에너지 전환·디지털 변환 핵심 기술 조기 확보 및 사업화 집중
▲ 김동섭 사업총괄부사장
한국전력공사
회사 소개
조선 말기인 1887년, 고종의 침전인 경복궁 건천궁에 한반도 최초의 전깃불이 밝혀지면서 국내 전력사가 시작됩니다.
그로부터 11년 후인 1898년에 한국전력공사(이하 한국전력)의 전신인 한성전기의 설립과, 이후 생겨난 전력 회사들의 합병을 거쳐 1981년에 공사 체제로 개편되면서 한국전력은 현재의 모습을 갖추게 되었습니다.
한국전력은 전력수급 안정으로 국민 경제 발전에 이바지하기 위해 2만 2천여 명의 임직원이 최선을 다하고 있으며 송배전 사업과 전력판매사업, 해외사업을 영위하고 있습니다.
현재 우리나라의 전력산업 체계는 전력생산, 수송, 판매 체계로 구성되어 있고 한국전력은 6개 발전회사와 민간발전회사, 구역전기사업자가 생산한 전력을 전력거래소로부터 구입하여 일반 고객에게 판매하고 있습니다.
우리나라의 전기요금은 세계적으로 낮은 수준인 반면 전기품질은 세계 최고 수준으로, 이를 인정받아 최근 「Forbes Global 2000」 기업순위 평가에서 전력 Utility 분야 세계 1위에 선정되었습니다.
해외사업 분야에서는 전 세계 28개국에서 48개 프로젝트를 추진 중에 있으며 향후 국내에서 쌓은 기술력을 바탕으로 해외사업을 더욱 다각화하여 사업 기반을 확대해 나갈 것입니다.
미래 성장동력 창출과 전력사업의 경쟁력 강화를 위한 연구개발은 전력연구원에서 전담하며 6개 연구소에서 500여 명의 연구원이 근무하고 있습니다.
전력연구원은 대전에 연구원 본원을 두고 있으며 이를 중심으로 실증시험을 위주로 하는 고창전력시험센터를, 전력 분야의 기초연구를 위해 서울대학교 내에 기초전력연구센터를 운영하고 있습니다.
한국전력의 발전과 함께해 온 전력연구원은 1993년 765㎸ 실규모 시험선로 구축을 통한 국내 765㎸ 전압 체계 도입, 2002년 원전(APR 1400) 국산화, 2010년 디지털변전소 도입 등 대형 R&D 프로젝트를 성공적으로 완수하여 한국전력이 글로벌 기업으로 성장하는데 큰 역할을 하고 있습니다.
앞으로도 전력연구원은 전력산업 미래 트렌드에 대한 철저한 분석을 바탕으로 신성장동력 사업을 선정해 미래 전력 시장을 리드해 나갈 것입니다.
2019년 주요 연구개발 성과
2019년에 한국전력은 신재생에너지의 보급 및 접속 확대를 위한 기술개발에 집중하였습니다.
해상에 설치하는 풍력발전기의 설치기간을 단축하고 기상 상황 등에 따른 사업리스크를 최소화하기 위하여 해상 풍력단지 석션버켓 공법을 개발하였습니다.
기존 기술은 해상에 풍력발전기를 설치하기 위한 기초 설치시 기초구조물을 해저표면에 항타 또는 천공을 하여 설치함으로써 설치기간이 1개월 이상 소요되고 소음과 진동 등의 발생이 불가피했으나 석션버켓 방식은 수압을 이용한 압입방식으로 설치 수심에 제한이 없고 설치 기간도 3일 이내로 획기적으로 단축시킬 수 있으며 무소음·무진동 설치가 가능해졌습니다.
이로써 국내 대규모 해상풍력단지 및 해안을 중심으로 추진 중인 소규모 해안 풍력단지 등에 적합한 지지구조물의 대안을 제시함으로써 국내 해상풍력 산업의 활성화에 기여할 것으로 전망됩니다.
또한 증가하는 신재생발전원 접속용량에 부응하기 위해 배전선로 신재생발전원 수용능력을 확대하는 기술을 개발하였습니다.
현재 단위 배전선로당 10㎿의 수용 한계량으로 운영하고 있으나, 선로 운영기술 고도화를 통하여 20% 수용 확대가 가능함으로써 정부의 재생에너지 3020 이행계획 및 제8차 전력수급 기본계획에 따른 분산전원의 목표달성이 한층 용이해질 것으로 판단됩니다.
송배전 분야에서는 오랜 숙원인 저손실 변압기 개발을 완료하였습니다.
전력용 변압기의 손실로 인한 비용은 변압기 구매가격을 초과하는 막대한 비용으로 연간 약 4,860억 원에 이르고 있으며, 전력단가가 증가할수록 손실비용이 더욱 커지게 됩니다.
이번에 기존 변압기 대비 손실을 23% 줄인 Eco design 변압기를 개발하여 현장에 적용함으로써 회사 경영 개선에 도움을 줄 것입니다.
여기에 그치지 않고 2단계 사업을 추진하여 손실을 43%까지 줄일 수 있는 세계 최고 수준의 변압기를 2020년까지 개발할 계획입니다.
발전소 운영에 따른 환경문제를 해결하기 위하여 차세대 CO2 분리막 기술을 개발하였습니다.
CO2 분리막 기술은 발전소에서 연소 후 발생하는 배기가스가 분리막 표면에 접촉하여 분리막 속으로 투과 시 가스 사이의 상대적 투과 속도 및 분자 크기 차에 따라 CO2를 분리하는 기술입니다.
본 기술을 통하여 국가 온실가스 감축목표 달성을 위한 구체적인 이행방안을 수립하여 국제 온실가스 감축 노력에 적극 동참할 것입니다.
최근 환경 변화 및 전망
최근 미국의 한 단체에서 고용 성장률이 높고 평균 연봉이 많은 이른바 ‘뜨는 직업’ 순위에서 AI 전문가가 1위를 차지했다고 합니다.
인공지능은 모든 산업을 관통하고 있으며 산업계에서 AI 스페셜리스트의 수요는 공급을 급속도로 추월하고 있다고 밝혔습니다.
디지털 트랜스포메이션과 머신에 의해 유의미한 데이터를 찾아내고 새로운 가치를 만들어 내는 인공지능의 활용은 어느 영역을 막론하고 생존의 필수 요소가 될 것입니다.
전력산업도 예외는 아닐 것이며 한국전력은 업무 전반에 빅데이터와 인공지능을 활용하기 위한 준비를 속속 진행해 오고 있습니다.
인공지능이 기업 성장의 필수요소라 한다면 인류의 생존을 위한 환경 분야에 대한 대응은 규제에 의한 기업 운영의 걸림돌을 제거하는 의미가 있을 것입니다.
CO2 증가와 이로 인한 기후 변화, 미세먼지에 의한 삶의 질 저하 등에 따라, 환경 복원을 위한 각계의 요구는 갈수록 거세질 것입니다.
이는 기업이 해결해야 할 의무이며 이의 충족 없이는 기업 활동을 영위하기 어려운 상황이 올 것이므로 미리 대비해야 하겠습니다.
2020년 연구개발 목표와 추진 전략
한국전력은 2020년도에 좋은 품질의 전기를 안정적으로 공급하면서 ‘에너지 전환’과 ‘디지털 변환’을 주도해 나갈 것입니다.
글로벌 에너지 시장 선점을 위한 세계 최고의 기술개발을 추진하고, 에너지 전환·디지털 변환 핵심 기술을 조기에 확보하여 사업화에 집중하며 연구문화, 제도, 조직 혁신을 통한 고성과 R&D 창출 기반을 구축할 계획입니다.
먼저 에너지 전환을 위한 친환경 에너지 생산·활용 확대 및 기후변화에 적극적으로 대응해 나가겠습니다.
재생에너지의 생산과 활용, 그리고 계통연계의 수용성 증대를 위해 페로브스카이트 태양전지 대면적화, 대용량 그래핀 수퍼 커패시터 개발, 직교류 동시 송전 기술 개발 등 세계 최고 기술을 확보해 나갈 계획입니다.
다음으로, 디지털 변환을 위해 디지털 핵심 기술의 도전적 개발을 추진하여 새로운 비즈니스 모델을 창출해 나갈 계획입니다.
오차 1% 이내의 전력케이블의 고장점 탐지 기술, 송전선로 순시용 3D 드론길 구축 등 전력설비 감시진단 기술을 지능화하여 현장에 확대 적용해 나갈 예정입니다.
한편 에너지 통합 공유 플랫폼 개발 및 디지털 생태계 구축을 위해 스마트 시티 통합검침(5종)을 경기도 시흥지역에 적용토록 추진 중이며, 예지형 자산관리시스템(AMS)을 개발하여 설비운영 및 투자계획에 활용할 예정입니다.
또한 빅데이터 분석, 처리, 인공지능 기반 어플리케이션 등 데이터 활용 솔루션 개발 강화를 통하여 전력 분야 디지털 변환을 가속하고자 최근 데이터 사이언스 연구소(DSL)를 새롭게 구축하고 연구개발 활동에 들어갔습니다.
마지막으로, 한국전력과 발전 5사 간 협력체계는 더욱 공고히 할 것입니다.
발전 분야의 지능화·디지털화를 통한 발전설비 운전 및 정비 최적화를 도모하고자 IDPP(Intelligent Digital Power Plant) 연구 프로젝트를 발전사와 공동으로 진행 중이며, 본 연구를 통하여 발전 분야 경쟁력이 한층 강화될 것으로 기대하고 있습니다.
또한 발전 분야 R&D 로드맵 및 과제 기획을 공동으로 추진하여 연구 협력을 더욱 확대해나갈 예정이며 발전사 공동연구 등의 심의 절차 등은 파격적으로 축소함으로써 R&D 거버넌스를 정립해 나가겠습니다.
연구소 운영 전략
얼마 전 일본과의 통상마찰로 인해 기술자립을 위한 원천 기술 확보와 R&D의 중요성이 더욱 부각되는 형국입니다.
정부와 산업계 안팎으로 연구개발에 대한 관심이 고조되고 있으며 그만큼 기대도 커지고 있습니다.
그렇지만 현재의 연구개발 환경이 녹록지만은 않아 보입니다.
인력의 부족, 콘텐츠의 부족, 시스템의 미비가 R&D의 성과에 걸림돌이 되지 않나 싶습니다.
이러한 문제들을 극복하기 위해 한국전력은 연구개발 전 과정에 대한 통합관리체계를 구축할 것입니다.
R&D 전주기 프로세스 재정립과 업무 표준화를 단행함과 동시에 과제관리시스템의 기능 체계화와 최신화를 추진하고 있습니다.
또한 연구원이 마음 놓고 연구에 몰입할 수 있는 환경과 효율적 의사결정을 위한 지원체계를 강화하고자 합니다.
R&D 전략수립을 위하여 신기술 기반 기술트렌드 분석 인프라를 구축하고 평가 지표의 단순화에 기반한 온라인 평가지원 시스템을 마련할 것입니다.
마지막으로 R&D 투자 효율성 제고를 위한 제도 및 관리체계를 정비할 예정입니다.
기획 인력과 예산 확보 등을 통한 기획조직을 강화하고 R&D 포트폴리오와 연계한 발전분야 연구수행 방향을 정립할 것이며, 평가결과의 책임 강화를 위한 평가제도를 재정비할 계획입니다.
이를 통하여 한국전력공사 전력연구원은 전력 기술의 새 지평을 열어가는 세계 정상의 연구원으로 발돋움하겠습니다.