Changement climatique : SF6 : le " sale secret " de l'industrie électrique, qui participe au réchauffement de la planète

Matt McGrath
13/09/2019




L'expansion des connexions au réseau électrique a augmenté l'utilisation du SF6

C'est le gaz à effet de serre le plus puissant connu de l'humanité, et ses émissions ont augmenté rapidement ces dernières années, a appris la BBC.
L'hexafluorure de soufre, ou SF6, est largement utilisé dans l'industrie électrique pour prévenir les courts-circuits et les accidents.
Mais les fuites de gaz, peu connues au Royaume-Uni et dans le reste de l'UE, en 2017, équivalaient à la mise en circulation de 1,3 million de voitures supplémentaires.

Les niveaux sont à la hausse en raison du boom de l'énergie verte

Bon marché et ininflammable, le SF6 est un gaz synthétique incolore et inodore. Il s'agit d'un matériau isolant extrêmement efficace pour les installations électriques moyenne et haute tension.
Il est largement utilisé dans toute l'industrie, des grandes centrales électriques aux éoliennes en passant par les sous-stations électriques dans les villes et les villages. Il prévient les accidents électriques et les incendies.

Cependant, le principal inconvénient dans l'utilisation de ce gaz est qu'il a le potentiel de réchauffement planétaire le plus élevé de toutes les substances connues. C'est 23 500 fois plus réchauffant que le dioxyde de carbone (CO2).

  • Un seul kilogramme de SF6 réchauffe la Terre dans la même mesure que 24 personnes qui reviennent de Londres à New York. 
  • Il persiste aussi longtemps que le CO2 dans l'atmosphère, réchauffant la Terre pendant au moins 1 000 ans.
Alors pourquoi utilisons-nous plus de ce puissant gaz chauffant ?
La façon dont nous produisons de l'électricité dans le monde change rapidement. Alors qu'autrefois les grandes centrales thermiques au charbon fournissaient de l'énergie à des millions de personnes, la lutte contre le changement climatique signifie qu'elles sont aujourd'hui remplacées par des sources d'énergie mixtes, notamment éolienne, solaire et gazière. Cela s'est traduit par un plus grand nombre de raccordements au réseau électrique et par une augmentation du nombre d'interrupteurs et de disjoncteurs nécessaires pour prévenir les accidents graves. Collectivement, ces dispositifs de sécurité sont appelés appareillage de commutation. La grande majorité utilise le gaz SF6 pour éteindre les arcs électriques et arrêter les courts-circuits.



Les appareillages de commutation haute tension à isolation gazeuse utilisent presque toujours du SF6 @Getty image

"Comme les projets d'énergie renouvelable deviennent de plus en plus gigantesques, nous avons dû l'utiliser dans des aérogénérateurs en particulier ", explique Costa Pirgousis, ingénieur chez Scottish Power Renewables concernant sa nouvelle zone industrielle d'aérogénérateurs d' East Anglia, qui n'utilise pas de SF6 dans les machines.
"Comme nous installons de plus en plus de turbines, nous avons besoin de plus en plus d'appareillage de commutation et, par conséquent, de plus en plus de SF6 est introduit dans les grandes turbines au large des côtes.

"Il a fait ses preuves depuis des années et nous savons comment il fonctionne, et par conséquent, il est très fiable et ne nécessite que très peu d'entretien pour nous en mer."

Comment savoir si le SF6 augmente ?
Sur l'ensemble du réseau britannique de lignes électriques et de sous-stations, est installé environ un million de kilogrammes de SF6. Une étude de l'Université de Cardiff a montré que dans tous les réseaux de transport et de distribution, la quantité utilisée augmentait de 30 à 40 tonnes par an. 

Cette augmentation s'est également produite dans toute l'Europe avec des émissions totales des 28 États membres en 2017 équivalant à 6,73 millions de tonnes de CO2. C'est la même chose que les émissions de 1,3 million de voitures supplémentaires sur les routes pendant un an.





Des chercheurs de l'Université de Bristol, qui surveillent les concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, affirment qu'ils ont constaté des augmentations importantes au cours des 20 dernières années.
"Nous effectuons des mesures du SF6 dans l'atmosphère de fond ", explique Matt Rigby, lecteur en chimie atmosphérique à Bristol. "Ce que nous avons vu, c'est que les niveaux ont considérablement augmenté et que la concentration atmosphérique a presque doublé au cours des deux dernières décennies."

Comment le SF6 pénètre-t-il dans l'atmosphère ?
Les fuites dans l'industrie de l'électricité constituent le principal moyen par lequel le SF6 pénètre dans l'atmosphère.




Les appareillages électriques du monde entier utilisent souvent le SF6 pour prévenir les incendies.@Gettyimage

L'entreprise d'électricité Eaton, qui fabrique des appareillages de commutation sans SF6, affirme que ses recherches indiquent que, pendant tout le cycle de vie du produit, les fuites pourraient atteindre 15 % - beaucoup plus que de nombreuses autres estimations.
Louis Shaffer, directeur des affaires électriques chez Eaton, a déclaré : "Le nouveau pignon a un taux de fuite très faible, mais la question clé est de savoir si vous avez un nouveau pignon.
"Nous avons examiné tout l'équipement et la moyenne de tous ces taux de fuite, et nous n'avons pas vu les gens tenir compte du remplissage du gaz. De plus, nous avons examiné la façon dont vous recyclez et retournez le produit, et nous avons également inclus les fuites catastrophiques."

Dans quelle mesure ce gaz est-il nocif pour le climat ?

Les concentrations dans l'atmosphère sont très faibles à l'heure actuelle, une fraction seulement de la quantité de CO2 dans l'air.Toutefois, la base installée mondiale de SF6 devrait augmenter de 75 % d'ici 2030. Un autre problème est que le SF6 est un gaz synthétique qui n'est pas absorbé ou détruit naturellement. Tout cela devra être remplacé et détruit pour limiter l'impact sur le climat.





On s'attend à ce que les pays développés établissent un rapport annuel à l' ONU sur la quantité de SF6 qu'ils utilisent. Mais les pays en voie de développement ne sont, en aucun cas, confrontés à une restriction d'utilisation. À l'heure actuelle, les scientifiques détectent dans l'atmosphère des concentrations qui sont dix fois supérieures à la quantité déclarée par les pays dans leurs rapports. Les scientifiques disent que tout cela ne viendrait pas de pays comme l'Inde, la Chine et la Corée du Sud. Une étude a montré que les méthodes utilisées pour calculer les émissions dans les pays plus riches ont "fortement sous-estimé" les émissions au cours des deux dernières décennies.

Pourquoi n'est-ce pas interdit ?
Le SF6 fait partie d'un groupe de substances produites par l'homme connues sous le nom de gaz F. La Commission européenne a tenté d'interdire un certain nombre de ces substances nocives pour l'environnement, y compris les gaz dans la réfrigération et la climatisation, dès 2014. Mais ils se sont heurtés à une forte opposition de la part des industries de toute l'Europe.
"En fin de compte, le lobby de l'industrie électrique était trop fort et nous avons dû céder devant eux", a déclaré l'eurodéputé vert néerlandais Bas Eickhout, qui était responsable de la tentative de réglementer les gaz fluorés.
"Le secteur de l'électricité a été très fort en soutenant que si vous voulez une transition énergétique, et que vous devez vous tourner davantage vers l'électricité, vous aurez besoin de plus d'appareils électriques. Et puis vous aurez aussi besoin de plus de SF6.
"Ils ont utilisé l'argument qu'autrement la transition énergétique serait ralentie."

Que disent les organismes de réglementation et les compagnies d'électricité au sujet du gaz ?

Tout le monde essaie de réduire sa dépendance au gaz, car il est universellement reconnu qu'il est nocif pour le climat. Au Royaume-Uni, l' Ofgem, l'organisme de réglementation de l'énergie, affirme qu'il travaille avec les services publics pour tenter de limiter les fuites de gaz.
"Nous utilisons une série d'outils pour nous assurer que les entreprises limitent leur utilisation du SF6, un puissant gaz à effet de serre, lorsque c'est dans l'intérêt des consommateurs d'énergie ", a déclaré un porte-parole de l' Ofgem à BBC News.
"Il s'agit notamment de financer des essais d'innovation et de récompenser les entreprises pour qu'elles recherchent et trouvent des solutions de rechange, de fixer des objectifs en matière d'émissions, de récompenser les entreprises qui dépassent ces objectifs et de pénaliser celles qui les manquent. "

Existe-t-il des alternatives - et sont-elles très coûteuses ?
La question des solutions de rechange au SF6 a été controversée au cours des dernières années. Pour les applications haute tension, les experts disent qu'il existe très peu de solutions qui ont été rigoureusement testées.
"Il n'y a pas d'alternative réelle qui ait fait ses preuves ", a déclaré le professeur Manu Haddad de l'école d'ingénierie de l'Université de Cardiff.
"Il y en a qui sont proposés maintenant, mais prouver leur fonctionnement sur une longue période de temps est un risque que beaucoup d'entreprises ne veulent pas prendre."

Cependant, pour les applications moyenne tension, il existe plusieurs matériaux qui ont fait leurs preuves. Certains dans l'industrie disent que la nature conservatrice de l'industrie électrique est la principale raison pour laquelle peu de gens veulent passer à une alternative moins nocive.
"Je vous le dis, tout le monde dans cette industrie sait que vous pouvez le faire ; il n'y a aucune raison technique de ne pas le faire ", a déclaré Louis Shaffer d' Eaton.
"Ce n'est pas vraiment économique ; c'est plutôt une question que le changement demande des efforts et si vous n'y êtes pas obligé, vous ne le ferez pas."

Certaines entreprises ressentent le vent du changement
Situé en mer du Nord, à 43 km de la côte du Suffolk, Scottish Power Renewables exploitera,
d'ici 2020, l'une des plus grands zones industrielles d'aérogénérateurs du monde où les machines seront exemptes de gaz SF6. East Anglia One sera constituée de 102 de ces gigantesques générateurs, d'une puissance nominale cumulée de 714MW, assez pour alimenter un demi million de foyers.



Les turbines d' East Anglia One sont plus hautes que la Tour Elizabeth des Chambres du Parlement qui abrite Big Ben. @ALAN O'NEILL

Auparavant, une installation de ce type aurait utilisé des appareillages de commutation fournis avec le SF6, pour prévenir les accidents électriques qui peuvent provoquer des incendies. Chaque turbine aurait normalement contenu environ 5 kg de SF6, qui, s'il s'échappait dans l'atmosphère, ajouterait l'équivalent d'environ 117 tonnes de dioxyde de carbone. C'est à peu près la même chose que les émissions annuelles de 25 voitures.
"Dans ce cas, nous utilisons une combinaison de la technologie de l'air pur et du vide à l'intérieur de la turbine. Cela nous permet de disposer d'un réseau à haute tension très efficace et fiable, tout en étant respectueux de l'environnement ", a déclaré Costa Pirgousis, de Scottish Power Renewables.
"Une fois qu'il existe des alternatives viables sur le marché, il n'y a aucune raison de ne pas les utiliser. Dans ce cas, nous avons une alternative viable et c'est pourquoi nous l'utilisons."

Mais même pour les entreprises qui tentent de limiter l'utilisation du SF6, il y a encore des limites. Au cœur d' East Anglia One se trouve une sous-station offshore géante à laquelle les 102 turbines seront connectées. Il utilise encore des quantités importantes de ce gaz très réchauffant.

Et à l'avenir?
L'UE réexaminera l'utilisation du SF6 l'année prochaine et examinera s'il existe d'autres solutions. Cependant, même les experts les plus optimistes ne pensent pas qu'une interdiction soit susceptible d'être mise en place avant 2025. 


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