한국전기연구원, SF6 대체한 '친환경 가스.개폐장치' 개발

연간 온실가스 600만t 감소... 그린뉴딜 정책 실현 기여

대기오염의 주범인 SF6(육불화황)를 대체할수 있는 '저탄소 가스.개폐장치' 설계기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국전기연구원(KERI) 신전력기기연구센터 송기동·오연호 박사팀이 SF6를 대체하는 친환경 가스와 이를 적용한 72.5kV 31.5kA급 개폐장치 설계기술을 국내최초로 개발했다.

▲친환경 가스와 이를 적용한 72.5kV 31.5kA급 개폐장치.ⓒ한국전기연구원

SF6 가스는 안정도가 높은 불활성 기체로 상온에서 무색,무취,불연,무독인기체로 화학적· 열적으로 안정하며 공기에 비해 절연강도가 높고, 열전도율이 크며, 1기압에서 -60℃에서 액화, 비중은 공기의 약 5배, 비열 0.7배 정도로 기체절연 재료로서 고장전류를 차단하는 아크소호 성능이 다른 어떤 가스와 비교해 월등하게 뛰어나 전력기기 분야에서 50년 넘게 사용돼 왔다. 현재 전 세계 초고전압 개폐장치 시장 규모는 33조원 이상이다.

하지만 SF6는 이산화탄소(CO₂), 메탄(CH₄), 아산화질소(N₂O), 수소불화탄소(HFCs), 과불화탄소(PFCs)와 더불어 온실효과를 일으키는 주범이다.

SF6는 지구온난화 지수가 CO2의 2만3500배에 이르고 한번 대기에 누출될 경우 무려 3200년을 존재하면서 지구 대기환경에 영향을 미치게 된다.

그동안 전 세계적으로 SF6를 대체한 개폐장치의 개발 노력이 있었지만 좋은 결과를 가져오지는 못했는데 이번에 KERI가 친환경 대체가스를 적용한 개폐장치 개발에 성공했다.

이번에 KERI가 친환경 대체가스를 적용한 개폐장치는 이산화탄소와 산소를 적절한 비율로 혼합한 가스를 적용한 개폐장치이다.

특히 지구온난화 지수가 2만3500인 SF6 가스를 적용한 개폐장치와 비교했을 때 KERI의 개폐장치 활용은 지수가 1 미만일 정도로 매우 친환경적이며, 인체에도 무해하다. 가스 비용도 기존 SF6 가스 대비 절반 가까운 수준으로 저렴하다.

절연성능과 차단성능을 예측할 수 있는 설계기술도 독자적으로 개발했다.

연구팀에 따르면 우리나라 전체 72.5kV 개폐장치에 적용할 경우 연간 온실가스 600만t을 감소시키는 효과가 있을 것으로 분석한다.

이는 최근 4차 산업혁명 시대를 맞아 각종 전기기반 각종 제품·기기들이 등장하며 전력 수요가 급격히 늘어나고 있는데, 이에 대응하는 정부의 그린뉴딜 및 분산전력 확대 정책을 적극 지원한다는 목표다.

KERI는 개발한 개폐장치를 소규모 분산전원 간 계통 연계를 위한 송전선망에 주로 활용할 예정이다.

원천기술과 관련한 국내외 특허 출원을 완료한 KERI는 핵심설계 기술을 145kV급 개폐장치에 확대 적용해 세계 시장 개척에 적극 나설 계획이다.