Новый сшитый полиэтилен Dow ENDURANCE™ HFDD-4201 значительно сокращает время дегазации

Авторы и источники / Правообладателям

ENDURANCE™ HFDD-4201 Compound for Cable Systems enables a significant reduction in degassing time. © DifferR/stock.adobe.com

Быстрая урбанизация, рост использования возобновляемых источников энергии и модернизация существующих электрических сетей способствуют повышению спроса на высоковольтные кабели с эффективными изоляционными системами. Для производителей кабелей важна не просто любая изоляционная система, а только такая изоляционная система, которая обеспечивает повышение эффективности производственного процесса и высокую надёжность кабельного изделия. Кроме того, энергетический сектор претерпевает глобальное преобразование, при котором декарбонизация становится главным приоритетом на всех континентах.

Длительные периоды дегазации, продолжающиеся до нескольких недель, увеличивают время производства и приводят к повышению расходов. Разработанный компанией Dow Chemical Europe SA новый изоляционный кабельный компаунд на основе сшитого полиэтилена, выпускаемый под маркой ENDURANCE™ HFDD-4201, преобразует процесс производства кабелей за счёт значительного сокращения времени дегазации.

Дегазация является существенной частью процесса производства кабельных изделий, направленной на сокращение до приемлемого предела концентрации побочных продуктов сшивания, таких как метан. Однако это приводит к увеличению продолжительности производственных циклов, увеличению энергопотребления дегазационными камерами и повышению стоимости хранения материально-технических запасов. Кроме того, метан является мощным парниковым газом.

Изоляционные системы из сшитого полиэтилена широко используются как в подземных, так и в подводных кабелях, но при производстве этих кабелей требуются периоды дегазации продолжительностью до нескольких недель, в зависимости от конструкции и уровня напряжения кабеля. Термопластичные материалы представляют собой интересный вариант, поскольку они не требуют процесса дегазации.

Ещё одним решением была бы изоляционная система из сшитого полиэтилена, которая позволяет использовать более короткие периоды дегазации при сохранении при этом надёжных электрических и механических характеристик. Такое решение способно привести к сокращению энергопотребления, уменьшению выбросов метана и углеродного (CO2) следа от процесса производства кабелей. Что касается этого второго варианта, компания Dow Chemical является здесь первопроходцем и разработала новый компаунд сшитого полиэтилена, предлагая почти «нулевую дегазацию» с полностью сшитой изоляционной системой, которая обеспечивает не только сокращение эксплуатационных расходов за счёт более коротких циклов кабельного производства, но также снижение выбросов во время производства кабелей.

Возможно, необходимо придерживаться прагматичного и комплексного подхода при рассмотрении воздействия кабельной системы на окружающую среду, с учётом всего её срока службы – от сырьевого материала до окончания срока эксплуатации, включая этапы производства кабеля и его использования. Если рассматривать весь срок службы силового кабеля, то становится ясно, что выбросы CO2 в основном образуются во время этапа использования кабеля. Удельное тепловое сопротивление сшитого полиэтилена (3,5мК/ Вт) ниже, чем у термопластичных материалов (4,5мК/Вт), это означает, что потери энергии на этапе использования кабеля выше в случае изоляции из последних материалов. Другими словами, кабельная система с термопластичной изоляцией потенциально окажет больший след CO2 на протяжении всего срока службы, чем кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Для того чтобы и далее двигаться в направлении декарбонизации энергосистем, необходимо продолжать повышать устойчивость и экологическую безопасность каждого этапа срока службы кабеля. Поэтому при измерении углеродного следа кабельной системы следует учитывать выбросы, создаваемые поставщиками материалов, производителями кабелей, операторами систем передачи электроэнергии и владельцами активов по истечении срока службы кабелей.

Необходим общий критерий для измерения влияния кабельной системы на окружающую среду. Одно из последних решений – новая изоляционная система из сшитого полиэтилена ENDURANCE™ HFDD-4201 – обеспечивает снижение выбросов углерода и метана на этапе производства кабеля. Общий критерий позволил бы таким инновационным решениям, как компаунд HFDD-4201, оказать реальное влияние на производителей кабелей и поставщиков энергоресурсов, которые заинтересованы в декарбонизации электросетей.

Воздействие кабельной системы на окружающую среду оказывают все участники цепочки создания стоимости, начиная с поставщиков сырьевых материалов, затем производителей кабелей, организаций, прокладывающих кабели, операторов систем и, наконец, владельцев активов в конце срока службы. Некоторые из них оказывают однократное воздействие – после того, как кабель изготовлен, транспортирован и проложен, он не производит дальнейших выбросов диоксида углерода (CO2). Эти значения можно учитывать один раз, на постоянном уровне. С другой стороны, после того, как система проложена, смонтирована и находится в эксплуатации, она производит выбросы на протяжении всего срока службы.

Когда кабель передаёт электроэнергию, из источника она доходит не вся – напрасная трата электроэнергии называется потерями, и выбросы углерода также включены в эти потери. Однако благодаря интеграции возобновляемых источников энергии в энергосистему и повышенной эффективности выбросы, связанные с этими потерями, со временем, вероятно, уменьшаются.

Всё это иллюстрирует сложность системы выбросов, необходимость во всестороннем и гармонизированном подходе к измерению воздействия на окружающую среду при оценке различных вариантов, особенно более новых и экологически рациональных решений. Необходим общий критерий, учитывающий весь срок службы кабельной системы, при котором эквивалентные парниковые газы, такие как метан, также могут быть преобразованы в углекислый газ.

Например: килограмм эквивалента CO2 / кВт / срок службы

В разбивке вот что отражает каждый элемент:

• углеродное воздействие используемого сырья: выбросы углекислого газа (кг экв. CO2/кг материала)
• производство кабеля, транспортировка, монтаж, прокладка, окончание срока службы: выбросы углекислого газа (кг экв. CO2/км кабеля)
• этап эксплуатации: потери (кВт/км кабеля)
• долговечность: годы срока службы

После того, как стоимость углекислого газа определена, становится возможным расчёт стоимости общих выбросов кабельной системы. Она может быть включена в общую стоимость владения (TCO) вместе с капитализированной стоимостью потерь электроэнергии, следовательно, с учётом стоимости инвестиций, эксплуатационных расходов и также затрат, связанных с охраной окружающей среды.

Энергоснабжение всё больше становится насущным вопросом не только для потребителей, но также для тех, кто производит материалы, используемые при поставке электроэнергии. Для кабельной отрасли более чем когда-либо важно сконцентрировать внимание на экологической безопасности на каждом этапе срока службы кабеля и придерживаться чёткого и прагматичного подхода к измерению выбросов. Используя общий критерий, мы можем более эффективно изучать воздействие кабельной системы на окружающую среду на протяжении всего срока её службы и принимать более разумные решения в области материалов и производства.

Для того чтобы помочь своим клиентам добиться максимальных результатов в области устойчивого и экологически безопасного развития, компания Dow Chemical предлагает новую изоляционную систему из сшитого полиэтилена ENDURANCE™ HFDD-4201, которая обеспечивает меньшее воздействие на окружающую среду на этапе производства кабеля. Это всего лишь один из способов, которым компания поддерживает отрасль на пути к декарбонизации энергосистем.