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六氟化硫近零减排技术获国家科技进步奖——破解电网“超级温室气体”排放难题

    2026年7月8日，国家科学技术奖励大会在北京召开。由国网江苏省电力有限公司电力科学研究院张晓琴主持完成的 “强温室气体六氟化硫在电网中的近零减排技术及应用” 项目，摘得2025年度国家科学技术进步奖二等奖。六氟化硫（SF₆）是高压电力设备不可或缺的绝缘灭弧介质，但其温室效应是二氧化碳的2.4万倍。张晓琴团队历经十年攻关，从密封防漏、高效回收、净化再用、智慧管控四个维度实现核心技术突破，使六氟化硫在运行、回收和再利用环节的排放趋近于零。这项技术不仅覆盖全国31个省（区、市）电力系统，还出口至瑞士、新加坡等16个国家，近3年带动直接经济效益超10亿元。

一、什么是六氟化硫？——电网离不开的“超级温室气体”

1.1 电力设备的“防弹衣”

六氟化硫在电力行业并不陌生。变电站开合闸的瞬间，会产生强烈的电弧放电，而六氟化硫正是扼制这一电弧的关键介质。它绝缘性能强、灭弧速度快、化学性质稳定，好比给高压设备穿上了一件“防弹衣”，守护着电网的安全运行。

在特高压、超高压领域，目前还没有找到比它更可靠的绝缘介质。以它作为绝缘介质的设备，占地面积小，土建投入相对较低。我国特高压电网的快速建设，离不开六氟化硫的支撑。

1.2 温室效应是CO₂的2.4万倍

然而，硬币的另一面同样沉重。六氟化硫的温室效应是二氧化碳的23900倍，是联合国气候变化框架公约管控的六大温室气体之一。它在大气中的寿命长达3200年，一旦排放，几乎无法自然降解。

长期以来，受传统技术下设备接缝偶发渗漏、低气压下气体回收困难、净化工艺效率偏低等技术限制，六氟化硫在设备运行、检修、退役全流程中的“跑冒滴漏” 一直是电力行业减排的堵点难点。随着我国特高压电网快速建设和“双碳”目标深入推进，破解电网安全运行与温室气体减排的矛盾迫在眉睫。

二、十年攻关：从四个维度实现“近零排放”

国家电网公司积极践行绿色低碳转型，探索出一条从 “回收净化循环利用”到“混合气体减量”再到“环保气体替代” 的清晰技术路径。2015年起，时任国网江苏电科院油气检测专职的张晓琴及其团队，以六氟化硫自动化检测技术为切入点，系统性地对六氟化硫防漏、回收、再用三大关键环节展开协同攻关。

历经十年一线攻关，团队从四个维度实现了核心技术突破。

2.1 密封防漏：分子级阻漏，秒级定位

针对设备接缝偶发渗漏和人工检测滞后等痛点，团队将突破口锁定在密封材料本身。经过数百次实验，研发出新型复合胶体密封材料，将气体分子物理拦截在气室内，实现六氟化硫分子级阻漏。

密封材料内置传感单元，可实时监测微压力变化、秒级定位漏点报警，将运行泄漏排放削减至近零。

2.2 高效回收：从12小时到1.4小时

传统回收方式残留多、耗时长——单台设备的气体回收往往需要12个小时。团队首创氮气梯次充注置换回收技术，通过特殊中空纤维膜实现六氟化硫与氮气的高效分离。

单台设备气体回收时间从12小时压缩至1.4小时，回收效率提升近9倍，气体回收率达99.9%。

2.3 净化再用：再用率提升至99.994%

回收的气体含有杂质，无法直接回用。团队发明杂质靶向净化处理的六氟化硫循环再用技术，研发移动式净化处理装置，实现回收气体一步检测、精准净化。

六氟化硫再用率提升至99.994%，可直接回用于电网设备。为从源头降低六氟化硫使用量，团队还开展了混合气体关键技术研究，选定化学性质稳定、环保且绝缘性能良好的氮气与六氟化硫混合使用，使设备绝缘、环保和安全性能达到综合最优。

2.4 智慧管控：全球首个数字化平台

团队创建了全球首个六氟化硫数字化管控平台，为每一瓶气体配备电子 “身份证” 。平台实现了从质量检测、使用、回收到循环利用的全流程闭环管理。每瓶六氟化硫的“一生”——从出厂到进入设备、从检修回收再到净化回用——全程可追溯、可管控。

三、成果落地：覆盖全国、走向世界

技术突破了，成果落地才是关键。

目前，该项目研制的8类减排装置已在全国31个省（区、市）电力系统全面应用，保障了国家重大工程的六氟化硫近零排放要求。相关技术还推广至化工、交通、芯片制造等领域。装备已出口至瑞士、新加坡等16个国家，成为我国电力环保技术“走出去”的典型成果。

近3年，项目带动直接经济效益超10亿元。其带来的生态效益更是难以估量——每一吨六氟化硫的减排，相当于减少了2.4万吨二氧化碳当量的温室效应。

四、从一线技术工人到国家科技奖领奖台

这项国家科技进步奖二等奖的背后，是一个扎根一线十余年的技术工人团队。

张晓琴是国网江苏电科院输变电技术研究所主任工程师。多年来，她扎根电网一线，常年奔波在江苏省各变电站现场，深耕电气设备绝缘介质检测。她研发了变压器取油检测机器人等首台（套）装备7项，填补了绝缘介质检测多项国际技术空白。

她带领团队主持、参与科技攻关项目10余项，获得国际发明专利3项、国家发明专利30项，荣获省部级及以上科技奖项11项，制修订国家标准3项、电力行业标准18项。先后获得全国五一劳动奖章、新时代青年先锋、江苏青年五四奖章等荣誉。

值得一提的是，张晓琴的师父、全国劳模朱洪斌主持完成的“变压器潜伏性缺陷的油中气体检测技术及应用”，曾荣获2016年度国家科学技术进步奖二等奖。如今，师徒二人先后站上国家科学技术最高领奖台，成为劳模精神、劳动精神、工匠精神传承不息的生动写照。“朱洪斌劳模创新工作室”已更名为 “朱洪斌—张晓琴劳模创新工作室” ，进一步推动创新攻关和技术传承。

经全国总工会提名，张晓琴成为第22位荣获国家科技进步奖二等奖的技术工人。当一位一线女工与院士们一起站上国家科学技术奖励大会的领奖台时，她代表的不仅是个人的荣光，更是一个群体的闪亮登场。

五、意义与启示

六氟化硫近零减排技术的突破，其意义远超一项技术成果本身。

对电力行业而言，它证明了“电网安全”与“温室气体减排”可以兼得——六氟化硫在特高压、超高压力面目前仍是不可替代的绝缘介质，但通过全生命周期的精细化管控，完全可以将排放削减至近零。

对“双碳”目标而言，它提供了一条可复制、可推广的减排路径。我国“双碳”目标的实现，不仅需要新能源的大规模替代，也需要对现有工业体系中“不得不用的温室气体”进行全链条管控。

对技术工人群体而言，它证明了扎根一线的创新同样可以登上国家最高科技领奖台。正如工人日报所评价的，当技术工人张晓琴和院士们一起站上领奖台时，“她代表的不仅是个人的荣光，更是一个群体的闪亮登场”。

结语

从2015年到2025年，十年攻关，张晓琴团队完成了对六氟化硫这一“超级温室气体”的全链条围剿。密封防漏——让气体分子无处可逃；高效回收——将12小时压缩至1.4小时；净化再用——99.994%的再用率；智慧管控——每瓶气体都有了电子“身份证”。

四个维度、十年坚持、8类装置、31个省、16个国家——这些数字背后，是一项技术从实验室到生产线的完整旅程，也是一线技术工人用匠心与创新书写的绿色答卷。

当电网安全运行与温室气体减排的矛盾被逐一化解，当六氟化硫的“跑冒滴漏”被系统性地封堵——这项获得国家科技进步奖的技术，正在为中国“双碳”目标的实现，贡献着一份看不见却至关重要的力量。

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