3M宣布停止生(shēng)産C4和C5
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信息摘要：
一、事(shì)件(jiàn)：PFAS的興起與退出？2022年(nián)12月20日(rì)，美國(guó)3M公司宣布将于2025年(nián)年(nián)底停産58種全氟烷基和全氟烷基物質（Per/polyfluoroalkyl substances, PFAS）産品，其中包含全氟異丁腈（C4F7N，3M Novec 4710）、全氟戊酮（C5F10O，3M Novec 5110），以減少或消除PFAS對氣候環境和生(shēng)态健康的影(yǐng)響。PFAS是一系列的合成有機(jī)氟
一、事(shì)件(jiàn)：PFAS的興起與退出？
2022年(nián)12月20日(rì)，美國(guó)3M公司宣布将于2025年(nián)年(nián)底停産58種全氟烷基和全氟烷基物質（Per/polyfluoroalkyl substances, PFAS）産品，其中包含全氟異丁腈（C4F7N，3M Novec 4710）、全氟戊酮（C5F10O，3M Novec 5110），以減少或消除PFAS對氣候環境和生(shēng)态健康的影(yǐng)響。PFAS是一系列的合成有機(jī)氟化物總稱，其在全球多個行業如(rú)芯片制造、滅火(huǒ)劑、油漆、防水劑等獲得(de)了廣泛應用，但(dàn)PFAS生(shēng)産和使用環節所帶來(lái)的環境威脅引發了環保組織及政策制定者的關注。
而此次停産涉及到的C4F7N、C5F10O自(zì)2015年(nián)由3M聯合通用電氣（GE）、ABB等推出以來(lái)，獲得(de)了國(guó)内外學者的廣泛關注。特别是針對其絕緣、穩定及分(fēn)解、材料相(xiàng)容、生(shēng)物安全性等方面的研究，證實了其具備作(zuò)爲絕緣介質替代SF6應用于中、高壓設備的潛力。但(dàn)作(zuò)爲滅弧介質應用于斷路(lù)器、負荷開關等場景時，這兩類氣體(tǐ)仍存在瓶頸，尤其是固體(tǐ)析出、毒性分(fēn)解産物、重複開斷性能不足等問(wèn)題。盡管如(rú)此，通用、ABB等自(zì)2016年(nián)起已在歐洲多國(guó)實現了C4F7N、C5F10O混合氣體(tǐ)145kV GIS、420 kV GIL、24kV 開關櫃等設備應用，國(guó)内近年(nián)來(lái)也研發了C4F7N/CO2混合氣體(tǐ)開關櫃、GIS、CT等設備并實現示範運行。
二、3M停産？是挑戰也是機(jī)遇
3M宣布停産C4F7N、C5F10O對我國(guó)氣體(tǐ)絕緣輸配電裝備産業發展既是機(jī)遇也是挑戰。一方面，國(guó)内早在2019年(nián)已實現C4F7N的自(zì)主化生(shēng)産，且C4F7N、C5F10O目前仍未獲得(de)大(dà)規模推廣應用，因此我國(guó)對兩類氣體(tǐ)的需求量仍較低，受3M停産影(yǐng)響應該并不大(dà)。另一方面，3M宣布停産PFAS警示我們要進一步探索SF6替代的新路(lù)徑、新方案。2022年(nián)歐盟也提出了含氟溫室氣體(tǐ)法規修正案，要求中、高壓電力設備中禁止使用GWP>10的含氟氣體(tǐ)，僅當有證據證明存在技術(shù)困難時可(kě)使用GWP小于2000的含氟氣體(tǐ)（表1所示）。表1 歐盟含氟氣體(tǐ)修訂案對GWP>10氣體(tǐ)限制使用期限
電壓等級 | 禁用時間 |
≤ 24 kV | 1st January 2026 |
≤ 52 kV | 1st January 2030 |
≤ 145 kV, 50 kA | 1st January 2028 |
> 145 kV, 50 kA | 1st January 2031 |
爲實現輸配電裝備産業可(kě)持續發展，一方面，采用幹燥空氣搭配真空斷路(lù)器這一無氟方案被提出，并已實現145kV/40kA 的GIS研發及應用；另一方面，具有更低GWP值、安全和絕緣性能的新型環保絕緣氣體(tǐ)有望被推出，以解決空氣絕緣在更高電壓等級和容量下的技術(shù)瓶頸。需要指出的是，3M中國(guó)明确指出C4F7N、C5F10O的停産并不意味着其否定了兩類氣體(tǐ)，而是基于美國(guó)政府不斷變化的PFAS外部監管環境、可(kě)持續發展的考慮。實際上，PFAS所涉及的58類電子氟化液或氣體(tǐ)目前在芯片制造、滅火(huǒ)劑、電力等領域均獲得(de)了廣泛應用，3M在2025年(nián)前仍将繼續生(shēng)産上述PFAS産品，同時盡可(kě)能推出新型替代方案，以避免相(xiàng)關PFAS限制政策的潛在負面影(yǐng)響。對于我國(guó)輸配電裝備領域未來(lái)發展而言，我們需要堅持獨立自(zì)主的技術(shù)路(lù)線，科(kē)學合理(lǐ)地評估C4F7N、C5F10O等已有環保絕緣氣體(tǐ)綜合性能，在明确其應用場景、條件(jiàn)的基礎上開發相(xiàng)關設備，同時設計(jì)推出新氣體(tǐ)并應用新技術(shù)以推動輸配電裝備産業綠色低碳發展。另外，我國(guó)未來(lái)需要強化PFAS生(shēng)産、應用及廢氣處置等領域的管控，避免其環境和健康危害。
點評：未來(lái)中壓環保櫃主要以幹燥空氣或氮氣搭配真空斷路(lù)器的無氟方案；GIS/GIL将逐步推廣SF6/N2混氣方案，最終目标無氟時代；
西門(mén)子能源的幹燥空氣GIS
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