■ 온난화 유발 않는 친환경 절연용 가스 개발

■ 온난화 유발 않는 친환경 절연용 가스 개발

 

전기는 잘 차단하지만 강한 온난화를 유발하던 기존의 고압전기 개폐 장치(switch)용 가스를 국내 연구진이 친환경 성분의 가스로 바꾸는 데 성공했다. 문재인 대통령이 2020년 말 '2050 탄소 중립'을 선언한 상황에서 실제 실용화될 경우 막대한 양의 이산화가스 배출을 절감할 수 있어 주목된다. 한국전기연구원 신전력기기 연구센터 송기동·오연호 박사팀은 전기 개폐 장치로 활용되고 있는 SF6(육불화황) 가스를 친환경 가스로 바꾸는 기술을 개발했다고 2021년 02월 17일 밝혔다. SF6(육불화황)를 대체할 수 있는 친환경 가스 및 72.5kV 31.5kA급 개폐 장치(전류의 흐름을 막거나 계속 흐르게 하는 일종의 스위치) 설계 기술을 국내 최초로 개발했다. 개폐 장치의 제작과 시험에는 국내 전력기기 업체인 선도전기가 담당했다.SF6(육불화황) 가스는 전기가 통하지 않게 하는 절연 성능이 뛰어나다. 이 때문에 전력기기 분야에서 50년 넘게 전류의 흐름을 막거나 흐르게 하는 일종의 스위치인 개폐 장치로 사용돼 왔다.

 

문제는 SF6(육불화황)가 매우 강한 온난화를 일으킨다는 점이다. 온난화 능력이 이산화탄소의 2만 3,500배에 이르고 한번 대기에 유출되면, 3200년 동안 존재한다. 이 때문에 미국과 일본 등에서 SF6를 대체하는 물질을 개발하려는 연구가 있었지만 충분한 결과가 나오지는 못했다.

 

연구진은 인공적인 합성물 대신에 자연에 존재하는 이산화탄소와 산소를 적절한 비율로 혼합한 가스로 문제를 해결했다. 이산화탄소에 비해 온난화 능력이 2만 3,500배였던 SF6(육불화황)와 비교했을 때, 새 가스의 해당 수치는 1 밑으로 떨어졌다고 연구진은 밝혔다. 새로운 가스는 가격도 SF6(육불화황)보다 절반 가까이 낮고, 인체에도 무해하다고 연구진은 덧붙였다. 이번 가스는 소규모 분산 전원 간 연계를 위한 송전선망에 주로 활용될 예정이다. 연구진은 새 가스를 한국 전체 7만 2500V 개폐 장치에 적용하면, 연간 온실가스를 600만t 감소시킬 수 있을 것으로 예측했다. 2018년 기준 한국의 연간 온실가스 배출량은 약 7억 2,000만t이다. 오연호 박사는 “SF6(육불화황)를 대체하는 기술은 해외 선진 업체가 개발을 못해 온 고난도 영역이었다”며 “이번 개발을 통해 수입 대체 효과를 기대할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

그동안 전 세계적으로 SF6 대체 가스를 사용한 개폐 장치 개발 노력이 있었지만 성공을 거두진 못했었다. 일본, 미국의 기업들이 SF6 대체 가스를 개발했으나 개발된 가스의 유전자 변이 문제(일본), 지구 온난화 문제(미국) 등 많은 문제점이 발견됐었다. KERI는 이번에 개발한 원천 기술과 관련한 국내외 특허 출원을 완료했으며, 핵심 설계 기술을 145kV급 개폐 장치에 확대 적용해 세계 시장 개척에 적극 나설 계획이다. 현재 전 세계 초고전압 개폐 장치 시장 규모는 33조원 이상이며, 지구온난화에 따른 탄소 중립 선언 및 신기후 체제 출범 등에 따라 규모가 더 커질 전망이다.