전기전력산업의 융합과 확산을 통한 성장 동력 창출을 위해 최신 기술동향을 공유하고, 안정적 에너지시스템의 구축 방안을 논의하는 ‘2014 국제 전기전력 세미나’가 지난 28일부터 30일까지 3일 간 코엑스 컨퍼런스룸에서 개최됐다.

‘새로운 에너지 혁명을 위한 준비’라는 주제로 산업통상자원부가 후원하고 코트라(KOTRA)가 주최한 이번 행사는, 에너지저장시스템(ESS) 기술이나 전력설비의 자산관리 기술 등 첨단 전력기술을 기반으로 하는 글로벌 전력 시장의 개척을 위해 효율적 전략을 모색하자는 취지로 마련됐다.

안정적 전력 공급을 가능하게 해주는 ESS

에너지저장시스템을 중심으로 진행된 29일 행사에서 ‘ESS의 국내·외 기술기준 및 성능시험’에 대해 주제발표를 한 한국전기연구원 스마트배전연구센터의 김응상 센터장은 ESS에 대해 “에너지를 적게 사용할 때 전기를 저장하고, 필요할 때는 공급함으로써 에너지 이용의 효율적 향상과 전력공급시스템 안정화에 기여하는 기술”이라고 소개했다.

ESS 활용 가능 분야에 대해 김 센터장은 “발전자원 측면에서 볼 때는 예비전력의 용량자원이나 송전혼잡의 감소 효과 등이 있고, 부하자원 및 전력 품질의 경우는 정전 시 비상전원으로 활용하거나 송전의 안전도 향상에 기여할 수 있다”고 말했다.

ESS의 종류에 대한 김 센터장의 설명을 살펴보면 잘 알려져 있는 납축전지 및 리튬이온전지 외에도 레독스플로(Redoxflow)전지나 NaS전지 등이 차세대 배터리로 각광을 받고 있는 것으로 나타났는데, 레독스플로전지는 반응 작용이 바나듐 이온 원자의 변화에 의존하기 때문에 수명이 길다는 특징을 갖고 있다.

또한 NaS전지는 음극은 나트륨을 사용하고 양극은 유황을 사용하는 충전지로서, 전지의 충전 및 방전이 섭씨 300도 부근에서 이루어지는 고온형 전지이기 때문에, 모듈의 출력과 용량이 큰 대규모 전력저장 시스템에 적합한 배터리인 것으로 파악됐다.

김 센터장은 “지난 2011년 9월에 발생했던 대규모 정전사태를 계기로 국내 전력저장산업의 시장 형성이 촉진됐다”고 전하면서 “이후 2012년 7월에 대용량 전력저장장치 보급촉진 방안이 확정됐고, 현재는 산업통상자원부의 주도로  ESS 설치 의무화 제도를 추진 중에 있다”고 밝혔다.

ESS의 경쟁력 확보를 위해 김 센터장은 “선진국에 대비한 ESS의 상용화 정도와 원천 및 소재기술, 그리고 실증경험 등을 확보해야 하며, 특히 ESS를 효율적으로 활용하기 위해서는 ESS사업과 더불어 표준화 및 인증 개발 확립이 필수적”이라고 강조했다.

그러면서 이를 위한 추진 과제로 김 센터장은 △ESS 인증을 위한 성능평가 설비 구축 및 전문가 양성 확보 △다양한 전지의 종류와 ESS의 규모에 따른 실증 및 기술기준 수립 △국내 최고의 ESS 전문가와 실험 장비를 보유한 정부출연 연구기관과 ESS 관련 제조업체 간의 융합 시스템 구축 등을 제시했다.

이어서 ‘ESS의 사업화 계획’이란 주제로 발표한 한국전력의 황우현 박사는 ESS 분야에 대해 “오는 2020년까지 약 22조 원의 시장을 이룰 것으로 예상된다”고 전망하면서 “국내의 경우 배터리 제조기술은 세계적 수준이지만, 계통연계와 같은 활용기술의 검증이 필요하다”고 지적했다.

정부가 추진하는 창조경제 기반의 ESS 활용 정책을 소개한 황 박사의 발표내용에 따르면, 화력이 담당하는 주파수 예비력을 ESS로 대체하는 ‘주파수 추종용 ESS의 도입’과 계통 미연계 도시지역 등에 풍력 및 태양광 등 ‘신재생에너지 연계형 ESS의 도입’, 그리고 시간대별 차등요금 제도를 활용하여 ESS에 대한 투자 확대 유도하는 ‘ESS 활용촉진 제도 도입’ 등이 주요 정책인 것으로 나타났다.

그리고 이와 같은 정책 추진의 기대효과로 황 박사는 △전력피크의 감소와 주파수 조정으로 안정적인 전력수급체계 구축 △정부에서 추진 중인 친환경 에너지타운 건설 토대 마련 △다양한 기술의 융합을 통한 창조경제 활성화 기여 등을 제시하며 발표를 마쳤다.

전력설비의 가치를 극대화하는 자산관리 기술

전력설비의 자산관리 기술을 중심으로 진행된 30일 행사에서 ‘전력기기 자산관리 기술의 최근 동향’에 대해 주제발표를 한 한국전기연구원의 선정호 박사는 “자산관리는 효율적인 자산비용의 운용과 유지, 그리고 개선 및 처분 등의 시스템적인 절차”라고 소개하며 “따라서 전력설비의 자산관리란 전력설비의 가치를 극대화하는 것”이라고 정의했다.

자산관리의 목적에 대해서 선 박사는 △설비 고장의 원인 및 진단 △상태 감시와 고장 경보 △위급한 상황에 대한 대처범위 △차기 시험판정을 기본자료 △보험 요구조간의 충족 여부 등을 제시했다.

선 박사는 전력설비의 자산관리 방법에 대해 “설계에서부터 제작과 운영, 그리고 폐기에 이르기까지의 생애 전 주기를 통하여 자산의 가치를 최대화 시키는 것”이라고 언급하면서 “이를 효과적으로 추진하기 위해서는 전략적 자산관리 계획이 필요하다”고 밝혔다.

전략적 자산관리 계획에 대해 변전소의 가동 조건을 예로 들어 설명한 선 박사는 “성능만 유지되면 설비를 계속 사용하는 경우와 신뢰성만 있으면 경제성이 떨어져도 계속 사용하는 경우, 그리고 신뢰성은 있어도 경제성이 떨어지면 설비 교체하는 경우처럼 다양한 사안에 따라 조직의 목적에 부합되는 자산관리 기술을 개발하는 것이 필요하다”고 주장했다.

그러면서 선 박사는 “설비의 수명연장을 위하여 노후 기기를 수리할 때, 수리를 해도 신뢰성이 떨어지는 점과 수리보다는 새로 구입하여 교체하는 것이 더 경제성이 높은 점을 고려하여 설비의 성능 및 신뢰성, 그리고 경제성을 종합한 평가기술이 마련돼야 한다”고 조언했다.

그리고 자산관리 평가기준 설정 시 고려해야 할 사항으로 선 박사는 변압기를 대상으로 설명하면서 “자연적인 성능의 저하나 고장율의 증가 등과 같은 ‘물리적 수명’과 초기 투자비용의 시간적 감소나 수리비의 증가와 같은 ‘경제적 수명’, 그리고 부품의 단종이나 기술의 발전과 같은 ‘환경적 수명’ 등도 반드시 고려해야 한다”고 강조했다.

발표를 마무리하며 선 박사는 자산관리의 효과에 대해 △예방비용이나 수선유지비용과 같은 보수비용 분야는 유지보수 비용이 개선 △일반 관리비의 감소나 수율의 향상과 같은 생산 활동 분야는 제조원가 감소 △정전시간의 감축이나 조업시간이 증대되는 작업시간 분야는 생산효율의 증가 등을 기대할 수 있을 것으로 전망했다.