재생에너지 늘면서 HVDC 시장 확대
유럽·중국 등 HVDC 프로젝트 추진
서해안 에너지 고속도로 전력망 확충
효성·LS HVDC 변압기 진출 교두보

전라남도 신안군 자은도 북서쪽 공유수면해상에 위치한 전남해상풍력 1단지에 10MW급 풍력발전기 10기가 설치돼 있다. <사진=SK이노베이션>

국내 전력인프라 선두 기업인 효성중공업과 LS일렉트릭이 전압형 HVDC(초고압직류송전) 변압기 기술 개발에 한창이다. 정부에서 추진중인 서해안 에너지 고속도로 시장 진출을 통해, 소수 해외 기업이 독점하고 있는 HVDC 변압기 시장에 가세하겠다는 전략이다.

11일 시장조사업체 마켓스앤마켓스(MarketsandMarkets)에 따르면 글로벌 HVDC 시장은 지난 2023년 114억 달러 규모에서 매년 5.5% 가량 성장해 오는 2028년에는 149억 달러 수준으로 확대될 전망이다. 

HVDC 시장은 화석연료 기반의 에너지 시대에서 태양광, 풍력 등 재생에너지 시대로 전환하는 과정 속에서 관심이 증폭되고 있다.

태양광은 직류로 전기를 생산하기 때문에 교류로 전환을 거치지 않는 HVDC 방식이 유리하다. 풍력은 교류로 전기를 생산하지만 전압·주파수 등을 일정하게 유지하기 어렵기 때문에 바로 전력계통에 연결할 수 없다. 결국 교류 시스템에 연계하기 위해선 직류로 변환 후 다시 교류로 변환해야 하기 때문에 직류로 변환하고 HVDC에 바로 연결하는 게 전력 손실과 효율성 측면에서 우수하다.

특히 최근 재생에너지 사업을 적극적으로 추진중인 주요 선진국을 중심으로 HVDC 시장에 대한 수요가 늘고 있다. HVDC는 대용량 전력을 장거리 송전하는데 적합한 방식이다. 이에 국가 간 전력망을 형성하기에 유리한 유럽이나, 에너지 생산 지역과 인구 밀집 지역의 거리가 먼 중국 등에서 HVDC 프로젝트가 활발하게 진행 중이다.

국내에서 추진 중인 서해안 에너지 고속도로도 전기를 생산하는 지역과 소비하는 지역 간 불일치를 HVDC 기술 도입으로 극복하려는 프로젝트다. 재생에너지 생산량이 많은 호남권의 전력을 서울, 수도권에 직접 연결하겠다는 게 서해안 에너지 고속도로 사업의 골자다.

총 연장 620km에 달하며 오는 2030년 1단계 사업을 시작으로 2036년 완료를 목표로 단계적으로 추진할 방침이다. 이를 위해 정부는 지난 1일 525kV 전압형 HVDC BI-POLE 변환용 변압기 기술 개발을 지원할 변압기 개발 과제를 공고했다.

정부는 총 280억원을 투입해 500kV급 전압형 HVDC 변환용 변압기 기술 개발을 통해 에너지 고속도로 조기 구축을 뒷받침하고 HVDC 글로벌 수출 산업화를 견인 한다는 계획이다.

효성중공업 HVDC 변압기 공장 기공식에서 참석자들이 세레모니를 하고 있다. <사진=효성중공업>

국내 기업 중에서는 효성중공업과 LS일렉트릭이 HVDC 변압기 기술 개발 및 내재화를 추진하고 있다.

효성중공업은 국내 유일 HVDC 토탈솔루션 제공사로 발돋움 한다는 구상이다. 지난해 국내 최초로 200MW급 전압형 HVDC 기술 개발에 성공한 효성중공업은 2GW(2000 MW)급 대용량 전압형 HVDC 개발에 나서고 있다.

여기에 더해 효성중공업은 전압형 HVDC 변압기 공장을 신축에 나섰다. 효성중공업 창원공장 내 2만9600㎡에 들어설 예정이다.

효성중공업은 해당 공장 신축과 HVDC의 핵심 설비인 대용량 전압형 컨버터 시스템’ 제작시설 증축, R&D(연구개발) 과제 수행 등을 위해 2년간 총 3300억원을 투자키로 했다.

효성중공업 관계자는 “독자기술로 시스템 설계, 기자재(컨버터, 제어기, 변압기 등) 생산까지 가능한 회사로 도약하겠다”고 말했다.

LS일렉트릭과 GE버노바가 전압형 HVDC 국산화를 위한 기술 협력 MOU 체결식에서 기념촬영하고 있다. <사진=LS일렉트릭>

LS일렉트릭은 글로벌 에너지 기업 GE와의 협력으로 HVDC 기술 내재화를 추진 중이다.

GE는 히타치, 지멘스 등과 함께 전압형 HVDC 변압기 시장의 3강 구조를 형성하고 있는 기업이다. LS일렉트릭은 지난 2013년 한전과 GE(당시 알스톰)가 HVDC 기술협력을 위한 조인트벤처 카페스(KAPES)를 설립한 당시 핵심 기술 이전 사업자로 선정된 이후 GE와 사업 협력을 확대해왔다.

특히 지난해 1월에 GE버노바와 전압형 HVDC 글로벌 사업협력을 위한 MOU(양해각서)를 체결한데 이어 지난 7월에는 HVDC용 변환설비 국산화를 위한 MOU도 맺었다. 이를 통해 LS일렉트릭의 HVDC 생산 인프라를 활용해 GW급 전압형 HVDC 핵심 설비인 변환 밸브 국산화를 위한 기술 협력을 본격화한다.

앞서 HVDC 변환용 변압기(CTR) 국산화를 완료한 LS일렉트릭은 GE버노바의 변환밸브 분야 선진 기술을 내재화해 전압형 변환설비 국산화를 마무리할 계획이다.

LS일렉트릭 관계자는 “GE버노바의 선진 기술과 LS일렉트릭의 생산 인프라 간 시너지를 극대화해 변환 밸브 국산화, 국내 전압형 HVDC 변환설비 사업 수주, 글로벌 시장 진출 등 각 단계별 목표를 달성하겠다”고 말했다.

[CEO스코어데일리 / 박대한 기자 / dayhan@ceoscore.co.kr]