국내외 중전기기분야 대표기업들의 이목이 ‘친환경 초고압 기자재’로 쏠리고 있다.

지구온난화로 인한 환경 영향성이 새로운 척도로 부상하며 친환경 초고압 기자재 출시를 향한 기업들의 연구·개발(R&D) 대전이 펼쳐지고 있다.

특히 이같은 업계 움직임은 대내외적인 기업환경 악화 흐름과 맞물려 더욱 가속화될 전망이다.
국내 중전기기업계는 전력설비 공급용량 포화에 따른 신설물량의 감소에 더해 업체 수 증가로 과당경쟁 속에 어려움을 겪고 있다.
타사와 차별화할 수 있는 신제품 확보의 필요성이 그 어느 때보다도 높아진 것이다.

◆친환경 기자재, SF6 감축 방점…

선진국 대비 기술격차 ‘여전’=2005년 화석연료에 의한 지구온난화와 환경파괴를 제한하기 위한 ‘교토의정서’가 발표되면서
선진국의 온실가스 감축이 의무화됐다. 이후 2016년 체결된 ‘파리 기후변화협약’은 중전기기 산업계의 친환경 투자 확대에 불을 지폈다.
이 협약을 통해 한국은 2030년 온실가스 배출전망치(BAU) 대비 37% 감축을 목표를 설정하면서
육불화황(SF6) 가스를 대체할 수 있는 기술의 필요성이 대두, 오늘날까지도 전 세계에서 관련 R&D가 활발히 진행되고 있다.

산업연구원이 올해 초 발표한 ‘중전기기 산업기초분석’ 보고서에 따르면 가장 먼저 성과를 낸 건 배전기자재 부문이다.
SF6를 대체하기 위해 혼합가스, 질소가스, 공기·고체절연 등 다양한 기술이 개발돼 제품으로 출시됐다.
현재 52kV 이하 배전 분야에서는 공기·고체절연 방식의 개폐기가 상용화된 상태다.

초고압 대용량 개폐장치의 경우 진공밸브를 활용한 진공차단기술(VI)도 적용이 이뤄지고 있다.
72.5kV 이상 초고압 분야에서는 차단부는 진공밸브를 이용하고 주위 절연은 SF6를 저압력으로 충전·사용하는 기술이 개발되고 있다.

친환경 개폐기에 대한 요구가 커짐에 따라 SF6를 아예 사용하지 않는 기술·제품에 대한 R&D에도 속도가 붙고 있다.

다만 여전히 선진국 글로벌기업과 비교해 낮은 기술력은 국내 중전기기업계가 넘어서야 할 과제로 꼽힌다.
산업연구원에 따르면 국내 산업계는 SF6 절연기술 중 ‘배전 아크소호(VI)’를 제외한 전 항목에서 선진국보다 기술력이 부족한 것으로 파악되고 있다.
초고압 중전기기 또한 선진국과 동등한 수준인 기술 항목은 ‘계통 해석기술’과 ‘제조·공정 기술’ 등 2개뿐이다.

특히 초고압 GIS(가스절연개폐장치) 기술의 경우 핵심기술 이전 기피현상 등 선진국의 기술보호가 심화되고 있는데
이 경우 중장기적으로 국내 산업계의 기술종속이 이뤄질 수도 있다는 우려의 목소리도 나온다.

정만태 산업연구원 선임연구위원은 “현 정부 들어 그린뉴딜 등 환경영향성을 강조한 정책이 시행되면서 친환경 기자재의 수요는 늘어날 수밖에 없다”며
“국내 산업계가 중장기적으로 세계 시장에서 경쟁력을 확보하기 위한 다양한 정책적 지원이 필요하다”고 지적했다.

◆170kV GIS ‘태풍의 눈’ 부상…개발방식 ‘천차만별’=170kV 클래스에 적용되는 GIS는 국내에서 친환경 초고압 기자재의 대표주자로 손꼽힌다.
이미 대기업 ‘중전4사’를 비롯해 중소·중견기업까지 R&D에 뛰어들면서 격전이 예상되고 있다.

‘SF6 저감’이라는 목표는 동일하지만 기술개발은 가스·VI 등 두 방식을 중심으로 다양하게 이뤄지고 있다.

본지가 한국 전력연구원으로부터 입수한 ‘SF6가스 대체가스 개발 현황’ 자료에 따르면 가스방식의 경우
▲Novec4710 ▲드라이에어(Dry-Air) ▲CO2 ▲N2 등 4개 가스를 중심으로 개발이 이뤄지고 있다.

먼저 Novec4710은 GIS 사용을 위해 CO2를 혼합할 경우 상온에서 절연가스로 사용할 수 있는 대체가스로 꼽힌다.
CO2 혼합비율에 따라 지구온난화지수(GWP)를 500 이하로 낮출 수 있으며 소화성능(냉각) 향상도 기대할 수 있다.

절연 파괴를 일으키지 않고 사용할 수 있는 최고의 전압을 나타내는 절연내력은 SF6를 ‘1’로 할 때 0.8~09 수준이다.
국내에서는 현대일렉트릭과 효성중공업이 이 가스를 활용해 GIS 개발을 진행 중이다.

Dry-Air는 O2(20.95%), N2(78.08%), Ar(0.93%) 등으로 구성된 가스다. 절연내력은 0.37~0.4 수준으로 GWP는 ‘0’이다.
현재 지멘스와 공동으로 제품을 개발 중인 일진전기가 절연가스로 Dry-Air를 채택하고 있다.

또 CO2와 N2 가스의 각각 절연내력비는 0.32~037, 0.34~0.43이며 GWP는 1, 0의 특성을 가졌다.
Dry-Air를 포함해 이들 가스는 Novec4710과 달리 혼합 사용하는 게 일반적이다.

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자료 출처 : http://www.electimes.com/article.asp?aid=1599040684204291007