Dal gas SF6 all’aria: nei quadri di media tensione la sfida della sostenibilità è vinta

La ricerca di Schneider Electric ha portato a una vera e propria rivoluzione: un quadro elettrico che abbandona il gas SF6 in favore di una soluzione indubbiamente più eco-sostenibile.

Oggi la sostenibilità non è più un “optional”, ma un imperativo. Soddisfare i requisiti normativi, rispondere all’appello di consumatori e partner commerciali che chiedono di passare all’azione per il clima, far emergere la chiara connessione tra sostenibilità e profitti sani, sono tutti fattori che spingono verso l’adozione di attività dedicate.

Questo non significa che il percorso verso un programma di sostenibilità di successo sia semplice. Le aziende sono chiamate a definire chiaramente i loro obiettivi, sviluppare una strategia su misura, identificare e raccogliere dati rilevanti e comunicare con le parti interessate interne ed esterne. È un processo che richiede tempo, risorse e un continuo perfezionamento, ma che può dare frutti significativi.

In Schneider Electric, siamo ben consci dell’importanza di questo tema e ci impegniamo ogni giorno per trovare soluzioni che portino la sostenibilità a un livello superiore. Questo è il nostro obiettivo. Non solo affrontiamo questo tema, ma facciamo anche parte della soluzione per i nostri clienti. Da un lato abbiamo quindi sviluppato un programma di impatto sulla sostenibilità 2021-2025, dall’altro lavoriamo ogni giorno su soluzioni e prodotti per fare in modo che la loro adozione si traduca in un impatto positivo sull’ambiente.

Alla ricerca della decarbonizzazione

Sostenibilità ambientale e decarbonizzazione sono due argomenti strettamente correlati. Non a caso, il Green Deal lanciato lo scorso anno dalla Commissione Europea mette al primo posto la riduzione delle emissioni di gas a effetto serra nell’ambito del più vasto obiettivo di raggiungere la neutralità climatica in Europa entro il 2050. Un piano certamente ambizioso, che si sta scontrando con difficoltà maggiori del previsto, visto che per il nostro Paese l’Istituto superiore per la protezione e la ricerca ambientale (Ispra) ha rilasciato stime preliminari secondo cui nel 2021 l’Italia farà registrare un incremento dei gas serra, con un aumento delle emissioni dello 0,3%.

La decarbonizzazione, tuttavia, non implica soltanto la riduzione delle emissioni a livello di rete e generazione di energia, ma è strettamente correlata all’efficienza delle attività di fornitura e utilizzo dell’elettricità. I grandi utenti delle reti di distribuzione, dall’industria metallurgica fino ai data center, devono quindi migliorare l’efficienza delle loro installazioni per ridurre l’impronta di carbonio. Una delle strade è quella di diminuire la dipendenza dai gas a effetto serra (F-Gas) come l’esafluoruro di zolfo (SF6), generalmente utilizzato nelle apparecchiature elettriche.

La decarbonizzazione in azione: come le industrie stanno effettuando la transizione

In tutto il mondo, le aziende stanno accelerando il passaggio a sistemi energetici più puliti ed efficienti. Una parte fondamentale di questo sforzo riguarda l’aggiornamento dei quadri elettrici a media tensione, che rivestono un ruolo cruciale nella gestione sicura ed efficiente dell’energia. I sistemi tradizionali basati su gas SF₆ vengono sostituiti con alternative eco-efficienti progettate per ridurre al minimo l’impatto ambientale.

I moderni quadri elettrici a media tensione utilizzano ora tecnologie di isolamento sostenibili come aria secca, interruzione sottovuoto o miscele di gas a base di fluoronitrile. Queste innovazioni riducono le emissioni di gas serra mantenendo elevate prestazioni e affidabilità nella distribuzione dell’energia. Contribuiscono inoltre a prolungare la durata delle apparecchiature, offrendo vantaggi sia ambientali che economici per le operazioni industriali.

Settori come quello manifatturiero, i data center e i servizi pubblici stanno adottando questi sistemi avanzati per soddisfare i rigorosi obiettivi di riduzione delle emissioni di carbonio. Implementando quadri elettrici di media tensione privi di SF₆, stanno migliorando l’efficienza energetica, riducendo i costi operativi e sostenendo iniziative di sostenibilità a lungo termine.

Questa transizione va oltre la semplice conformità: è un passo proattivo verso un futuro a emissioni zero. La modernizzazione delle infrastrutture elettriche attraverso quadri elettrici di media tensione eco-compatibili dimostra come gli attori industriali possano essere all’avanguardia nella decarbonizzazione, garantendo al contempo una fornitura di energia resiliente e di alta qualità.

Il reale impatto dell’SF₆ sul pianeta

L’esafluoruro di zolfo (SF₆) è ampiamente utilizzato nei quadri elettrici a media tensione per la sua eccezionale forza isolante e capacità di estinzione dell’arco. Tuttavia, il suo impatto ambientale è significativo, rendendo l’SF₆ un elemento di grande preoccupazione in tutto il settore elettrico. Il gas ha un potenziale di riscaldamento globale circa 23.500 volte superiore a quello dell’anidride carbonica (CO₂) e una durata atmosferica superiore a 3.000 anni, il che significa che anche piccole perdite possono accumularsi e contribuire in modo sproporzionato alle emissioni di gas serra nel tempo.

Pur essendo comprovata l’affidabilità dell’SF₆, l’industria sta accelerando il passaggio a tecnologie più pulite. Le nuove generazioni di quadri elettrici a media tensione utilizzano miscele di gas eco-efficienti, isolamento ad aria secca o interruzione sottovuoto per offrire prestazioni dielettriche comparabili, riducendo drasticamente le emissioni durante il ciclo di vita. Queste alternative supportano anche una migliore gestione delle risorse, semplificando la gestione a fine vita, riducendo la frequenza di manutenzione e abbassando il costo totale di proprietà.

Ridurre la dipendenza dall’SF₆ è quindi diventata una priorità strategica per le utility, i data center, i produttori e gli operatori di infrastrutture critiche. L’adozione di quadri elettrici a basse emissioni e privi di SF₆ è un passo concreto verso la decarbonizzazione che preserva l’affidabilità e la sicurezza del sistema. Nel loro insieme, questi cambiamenti indicano una rete elettrica più efficiente, resiliente e rispettosa dell’ambiente, costruita per soddisfare gli obiettivi climatici odierni senza compromettere le prestazioni operative richieste dalle reti moderne.

SF6, un gas dalle molte doti

Questo gas fluorurato sintetico si trova da decenni sia nelle apparecchiature di manovra in alta tensione (AT) che in quelle in media tensione (MT). Trasparente, privo di odore, non-tossico e non-infiammabile (almeno in condizioni standard) il gas SF6 è particolarmente adatto all’isolamento e all’interruzione delle correnti elettriche. Per questo viene ampiamente utilizzato, e lo sarà ancora per un po’ di tempo.

Per dare un’idea della sua diffusione, basti pensare che nell’Unione Europea comprendente 28 Paesi (quindi includendo ancora anche la Gran Bretagna), ci sono circa 15 milioni di quadri di manovra in media tensione attualmente operativi, 10 milioni dei quali utilizzano il gas SF6. Insieme, sono direttamente responsabili dell’affidabilità nell’erogazione della nostra elettricità.

Nonostante il suo successo, legato anche alla convenienza, non si può non tenere conto degli aspetti negativi, che riguardano il suo potenziale di riscaldamento globale (GWP): nel gas SF6, infatti, esso equivale a 23.500 volte quello della CO2, il che ne fa il gas serra più potente in assoluto. Si stima che rilasciato nell’atmosfera possa rimanerci per 3.200 anni.

Per questo Schneider Electric ha avviato da tempo un programma di ricerca finalizzato a valutare una transizione verso l’utilizzo di soluzioni più sostenibili. Del resto, la Cina ha già dato il via a un percorso di riduzione dell’uso dei gas fluorurati, la Commissione Europea sta valutando di metterli al bando gradualmente a partire dal 2025 e la California ha fissato al 31 dicembre 2024 l’obiettivo di eliminare gli F-Gas da tutte le apparecchiature elettriche.

Un quadro elettrico rivoluzionario

Il risultato degli sforzi di Schneider Electric su questo fronte è un rivoluzionario quadro elettrico di media tensione che abbandona il gas SF6 in favore di una soluzione indubbiamente più sostenibile: l’aria pura. Il modello SM AirSeT è l’erede del quadro SM6, che vanta oltre un milione e mezzo di installazioni, e utilizza quindi una tecnologia collaudata e affidabile, mantenendo tutte le già note funzionalità digitali e la connettività per un approccio senza compromessi.

L’SM AirSeT è disponibile in un’intera gamma eco-sostenibile, per edifici commerciali e industriali e per il settore dei servizi. Le aziende attente all’impatto ambientale possono così contribuire alla riduzione delle emissioni indirette associate alle loro attività, scegliendo una soluzione eco-sostenibile in grado di azzerare le emissioni di gas climalteranti (GWP=0). L’aria si configura infatti come il miglior gas in termini di impatto ambientale, permettendo di eliminare i costi di riciclo e smantellamento a fine vita del quadro legati all’utilizzo di gas alternativi prodotti industrialmente.

Eco-design e digitalizzazione: il futuro dei sistemi elettrici

La combinazione di eco-design e innovazione digitale sta ridefinendo il modo in cui vengono sviluppati e gestiti i quadri elettrici di media tensione. Con l’avanzare delle industrie verso la neutralità carbonica, i sistemi elettrici devono diventare non solo più efficienti, ma anche più sostenibili durante tutto il loro ciclo di vita.

I moderni quadri elettrici di media tensione sono progettati con materiali riciclabili, dispersioni energetiche ridotte e tecnologie di isolamento ecocompatibili che eliminano il gas SF₆. Questo passaggio all’eco-design contribuisce a ridurre al minimo le emissioni di carbonio, a diminuire le necessità di manutenzione e ad allungare la durata dei prodotti. I produttori si stanno concentrando sui principi dell’economia circolare, recuperando i componenti, semplificando lo smontaggio a fine vita e ottimizzando il recupero dei materiali.

Allo stesso tempo, la digitalizzazione sta trasformando il modo in cui questi sistemi vengono gestiti. Sensori intelligenti, connettività IoT e monitoraggio in tempo reale consentono agli operatori di monitorare le prestazioni, individuare tempestivamente i guasti e ottimizzare il consumo energetico. Quando integrati in piattaforme digitali, i quadri elettrici di media tensione diventano parte di un ecosistema connesso che supporta la manutenzione predittiva e migliora l’affidabilità complessiva della rete.

Combinando l’eco-design con le tecnologie digitali, la prossima generazione di quadri elettrici di media tensione rappresenta un passo importante verso un futuro elettrico più intelligente, più verde e più resiliente. Questi progressi garantiscono operazioni sostenibili, mantenendo i più elevati standard di sicurezza e prestazioni.

L’autrice del blog: Alessia Varalda

Alessia Varalda è ingegnere elettrotecnico, writing and editor consulting, fotografa e blogger.

Appena laureata si è dedicata alla realizzazione di impianti elettrici per poi spostarsi nel mondo delle energie rinnovabili che ama tantissimo. Ha avuto la possibilità di scrivere e seguire il mondo dell’energia tradizionale e rinnovabile grazie ad una casa editrice tecnica. Ha quindi deciso di seguire “l’elettricità” sotto punti di vista diversi. Per circa 13 anni si è occupata de “Il Giornale dell’Installatore Elettrico”, prima come redattore, poi come responsabile della rivista.

Ha seguito, coordinato e realizzato contenuti per altre riviste: Impianti + Rinnovabili, Tecnologie Elettriche, Percorsi Illuminazione e Tis (Il Corriere IdroTermoSanitario). Inoltre ha realizzato due monografie sulle rinnovabili dal titolo Sole Acqua Aria e Acqua. Si è occupata di energia, di illuminazione, di climatizzazione e di rinnovabili. Ha organizzato corsi di formazione, convegni ed eventi legati all’energia e all’integrazione.