Kan kraftsystemet bli SF6-fritt innen 2050?

En nylig publisert Sintef-ledet studie viser effekten av ulike veier til lavere utslipp. Her har vi sammenlignet ulike strategier for å skifte ut effektbrytere med SF₆, og beregnet fremtidige utslipp og komponentbehov.

De fleste strømbrytere i distribusjons- og transmisjonsnettet (over 11 kV) inneholder en gass kalt sulfurheksafluorid – SF₆. I årtier har denne gassen vært mye brukt i kraftsystemet fordi den har svært gunstige elektriske egenskaper knyttet til isolasjon og brytning av strøm.

Kraftig klimagass

Men SF₆ er en kraftig klimagass, og EU har satt sluttdatoer for å ta i bruk nye strømbrytere som bruker SF₆. Fra januar 2026 må nye brytere i mellomspenningsanlegg til og med 24 kV være SF₆-frie, mens fristen er 2032 for de høyeste spenningene. Utvikling av SF₆-frie alternativer som kan erstatte dagens teknologi er derfor i gang.

I EU-prosjektet Mission, som ledes av Sintef Energi, skal partnerne både utvikle og demonstrere ny SF₆-fri teknologi, samt undersøke effekter på system og klima ved implementering av ny bryterteknologi.

Sammen med forsknings- og industripartnere fra flere europeiske land, hvor NTNU og Statnett er partnere fra Norge, har vi også undersøkt hvordan overgangen til et SF₆-fritt kraftsystem kan se ut.

Effektbrytere trengs overalt

Effektbrytere beskytter både brukere av og komponentene i kraftsystemet vårt og er helt nødvendige for forsyningssikkerheten.Disse brukes til å koble inn og ut komponenter som kraftlinjer, kabler og transformatorer, noe og behøves derfor overalt i kraftsystemet.

Som en del av arbeidet i Mission har vi beregnet antallet effektbrytere som er i drift i dag, både i Norge og Europa. Som figur 1 under viser, dreier det seg i Norge om rundt 4.100 og 1.500 effektbrytere i henholdsvis regionalnettet og transmisjonsnettet. For Europa er det samlede antallet beregnet til å være om lag 25 ganger høyere.

Effektbrytere som utslippskilde

Utslipp av SF₆ fra effektbrytere kommer både i form av små, kontinuerlige lekkasjer, samt større utslipp i forbindelse med feil og uhell. Noen utslipp skjer også under håndtering og resirkulering av gassen ved endt bruk.

De siste 10–15 årene har utslippene fra det norske kraftsystemet vært stabilt lave, ifølge Brukergruppen for gassisolerte koblingsanlegg. I 2023 var utslippet av SF₆ på ca. 500 kg, som tilsvarte 0,13 % av den totale anleggsmassen. Norge har svært lave utslipp i internasjonal sammenheng, hvor utslipp i størrelsesordenen 0,5 %–1 % er typisk.

Mengden SF₆ i hver effektbryter har også betydning for størrelsen på utslippene. Dette varierer betydelig ut ifra spenningsnivå, alder og anleggstype – fra 2–3 kg til over 1000 kg per bryterfelt.

Teknologisk utvikling har de siste tiårene bidratt til lavere innhold og lekkasje fra bryterne.

Ulike veier til lavere utslipp

I arbeidet med å undersøke overgangen til et fremtidig kraftsystem har vi definert og sammenlignet to ulike strategier for å eliminere utslippene av SF₆.

Det første alternativet er en gradvis utfasing av SF₆, der eksisterende SF₆-baserte brytere forblir i drift til de når sin tekniske levealder, og alle nye effektbrytere er SF₆-frie når denne teknologien er tilgjengelig.

Det andre alternativet er en fremskyndet utfasing av SF₆. Dette innebærer at alle SF₆-baserte effektbrytere skiftes ut innen 2050. Både Statnett i Norge og National Grid i Storbritannia har satt egne mål om en SF₆-fri anleggsmasse innen 2050.

Vi har også studert et tredje alternativ, hvor vi forutsetter fortsatt bruk av SF₆-basert bryterteknologi. Med denne strategien vil utslippene av SF₆ likevel reduseres noe sammenlignet med i dag, ettersom moderne SF₆-brytere inneholder mindre SF₆ og har lavere lekkasjer enn mange aldrende komponenter som er i drift i dag.

Forskjellige utslag

Figur 2 viser hvordan de totale fremtidige utslippene utvikler seg frem til år 2100 med disse tre strategiene. De laveste utslippene oppnås, som forventet, ved en fremskyndet overgang.

Beregningene viser at alle SF₆-baserte effektbrytere vil nå endt levetid og fases naturlig ut i løpet av 2070-tallet (gitt at SF₆-frie alternativer tilgjengeliggjøres og tas i bruk i nær fremtid), så de totale utslippene ved en gradvis utskifting er bare 15 % høyere.

Størsteparten av utslippene for de to utskiftingsstrategiene skjer før 2050, og sammenlignet med fortsatt bruk av SF₆ gir begge utskiftingsstrategiene tydelige kutt i utslipp.

Ikke uten ekstra kostnad…

Behovet for nye komponenter er stort, selv ved en gradvis overgang til et SF₆-fritt kraftsystem. Figur 3 viser at det med en slik strategi er behov for å sette i drift flere effektbrytere innen 2050 enn hva som allerede finnes i drift i dag.

Effektbrytere har en forventet levetid på nærmere 35–40 år. En fremskyndet overgang til et SF₆-fritt kraftsystem medfører derfor utskifting av mange fullt fungerende komponenter, og vil kreve 50 % flere effektbrytere innen 2050 sammenlignet med en gradvis overgang.

… eller uten praktiske utfordringer

Det er også praktiske utfordringer knyttet til å realisere et SF₆-fritt kraftsystem innen 2050.

Omkringliggende anleggsdeler må tas ut av drift for å kunne skifte ut effektbryterne, noe som legger beslag på ressurser hos nettselskapene og overføringskapasiteten i systemet. I områder der nettet driftes med små marginer må netteier vente med å gjøre utskiftinger til anledningen byr seg, noe som forsinker en slik overgang til et SF₆-fritt system.

Et annet usikkerhetsmoment er hvordan overgangen til SF₆-fri teknologi vil påvirke leverandørsiden, både med tanke på tilgjengelighet og priser.

Etterspørsel etter SF₆-frie effektbrytere vil være stor de neste årene fra samtlige europeiske nettselskaper, og bare en håndfull leverandører kan tilby denne teknologien.

Vil redusere utslipp

Arbeidet i MISSION-prosjektet har vist verdien av å utvikle SF₆-frie alternativer og å ta disse i bruk raskt.

Når det kommer til fremtidig utvikling ser vi ulike oppfatninger blant nettselskapene, der eksempelvis Statnett og National Grid har ambisiøse mål, mens andre lands nettselskaper igjen ser både økonomiske og praktiske hindringer som begrenser muligheten for å nå et SF₆-fritt system i 2050.

Samtidig er utviklingen av SF₆-frie alternativer på god vei, og analysene våre viser at størsteparten av de fremtidige utslippene vil elimineres innen 2050 selv ved en gradvis utfasing av effektbrytere med SF₆.

Om man ikke når målet om å eliminere all SF₆ innen 2050 vil man likevel ha kommet svært langt på veien mot et utslippsfritt kraftsystem.

	Thomas Treider er forsker i SINTEF Energi avd. Energisystemer og jobber med en rekke ulike temaer innenfor kraftsystemet. Han har akgrunn fra NTNU med mastergrad (2019) og doktorgrad (2024) i elkraftteknikk
	Nina Sasaki Støa-Aanensen er seniorforsker i Sintef Energi avd. Elkraftteknologi og jobber med forskning på og utvikling av SF6-fri bryterteknologi gjennom forskningsprosjekt støttet av Forskningsrådet og EU, og oppdragsprosjekt fra industri. Hun er også sekretær for Brukergruppen for gassisolerte koblingsanlegg.
	Salvatore D’Arco er sjefforsker i SINTEF Energi avd. Energisystemer. Hans fagfelt er kraftelektronikk og kraftsystemer.

Referanser:

Treider, T. & D’Arco, S. (2025). Estimating the Norwegian circuit breaker population towards 2050. CIGRE Symposium 2025 in Trondheim.

D’Arco, S. et al. (2025). Scenarios and vulnerabilities related to introducing SF₆– free technologies in the grid. MISSION Deliverable D1.1