Special Report l HVDC / 업체현황
지멘스·ABB 기술 능가한 기술력확보
LS산전·효성중공업 등 두각
전 세계 HVDC 시장을 외국이 90% 이상 점유학 있는 상황에서 국내 업체들의 선전이 기대된다. 가장 적극적인 업체가 LS산전이다. LS산전이 ABBㆍ지멘스ㆍ알스톰 3개 기업이 95%를 점유하고 있는 세계 고압직류송전(HVDC) 시장의 과점을 깨기 위해 칼을 빼들었다.
LS산전은 지난해 10월 부산에 관련 생산기지를 구축한 것을 기점으로 최근 싸이리스터 밸브 등을 국산화하면서 빠르게 생산기술을 상용화하는 동시에 본격 양산에 나서고 있다. 특히 LS산전은 오는 2019년까지 HVDC분야에서 최대 1조7,500억원의 매출을 올린다는 목표 하에 글로벌 시장 개척에 박차를 가하는 중이다.
이와 관련, 구자균 부회장은 “HVDC는 세계적인 전력수요 급증과 DC 송배전 계통 확대, 신재생에너지 계통연계 등으로 향후 20년간 시장 규모가 10배 이상 증가할 것”이라며 “기술 국산화는 물론 그동안 일부 글로벌 기업이 독점하다시피 해온 HVDC를 적극 육성해 전력산업의 새 역사를 쓰겠다”고 강조했다.
이 같은 구 부회장의 독려에 힘입어 LS산전은 최근 HVDC 부산공장에서 ±250kV/200MW 시스템까지 적용이 가능한 싸이리스터 밸브를 독자 개발하는데 성공했다. 이 제품은 HVDC 시스템의 핵심 설비로 직류와 교류를 자유롭게 변환시켜 전력을 공급해주는 장치다.
아울러 LS산전은 최근 HVDC 변환용 변압기를 제주 금악변환소와 한림변환소에 성공적으로 설치, 제품 공급에 나서고 있다. 이 변압기는 싸이리스터 밸브에 연결해 교류계통 전압을 직류 전압으로 바꿔주고 교류와 직류시스템을 분리하는 데 쓰인다.
이에 앞서 LS산전은 1,100억원을 투자해 지난해 10월 부산 진해 경제자유구역 화전산업단지에 HVDC 생산기지를 구축했다. 이 공장은 1만 1,157여m2(3,375평) 부지에 연면적 5,910m2(1,788평) 규모로 절연시험동과 수변전설비, 전력감시설비 등 각종 설비제어를 담당하는 유틸리티동으로 구성됐다.
이번에 세계시장에 내놓은 제품은 LS산전이 국내 최초로 개발한 HVDC 변환용 싸이리스터 밸브는 HVDC 시스템의 변환설비 중 심장 역할을 하는 핵심적인 설비로 교류를 직류로, 직류를 교류로 변환시켜 교류 계통에 전력을 공급하는 역할을 하는 장치다. 지난해 완공된 HVDC 부산공장에서 최근 개발한 싸이리스터 밸브는 단위 모듈 DC 50kV급 밸브로 ±250KV/200MW 시스템까지 적용이 가능하다. 또 제주-해남간 설치돼 있는 기존 HVDC 밸브와는 다르게 지진에 강하고 설치가 쉬우며 원가 경쟁력을 확보하기 위해 밸브 전체를 건물 천장에 매다는 방식(Suspending Type)을 채택했다.
지난 2009년 HVDC 사업에 진출한 LS산전은 지난해 변환용 변압기를 개발한 데 이어 이번 싸이리스터 밸브 개발까지 완료하며 HVDC 변환소 기자재 비용의 40% 이상을 차지하는 변압기 및 밸브 국산화에 성공했다. 회사측은 이번에 개발된 밸브 기술을 기반으로 DC 250kV 및 500kV급 HVDC 시스템에 적용할 수 있는 싸이리스터 밸브도 계속 개발, 국내는 물론 전 세계 시장 진출도 모색한다는 계획이다.
회사 관계자는 “그동안 선진기업 제품에 대한 벤치마킹과 자체 설계를 통해 개발했으며 부산 공장에서 개발 시험을 진행해 성능을 입증했다”며 “연내에 한국전력공사와 협동연구로 진행하고 있는 HVDC 제주 실증단지에 적용해 실증운전을 통해 검증할 예정”이라고 말했다.
효성중공업, 풍력발전 사업 견인하는 HVDC 개발
효성중공업은 풍력발전 시스템 사업을 육성하기 위해 지난 1990년 말부터 관련 기술 확보를 위한 연구개발에 투자해 왔다. 초고압 변압기 차단기 등 송배전 사업에서 쌓은 노하우와 기술력을 바탕으로 지난 2004년 자체 기술로 750kW급 풍력발전시스템 1호기를 개발하며 국내 최초로 풍력발전시스템 국산화에 성공했다.
2007년에는 2MW급 풍력발전시스템을 개발 완료한 후 약 2년여의 엄격한 국내외 실증을 거쳐 지난 2009년 독일의 풍력발전 인증기관인 데비오씨씨(DEWI-OCC)로부터 국제인증을 받았다. 국내 최고 수준의 기술력을 보유했음을 증명했다.
현재 강원도 태백시에 20MW급 풍력단지 조성과 오는 2012년까지 정선과 삼척 등에 2MW규모 발전시설을 설치할 계획이다. 최근에는 한국동서발전과 강원도 강릉시에 26MW급 풍력발전단지를 건설하기로 하고 강릉시 대기리 일대에 2MW급 풍력발전기 10여기를 설치가동을 앞두고 있다.
육상 풍력에 이어 해상 풍력발전 사업에도 진출했다. 정부의 국가 에너지 기본계획 중 국내 최대 규모인 5MW급 해상 풍력발전 주관 업체로 선정돼 국내 업계 최초로 2012년까지 개발을 완료할 예정이다.
풍력발전의 불규칙한 전력생산량을 효율적으로 해결하는 초고압직류송전(HVDC) 기술 선점에도 나서고 있다. 2010년 9월 국내 최초로 한국전력 신제주변전소와 한라변전소에 스마트그리드 제품인 50MVA 스태콤(STATCOM) 2기를 공급했다.
스태콤은 정지형 무효전력 보상장치로 전기를 송배전할 때 손실정압을 보충해 안정성을 높이는 설비다. 반도체 스위치를 이용한 전송시스템 핵심설비로 풍력·태양광 등 신재생에너지 발전 시 기상상황에 따라 발전량이 급변하더라도 출력전압을 일정하게 유지해 안정적인 전력공급을 지원한다. 이는 유연전송시스템(FACTS)의 핵심 설비로 기술 고도화에 적극 나서고 있다. 시장 초기인 만큼 기술 선점을 통한 시장 진입의 우위를 점하겠다는 전략이다.
효성 관계자는 “지금까지 스태콤은 가격이 비싼 수입 제품에 의존해야 했는데 자체 개발로 수입 대체 효과가 기대된다”며 “스태콤은 올해 국내시장만 약 400억원대의 규모로 수년 내 세계시장 규모가 수조원 이상으로 확대가 예상돼 에너지 관련 미래 사업의 핵심이 될 것”이라고 말했다.
