公司供电范围占中国国土面积的88%，是世界上输电能力最强、规模最大的电网，正在运行中的六氟化硫设备规模庞大。在六氟化硫管控领域持续创新突破，是减排降碳的重要举措。

六氟化硫温室效应强，做好日常监测是防止气体泄漏的重要手段。在湖北省赤壁市，500千伏赤壁变电站运维人员每天通过六氟化硫泄漏在线监测装置实时监测六氟化硫逸散波动率，当发现六氟化硫密度曲线出现异常波动时，运维人员立即展开分析，判断漏气原因，及时消除安全隐患，保障电网安全稳定运行。

在正常运行的电气设备中，六氟化硫气体是保障设备实现稳定运行的关键，需要做好气体压力监测。在电气设备出现故障或退役时，为防止污染大气，专业人员需要将设备中的六氟化硫气体回收净化。

自2006年起，国家电网公司主动作为、长期谋划，布局推动六氟化硫设备现场回收与净化处理技术研发，搭建六氟化硫管控体系和数字化管控平台，不断推进六氟化硫新型环保替代气体应用，构建覆盖电网六氟化硫气体全生命周期的解决方案，助力电网绿色转型。

在经营区内，国家电网公司建设了26个省级处理中心，形成了“分散回收、灵活处置、统一检测、循环利用”的六氟化硫循环再利用减排模式，现场回收率达到97%，气体净化率达到98%以上，气体再生纯度达99.9%。

“国网安徽电力六氟化硫气体回收中心工作人员会根据省内变电站需求，携带专业设备现场回收故障或退役设备中的六氟化硫气体，然后带回中心开展净化，净化好的气体经过检验合格后再存入储气瓶，等待注入新的电气设备循环利用。”国网安徽省电力有限公司电力科学研究院相关技术人员杭忱告诉记者。

送往处理中心统一回收净化是批量净化六氟化硫的主要方式。除此之外，国家电网公司还立足实际工作需求，自主研发了六氟化硫现场回收与净化处理技术，即在变电站现场回收六氟化硫气体并实施净化处理，在净化后的气体检验合格后，当场将六氟化硫气体注入需要的电气设备中。目前，六氟化硫气体回收与净化处理技术入选《国家重点推广的低碳技术目录》，出口至新加坡、印度、俄罗斯等37个国家。

截至2024年年底，国家电网公司累计回收六氟化硫2600余吨，等效二氧化碳减排量6500余万吨，相当于3.5亿棵树一年吸收的二氧化碳量，减排规模在全球电力行业居于领先地位。

PART2

数字化管控平台，智能管理隐形的“碳”

在绿色低碳转型发展的共同愿景下，六氟化硫气体检测、回收、净化的管理方式不断升级，新技术应用实现了对电气设备中的六氟化硫气体的智能管理。

国家电网公司开发了六氟化硫数字化管控平台，利用大数据、区块链、物联网等技术，实现六氟化硫来源可溯、去向明晰、流程可控。

管控从入网开始。进入处理中心后，每瓶六氟化硫气体都会拥有一个独一无二的身份信息，通过条形码识别后被记录到六氟化硫数字化管控平台中。气体从哪座站来，目前是什么状态，内部的组分是什么，净化后被用到哪台设备……都能实时查询。

在国网江苏省电力有限公司六氟化硫气体回收处理中心，待流转的气体钢瓶放至智能钢瓶管理柜，等使用时再取出。

智能钢瓶管理柜由货架、操作车、钢瓶立体管理库操作平台组成。登录操作平台后，工作人员可通过智能钢瓶管理系统查看当前的库存，并一键式操作运输车把待流转的气体钢瓶码放到特定位置，关联管控平台，就能快速精准知道库存量。

气体详细状态信息则会在信息存储板中存储，运维人员可通过显示屏直接查看气体的品质、质量、去向等信息，也可通过移动终端直接扫码获取详细的报告信息。

智能钢瓶管理系统内存储的气体钢瓶，如果超过半年检测周期未被现场启动，工作人员就需重新使用六氟化硫气体现场一体化检测装置检测气体湿度，并更新气体状态信息，其身份码会同步编码体现状态变化。

借助数字化技术，国家电网公司持续加强六氟化硫气体全生命周期数字化管控，严格控制六氟化硫气体回收、净化、检测、配送等环节的碳排放。

11月10日，在位于河北省石家庄市栾城区的国网河北省电力有限公司六氟化硫气体回收处理中心，技术人员张立军和同事扫完气瓶上的条形码后，将大约300千克重的六氟化硫气瓶连接上六氟化硫净化处理系统。只需8小时，这些处理后的气体就能被送往各个变电站，在电力系统中继续“上岗”。

国网河北电力六氟化硫气体回收处理中心于2019年成立，2022年实现六氟化硫数字化管控，在“i国网”APP上上线了六氟化硫全流程数字化移动应用工具。

基于该数字化移动应用工具，张立军和同事在河北南网的六氟化硫气体回收作业现场，只要对准变电站开关设备信息铭牌，用手指点触六氟化硫数字化移动工具的“扫一扫”功能，回收系统、回收装置以及待回收设备数据瞬间实现物联互通，回收作业过程数据“一键式”采集传输至后台回收系统。

数字化移动工具具备数据自动采集、自动处理、自动传输等功能，在作业过程中可实时查看回收过程数据，作业完成后自动上传至云端存储，能够实现数据的高效共享。移动信息采集终端应用后，可节省60%回收作业人力成本。此外，依托数字化移动工具的数据自动处理功能，回收作业人员还能及时发现减排低效环节，在提高工作效率的同时，进一步管控六氟化硫气体排放。

PART3

突破关键技术，加速推广替代气体

随着我国“双碳”目标的加快推进，更多环境友好型的电力设备在工程中得到应用。降低六氟化硫气体的使用和排放，推广新型环保绝缘介质，不仅可以减少温室气体排放，还可以推动电力设备的更新升级。

今年，国网江苏电力加大电力设备更新改造力度，开展大规模电力设备气体更新，助力电力保供和节能减排。该项更新工作将持续至2028年，涉及江苏省内大型变电站超400座、相关电气设备约4000台。

“国家电网公司一直致力于减少六氟化硫等温室气体的使用和排放技术研究，力求在提高电力设备运行可靠性的同时降低六氟化硫使用量，因此确定了多技术路线六氟化硫替代应用工作，加快推动六氟化硫混合气体应用，创新突破六氟化硫替代技术难题，推动电气设备环保绿色升级。”国家电网公司设备部技术人员葛栋说。

用六氟化硫/氮气混合气体替代纯六氟化硫气体，无需对设备主体结构进行大规模改造，在保障电网安全的前提下，可以将单台设备的六氟化硫使用量降低约50%。

六氟化硫和氮气的化学性质不同，运维过程中需要精准检测混合气体的混合比例是否恰当和精准快速补气，这对日常的检测和运维提出更高要求。国家电网公司科研人员重点攻关检测与运维环节，研制检测运维一体化成套装置，在保障运行安全的同时实现环保效益。

自2023年起，国家电网公司按照“增量设备全面应用、存量设备有序改造”的原则，在110千伏、220千伏全金属封闭组合电器设备（除断路器气室）中，全面推广使用六氟化硫/氮气混合气体。截至2024年年底，国家电网公司共改造存量气体绝缘全封闭组合电器设备2500余间隔，减少使用六氟化硫气体130余吨，以实际行动为电网降碳提供了可复制、可推广的示范。

同时，国家电网公司探索绿色替代方案，突破六氟化硫替代技术难题，锁定当前国际公认最有潜力的六氟化硫替代气体——全氟异丁腈（C4）展开科研攻关。全氟异丁腈是一种新型环保绝缘气体，其温室效应约为六氟化硫的十分之一，绝缘强度约为六氟化硫的2.2倍，但是全氟异丁腈的核心技术曾长期被国外垄断。

面对国际上的技术垄断，国家电网公司从2017年起持续科研攻关，首创基于定向加成的全氟异丁腈气体绿色合成方法，成功建成年产能吨级以上的全氟异丁腈中试生产线，产出气体纯度高达99.99%，达到当前国际最高水平。

目前，国家电网公司成功研制了10千伏环保气体全氟异丁腈环网柜，已在安徽、河南地区推广应用，并打造了环保绝缘气体示范区。

今年6月，全国首台550千伏全氟异丁腈环保气体绝缘金属封闭输电管道在安徽安庆500千伏荣升变电站带电运行。这是我国实现工程应用的最高电压等级环保气体绝缘电气装备，标志着全氟异丁腈气体应用从低压领域到超高压领域的跨越式突破。

随着低氟及无氟电气设备技术路线逐步明确，未来将有大量的六氟化硫电气设备被替代。

六氟化硫气体可在大气中存留超过3200年，传统的六氟化硫热降解法耗能高、投资大。因此，如何低碳、高效地处置这些退役气体，已成为行业需要攻关的难题。

“安徽电科院拥有国家电网公司电力设备油气介质状态评估与循环利用技术实验室，我们正在探索将六氟化硫转化为高价值产品，真正实现‘变废为宝’。”杭忱介绍，安徽电科院搭建了电、化学、光三种活化路径综合实验平台，已建成六氟化硫资源化连续流示范装置，集成光化学反应与物料循环系统，六氟化硫的转化率可达到90%以上，高价值产物批量分离产率高达60%以上，为实现高附加值含氟化学品的规模化、低碳化生产提供了可行的路径。

目前，国家电网公司在生态环境部指导下正积极推动国内首个含氟温室气体自愿减排方法学研究，旨在通过温室气体自愿减排交易市场激发市场主体减少温室气体排放的主动性和积极性，激励和带动更多企业参与温室气体减排行动，进一步提高六氟化硫管控成效，为全球电力设备低碳化转型提供完整可靠的“中国实践”。

PART4

国家电网公司管控六氟化硫的三大实践

开创六氟化硫循环利用新模式

●建设了26个省级处理中心，形成了“分散回收、灵活处置、统一检测、循环利用”的六氟化硫循环再利用减排模式。

●实现现场回收率达97%，气体再生纯度达99.99%。

●截至2024年年底，公司已累计回收六氟化硫2600余吨，等效二氧化碳减排量6500万余吨。

推动六氟化硫/氮气混合气体应用

●提出六氟化硫/氮气混合气体原位替代方案，开发六氟化硫混合气体检测运维系列技术与成套装置，在保障设备安全运行前提下，六氟化硫使用量可减少约50%。

●截至2024年年底，共改造存量气体绝缘全封闭组合电器设备2500余间隔，节省六氟化硫气体130余吨。

突破技术难题推动环保气体应用

●应用环保型电力绝缘气体——全氟异丁腈（C4），首创连续气相催化生产工艺，建成年产能吨级以上的全氟异丁腈中试生产线，气体纯度达99.99%，达到国内外最高水平。

●成功研制10千伏环网柜，在安徽、河南地区推广应用并打造环保绝缘气体示范区；研制的500千伏环保气体绝缘金属封闭输电管道于2025年6月在安徽安庆成功带电运行。