온난화 주범 ‘SF6 가스’ 대체할 친환경 절연가스 개발

한국전기연구원

SF6 대체 'K6 친환경 절연가스'가 적용된 초고압 송전급 차단기. KERI 제공.

환경에 악영향을 끼치는 ‘SF6 가스’를 대체할 수 있는 친환경 절연가스가 개발됐다. 

한국전기연구원(KERI)은 전력기기 분야에서 지구온난화 주범으로 꼽히는 SF6를 대체하는 세계 최고 수준의 친환경 절연가스와 초고압 송전급 차단기를 적용할 수 있는 설계기술을 개발했다고 1일 밝혔다.

SF6 가스는 절연 성능이 우수해 50년 넘게 사용돼왔다. 전력기기는 전기가 잘 통해야 하지만 돌발사고에 대비해 전기를 차단하는 절연 기능 또한 반드시 필요하다.

SF6 가스는 고장 전류를 차단하는 아크소호 성능이 뛰어나다. 하지만 지구온난화에 영향을 미치는 지수는 이산화탄소의 2만3500배에 이르고, 대기에 한 번 누출되면 3200년간 존재하는 환경에 악영향을 미치는 가스다. 한국전력이 배출하는 온실가스 총 배출량의 상당 부분도 SF6가 차지하고 있다. 

기후위기 대응과 탄소중립 실현을 위해 SF6 대체제 개발 연구가 시급하지만, 난이도와 도전성이 요구돼 아직 뚜렷한 연구 성과가 도출되지 않았다. 

전기연은 대체제 연구개발을 위해 우선 현재 산업군에서 사용하고 있는 가스 중 지구온난화 지수가 낮은 물질을 우선적으로 분류했다. 선별된 1차 후보군에 대한 전기적·화학적 특성을 정밀 분석해 2차 후보군을 정하고, 절연 및 폭발·발화 제어 성능시험 결과를 통해 최종 후보물질들을 선정했다.

이를 통해 전력기기에 적용하기 위한 최적의 비율을 도출해 친환경 절연가스를 개발했다. KERI가 독자적으로 개발한 가스의 명칭은 ‘K6’다. 이 가스는 지구온난화 지수가 1 미만이며 심각한 독성 성분이 없다. 가스를 전력기기에 적용하기 위한 필수 조건인 끓는점은 –26℃로 낮아 대부분의 지역에서 안정적인 기체 특성을 갖는다.

KERI는 K6 가스를 초고압인 145kW(킬로와트) 송전급 차단기에 적용했다. 이는 국제전기기술위원회(IEC) 국제 규격에 따른 차단 성능 시험에 통과했다. 초고압 송전급 차단기는 절연가스 적용이 가장 어려운 분야다. 이번 시험 통과를 기반으로 K6 가스는 배전에서 송전에 이르는 다양한 전력기기(차단기, 변압기, 개폐기 등)에 적용될 것으로 기대된다. 

오연호 KERI 친환경전력기기연구센터장은 “K6 가스는 그동안 해외 선진업체가 주도해온 절연가스보다 성능이 뛰어나고 친환경적”이라며 “우리나라가 글로벌 전력기기 산업에서 수출 최상위권을 차지하는 만큼 K6 가스 개발은 환경은 물론, 경제·산업적으로 파급력이 매우 클 것”이라고 말했다. 

[문세영 기자 moon09@donga.com]