六フッ化硫黄: あまりに便利すぎて使用をやめられない悪夢のような温室効果ガス

Sep 23, 2023

六フッ化硫黄 (SF6) は CO2 ほど悪名が高くなく、人為的気候変動の責任のほとんどは CO2 にあります。 しかし、CO2 の放出を抑制するための対策が実施されている一方で、SF6 については、SF6 の方がはるかに大きな影響を与える可能性があるにもかかわらず、同様のことが当てはまらないようです。 これは、大気中に放出された場合、CO2 の地球温暖化係数 (GWP) は 1 のみであるのに対し、メタンのそれは 100 年間で約 28 であり、SF6 の同じ期間での GWP は 22,000 をはるかに超えるためです。

ここでまた注目すべき点は、メタンは大気中でわずか約 12.4 年しか存続しないのに対し、SF6 は非常に安定であるため、数千年存続し、現在約 3,200 年と推定されています。 2019年に温室効果ガスの文脈で六フッ化硫黄に触れたとき、ほとんどのSF6が高電圧開閉装置（機械式スイッチ）、変圧器、およびその関連機器に使用され、ガスが不活性で安定しているため、そこから漏れていることに注目しました。その性質により、アーク放電の防止と消火に最適です。

主に（洋上）風力タービンや太陽光発電パークの形で高度に分散されたエネルギー生産が急速に成長しているため、これは、それぞれに独自の（ガス充填）開閉装置が装備されていることも意味します。 この市場では SF6 が依然として広く普及しているため、これは SF6 の使用がどの程度減少したか、そして潜在的な災害をなんとか回避できるかどうかを検討する絶好の機会のように思えます。

SF6 が電気アークを鎮め、高電圧電気システムを絶縁するための優れたワンストップショップの選択肢である理由は、その安定性のためです。 一般に、他の物質と容易に相互作用しないため、無色、不燃性、無毒という特性が得られます。 残念ながら、この化学反応性の欠如は、例えば地球の大気中に非常に長い間漂着する可能性があることも意味します。

SF6 は自然に発生しますが、圧倒的大部分は工業プロセスや医療での使用を目的として人間によって生成されますが、主に高電圧電気システムで誘電ガスとして生成されます。 ここでの誘電性ガスの主な目的は、一般に空気に比べてより狭いスペースでより高い電圧を使用できるように、破壊電圧を高めることです。

アーク放電が発生した場合、ガスの目的はアーク放電を消すことでもあるはずであり、そこで SF6 が威力を発揮します。 ガスのごく一部は有毒な S2F10 (十フッ化二硫黄) に分解される可能性がありますが、ほとんどの分解生成物はすぐに SF6 に再形成されるため、開閉装置としてはメンテナンスの手間がかからない選択肢となります。 特に、遠隔地で比較的アクセスできない場所に設置される機器の場合、これは非常に役立つプロパティです。

SF6 は無毒で分子量が高いため、ヘリウムの逆パーティーギャグとしても使用されています。ヘリウムの分子密度が低いため、SF6 を吸ってヘリウムを充填した媒体を通して話すと、知覚されるピッチが増加します。気道からガスが排出されるまで、声のピッチが大幅に下がります。

私たちの惑星のガス大気の残念な副作用は、格納容器から漏れ出たガスや人間の活動によって放出されたガスが最終的に大気中に混入することです。 これについてどの程度懸念すべきかは、問題のガスによって異なります。 CFC が地球のオゾン層を急速に侵食していることが判明したとき、このガスの大量放出を直ちに排除することが重要になりました。 これはモントリオール議定書によって達成され、CFC の使用のほとんどが急速に停止されました。

SF6 の場合、脅威の範囲がどの程度なのかを尋ねるのが公平だと思われます。 これを評価するには、AGAGE のデータを見てみましょう。 これは、大気中の広範囲のガスを追跡する先進的な全地球大気ガス実験です。 彼らの調査結果によると、SF6 の量は 2000 年以降大幅に増加し、2020 年までに約 4 ppt (1 兆分の 1) から約 10 ppt まで増加し、1970 年頃から直線的な増加が顕著になりました。産業化前の対流圏レベルはおよそ 54 ppq でした。 (1000 兆分の 1)。