에디슨이 주장했던 직류, 100년만에 빛본다… 직류송전시장 기지개 - 조선비즈

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입력 2020.07.26 07:00

풍력·태양광·분산에너지 등은 직류로 전기생산
직류 전기 장거리 송전 가능한 초고압직류송전(HVDC) 시장 급성장

100년 전, 전기를 보내는 방식을 두고 치열한 경쟁을 벌였던 직류(DC)와 교류(AC)가 태양광·풍력 등 재생에너지의 부상을 계기로 또다시 부딪히게 됐다. 19세기 말 토머스 에디슨이 주장한 직류 송전(送電)은 니콜라 테슬라가 주장한 교류에 밀려 결국 20세기 전세계 전력망은 교류로 구축됐다. 시간이 지나도 전류와 전압이 일정한 직류는 교류보다 전력 손실이 적어 효율적이지만, 당시 기술로는 직류 전기를 멀리 보내는 것이 불가능해 주력 기술로 채택되지 못했다.

하지만 최근 직류 전기를 멀리까지 보낼 수 있는 초고압직류송전(HVDC) 기술이 발전하면서 효율적인 직류를 활용할 수 있는 길이 열리고 있다. 대표적인 재생에너지인 태양광, 풍력은 직류로 전기를 생산한다.

선진국을 중심으로 재생에너지 발전 비중이 커지고, 수소연료전지 등 분산에너지에 대한 관심이 커지면서 주목받는 것이 바로 HVDC다. 직류는 전기를 멀리 보내지 못하는 한계 때문에 과거 교류에 패했지만, 지금은 직류 전력을 멀리 보낼 수 있는 HVDC 기술이 발전하면서 상황이 반전될 가능성이 커진 것이다. 고전압 직류로 송전하는 HVDC는 그동안 발전소에서 생산된 고압의 교류전력을 직류로 변환해 송전하는 데 사용됐는데, 직류로 전력을 생산하는 태양광, 풍력 발전이 확대되면서 이 송전망을 이용해 재생에너지로 만든 직류 전기를 쉽게 쓸 수 있게 됐다.

터빈을 돌리는 석탄화력, 수력, 원자력 발전은 교류로 전력이 생산되지만, 재생에너지와 분산에너지는 직류 전력이 만들어진다. 글로벌 시장조사 업체 리서치앤드마켓은 최근 보고서에서 "각국 정부의 재생에너지 확대 정책에 힘입어 2020~2025년, 글로벌 HVCD 시장은 연평균 11.2% 성장할 전망"이라고 밝혔다.

국가 간 송전망 구축에도 HVDC 기술이 활용되고 있다. 영국과 덴마크는 이달 재생에너지를 공유하기 위한 '바이킹 링크(Viking Link)' 프로젝트를 착공했다. 영국 동부와 덴마크 남부의 전력을 공유하는 765km에 달하는 세계 최장의 HVDC 전력연계선을 연결하기로 했다. 영국과 덴마크 정부는 ‘간헐성’이라는 재생에너지의 한계를 해결하고 ‘탄소 제로(0)’ 전력 수출을 확대하는 한편 전력 공유를 통한 전기요금 인하 효과도 기대하고 있다. 국내에서도 전남 진도군 서거차도가 태양광과 풍력 발전을 활용한 ‘직류 섬’으로 조성되며 HVDC가 활용됐다.

글로벌 시장에서 HVDC는 지멘스, ABB, 제너럴일렉트릭(GE), 도시바, 알스톰 등 일부 글로벌 기업의 독점하고 있고, 진입장벽도 높다. 상용화 초기 단계로, 기술력과 시공 능력을 모두 갖춘 업체가 많지 않기 때문이다.

국내에선 LS(006260)그룹의 LS전선이 GE의 기술을 받아들여 HVDC 국산화에 성공했다. 지난 2013년 국내 최초로 HVDC 케이블을 상용화한 LS전선은 그해 덴마크 전력청에 해저 케이블을 공급하는 계약을 체결했고, 2016년에는 국내 최초 육상 HVDC 케이블 사업(북당진~고덕 연결)을 따냈다. 올해는 충남 서해안 발전소에서 경기도 평택 사이 35km를 HVDC 케이블로 연결하는 1100억원 규모 사업을 수주했다.

국내 전선업계 2위인 대한전선(001440)과 효성중공업(298040)역시 HVDC 수요가 계속 늘어날 것으로 보고 기술 개발에 나서고 있다. 업계 한 관계자는 "지금 우리가 쓰는 전력망의 99%는 교류로 구축돼 있다"면서 "이를 직류로 바꾸려면 비용이 많이 들어 전환장치를 쓰는 것인데, 새로 구축하는 것은 직류로 하자는 논의가 힘을 얻고 있는 상황"이라고 설명했다.

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