지구온난화 주범 ‘SF6’ 대체할 절연가스 상용화된다

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KERI 친환경전력기기연구센터가 SF6를 대체할 수 있는 ‘K6 친환경 절연가스’를 개발했다. [사진=KERI ]

[아이뉴스24 최상국 기자] 한국전기연구원(KERI)이 전력기기 분야 지구온난화의 주범인 SF6(육불화황)를 대체하는 세계 최고 수준의 ‘친환경 절연가스’를 개발하고, 이를 초고압 송전급 차단기까지 적용할 수 있는 설계기술을 개발했다고 1일 발표했다.

전세계적으로 과불화화합물에 대한 규제가 강화되고, 글로벌 기업들간의 대체재 개발 경쟁이 치열해지고 있는 가운데 세계 시장에서도 경쟁할 수 있는 수준의 기술로 주목된다.

과불화화합물의 하나인 SF6는 전력기기 분야에서 50년 넘게 사용되어 온 대체불가 절연가스로 꼽힌다. 하지만 지구온난화에 영향을 미치는 지수(Global Warming Potential)가 이산화탄소의 2만3500배인 온실가스다. 대기에 한 번 누출되면 무려 3200년 동안 영향을 미친다. 우리나라 역시 한국전력이 배출하는 온실가스 총배출량의 상당 부분을 SF6 가스가 차지하고 있어 탄소중립 실현을 위해 대체제 개발이 시급하다.

현재 글로벌 화학기업들을 중심으로 SF6를 대체할 수 있는 친환경 가스 개발에 나서고 있지만, 신약 개발 이상의 난이도와 도전성이 요구된다는 평가를 받을 만큼 성공적인 결과는 나오지 않고 있다.

한국전기연구원 친환경전력기기연구센터 연구팀은 현재 사용되고 있는 산업용 가스 중에서 지구온난화 지수가 낮고 전기적·화학적 특성이 우수한 가스를 선별해 시험하는 방식으로 SF6 대체 후보군을 정하고, 절연 및 폭발·발화 제어 성능시험 결과를 통해 최종 후보 물질들을 선정했다. 이후 전력기기에 적용하기 위한 최적의 비율을 도출해 친환경 절연가스 ‘K6’를 개발했다.

연구팀은 K6 가스는 지구온난화 지수가 이산화탄소보다 낮은 1 미만으로 환경친화적이고, 심각한 독성 성분도 보유하고 있지 않다고 소개했다. 가스를 전력기기에 적용하기 위해 필수 조건인 ‘끓는점’도 낮아(–26℃) 대부분의 지역에서 안정적으로 기체의 특성을 갖는다.

연구팀은 더 나아가 개발한 K6 가스를 초고압(145kW) 송전급 차단기에 적용하고, 국제전기기술위원회(IEC) 국제 규격에 따른 차단 성능 시험까지 마쳤다. 이를 기반으로 배전에서 송전에 이르는 다양한 전력기기(차단기, 변압기, 개폐기 등)에 K6 가스를 적용한다는 계획이다.

전기연은 K6의 구성성분은 기술보호를 위해 공개하지 않았다. 다만 “현재 기술이전을 마치고 상용화 단계에 있으며, 양산이 가능한 수준이기 때문에 한국전력이 규격을 채용하면 바로 국내 시장에 적용할 수 있다”고 밝혔다. 또한 선진 기업들의 SF6 대체 제품이 지구온난화지수(GWP)로는 수백 단위 수준이어서 세계 시장 공략도 충분히 가능할 것으로 기대했다.

오연호 KERI 친환경전력기기연구센터장은 “K6 가스는 그동안 해외 선진업체가 주도해 온 절연가스보다 더욱 성능이 뛰어나고 친환경적이다. 우리나라가 글로벌 전력기기 산업에서 수출 최상위권을 차지하는 만큼 K6 가스의 개발은 환경은 물론, 경제·산업적으로 파급력이 매우 클 것”이라고 전했다.

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