DC 실증사업의 에너지 효율 향상 결과 공유 및 직류배전 사업모델 제시
교류가 중심이었던 전력산업 환경이 변화를 맞이하고 있다. 태양광, 연료전지 등의 직류전원이 많아졌기 때문이다. 또한 전자기기의 디지털화가 빨라지면서 직류배전 기술의 장점들이 주목받고있다. 이에 한국전력은 지난달 4일 서울 양재 한전아트센터에서 ‘2024 DC 기술 발전포럼’을 개최해 직류의 적용과 확산을 위한 전력산업계의 역할에 대해 고민하고 구체적인 방법을 모색했다.
이날 포럼은 재생에너지 기반 직류전원 증가, 지역별 분산에너지 활성화 정책 수립, IT산업의 급성장 등 최근 급변하는 전력산업 환경변화에 맞춰 미래전력 공급방식 변화의 첫걸음인 DC 산업활성화를 위한 전문가 의견을 공유하고자 마련됐다.
DC 시장 총 9조원 성장 전망
한전, 대용량 사용자 전용 DC공급 사업모델 제시
제일 먼저 발표에 나선 이창열 한전 기술기획처장은 ‘KEPCO MVDC/LVDC 추진현황’을 소개했다. 이 처장은 “DC 시장은 지속해서 성장해 2030년에는 LVDC 약 7조원, MVDC 2조원 총 9조원시장을 형성할 것”이라며 “한전은 DC를 통해 데이터센터와 같은 대용량 사용자 전용 DC 공급 등의 사업모델을 개발할 것” 이라고 말했다.
이를 위해 한전은 국내 DC 도입을 선도하기 위한 기술개발과 트랙 레코드를 확보 중이다. 실제로 LVDC의 경우 도서지역 DC 독립섬을 구축했으며 세계 최초 DC 빌딩도 상용화했다. MVDC의경우 정부 사업 참여를 통해 운영기술을 개발 중이다.
이 처장은 “기존 배전 기자재를 활용해 DC 공급을 실증하고 있다”며 “장거리 부하 공급 실계통 시범사업을 진행할 것”이라고 전했다.
이날 이 처장은 다양한 직류배전 사업모델을 제시하며 2030년까지 랜드마크 LVDC를 공급하는 직류배전 중장기 사업 추진계획도 발표했다.
이 처장은 “탄소중립 시대에서 DC는 세상의 모든 것을 고효율로 연결하는 핵심 인프라”라며 “정부, 전력·가전·건설 산업계와 유기적인 협력으로 미래 직류배전 생태계를 조성해 나갈 것”이라고 밝혔다.
이 처장의 발표에 이어 효성중공업, HD현대일렉트릭, LS일렉트릭 등 주요 참여기업은 MVDC 개발동향, HD현대그룹 글로벌 R&D센터 DC 상업운전 결과, DC 배전 솔루션 사례를 각각 발표했다.
HD현대일렉트릭, 지난해 1MW 직류 전원 공급시스템 상업운전
이찬주 HD현대일렉트릭 상무는 “지난해 미래 전력공급방식인 직류배전의 핵심기술과 트랙 레코드 확보를 위해 경기 판교의 HD현대그룹 신사옥 글로벌 R&D센터(GRC)에서 1MW급 직류 전원 공급시스템의 상업운전을 시작했다”며 “GRC 내부의 조명과 냉·난방시스템 등에 전력을 공급, 연간 에너지 효율이 교류배전보다 10% 이상 높아질 것을 목표로 했다”고 설명했다.
HD현대일렉트릭은 사업을 통해 LVDC 수·배전설비 일체를 개발 및 공급완료해 시스템 통합설계와 직류 보호협조 전략을 수립·검증해 국내 최고 수준의 DC 엔지니어링 기술을 확보했다. 또한 한전 고창 실증인프라를 활용해 전력변환장치 및 보호협조 성능을 철저하게 검증해 한국전기안전공사 기술 세미나, 시연회 및 사용 전 검사를 통과해 DC공급시스템 안전성을 확보했다.
이 상무는 “1년간의 상업운전을 통해 에너지 효율은 11.5% 개선됐고 연간 약 55톤의 CO2를 절감했다”며 “향후 EMS를 적용해 장시간 상업운전 데이터 종합 분석을 통한 고효율·저탄소 성과정량 평가를 진행할 계획”이라고 밝혔다.
LS일렉트릭은 시장 선점 및 확대를 위해 LVDC 기기 라인업을 구축해 지속적으로 매출을 확대해 나가고 있으며, MVDC 기술개발의 경우 국책과제에 참여해 MVDC 컨버터 스테이션 및 컨버터제어 기술 개발을 진행 중이다.
정홍주 효성중공업 팀장은 MVDC 개요와 개발 및 사업화 동향 등을 발표했다.
정 팀장에 따르면 효성중공업 20MW MMC MVDC BTB 프로젝트는 수행 중이며, 양주 변전소에 설치했다. 정 팀장은 “기존 선로의 DC전환시 신규 투자비를 절감 할 수 있고 분산자원 연계거리 확장이 가능하다”며 “재생에너지 수용성 및 선로 이용률이 향상된다”고 강조했다. 그는 이어 “전기차 충전소 및 데이터센터의 부하증가로 변전소의 용량 증대를 원하고 있지만 도심 인근 변전소로 부지 확장이 불가한 상태”라며 “MVDC를 통한 설비 용량을 증대해야 한다”고 제안했다.
연간 약 1조원 투자비용과 36TWh 사용량 절감 효과
오승열 한국전자기술연구원 박사는 6대 가전제품(세탁기, 공기청정기, 에어컨, TV, 건조기, 냉장고)의 소비전력을 비교 분석한 연구결과를 바탕으로 전력공급 방식에 따른 국가 편익을 산정해발표했다.
오 박사에 따르면 한전은 송전용량 증대와 배전선로 손실 감소로 연간 약 1조원을, 고객은 연간 전기사용량 36TWh를, 제조사는 부품감소로 4,000억원을 절감할 수 있다.
국제 표준화 활동 참여·사회적 수용성 확대·인력양성 등 필요
이방욱 한양대학교 교수는 국제 표준화 활동 참여 및 주도의 중요성, 정부, 산업계, 학계 간 협력 체계 구축, MVDC 경제성 확보 전략 및 사회적 수용성 확대 노력을 사업 성공의 핵심요소로 손꼽았다.
이 교수는 “MVDC 시스템의 전압 레벨, 보호 및 접지방식 등 국제 표준이 없고 MVDC 시스템의 초기 투자비용이 많이 들어 경제성 확보가 어려운 상황”이라며 “MVDC 배전망의 가치를 반영한 전력시장 설계 및 사업 모델 개발과 대학 및 연구기관을 중심으로 MVDC분야 전문 인력 양성이 시급하다”고 목소리를 높였다.
발표에 이어 장길수 고려대 교수가 진행한 패널토론에서 는 전력산업 환경변화에 따른 직류배전 필요성에 공감하며 한전이 제시한 직류배전 사업모델을 긍정적으로 평가했다. 특히 에너지 생태계 전반의 직류화 확대를 위해 국내 기술기준 제·개정, 관련 산업계(건설·전자제품 등)의 공감대 확보와 전략적 제휴가 절실하다고 강조했다.
김동철 한전 사장은 “직류시대를 본격적으로 열기 위해 한전은 관련업계와 DC 얼라이언스를 출범해 기술개발, DC 요금제, 국제표준 등에 공동 대응하고 정부와 산·학·연이 지속 협력할 수 있는 체계 구축에 총력을 기울이겠다”면서 “새로운 국가 성장동력을 만들 수 있도록 모두 함께 최선을 다하자”고 역설했다.
이훈 기자 [email protected]
