"온실가스 연 600t 감축"..대기오염 잡는 친환경 '개폐장치' 개발

한국전기연구원 연구팀, 친환경 가스 활용해 만들어

친환경 가스를 활용한 개폐장치. 사진제공=한국전기연구원

[아시아경제 김봉수 기자] 대기오염의 주범인 육불화황 가스(SF6)를 대체할 수 있는 친환경 가스 및 이를 활용한 개폐장치(switch)가 국내 연구진에 의해 개발됐다. 문재인 대통령이 지난해 말 '2050 탄소 중립'을 선언한 상황에서 실제 실용화될 경우 막대한 양의 이산화가스 배출을 절감할 수 있어 주목된다.

17일 한국전기연구원(KERI)에 따르면, 이 연구원 소속 송기동ㆍ오연호 신전력기기연구센터 연구팀은 최근 SF6를 대체할 수 있는 친환경 가스 및 72.5kV 31.5kA급 개폐장치(전류의 흐름을 막거나 계속 흐르게 하는 일종의 스위치) 설계 기술을 국내 최초로 개발했다. 개폐장치의 제작과 시험에는 국내 전력기기 업체인 선도전기가 담당했다.

SF6 가스는 전기가 통하지 않게 하는 절연성능과 계통에 고장이 발생할 경우 고장전류를 차단하는 아크소호 성능이 월등하게 뛰어나 전력기기 분야에서 50년 넘게 사용되어 왔다. 하지만 SF6는 지구온난화 지수가 이산화탄소(CO2)의 2만3500배에 이르고, 한번 대기에 누출될 경우 무려 3200년을 존재하면서 지구 대기환경에 영향을 미치게 된다.

그동안 전 세계적으로 SF6 대체 가스를 사용한 개폐장치 개발 노력이 있었지만 성공을 거두진 못했었다. 일본, 미국의 기업들이 SF6 대체가스를 개발했으나 가스의 유전자변이 문제(일본), 지구온난화 문제(미국) 등 많은 문제점이 발견됐었다. .

연구팀은 SF6 가스를 대체할 수 있는 '저탄소 가스'와 이를 적용한 '72.5kV 31.5kA급 개폐장치' 설계 기술을 개발했다. 가장 큰 특징은 인공적으로 합성한 물질이 아닌 지구상 자연에 존재하는 CO2(이산화탄소)와 O2(산소)를 적절한 비율로 혼합한 가스를 적용한 개폐장치를 개발했다는 것이다. 지구온난화 지수가 1 미만에 불과해 매우 친환경적이고 인체에 무해하다. 우리나라 전체 72.5kV 개폐장치에 적용할 경우 연간 온실가스 600만t을 감소시키는 효과가 있을 것으로 연구팀은 보고 있다. 가스 비용도 기존 SF6 가스 대비 절반 가까운 수준으로 저렴하다. 연구팀은 또 절연 성능과 차단 성능을 예측할 수 있는 설계기술도 독자적으로 개발했다.

KERI는 개발한 개폐장치를 소규모 분산전원 간 계통 연계를 위한 송전선망에 주로 활용할 예정이다. 연구 개발자인 오연호 박사는 "해외 업체가 주도해 온 SF6 대체가스와 이를 적용한 전력기기를 개발해 수입 대체 효과를 기대할 수 있다"면서 "72.5kV급 이하 배전급 개폐장치 뿐만 아니라 145kV급 이상의 초고전압 기기에도 확장 적용할 수 있어 기술 이전을 통해 국내 전력기기 업체들의 경쟁력 강화에 크게 기여할 수 있을 것"이라고 말했다. .

KERI는 이번에 개발한 원천 기술과 관련한 국내외 특허 출원을 완료했으며, 핵심 설계 기술을 145kV급 개폐장치에 확대 적용해 세계 시장 개척에 적극 나설 계획이다. 현재 전 세계 초고전압 개폐장치 시장규모는 33조원 이상이며, 지구온난화에 따른 탄소중립 선언 및 신기후체제 출범 등에 따라 규모가 더 커질 전망이다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr