한국전기연구원(KERI)이 환경오염 주범으로 꼽히는 SF6(육불화황) 가스를 대체하는 친환경 가스와 이를 적용한 72.5kV 31.5kA급 개폐장치(Switch·전류 흐름을 막거나 계속 흐르게 하는 일종의 스위치)를 국내 최초로 개발했다.KERI는 신전력기기연구센터 송기동·오연호 박사팀이 기존 SF6를 대체하는 친환경 저탄소 가스를 적용한 전력기기 개폐장치 설계기술 개발에 성공했다고 17일 밝혔다.

SF6 가스는 전기가 통하지 않게 하는 절연성능과 계통에 고장이 발생하면 고장전류를 차단하는 아크소호 성능이 다른 가스와 비교해 월등하게 뛰어나 전력기기 분야에서 50년 넘게 사용돼 왔다. 그러나 SF6는 지구온난화 지수가 CO2(이산화탄소)의 2만 3500배에 이르고, 한번 대기에 누출되면 무려 3200년을 존재하며 지구 대기환경에 영향을 미친다.

이에 따라 그동안 세계 각국에서 SF6를 대체한 개폐장치를 개발하기 위해 노력하고 있으나 좋은 결과를 얻지 못했다. 일본과 미국 기업들이 SF6 대체가스를 개발했지만 일본은 가스의 유전자변이, 미국은 지구온난화 등의 문제점이 발견됐다.

KERI가 개발한 친환경 개폐장치는 인공적으로 합성한 물질이 아닌 지구상 자연에 존재하는 CO2와 O2(산소)를 적절한 비율로 혼합한 가스를 적용한 개폐장치다.

KERI는 완벽한 친환경 대체가스를 적용한 개폐장치로 인체에도 무해할 뿐만 아니라 가스 비용도 기존 SF6 가스보다 절반 수준으로 저렴하다고 설명했다.

연구팀은 절연성능과 차단성능을 예측할 수 있는 설계기술도 독자적으로 개발했다고 밝혔다.

KERI 연구팀은 친환경 개폐장치를 우리나라 전체 72.5kV 개폐장치에 적용할 경우 연간 온실가스 600만t을 줄이는 효과가 있는 것으로 분석했다.

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

연구 개발자인 오연호 박사는 “SF6 대체가스와 이를 적용한 전력기기는 그동안 해외 선진업체가 주도한 고난도 기술 영역이었는데 KERI는 선진업체보다 더 친환경적이고 무해한 가스와 개폐장치를 개발해 수입대체 효과가 클 것으로 기대된다”고 말했다.

오 박사는 “개발한 기술은 72.5kV급 이하 배전급 개폐장치 뿐만 아니라 145kV급 이상 초고전압 기기에도 확장해 적용할 수 있어 기술이전을 통해 국내 전력기기 업체들의 경쟁력 강화에도 크게 기여할 것”이라고 덧붙였다.

KERI는 원천기술과 관련한 국내외 특허 출원을 완료한데 이어 핵심설계 기술을 145kV급 개폐장치에 확대 적용해 세계 시장 개척에 적극 나설 계획이라고 밝혔다.

KERI 연구팀에 따르면 현재 초고전압 개폐장치 세계 시장규모는 33조원 이상으로 추정된다. KERI는 지구온난화에 따른 탄소중립 선언과 신 기후체제 출범 등 국제사회의 적극적인 친환경 정책에 따라 세계 시장 규모는 더 커질 것으로 전망했다.

KERI는 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회 산하 정부출연 전기전문연구기관으로 경남 창원에 있다.

창원 강원식 기자 kws@seoul.co.kr/