© 2020 Deutscher Bundestag WD 8 - 3000 - 036/20 Schwefelhexafluorid (SF6) Alternativen für elektrische Anlagen Sachstand Wissenschaftliche Dienste Die Wissenschaftlichen Dienste des Deutschen Bundestages unterstützen die Mitglieder des Deutschen Bundestages bei ihrer mandatsbezogenen Tätigkeit. Ihre Arbeiten geben nicht die Auffassung des Deutschen Bundestages, eines seiner Organe oder der Bundestagsverwaltung wieder. Vielmehr liegen sie in der fachlichen Verantwortung der Verfasserinnen und Verfasser sowie der Fachbereichsleitung. Arbeiten der Wissenschaftlichen Dienste geben nur den zum Zeitpunkt der Erstellung des Textes aktuellen Stand wieder und stellen eine individuelle Auftragsarbeit für einen Abgeordneten des Bundestages dar. Die Arbeiten können der Geheimschutzordnung des Bundestages unterliegende, geschützte oder andere nicht zur Veröffentlichung geeignete Informationen enthalten. Eine beabsichtigte Weitergabe oder Veröffentlichung ist vorab dem jeweiligen Fachbereich anzuzeigen und nur mit Angabe der Quelle zulässig. Der Fachbereich berät über die dabei zu berücksichtigenden Fragen. Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 036/20 Seite 2 Schwefelhexafluorid (SF6) Alternativen für elektrische Anlagen Aktenzeichen: WD 8 - 3000 - 036/20 Abschluss der Arbeit: 2. Juli 2020 Fachbereich: WD 8: Umwelt, Naturschutz, Reaktorsicherheit, Bildung und Forschung Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 036/20 Seite 3 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 4 2. Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten 7 3. Quellenverzeichnis 12 Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 036/20 Seite 4 1. Einleitung Schwefelhexafluorid (SF6) wird aufgrund seiner elektrischen Eigenschaften seit den 60er Jahren als Isolier- und Lichtbogenlöschgas in der elektrischen Energietechnik eingesetzt. Schwefelhexafluorid ist das stärkste bisher bekannte Treibhausgas. Die Emission eines Kilogramms SF6 trägt genauso viel zur Klimaerhitzung bei wie 22.800 Kilogramm Kohlendioxid (CO2).1 Es gehört zu den sechs Treibhausgasen, die im Kyoto-Protokoll reglementiert sind. Im Rahmen einer Selbstverpflichtung der deutschen Wirtschaft konnten die Emissionen in den letzten 20 Jahren deutlich gesenkt werden. In der Europäischen Union wurden mehrere Anwendungen von SF6 verboten. Eine wichtige Ausnahme bilden gasisolierte elektrische Schaltanlagen (GIS), für die bei der letzten Überarbeitung der F-Gas-Verordnung im Jahr 2014 keine kostengünstigen und umweltverträglichen Alternativen zur Verfügung standen. Die EU-Kommission muss gemäß der Verordnung des Europäischen Parlaments (Nr. 517/2014) zum 1. Juli 2020 bewerten, ob es für Mittelspannungsanlagen‚ kostenwirksame , technisch realisierbare, energieeffiziente und zuverlässige Alternativen gibt, um ein eventuelles Verbot aussprechen zu können.2 Das ursprünglich für März geplante ‚Consultation Forum‘ zur Überprüfung der Regelungen nach Artikel 21(4) der Verordnung (EU) 517/2014 musste aufgrund der Corona-Krise ausfallen.3 1 Statistisches Bundesamt Destatis (2020). „Erhebung bestimmter klimawirksamer Stoffe "Schwefelhexafluorid" (SF6) und "Stickstofftrifluorid" (NF3)“, https://www.destatis.de/DE/Themen/Gesellschaft-Umwelt/Umwelt/Klimawirksame -Stoffe/Publikationen/Downloads-Klimawirksame-Stoffe/schwefelhexafluorid- 5332401197004.pdf?__blob=publicationFile&v=6, Seite 10 Weiteres Zahlenbeispiel: „Das Treibhaus-Potenzial von SF6 ist 23.500mal größer als von CO2. Ein Kilogramm SF6 in der Atmosphäre ist so wie 23,5 Tonnen CO2 in der Atmosphäre.“: Grotelüschen, F., Deutschlandfunk (2019). „Treibhausgas SF6 dringend gesucht“, https://www.deutschlandfunk.de/hochspannungstechnik-ersatzfuer -treibhausgas-sf6-dringend.676.de.html?dram:article_id=463800 2 Europäische Union (EU) (2014): Verordnung (EU) Nr. 517/2014 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 16. April 2014 über fluorierte Treibhausgase und zur Aufhebung der Verordnung (EG) Nr. 842/2006 taz (2020). „Saubere Luft statt SF6“, https://taz.de/Alternative-fuer-extremes-Treibhausgas/!5667743/ Zum Sachstand aktueller regulatorischer Rahmen zum Einsatz von SF6 in elektrischen Betriebsmitteln s.a.: Ecofys (2018). Abschlussbericht „Konzept zur SF6-freien Übertragung und Verteilung elektrischer Energie“, https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/2503/dokumente/endbericht_sf6_de.pdf, Kapitel 7, Seite 62 3 Umweltbundesamt (UBA) (2016). „EU-Verordnung über fluorierte Treibhausgase“, https://www.umweltbundesamt .de/themen/klima-energie/fluorierte-treibhausgase-fckw/rechtliche-regelungen/eu-verordnung-ueber-fluorierte -treibhausgase#aktuelles Europäische Kommission (2020). „F-gas Consultation Forum“, https://ec.europa.eu/clima/events/articles /0106_en Umweltbundesamt (UBA) (2019). „Schaltanlagen“, https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie /fluorierte-treibhausgase-fckw/anwendungsbereiche-emissionsminderung/schaltanlagen Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 036/20 Seite 5 Der Anteil von SF6 in Schaltanlagen in Europa ist nicht eindeutig bekannt. Wissenschaftler haben versucht, diesen Anteil abzuschätzen. Als Ausgangswert setzen die Autoren die SF6-Menge im Jahr 2017 mit 10.800 bis 24.700 t an. Diese Annahme führt zu 68 bis 140 t jährlicher Emissionen aus betrieblichen Leckagen. Dies entspricht etwa 1,6 bis 3,3 Mt CO2-Äq. Darüber hinaus berechneten die Wissenschaftler potenzielle Treibhausgaseinsparungen über den Lebenszyklus einer gasisolierten 145-kV-Schaltanlage. Dabei ersetzten die Experten SF6 durch Decafluor-2-Methylbutan -3-on (C5-FK) und Heptafluor-2-Methylpropannitril (C4-FN)-Mischungen. Die Forscher berechneten , dass sich der europäische CO2-Fussabdruck für ein Ausstiegsszenario ab 2020 über einen Zeitraum von 50 Jahren um einen Mittelwert von 14 Mt CO2-Äq. reduzieren könnte. Eine Schätzung für Mittelspannungsanlagen könnte eine ähnliche Größenordnung als Ergebnis haben.4 Allein für Deutschland hat der größte Produktionszweig „Elektroindustrie und Apparatebau“ im Jahr 2018 etwa 609 Tonnen (77,5 %) SF6verwendet und damit 13.887.685 Tonnen CO2-Äquivalente produziert. Im Vergleich zum Vorjahr hat es zwar eine Reduzierung um 24 % gegeben, aufgrund der großen Menge besteht aber weiterhin dringender Handlungsbedarf. Alternative Produkte für die Substitution von SF6 wurden und werden für verschiedene Anwendungsfelder entwickelt . Die Forschungsaktivitäten der Industrie haben insbesondere technische Verbesserungen zur Minimierung des Einsatzes von SF6 und die Entwicklung alternativer Austauschprodukte als Ziel. Lösungen für SF6-freie Schaltanlagen gibt es bereits, aber trotzdem findet SF6 weiterhin eine breite Anwendung.5 Eine Kleine Anfrage der Fraktion BÜNDNIS90/DIE GRÜNEN erörtert die aktuelle technische Situation des Treibhausgases und den Stand der politischen Aktivitäten: „Schwefelhexafluorid wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Hauptsächlich wird SF6 im Produktionsbereich der Elektroindustrie und im Apparatebau verwendet, beispielsweise für den Bau von Schaltanlagen. In der Summe wurden 2017 in diesem Industriezweig knapp 82 Prozent der in Deutschland abgegebenen Gesamtmenge von SF6 verarbeitet , das entspricht rund 18,1 Mio. Tonnen CO2-Äquivalente [6]. 4 Billen, P. et al. (2020). „Replacing SF6 in Electrical Gas-Insulated Switchgear: Technological Alternatives and Potential Life Cycle Greenhouse Gas Savings in an EU-28 Perspective“, Energies 2020, 13, 1807; doi:10.3390/en13071807, https://www.mdpi.com/1996-1073/13/7/1807/s1 5 Statistisches Bundesamt DESTATIS (2018). „Erhebung bestimmter klimawirksamer Stoffe "Schwefelhexafluorid " (SF6) und "Stickstofftrifluorid" (NF3)“, www.destatis.de/DE/Themen/Gesellschaft-Umwelt/Umwelt/ Klimawirksame -Stoffe/Publikationen/Downloads-Klimawirksame-Stoffe/schwefel hexafluorid- 5332401177004.pdf?__blob=publicationFile&v=5 Das Umweltbundesamt hat bereits im Jahr 2010 eine Übersicht über Einsatzfelder von Treibhausgasen und alternativen Ersatzstoffe zusammengestellt: Umweltbundesamt (UBA) (2010). „Fluorierte Treibhausgase vermeiden - Wege zum Ausstieg“, https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/515/dokumente/3962.pdf Kapitel 1.4, Seite 21 6 Statistisches Bundesamt DESTATIS (2018). „Erhebung bestimmter klimawirksamer Stoffe "Schwefelhexafluorid " (SF6) und "Stickstofftrifluorid" (NF3)“, www.destatis.de/DE/Themen/Gesellschaft-Umwelt/Umwelt/ Klimawirksame -Stoffe/Publikationen/Downloads-Klimawirksame-Stoffe/schwefel hexafluorid- 5332401177004.pdf?__blob=publicationFile&v=5 Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 036/20 Seite 6 Zukünftig könnten sich diese Mengen, im Apparatebau und im Betrieb der Netztechnik nun weiter erhöhen. Die Energiewende erfordert in ihrer nächsten Phase den Ausbau und die intelligente Steuerung von Verteilnetzen. Somit werden bei zunehmendem Ausbau der Mittelspannungsnetze die Zahlen für den Einsatz von SF6 weiter ansteigen. Im Markt sind bereits schon heute alternative Technologien für die Mittelspannungsebene vorhanden , fehlen jedoch gänzlich für die Hoch- und Höchstspannungsebene7. Eine im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit erstellte Studie von Ecofys mit dem Titel „Konzept zur SF6-freien Übertragung und Verteilung elektrischer Energie“ aus dem Jahr 2018 schlussfolgert, dass ohne klare politische Zielsetzung die Reduktion der SF6-Emissionen durch die Industrie hinter den Möglichkeiten zurückbleibt . Mit Blick auf den Ausbau der Netzinfrastruktur ist somit zu befürchten, dass die SF6-Emissionen weiter ansteigen, wenn keine alternativen Isoliergase eingesetzt werden.“8 Die zitierte Studie des Beratungsunternehmens „Ecofys“ und der ETH Zürich sollte „technologische Alternativen und konkrete Handlungsoptionen für den verminderten Einsatz oder den Ersatz von SF6 in neu errichteten elektrischen Betriebsmitteln aufzuzeigen und einzuordnen.“9 Der Schwerpunkt des umfangreichen Berichts liegt auf Schaltanlagen, Messwandlern und Leitungen in der Mittel- (1 bis 52 kV) und Hochspannung (> 52 kV) in Deutschland. Die Berater analysierten Potentiale und bewerteten Instrumente und Maßnahmen für den verminderten Einsatz von SF6. Dabei sind „die höchsten SF6-Emissionen in der Verteilung und Übertragung elektrischer Energie Emissionen in der Herstellung ‚sonstiger Betriebsmittel‘ sowie Betriebsemissionen von Hochspannungsschaltanlagen “. Die Analysten fanden heraus, dass in der Mittelspannung alternative Lösungen auf dem Markt vorhanden sind und in der Hochspannung noch weiterer Entwicklungsbedarf besteht. Um weitere vorhandene Reduktionspotentiale auszuschöpfen, wären zusätzliche Entwicklungen notwendig.10 Der Bericht enthält u.a. eine tabellarische Übersicht der relevanten Standpunkte, Veröffentlichungen und Stellungnahmen der von den Experten interviewten Gremien und Verbände. Die Experten kommen zu dem Schluss, dass es eine starke Zurückhaltung gegenüber der Einsetzbarkeit alternativer Technologien gibt. Lediglich international tätige Konzerne wie T&D Europe oder 7 Spannungsbereiche elektrischer Schaltanlagen: bis zu 1 kV low voltage (LV); 1 kV - 52 kV medium voltage (MV); 52 kV - 230kV high voltage (HV); über 230 kV extra-high voltage. 8 Vorbemerkung der Fragesteller, Antwort der Bundesregierung auf die Kleine Anfrage der Fraktion BÜND- NIS90/DIE GRÜNEN (2019). „Einsatz von Schwefelhexaflourid in der Energiewirtschaft“, https://dipbt.bundestag .de/doc/btd/19/109/1910983.pdf Antwort der Bundesregierung auf die Kleine Anfrage der Fraktion DIE LINKE (2016). „Neuer Emissionsanstieg bei Super-Klimagasen Schwefelhexafluorid und Stickstofftrifluorid“, http://dipbt.bundestag .de/dip21/btd/18/092/1809227.pdf 9 Ecofys (2018). Zusammenfassung „Konzept zur SF6-freien Übertragung und Verteilung elektrischer Energie“, https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/2503/dokumente/endbericht_sf6_zusammenfassung _de.pdf 10 Ecofys (2018). Zusammenfassung „Konzept zur SF6-freien Übertragung und Verteilung elektrischer Energie“, https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/2503/dokumente/endbericht_sf6_zusammenfassung _de.pdf Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 036/20 Seite 7 das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) verweisen auf Einsatzmöglichkeiten alternativer Technologien für spezifische Anwendungsfälle für Mittelspannungsanlagen bzw. Hochspannungsanlagen.11 Die vorliegende Arbeit gibt einen Einblick in Forschungs- und Entwicklungsvorhaben zum Austausch von SF6 in den entsprechenden Einsatzbereichen. 2. Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten Der Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V. (VDE) schreibt zum Stand der Forschungsergebnisse in seinem Positionspapier: „Mit der F-Gase-Verordnung 517/EG/2014 wurde die bis dahin bestehende Verordnung novelliert. In Artikel 21 ist bis Mitte 2020 eine Überprüfung vorgesehen, ob es Alternativen gibt, mit denen SF6 in ‚neuen Mittelspannungsschaltanlagen der Sekundärverteilung‘ ersetzt werden kann. Ein physikalisch-elektrisch gleichwertiges Gas, das einen direkten Ersatz von SF6 ermöglicht, liegt trotz intensiver wissenschaftlicher Forschung bisher nicht vor.“12 Nach Aussage des Umweltbundesamtes forscht die Industrie eher an technischen Verbesserungen zur Minimierung des Einsatzes von SF6 als an alternativen Austauschprodukten.13 In Abhängigkeit vom Anwendungs- bzw. Einsatzgebiet des SF6 gibt es mittlerweile unterschiedliche Lösungsansätze : Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik hat im letzten Jahr eine Initiative gestartet, die die ökologischen und sozio-ökonomischen Auswirkungen des Einsatzes von SF6 in Stromnetzen und mögliche Alternativen untersuchte. Ziel der Studie war es, die Auswirkungen der Verwendung von SF6 und F-Gas-freien Alternativen in Mittelspannungsanlagen (MV) in Stromnetzen der Europäischen Union zu analysieren. Die Experten fanden heraus, dass drei Hauptfaktoren die Entwicklung der SF6-Emissionen bei Mittelspannungsanlagen zukünftig bestimmen: Netzerweiterungen, Betriebsemissionen, und die Verwertung am Ende der Lebensdauer der Schaltanlagen. Insbesondere die Leckraten, die bei längerer Betriebsdauer zunehmen können, stellten im Hinblick auf das Treibhauspotential ein ernst zu nehmendes Problem dar. Das Fraunhofer-Institut empfiehlt u.a. die kontrollierte Stilllegung von SF6-Anlagen. Dabei ist der 11 Ecofys (2018). Abschlussbericht „Konzept zur SF6-freien Übertragung und Verteilung elektrischer Energie“, https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/2503/dokumente/endbericht_sf6_de.pdf, Kapitel 8.2, Seite 75 12 Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V. (VDE), Forum Netztechnik / Netzbetrieb im VDE (FNN) (2010). Positionspapier „Alternativen für den Einsatz von SF6 in der Energietechnik“, https://www.vde.com/resource/blob/796250/1493d8941d606b71eb57e50f88a0f043/vde-fnn-positionspapier-sf6- data.pdf Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V. (VDE) (2016). „Alternativen für den Einsatz von SF6 in der Energietechnik“, https://www.vde.com/de/fnn/arbeitsgebiete/umwelt-naturschutz/sf6 13 Umweltbundesamt (UBA) (2019). „Schaltanlagen“, https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie /fluorierte-treibhausgase-fckw/anwendungsbereiche-emissionsminderung/schaltanlagen Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 036/20 Seite 8 Austausch mit F-Gas freien Anlagen für die Reduzierung der Emissionen von zentraler Bedeutung . Eine Befragung des Markts hatte gezeigt, dass eine Reduzierung der SF6-Technologie erwartet wird und ein Umweltbewusstsein besteht, aber derzeitige alternative Produkte aufgrund des erhöhten Platzbedarfs und höherer Kosten nicht vollends angenommen werden.14 Für die Bewertung durch die Europäische Kommission hat das Büro für Umweltforschung und -beratung „Öko-Recherche“ eine Stellungnahme zu SF6 und möglichen Alternativen für elektrische Schaltanlagen und damit verbundenen Ausstattungen vorgelegt. Die Experten gehen davon aus, dass mit entsprechenden Investitionen SF6-freie Schaltanlagen je nach Einsatzgebiet in 2 bis 4 Jahren eine breite Anwendung finden. Die geplanten Entwicklungszeiträume bis zur Marktreife für HV-Anlagen >145 kV können noch bis zu 5 Jahre in Anspruch nehmen. In tabellarischen Aufstellungen finden sich detaillierte qualitative Anforderungen und Bewertungen zur Funktionalität von alternativen Lösungen für Mittelspannungsanlagen und Anforderungen an zukünftige alternative Gase für weitere Einsatzgebiete. Alternative Gase nennen die Autoren nicht.15 Im Abschlussbericht der Ecofys-Studie findet sich dagegen eine tabellarische Zusammenfassung einer Auswahl der derzeit diskutierten alternativen Gase und Gasgemische: 14 Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) (2019). Projektseite „Wirkungsanalyse von F-Gas-freien Mittelspannungs-GIS-Anwendungen“, https://www.iee.fraunhofer.de/de/projekte/suche/laufende /f-gas-free.html Guetelin, M.Ch., et al. Grenoble Ecole de Management (2020). Final Report „Empirical study investigating the environmental and socio-economic impact of SF6 and its alternatives in medium voltage switchgear“, https://www.iee.fraunhofer.de/content/dam/iee/energiesystemtechnik/de/Dokumente/Projekte/f-gas-free/sf6_report _gem_final2.pdf Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) (2020). Summary „Impact assessment of F-gas free medium voltage switchgear“, https://www.iee.fraunhofer.de/content/dam/iee/energiesystemtechnik /de/Dokumente/Projekte/f-gas-free/F-gas-free-study-summary-final.pdf 15 Öko-Recherche, Büro für Umweltforschung und -beratung GmbH (2020). „Briefing paper: SF6 and alternatives in electrical switchgear und related equipment“, https://ec.europa .eu/clima/sites/clima/files/docs/0106/2020_03_25_sf6_and_alternatives_en.pdf Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 036/20 Seite 9 Die Autoren der Studie kommen nach Prüfung der vorhandenen SF6-Alternativen hinsichtlich ihrer Einsatzfähigkeit, ihrer Vorteile und Einsatzgrenzen sowie Umweltauswirkungen u.a. zu dem Schluss, dass „in der Mittelspannung alternative Lösungen auf dem Markt vorhanden sind, in der Hochspannung es noch weiterer Entwicklungen bedarf. Als weitere Handlungsoptionen empfehlen sie die Nutzung bestehender Reduktionspotentiale, die Schaffung eines verlässlichen Rahmens für die Industrie, die Weiterentwicklung der freiwilligen Selbstverpflichtung und des SF6-Monitorings sowie die Abwägung des Austauschs von Altanlagen.“16 Der Branchenverband „T&D Europe“, ein Zusammenschluss der Fachverbände der Hochspannungsschaltgeräte und Transformatorenhersteller in Europa, hat zu dieser Analyse eine ausführliche Stellungnahme geschrieben. Der Verband lobt u.a. die Erarbeitung des Überblicks über relevante bestehende Alternativen und laufende F&E-Aktivitäten, äußert aber auch Kritik beispiels- 16 Ecofys (2018). Abschlussbericht „Konzept zur SF6-freien Übertragung und Verteilung elektrischer Energie“, https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/2503/dokumente/endbericht_sf6_de.pdf, Anhang 10.1.5 Tabelle 40 „Auswahl der derzeit diskutierten Gase und Gasgemische“ Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 036/20 Seite 10 weise an der Methodik zur Bewertung der SF6-Emissionen und an der Abschätzung des Reduktionspotenzials von Schaltanlagen und zugehörigen elektrischen Geräten auf der Grundlage des Lebenszyklus-Ansatzes.17 Ein aktualisierter Bericht des Verbands aus dem Jahr 2020 beschreibt ausführlich die aktuelle technische Situation. Im Bericht enthalten ist eine Tabelle die die Hauptmerkmale von wichtigsten Isolierungsalternativen mit SF6 für HV-Anwendungen vergleicht. Die alternativen Gase sind auch in der obigen Tabelle enthalten.18 17 T&D Europe, The European Association of the Electricity Transmission and Distribution Equipment and Services Industry (2020). „T&D Europe comment on Öko-Recherche and RExpertise Briefing Paper on SF6 and alternatives in electrical switchgear and related equipment.“, https://www.tdeurope.eu/component/attachments /attachments.html?id=1482 18 T&D Europe, The European Association of the Electricity Transmission and Distribution Equipment and Services Industry (2020). „Technical report on alternative to SF6 gas in medium voltage & high voltage electrical equipment“, https://www.beama.org.uk/asset/35AC6550-E506-4417-8FDB33E7C3C854F6/ s.a. die aktualisierten Fassungen von 2020: „T&D Europe position paper on SF6 and SF6 alternative technologies - F-Gas Regulation, SF6 Technology and Alternatives for Transmission and Distribution (T&D) Electrical Switchgear“, https://www.tdeurope.eu/component/attachments/attachments.html?id=1421 Ausführlicher Bericht über die Einsatzfelder von 2020: „Technical report on alternative to SF6 gas in medium voltage & high voltage electrical equipment“, https://www.tdeurope.eu/component/attachments/attachments .html?id=1435, Tabelle 7, Seite 58 Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 036/20 Seite 11 Nach Aussage des Zentralverbands Elektrotechnik- und Elektronikindustrie werden in der Branche weiterhin Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten von SF6-Alternativen forciert. Alternativen gebe es bereits in einigen Anwendungsfeldern der Mittel- und Hochspannung, einige seien bereits im Einsatz, manche andere Alternativen werden derzeit in Pilotprojekten erprobt.19 Der „Arbeitskreis SF6 und Alternative Gase“ hat zwei Zukunftsszenarien entwickelt wie die Einführung neuer Technologien zum Ersatz von SF6 im Bereich der elektrischen Energieversorgung dazu beitragen kann, die ambitionierten Ziele der EU-Kommission, Europa bis 2050 zum ersten klimaneutralen Kontinent zu machen, zu erreichen. Neben der technischen Machbarkeit werden in den Szenarien auch die Herausforderungen berücksichtigt, entsprechende Produkte in ausreichendem Maße bereitzustellen und bei jederzeitiger Sicherstellung der Energieversorgung in das bestehende Stromnetz zu integrieren. Konkrete stoffliche Alternativen zum Austausch von SF6 behandeln die Szenarien nicht. Es gibt jedoch eine Gegenüberstellung von SF6 und alternativen Gasen wie Perfluoroketone C5-PFK (C5F10O), Perfluoronitril C4-PFN (C4F7N), Dry air N2/O2 und Gasgemischen.20 Die Autoren diskutieren die Einsatzfähigkeit dieser Gase für verschiedene Anwendungstechnologien . Weltweit gibt eine Vielzahl von Aktivitäten zum Ersatz von SF6. Das niederländische Unternehmen Tennet testet beispielsweise im Umspannwerk Ovenstädt in Ostwestfalen als weltweit erster Übertragungsnetzbetreiber auf Höchstspannungsebene eine Technik, die ohne das Klimagas auskommt 21 und die Firma Siemens setzt auf fluorierte Gasgemische, die weniger Treibhausgaspotenzial als SF6 haben und bewirbt in diesem Rahmen eine gasisolierte Schaltanlage mit einem Treibauspotential von null.22 *** 19 Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) e. V. (2020). „SF6 in der Energietechnik“, https://www.zvei.org/verband/fachverbaende/fachverband-energietechnik/sf6-in-der-energietechnik/ 20 Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) e. V. (2020). „Szenario zur Reduktion der SF6- Betriebsemissionen von elektrischen Betriebsmitteln durch den Einsatz alternativer Isoliergase“, https://www.zvei.org/fileadmin/user_upload/Presse_und_Medien/Publikationen/2020/April/SF_6_Reduktion /Szenario-zur-Reduktion-von-SF6-Betriebsemissionen-final.pdf Seite 48 und 111 21 taz (2020). „Saubere Luft statt SF6“, https://taz.de/Alternative-fuer-extremes-Treibhausgas/!5667743/ 22 Siemens AG (2020). „Alternativen für SF6 dringend gesucht“, https://new.siemens.com/global/de/unternehmen /stories/energie/alternativen-fuer-sf6.html Siemens AG (2020). „Der erste Auftrag für eine 8VN1 in Dänemark“, https://new.siemens.com/global/de/produkte /energie/referenzen/erste-auftrag-fuer-8vn1-in-daenemark.html Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 036/20 Seite 12 3. Quellenverzeichnis Billen, P. et al. (2020). „Replacing SF6 in Electrical Gas-Insulated Switchgear: Technological Alternatives and Potential Life Cycle Greenhouse Gas Savings in an EU-28 Perspective“, Energies 2020, 13, 1807; doi:10.3390/en13071807, https://www.mdpi.com/1996-1073/13/7/1807/s1 Deutscher Bundestag (2016). BT-Drs 19/9227, Antwort der Bundesregierung auf die Kleine Anfrage der Fraktion DIE LINKE „Neuer Emissionsanstieg bei Super-Klimagasen Schwefelhexafluorid und Stickstofftrifluorid“, http://dipbt.bundestag.de/dip21/btd/18/092/1809227.pdf Deutscher Bundestag (2019). BT-Drs 19/10983, Antwort der Bundesregierung auf die Kleine Anfrage der Fraktion BÜNDNIS90/DIE GRÜNEN „Einsatz von Schwefelhexaflourid in der Energiewirtschaft “, https://dipbt.bundestag.de/doc/btd/19/109/1910983.pdf Ecofys (2018). Abschlussbericht „Konzept zur SF6-freien Übertragung und Verteilung elektrischer Energie“, https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/2503/dokumente /endbericht_sf6_de.pdf Ecofys (2018). Zusammenfassung „Konzept zur SF6-freien Übertragung und Verteilung elektrischer Energie“, https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/2503/dokumente /endbericht_sf6_zusammenfassung_de.pdf Europäische Kommission (2020). „F-gas Consultation Forum“, https://ec.europa .eu/clima/events/articles/0106_en Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) (2019). Projektseite „Wirkungsanalyse von F-Gas-freien Mittelspannungs-GIS-Anwendungen“, https://www.iee.fraunhofer.de/de/projekte/suche/laufende/f-gas-free.html Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) (2020). Summary „Impact assessment of F-gas free medium voltage switchgear“, https://www.iee.fraunhofer.de/content /dam/iee/energiesystemtechnik/de/Dokumente/Projekte/f-gas-free/F-gas-free-study-summaryfinal .pdf Grotelüschen, F., Deutschlandfunk (2019). „Treibhausgas SF6 dringend gesucht“, https://www.deutschlandfunk.de/hochspannungstechnik-ersatz-fuer-treibhausgas-sf6-dringend .676.de.html?dram:article_id=463800 Guetelin, M.Ch., et al. Grenoble Ecole de Management (2020). Final Report „Empirical study investigating the environmental and socio-economic impact of SF6 and its alternatives in medium voltage switchgear“, https://www.iee.fraunhofer.de/content/dam/iee/energiesystemtechnik /de/Dokumente/Projekte/f-gas-free/sf6_report_gem_final2.pdf Öko-Recherche, Büro für Umweltforschung und -beratung GmbH (2020). „Briefing paper: SF6 and alternatives in electrical switchgear und related equipment“, https://ec.europa .eu/clima/sites/clima/files/docs/0106/2020_03_25_sf6_and_alternatives_en.pdf Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 036/20 Seite 13 Siemens AG (2020). „Alternativen für SF6 dringend gesucht“, https://new.siemens.com/global /de/unternehmen/stories/energie/alternativen-fuer-sf6.html Siemens AG (2020). „Der erste Auftrag für eine 8VN1 in Dänemark“, https://new.siemens .com/global/de/produkte/energie/referenzen/erste-auftrag-fuer-8vn1-in-daenemark.html Statistisches Bundesamt DESTATIS (2018). „Erhebung bestimmter klimawirksamer Stoffe "Schwefelhexafluorid" (SF6) und "Stickstofftrifluorid" (NF3)“, www.destatis.de/DE/Themen/Gesellschaft -Umwelt/Umwelt/Klimawirk-same-Stoffe/Publikationen/Downloads-Klimawirksame- Stoffe/schwefelhexafluorid-5332401177004.pdf?__blob=publicationFile&v=5 T&D Europe, The European Association of the Electricity Transmission and Distribution Equipment and Services Industry (2020). „T&D Europe comment on Öko-Recherche and RE-xpertise Briefing Paper on SF6 and alternatives in electrical switchgear and related equipment.“, https://www.tdeurope.eu/component/attachments/attachments.html?id=1482 T&D Europe, The European Association of the Electricity Transmission and Distribution Equipment and Services Industry (2020). „Technical report on alternative to SF6 gas in medium voltage & high voltage electrical equipment“, https://www.beama.org.uk/asset/35AC6550-E506-4417- 8FDB33E7C3C854F6/ T&D Europe, The European Association of the Electricity Transmission and Distribution Equipment and Services Industry (2020). „T&D Europe position paper on SF6 and SF6 alternative technologies - F-Gas Regulation, SF6 Technology and Alternatives for Transmission and Distribution (T&D) Electrical Switch-gear“, https://www.tdeurope.eu/component/attachments/attachments .html?id=1421 T&D Europe, The European Association of the Electricity Transmission and Distribution Equipment and Services Industry (2020). „Technical report on alternative to SF6 gas in medium voltage & high voltage electrical equipment“, https://www.tdeurope.eu/component/attachments/attachments .html?id=1435 taz (2020). „Saubere Luft statt SF6“, https://taz.de/Alternative-fuer-extremes-Treibhausgas /!5667743/ Umweltbundesamt (UBA) (2010). „Fluorierte Treibhausgase vermeiden - Wege zum Ausstieg“, https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/515/dokumente/3962.pdf Umweltbundesamt (UBA) (2016). „EU-Verordnung über fluorierte Treibhausgase“, https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/fluorierte-treibhausgase-fckw/rechtliche -regelungen/eu-verordnung-ueber-fluorierte-treibhausgase#aktuelles Umweltbundesamt (UBA) (2019). „Schaltanlagen“, https://www.umweltbundesamt.de/themen /klima-energie/fluorierte-treibhausgase-fckw/anwendungsbereiche-emissionsminderung /schaltanlagen Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V. (VDE), Forum Netztechnik / Netzbetrieb im VDE (FNN) (2010). Positionspapier „Alternativen für den Einsatz von SF6 in der Wissenschaftliche Dienste Sachstand WD 8 - 3000 - 036/20 Seite 14 Energietechnik“, https://www.vde.com/resource /blob/796250/1493d8941d606b71eb57e50f88a0f043/vde-fnn-positionspapier-sf6-data.pdf Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V. (VDE) (2016). „Alternativen für den Einsatz von SF6 in der Energietechnik“, https://www.vde.com/de/fnn/arbeitsgebiete/umwelt -naturschutz/sf6 Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) e. V. (2020). „SF6 in der Energietechnik “, https://www.zvei.org/verband/fachverbaende/fachverband-energietechnik/sf6-in-derenergietechnik / Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) e. V. (2020). „Szenario zur Reduktion der SF6-Betriebsemissionen von elektrischen Betriebsmitteln durch den Einsatz alternativer Isoliergase“, https://www.zvei.org/fileadmin/user_upload/Presse_und_Medien/Publikationen /2020/April/SF_6_Reduktion/Szenario-zur-Reduktion-von-SF6-Betriebsemissionen-final.pdf