欧盟含氟气体法规：SF₆ 开关设备退场之后

西门子能源自2010年起便开始探索 SF₆ 替代方案，并成功完成了高压真空断路器样机测试。并由此开启了无SF₆开关设备的发展之路，首批设备于 2017 年投入运行。同年，西门子能源在海上风电项目中投运了首套采用洁净空气绝缘和真空灭弧技术的 72.5 kV 无氟气体（F-gas-free）气体绝缘开关设备（GIS）。2018 年，挪威电网运营商BKK Nett订购了一套用于卑尔根变电站的145 kV气体绝缘开关设备。该项目成为全球首个使用洁净空气绝缘和真空开断技术的 145 kV GIS项目，并于 2020 年成功投运。 “我们对无 SF₆ 开关设备技术的兴趣，源于对可持续发展的真诚承诺，以及避免未来潜在问题的现实需求。” BKK Nett事业部经理 Jens Skår 表示。“总要有人迈出第一步。”

西门子能源位于德国柏林的工厂负责生产Blue系列产品所需的核心部件之一——真空灭弧室。与此同时，公司也在扩大全球产能布局。在美国密西西比州珀尔市（Pearl），一座全新的高压开关设备制造工厂正在建设中，总投资高达3亿美元。截至 2026 年年中，西门子能源已为海上风电场风机塔筒交付2870 套GIS。同时，西门子能源正持续推进无氟气体（F-gas-free）绝缘技术创新，在欧盟资金支持以及欧洲多家电网运营商的合作下，加速开发245 kV和420 kV无氟气体开关设备。

总体来看，无SF₆开关设备的发展已经成为欧洲电网绿色转型的重要组成部分。根据欧盟委员会委托 Öko-Recherche和RE-xpertise开展并于2025年10月发布的新版《含氟气体法规实施市场调研报告》，自 2020 年以来，无氟气体（F-gas-free）开关设备的市场占有量已大约翻了一番，并预计在未来五年继续保持增长。尽管SF₆目前仍是电网中的主流绝缘介质，但在145 kV及以下电压等级的新项目中，它已不再是默认选项。例如，在24 kV及以下的中压领域，参与调研的七家制造商均已提供无氟气体产品。在52 kV至145 kV的高压领域，这些制造商同样能够提供无氟气体的空气绝缘开关设备（AIS）；与此同时，多家企业已推出或正在推出无氟气体的GIS。

2024年2月，欧盟正式发布了针对电气设备中使用含氟气体更严格的法规——《欧盟含氟气体法规》（EU F-Gas Regulation 2024/573）。该法规与《欧洲绿色协议》（European Green Deal）保持一致，再次明确了欧盟在2050年前实现碳中和的目标。同时，这项法规也是全球应对气候变化行动的重要组成部分。2016年通过的《<关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书>基加利修正案》（Kigali Amendment）要求各国逐步减少使用具有高全球变暖潜能值（GWP）的氢氟碳化物（HFCs）。事实上，《欧盟含氟气体法规》的实施正是为了确保相关要求得到落实和执行。

尽管欧盟针对电气设备中含氟气体（F-gas）制定的淘汰路线图雄心勃勃，而且初看之下略显复杂，但这一目标是切实可行的，并为制造商和电网运营商提供了清晰的发展方向。新法规并未要求淘汰现有使用 SF₆的开关设备。相反，法规针对的是自指定时间节点起，禁止销售和使用含氟温室气体的新型开关设备（详见下表）。

SF₆的传统优势已逐渐丧失。2024年欧盟范围内SF₆的供应增长了60%以上。虽然这一增长源于新法规扩大了申报范围，但也表明市场在禁令生效前提前备货的趋势。但转型的迹象已显现。德国官方数据显示，2025年电力行业的 SF₆销售量下降了21.5%，表明新规正对市场产生影响。

那么，电网运营商应该选择哪种方案呢？目前，替代SF₆的主要技术路线一类是以清洁空气以及氮气、氧气和二氧化碳等天然来源气体为基础的解决方案；另一类则是采用新型含氟气体混合物，其气候影响仅为SF₆的一小部分。然而，含氟替代气体的全球变暖潜在值（GWP）仍约300至700。此外，由于这些气体属于全氟和多氟烷基物质（PFAS），即所谓的“永久性化学物质”，未来在欧盟以及其他地区还可能面临监管限制。目前，欧盟正在对 PFAS 进行广泛的限制评估。相比之下，基于清洁空气绝缘和真空灭弧技术的解决方案在未来的监管环境中更具优势。它们不仅避免了高 GWP 带来的环境影响，也不存在与 PFAS 相关的合规风险。与此同时，这类技术方案无需像 SF₆ 及其他含氟气体那样进行严格的操作管理、回收处理和法规申报。

在高电压等级的输电领域，开发无氟气体（F-gas-free）开关设备面临巨大的技术挑战和资金投入，仅靠某一制造商难以独立完成验证和推广。因此，公共资金支持以及与客户的联合创新，正在推动这些技术从实验室走向实际应用。西门子能源正在参与多个由欧盟共同资助的创新项目，加速无SF₆技术的研发与产业化进程。以下是其中三个具有代表性的项目。

在欧盟“欧洲地平线”计划（Horizon Europe）支持下，由挪威SINTEF Energy Research牵头的MISSION项目，成功开发出全球首台420 kV真空罐式断路器。该设备将真空灭弧技术与清洁空气绝缘相结合，全球变暖潜值（GWP）为零。该产品与现有SF₆断路器的外形尺寸保持一致，因此在无需改造间隔设计的情况下完成升级替换。在完成产品样机验证后，西门子能源计划于2026年底将该设备分别应用于法国电网运营商RTE和挪威国家电网Statnett的项目中。

很显然，无SF₆开关设备早已不只是一个愿景。无论是采用洁净空气绝缘的电气设备，还是采用低GWP含氟气体的解决方案，都已经投入电网实际运行。此外，《欧盟含氟气体法规》已针对各个电压等级设定了明确的淘汰时间表。与此同时，MISSION和LIFE Blue等创新项目正在不断突破技术瓶颈，推动无SF₆技术向更高的电压等级迈进，这恰恰是替代 SF₆ 最具挑战性的领域。然而，挑战依然存在。新装SF₆电力设备通常拥有数十年的使用寿命，它们不会在短时间内退出电网。这意味着，电网运营商今天做出的采购决策，将直接影响欧洲实现未来无氟气体电网的进程。