창의적·혁신적 기술개발… 에너지산업 생태계 강화
[에너지데일리 송병훈 기자] 한국전력공사의 기업부설연구소인 전력연구원은 우리나라 전력산업계와 궤를 같이하면서 전력기술개발의 심장 역할을 해내고 있다. 국가 경제의 근간을 이루는 전력산업의 도약과 발전을 견인하는 전력기술 개발의 산실이라고 할 수 있다.
전력연구원이 그동안 일궈 낸 괄목할만한 R&D 성과로는 ▲2015년 광복70주년 과학기술 대표성과 70선에 포함된 765kV 국산화 등 3건의 연구성과 ▲캐나다와 아프리카에 수출한 에너지 자립섬의 핵심인 마이크로그리드 기술 ▲신안성, 신용인의 54 MW급 ESS에 적용한 운용기술 ▲세계 최고 수준의 고효율 이산화탄소 흡수제 ▲미국에 역수출된 디지털 변전 시험기술 등을 꼽을 수 있다. 이밖에 해외사업 및 국내 전력설비의 긴급 고장복구 등 기술적 난제를 연평균 1000여건을 해결하는 기술지원을 제공하고 있다.
전력연구원은 7일 기자들과 만나 에너지신산업 및 해외진출 확대를 위한 전력연구원의 추진 현황을 설명했다.
▲ 業의 변화
전력연구원은 기후변화·에너지안보·에너지효율향상 등 신기후체제에 선제적으로 대응하고, 한전의 業의 변화에 따른 먹거리를 책임지는 에너지신산업 기술개발 혁신의 선도자이자 ‘글로벌 리더’로 발돋움하기 위해 힘을 쏟고 있다.
에너지신산업 분야의 에너지자립섬, 스마트그리드, 스마트시티, 에너지저장장치, 전기차 충전, 전력수요거래 등은 물론 온실가스 감축의 핵심 키워드인 저탄소·고효율화를 위한 이산화탄소 포집·저장 및 활용, 차세대화력발전, 해상풍력, 미활용에너지 이용 등의 개발에 역점을 두고 있다.
이와 함게 차세대송변전 분야에서는 초고압직류송전(HVDC, high voltage direct current), 초전도 전력시스템, 디지털변전 등 지능형 전력망 구축과 관련한 연구에 투자를 확대하고 있다. 또한 빅데이터, 사물인터넷, 가상현실 등 ICT기술을 활용하여 기존 전력산업과 다른 산업과의 융복합으로 전력설비의 운영효율성을 높이고 새로운 가치를 창출하는 데에도 집중한다.
전력연구원은 올해 무엇보다 '해외 전력사업 수주의 첨병' 역할을 하는데 역점을 두겠다고 강조했다. 실제 한전의 해외사업과 에너지신산업의 수출산업화를 체계적으로 뒷받침할 수 있도록 보유한 기술과 연구성과의 사업화, 기술이전, 국가별 맞춤형 시범사업 및 컨설팅 등을 본격 추진하고 있다.
최근 국가 에너지신산업의 선도적 모델인 에너지 자립기반의 마이크로그리드 기술이 캐나다와 모잠비크에서 성공적으로 완료됐고 이란, 에티오피아 등에서 추가 확산사업을 추진하고 있다. 이 외에도 변전 자동화 기술의 미국과 콜롬비아, 중국에 로봇 기술, 말레이시아에 발전소 고온배관 수명관리기술 등을 수출했으며, NRI(이란)와 가스터빈코팅기술, MHPS(일본)와 가스터빈연소기술, EPRI(미국)와 보안관제기술 등을 공동으로 개발하고 그 결과를 적용한 시범사업을 진행하고 있다.
이처럼 전력연구원 그 동안 쌓아온 역량과 최신 연구개발 성과를 기반으로 한전의 해외사업 개척과 에너지신산업 수출을 통해 전 세계로부터 기술력을 인정받고 있다.
● 마이크로그리드 기술 = 전남 진도군 가사도는 우리나라 최초의 에너지 자립섬이다. 전력연구원은 차세대 에너지관리시스템인 마이크로그리드를 개발, 진도군 가사도를 친환경 에너지의 생산·저장·이용이 가능한 에너지 자립섬으로 탈바꿈시켰다. 마이크로그리드는 신재생에너지와 소형 열병합 발전기를 발전원으로 열과 전기를 동시에 수용가에 공급할 수 있다. 가사도는 그동안 전력부족으로 문을 닫았던 전복 양식장, 염전을 재가동 하는 등 섬 주민들의 생활양식을 바꿔나가고 있다.
현재 정부는 마이크로그리드 기술을 에너지 신산업으로 육성하기 위해 한전이 관리하는 60여개 도서지역을 대상으로 친환경 에너지자립섬 조성사업을 추진하고 있다. 이를 위해 전력연구원은 2016년 대형 도서의 민간전력사업자를 위해 전력거래는 물론 한전 계통과의 연계운영 기능을 강화한 마이크로시스템 운영시스템을 개발하고 있다.
또한 2015년에는 보유 기술을 이용해 아프리카 모잠비크에 독립형 마이크로그리드를 구축하고, 오지 마을에 전력을 공급하는 사업을 성공적으로 완료했다. 캐나다 파워스트림社와 공동으로 북미지역 시범사업은 지난해 착공, 올 6월말에 준공 예정이며, 후속 사업을 공동으로 진행할 계획이다. 또한 금년 들어 이란, 에티오피아 등에서도 본 기술은 한전의 해외사업 개척의 선봉장 역할을 하고 있다.
● 이란과의 기술협력 = 최근 경제 제재 해제 이후 대대적인 복구사업에 나선 이란 시장에 진출하기 위해 국가차원의 사업추진 협력을 진행하고 있다. 한전 또한 전력시설의 복구사업인 전력망의 효율 개선사업, 발전소 성능복구 사업 등 포괄적 협력을 추진할 예정이다.
이를 이행하기 위해 전력연구원은 지난 2월 세계 최초로 자체 개발한 가스터빈 운전 중 코팅 기술을 가스 발전소가 많은 이란에서 2018년까지 적용해 그 효과를 실증하고, 이를 포함한 가스터빈 정비패키지 기술을 해외에 공동 진출하는 데 이란 Turbotec社과 협력하기로 했다. 또한 지난 5월 대통령 순방기간 중 이란 에너지연구소(NRI)와 전기흡착식 담수화 기술 공동실증, 전력 사이버 보안, 발전소 성능복구 및 운영, 스마트그리드 등에서 기술인력 훈련 및 연구인력 교류, 공동연구 등을 위한 R&D 협력 MOU를 체결하고 5월부터 양 기관 대표단 회의 및 기술분야별 워킹그룹을 구성, 본격적인 사업지원을 추진하고 있다.
● 아람코사와 기술협력 = 한전은 올 5월 세계 최대 석유기업인 아람코社와 에너지 효율분야 ‘사업협력 MOU’를 체결했다. 아람코사는 전력연구원이 보유한 기술에 관심을 보이면서 마이크로그리드, 에너지저장기술, AMI 등 에너지신산업 기술을 사우디 특성에 맞게 최적화할 수 있도록 R&D분야의 협력을 요청함에 따라 기술교류 확대는 물론 우선 가스터빈 연소시험설비 구축사업을 추진키로 했다.
● 일본 MHPS와의 가스터빈 연소기술 공동개발 착수 = 지난 2014년 한전과 MHPS간에 체결된 기술협력 MOU의 후속조치를 위해 전력연구원은 올 3월 ▶신개념 연소기술을 공동으로 설계하고 ▶전력연구원에서 보유 중인 실증규모의 가스터빈 연소시험설비를 통해 성능을 검증해 ▶‘가스터빈 화염위치 광계측 장치’ 및 ‘연소 불안정 조기예측 시스템’을 개발하는 국제공동연구에 착수했다.
● 중국 화능집단공사의 서안열공연구원과 기술협력 = 한전은 지난 2015년 6월 중국 최대 발전회사인 중국화능집단공사와 화력발전 기술개발 협력 양해각서를 체결했다. 전력연구원은 공동연구개발 발굴 등 연구개발 협력 목적의 달성을 위해 중국 서안열공연구원과 2차례에 걸쳐 기술교류회를 갖고 청정고효율 대용량 화력발전, 발전효율 향상, 발전소 이산화포집 분야의 연구개발 사례, 현황 및 보유기술 등 기술정보교류 활동을 펼쳤다. 지난 4월 기술교류회에서는 화력발전 분야 기술표준 비교분석과 이산화탄소 포집기술 등에 대해 공동연구 테마를 발굴했다.
● 말레이시아 TNBR 과제 수탁 및 현장 실증 = 전력연구원은 말레이시아 국영전력연구원(TNBR)로부터 지난해 수탁한 고온배관관리시스템을 개발, 올 5월 말레이시아 만중(Manjung)발전소를 대상으로 현장 적용에 성공했다. 또한 지난 연말에는 TNBR 소속 연구원 3명을 파견 받아 발전소 현장 교육, 고온배관 관련 수명 및 위험도 평가 교육을 시행했다. 전력연구원과 TNBR은 2005년 연구협력 MOU를 맺은 이후 배관변위 측정장치 개발, 고온부품 수명평가기술 등 4건을 수탁받아 개발하는 등 기술협력을 확대하고 있다.
● 변전자동화기술 = 전력연구원은 세계 최초로 개발한 디지털 변전설비 성능검증 시험기술인 'IEC 61850 클라이언트 시험시스템' 등 2건을 미국 SmartGrid 전문시험기업인 QualityLogic사에 2015년 2월 기술이전했다. 시험용 가상 클라이언트, 실시간 통신 프로그램 등 디지털변전소의 설계, 엔지니어링 및 시험 등에 필요한 기술을 모두 확보한 전력연구원은 2016년 들어 남미의 콜롬비아 국립대학교와 국제연구에 착수하는 한편 이집트, 요르단, 도미니카, 페루 및 61850 Europe Conference 등 해외전시회 및 수출촉진 로드쇼 개최를 통해 디지털변전소 기술의 해외사업화를 추진 중에 있다.
● 발전플랜트 성능복구사업 = 전력연구원의 발전소 설비진단 및 성능개선 기술은 세계 최고 수준을 자랑한다. 전력연구원은 이런 역량을 활용, 회사의 노후 발전소의 성능복구 후 운전 및 유지 관리(ROMM, Rehabilitation, Operation, Maintenance & Management) 사업을 지원하고 있다.
전 세계에서 25년 이상 운전된 석탄화력 발전소는 총 942개, 678GW 규모로 발전소의 성능복구 및 운영사업은 국내 발전산업의 차세대 시장으로 각광받고 있다. 발전소의 성능복구 및 운영사업은 사업 초기 타당성의 정확한 분석과 예측이 사업의 성공을 결정하는 중요한 요소로, 이를 위해 전력연구원은 '해외 ROMM사업을 위한 설비진단 및 비용평가 시스템'을 개발했다.
이를 바탕으로 전력연구원은 2016년 들어 한전에서 추진 중인 이란, 사우디, 미국, 루마니아 등의 노후 발전소를 대상으로하는 ROMM사업을 지원하고 있으며, 유지보수 및 운영 기술이 부족하고 노후 발전소가 많은 동남아, 아프리카, 중남미, 중동 등을 대상으로 하는 사업도 지원을 확대해 나갈 예정이다.
● 한전 및 국내EPC 해외사업지원 = 전력연구원은 한전 신성장동력의 한 축인 해외사업의 기술경쟁력을 배가할 수 있도록 해외사업 개발, 건설, 시운전 및 운영 등 전주기의 기술컨설팅을 활발하게 수행하고 있다. 2015년 한해 동안 전력연구원은 한전에서 운영 중인 나이지리아 엑빈발전소 종합정밀진단, 필리핀 일리안발전소 가스터빈 고장 긴급복구, 멕시코 노르떼 발전소 뿐만 아니라 삼성물산, 현대건설, 포스코 등이 해외에서 건설 중인 발전플랜트과 전력계통에서 발생하는 돌발적인 문제점을 해결하는 해외사업 기술지원을 약 50여건 수행했다. 이처럼 전력연구원은 한전과 그룹사, 국내 EPC社가 건설하고 있는 해외 플랜트 건설 관련 기술 컨설팅, 기술적 리스크를 해결해 줌으로써 한국의 해외사업 경쟁력과 수익성 제고에 큰 기여를 하고 있다.
● 국제협력 = 전력연구원은 우수한 기술력을 바탕으로 연구과제를 공동수행하고 결과물을 활용해 사업화할 수 있도록 각 분야별 세계 유수 기관과 협력을 활성화 하고 있다.
현재 EPRI(미국), REI(미국), TNBR(말레이시아), NRC(캐나다), KIT(독일), LUT(핀란드), Garrad Hassen(영국) 등 글로벌 연구기관과의 공동연구를 수행하고 있으며, CRIEPI(일본), KEMA(네덜란드), VTT(덴마크), CEPRI(중국), TPRI(중국) 등 20여개 국제기관과의 교류 협력을 하고 있다.
뿐만 아니라 국제에너지기구(IEA)의 초전도, 이산화탄소회수및저장, 순환유동층 기술분과에서 국가대표역을 수행하고 있으며, 국제전력연구협력회의(IERE) 이사역, 동아시아-서태평양전기공급산업협회(AESIEAP) 기술위원장, IEEE 산하 다수 기술분과위원회 좌장 등을 맡아 활동하고 있다.
또한 회사의 국제협력 활동과 연계해 EDF(프랑스), EON(독일), ENEL(이탈리아), 동경전력(일본), 국가전망(중국) 등 글로벌 전력회사와도 전략적 기술협력 활동을 활발하게 진행하고 있다. 이를 통해 세계 유수 전력회사, 연구기관, 기업 등과 글로벌 네트워크를 구축함으로써, 한전과 국내 전력산업계가 세계 시장으로 나아갈 수 있는 발판을 다지고 있다.
▲ KEPCO 글로벌 에너지 벨트
현재 한전은 지속가능한 성장을 위해 新기후체제 대응과 에너지신산업을 새로운 業으로 만들고 있다. 특히 조환익 사장은 개발, 실증, 보급, 해외수출이 동시에 이뤄지는 해외사업에서 한전의 경쟁력으로 기술력을 꼽는다. 이를 뒷받침하기 위해 전력연구원은 보유 기술과 역량으로 전 세계의 수요자가 요구하는 맞춤형 기술 개발과 실증을 통해 한전의 해외사업 개척을 활발히 지원하고 있다.
김동섭 원장은 “기후변화 대응기술과 에너지신산업 관련 기술개발을 이끌어 우리나라의 전력수급 안정화는 물론 창의적이고 혁신적인 기술개발로 한전의 해외 전력사업 확장과 에너지산업 생태계 강화의 선봉이 되도록 연구원을 변화시킬 것”이라며 “에너지신산업과 연계해 해당 기술의 조기 실증과 핵심기술 확보에 역량을 집중해 글로벌 시장 개척의 첨병 역할을 할 것”이라고 말했다.
김 원장은 이어 “전 세계를 잇는 ‘KEPCO 글로벌 에너지 벨트’ 구축에 일익을 담당하고, 해외사업 추진 시 현지에 진출한 중소기업 등 국내기업 네트워크와 국산 기자재를 최대한 활용해 동반성장에도 앞장서겠다”고 덧붙였다.
