[기후 변화] 전기업계 “더러운 비밀”로 온난화 부추겨
[기후 변화] 전기업계 “더러운 비밀”로 온난화 부추겨
  • 김상욱 대기자
  • 승인 2019.09.15 07:46
  • 댓글 0
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- 합성가스(SynGas)는 무엇인가?
- 육불화황(SF6)은 앞으로 사용량이 늘까? 줄어들까?
- SF6은 어떻게 대기권에 진입하는가?
- 이 가스는 기후에 얼마나 해로운가?
- 부유한 국가, 배출량 ‘매우 축소보고(severely under-reported)’가 더 큰 문제
- 그렇다면 이렇게 중요한 것이 왜 금지되지 않고 있나 ?
- SF6에 대해 규제기관과 전기회사들은 뭐라고 하고 있나?
- 대안은 있나? 있다면 그 비용은 엄청날까?
- 그래도 일부 회사들은 변화의 바람을 느끼고 있다.
유럽연합(EU)은 2020년에 SF6의 사용 검토하고, 대안이 있는지 검토할 계획이다. 그러나 아무리 낙관적인 전문가라도 2025년 이전에 어떤 금지도 시행될 가능성이 있다고 생각하지 않는다. 때문에 그 이후에 SF6의 대안에 대해 보다 더 많은 논의가 있을 것으로 보인다.
유럽연합(EU)은 2020년에 SF6의 사용 검토하고, 대안이 있는지 검토할 계획이다. 그러나 아무리 낙관적인 전문가라도 2025년 이전에 어떤 금지도 시행될 가능성이 있다고 생각하지 않는다. 때문에 그 이후에 SF6의 대안에 대해 보다 더 많은 논의가 있을 것으로 보인다.

기후변화: 전기업계 더러운 비밀로 온난화 부추겨(Climate change: Electrical industry's 'dirty secret' boosts warming)“

영국의 비비시(BBC)방송이 13(현지시각) 보도한 기사의 제목이다. 더러운 비밀이 무엇인지 매우 궁금해진다.

BBC이것(SF6)은 인류에게 알려진 가장 강력한 온실가스(greenhouse gas)인데, 최근 몇 년 동안 배출량이 급격히 증가했다고 전했다.

* 합성가스(SynGas)는 무엇인가?

전기산업에서 단락(short circuits : 전기 회로 중 부하-負荷-없이 전원의 두 극이 도중에 직접 연결되는 것)과 사고를 방지하기 위해 육불화황(SF6. Sulphur hexafluoride)이 널리 사용되고 있다.

그러나 2017년 영국과 유럽연합(EU)에서 거의 알려지지 않은 가스 유출은 130만 대의 자동차를 추가로 투입하는 것과 맞먹는 것이었다. 그린에너지 붐(green energy boom)의 의도치 않은 결과로 수준이 상승하고 있다.

가격이 저렴하고 불연성(non-flammable : 불에 타지 않는 성질)SF6은 무색무취의 합성 가스(synthetic gas)이다. 합성가스는 중전압과 고전압(medium and high-voltage) 전기 설비에 매우 효과적인 절연재(絶緣材)를 만들어 준다.

합성가스(SynGas)는 대규모 발전소에서 풍력 터빈, 마을과 도시의 변전소(electrical sub-station)에 이르기까지 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다. 이 가스는 전기적 사고와 화재를 예방해주는데 도움을 준다.

그러나 이 가스사용의 중요한 단점은 알려진 물질 가운데 지구온난화 가능성이 가장 높다는 점이다. 이 가스는 이산화탄소(carbon dioxide, CO2)보다 무려 23500배 더 지구를 뜨겁게 할 수 있는 특성을 지니고 있다.

SF6, 1kg은 영국 런던에서 비행기를 타고 뉴욕으로 가는 24명의 사람들과 같은 정도의 양으로 지구를 따뜻하게 해주는 역할을 한다. SF6는 또한 대기에 오래 지속되어 최소한 1,000년 동안 지구를 따뜻하게 하는 역할을 한다.

* 육불화황(SF6)은 앞으로 사용량이 늘까? 줄어들까?

문제는 인간들이 이 강력한 온난화가스(warming gas)를 더 많이 사용하고 있다는 점이다. 전 세계에서 인간이 전기를 만드는 방법이 보다 더 빠르게 변화하고 있는 중이다.

대규모 석탄 화력발전소가 수백만의 에너지가 필요한 곳에, 기후변화(climate change)에 대처하기 위한 추진력은 현재 풍력(wind), 태양열(solar), 가스(gas)를 포함한 혼합동력원(mixed sources of power )으로 대체되고 있다는 것을 뜻한다.

이로 인해 전기 그리드에 더 많은 연결이 이루어지고, 심각한 사고를 예방하는 데 필요한 전기 스위치와 회로 차단기의 수가 증가해왔다. (전기 그리드-electricity grid-란 생산자로부터 소비자에게 전기를 공급하기 위한 상호 연결망을 말함)

전체적으로 이러한 안전장치(safety devices)는 스위치기어(switchgear)라고 불린다. , 개폐장치(開閉裝置)를 의미한다. 대다수의 사람들은 아크 방전을 차단하고, 또 단락(short circuits)을 멈추기 위해 SF6 가스를 사용한다.

터빈에서 SF6을 사용하지 않는 이스트 앵글리아 풍력발전소(East Anglia wind farm)의 스코틀랜드 전력 재생 에너지 기술자인 코스타 피르구시스(Costa Pirgousis)재생에너지 프로젝트가 점점 더 커지고 있기 때문에, 특별히 풍력 터빈 안에서 사용해야 했다고 말한다. 크기가 커지면 SF6를 사용하지 않으면 안 될 상황으로, 이를 고려하면 갈수록 큰 규모의 재생에너지 발전소가 생겨날 것이므로 SF6사용량은 불가피하게 증가할 것으로 보인다.

그는 터빈을 점점 더 많이 투입하면서, 스위치기어가 점점 더 필요하게 되고, 결과적으로 해안에 있는 대형 터빈에 SF6이 더 많이 도입되고 있다고 설명하고 있다.

코스타 피르구시스는 이어 “(이 같은 상황은) 몇 년 동안 입증되어 왔고, 우리는 이 기술이 어떻게 작동하는지 알고 있으며, 그 결과 이 기술은 매우 신뢰할 수 있고, 해안에서 유지보수 비용이 매우 낮다는 것이 입증되어 왔기에 그 사용량이 늘어날 것이 확실하다고 덧붙였다.

육불화황이 증가하고 있다는 것을 우리는 어렵지 않게 파악할 수 있다. 영국 전역의 전력회선과 변전소 네트워크에는 약 100kgSF6가 장치되어 있다. 카디프 대학(University of Cardiff)의 연구에 따르면, 모든 전송과 유통망에서 사용되는 양은 매년 30-40톤씩 증가하고 있는 것으로 나타났다.

이 같은 증가세는 유럽 전역에서도 그대로 반영되고 있으며, 지난 201728개 유럽연합(EU) 회원국 총 배출량은 이산화탄소(CO2) 673t에 해당한다. 1년 동안 130만 대의 추가 자동차에서 배출되는 배출량과 같은 것이다.

대기 중의 온난화가스 농도를 감시하는 브리스톨 대학(University of Bristol)의 연구원들은 그들이 지난 20년 동안 상당한 상승을 목격해 왔다고 말했다.

브리스톨 대기화학지의 독자인 매트 릭비(Matt Rigby) 박사는 우리는 백그라운드 대기(background atmosphere)에서 SF6을 측정한다고 말했다. (여기서 백그라운드 대기란 예를 들어 방사선의 세기를 측정하는 경우, 측정값 중에는 선원-線源-에 의한 정미-正味 : 알맹이-의 계수 값 외에 우주선이나 천연 및 인공의 방사성 물질 등에 의한 계수값이 포함되는 것을 말함.)

매트 릭비 박사는 이어 우리가 본 것은 레벨이 상당히 증가했고, 지난 20년 동안 대기 중 농도가 거의 두 배로 증가했다는 것이라고 말했다.

* SF6은 어떻게 대기권에 진입하는가?

SF6이 대기권에 진입하는 가장 중요한 수단은 전력산업의 누수(leaks in the electricity industry)에서 비롯된다.

SF6 없이 스위치기어(개폐장치)를 제조하고 있는 전기회사 이튼(Eaton)은 이 제품의 전체 수명 주기 동안 다른 많은 누출량 추정치보다 훨씬 높은 15%까지 발생할 수 있다는 연구 결과가 나왔다고 말한다.

전기회사 이튼의 루이스 쉐퍼(Louis Shaffer) 전기사업부 부장은 새로운 스위치기어는 누출률이 매우 낮지만, 핵심 질문이 새로운 스위치기어라는 것인가?”라고 묻는다.

그는 모든 장비를 살펴봤고, 그 모든 유출률의 평균치를 파악해보았는데, ‘가스충전(Gas Charging)’을 고려하는 사람들은 보지 못했다. 게다가 어떻게 재활용을 하는지 그리고 어떤 방식으로 반납을 하는지도 살펴봤고, 비극적인 막대한 량의 유출도 포함시켜 살펴보았다고 말했다. 스위치기어의 가스 누출 문제만이 아니라는 것이다.

* 이 가스는 기후에 얼마나 해로운가?

대기 중의 농도는 현재 매우 낮으며, 공기 중의 CO2 양의 일부에 불과하다. 그러나 오는 2030년까지 전 세계 SF6 설치 기반은 75%가 늘어날 것으로 전망되고 있다.

또 다른 우려는 육불화황(SF6)이 합성기체(synthetic gas)이기 때문에, 자연적으로 흡수되거나 파괴되지 않는다는 것이다. 기후에 미치는 영향을 제한하기 위해서는 모든 것을 교체하고 파괴해야 할 상황이다.

선진국들은 매년 유엔에 SF6 사용량을 보고할 것으로 보이지만, 개발도상국들은 사용이 제한되어 있지 않다. 그리고 제재조치도 없다.

현재 과학자들은 보고서에서 국가들이 발표한 양의 10배에 달하는 대기 중 농도를 탐지하고 있다. 과학자들은 이것이 모두 인도, 중국, 한국 같은 나라에서 온 것은 아니라고 말한다.

한 연구에 따르면, 부유한 나라들의 배출량을 계산하는 데 사용된 방법들이 지난 20년 동안 매우 축소보고(severely under-reported)”된 것으로 나타났다.

* 그렇다면 이렇게 중요한 것이 왜 금지되지 않고 있나 ?

SF6F-gases(냉매, 冷媒)로 알려진 인간생산물질 그룹에 해당한다. 유럽위원회는 지난 2014년 냉방과 에어컨의 가스를 포함한 많은 환경 유해 물질을 금지하려고 시도했다. 그러나 그들은 유럽 전역의 산업계의 강력한 반대에 직면했다.

F-gas 규제시도에 책임이 있던 네덜란드 그린 MEP(유럽의회멤버)로 산업위원회 소속 바스 아이쿠트(Bas Eickhout)결국 전기산업 로비가 너무 강해서 그들에게 굴복해야 했다고 말했다.

"에너지 전환을 원하고, 더 많은 전기가 필요하다며. 그에 필요한 전기장치가 더 필요하다는 주장이 굉장히 강했다. 따라서 더 많은 육불화황(SF6)이 필요하게 될 것이라고 바스 아이크트는 말했다. 전기업계 사람들은 ”SF6 사용량을 줄이려 한다면, 더 많은 에너지를 얻기 쉽지 않을 것이라고 줄곧 주장했다.

* SF6에 대해 규제기관과 전기회사들은 뭐라고 하고 있나?

모든 사람들이 기체에 대한 의존도를 줄이려고 노력하고 있는데, 그 이유는 기체가 기후에 해로운 것으로 보편적으로 인식되고 있기 때문이다.

영국의 에너지 규제 기관인 오프젬(Ofgem, Office of Gas and Electricity Markets)은 가스 누출을 제한하기 위해 전력회사들과 협력하고 있다고 말한다.

오프젬 대변인은 BBC 방송에 우리는 기업들이 에너지 소비자들에게 이익이 되는 강력한 온실 가스인 SF6의 사용을 제한할 수 있도록 하기 위해 다양한 도구를 사용하고 있다면서 여기에는 기술혁신 테스트 자금과 연구와 대안 발견에 대한 보상, 배출량 목표 설정, 목표치를 달성한 기업에 대한 보상, 달성하지 못한 기업들에 대한 처벌 등이 포함되고 있다고 말했다.

* 대안은 있나? 있다면 그 비용은 엄청날까?

SF6 대안에 대한 문제는 최근 몇 년 동안 논쟁의 여지가 있었다. 고전압 분야(high-voltage applications)의 경우, 엄격한 테스트를 거친 솔루션이 거의 없다고 전문가들은 말한다.

카디프대 공대(the school of engineering at Cardiff University) 마누 해다드 (Manu Haddad)교수는 증명된 대안이 없다고 강조했다.

해다드 교수는 지금 제안되고 있는 것들도 있기는 하지만, 많은 기업들은 장기간에 걸쳐 가동 중인 공장 내 장치를 통해 증명하는 것은 받아들이기를 원하지 않을 뿐 아니라 위험부담을 느낄 수밖에 없을 것이라고 말한다.

그러나 중전압 운용(medium voltage operations)의 경우, 여러 가지 시험 입증된 재료들이 제법 있다. 하지만 업계 일부에서는 관행적으로 전기산업계의 보수성향 때문에, 덜 해로운 대안으로 바꾸고 싶은 사람들조차 거의 없다는 것이 핵심 요인이라고 분석하기도 한다.

이튼(Eaton)의 루이스 쉐퍼는 이 업계에 있는 모든 사람들은 할 수 있다는 것을 알고 있다. 이 일을 하지 않을 기술적 이유도 없다면서 하지만 실제로는 경제적 측면보다는 변화, 혁신, 그리고 환경보호에 대한 인식의 부족, 그리고 그러한 노력의 부재 등으로 새로운 길을 접하려 하지 않는 보수적 관습이 있다고 지적한다. 변화하고 혁신하는 동안 기업 매출의 하향 변화를 용인하기가 쉽지 않다는 관행적인 인식이 문제라는 것이다.

* 그래도 일부 회사들은 변화의 바람을 느끼고 있다.

서포크 해안(Suffolk coast)에서 약 43km 떨어진 북해(the North Sea)에 위치한 스코틀랜드 전력 재생에너지는 터빈에 SF6가스를 사용하지 않는 세계 최대 풍력발전소 중 하나를 설치했다.

이스트 앵글리아 원(East Anglia One)은 오는 2020년까지 50만 가구에 충분한 전력을 생산할 수 있는 714메가와트(MW)의 전력을 생산할 수 있는 102개의 발전기를 건설할 예정이다. 과거 같았으면, 화재로 이어질 수 있는 전기사고를 방지하기 위해 SF6과 함께 공급되는 스위치기어를 사용했을 것이다.

각 터빈은 보통 약 5kgSF6을 포함하고 있을 것이고, 만약 그것이 대기 중으로 유출된다면, 117톤의 이산화탄소에 상당하는 양을 추가하게 될 것이다. 이는 25대의 자동차에서 배출되는 연간 배출량과 거의 같은 양이다.

스코틀랜드 전력 재생에너지 회사의 코스타 피르구시스(Costa Pirgousis)이 경우 터빈 내부의 깨끗한 공기와 진공 기술의 조합을 이용하고 있다. 이는 우리가 여전히 매우 효율적이고 신뢰할 수 있는 고전압 네트워크를 가질 수 있게 해주지만, 환경 친화적이기도 하다고 말했다.

그는 이어 시중에 실행 가능한 대안이 나오면 안 쓸 이유가 없다. 실행 가능한 대안이 생겼으면 활용은 당연한 것이라고 덧붙였다.

그러나 SF6의 이용을 제한하려는 기업에도 한계가 있다. 이스트 앵기아 원(East Engia One)의 중심에는 102개의 터빈이 모두 연결되는 거대한 해상 변전소가 있다. 그것은 여전히 많은 양의 매우 온난한 가스를 사용한다.

* 다음엔 무슨 일이 일어날까 ?

유럽연합(EU)2020년에 SF6의 사용 검토하고, 대안이 있는지 검토할 계획이다. 그러나 아무리 낙관적인 전문가라도 2025년 이전에 어떤 금지도 시행될 가능성이 있다고 생각하지 않는다. 때문에 그 이후에 SF6의 대안에 대해 보다 더 많은 논의가 있을 것으로 보인다.


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