[칼럼] 직류(DC) 산업육성이 필요하다

이 모든 산업의 기본 축은 직류다. 직류의 가장 큰 장점은 전력변환으로 인한 전력손실이 낮아 에너지 효율을 극대화할 수 있으며, 특히 전자회로 등 직류의 특성이 필요한 기기는 전력변환의 과정이 줄어들기 때문에 전력효율을 높일 수 있다. 대개 무정전 공급 현장에서는 10~15%, 신재생에너지원을 연계할 경우는 2~10%의 에너지 효율을 높이는 것으로 예측하고 있다. 또한 직류는 위상, 주파수, 크기, 회전 방향 등을 고려하지 않아도 되기 때문에 간소하고 안정적이란 특성도 갖고 있으며, 전압이 교번하지 않고 일정하여 절연을 낮출 수 있다는 이점도 있다. 유도장해가 없으며, 축전지를 연결하여 예비전원 확보가 쉽고 직류출력을 갖는 태양광, 연료전지 등 분산전원과의 연계도 용이하다.

19세기 테슬라 교류와 에디슨 직류기술의 경쟁은 당시 기술로는 장거리 송전 문제를 해결할 수 없었던 직류에 비해 송전 용이성, 전압변환 등의 장점을 가진 교류가 승리하여 세계적인 표준이 되었다. 최근 교류에 밀려 한동안 주목받지 못했던 이 직류가 신재생에너지원 개발, 분산전원, 전기자동차, DC Home, ESS, 스마트 가전, 도심 및 도서지역 마이크로그리드, HVDC, 슈퍼그리드 등 전력산업계의 미래 먹거리로 다시 주목받고 있다.

미국 전력연구센터는 2000년도에 전 세계 10% 수준이던 직류부하가 디지털기기 확대로 2020년에는 전체부하의 50%에 도달할 것이라는 예상을 내놓은 바 있다. 미국 로렌스버클리 국립연구소도 태양광시스템과 주택용 부하를 가정한 직류배전 시험을 통해 태양광 사용 고객은 5%, 에너지저장장치 추가시 14%의 에너지를 절감할 수 있다는 연구결과를 발표하였다.

DC 산업의 확산은 이제 세계적인 추세로 우리나라는 이 중심에 한전이 있다. 한전의 입장은 이전지역의 열악한 산업적인 특성 때문에 고민이 많은 것으로 보인다. 최근 한전은 전력산업육성의 어려움을 해결하기 위해 빛가람에너지밸리를 발표했다. 빛가람에너지밸리는 지역 산학연 R&D 협력 확대 및 인재양성 요람화, 기술선도 에너지 중소기업 유치 및 동반성장 견인, 지역특성 연계 맞춤형 첨단 에너지 특화사업 등을 추진한다.

이 빛가람에너지밸리를 조기에 구축하기 위해서는 한전뿐만 아니라 관련 지자체, 지역 대학, 연구기관, 동반이전 공공기관, 전력에너지 분야 협·단체 등 유관기관간 목표 공유 및 긴밀한 협력이 필요하다. 광주전남권 빛가람에너지밸리 구축 협의회가 발족된 배경이다. 이 모든 계획을 이끌어갈 산업로드맵은 필수적이다. 

한전이 만들어가야 할 큰 그림은 광주전남의 지역산업을 연계한 DC산업 육성이다. 지난달 27일 수소연료전지 산업육성을 위하여 현대자동차그룹은 광주광역시와 광주 창조경제혁신센터를 출범하였다. 일본 닛케이 BP 클린테크연구소에 따르면 2030년 글로벌 연료전지시장 규모가 약 400조원에 이를 것으로 예상하고 국내의 경우 2040년 연료전지 산업 규모는 약 107조원에 달할 것으로 전망하고 있다. 수소를 이용한 연료전지의 출력은 직류전력으로 구동장치의 동력원이 되고, 전기차 충전인프라(V2G)까지 활용가능하다. 또한 빛가람 혁신도시와 인접한 광주 남구에 지식, 문화, 정보기술, 바이오기술 등 첨단산업 관련 교육, 연구시설을 육성하기 위해 도시첨단산업단지를 계획하여 국토부로부터 지정 받았다.

여기에는 광주지역본부 신설이 확정된 전기연구원 광주분원이 10만여㎡ 규모로 들어서고 한전과 연계한 전기 등 에너지 관련 기업을 집중 유치해 에너지클러스터로 육성할 것으로 보인다. 전남은 에너지신사업의 대명사인 도서지역 마이크로그리드 구축사업이 있다. 전남의 유인섬은 275개로 계통이 연계된 섬을 제외하면 100여개의 섬에 마이크로그리드 구축이 가능하며, 산술적으로 매년 3개씩 추진하여도 30년 이상이 소요될 것이다.

또한 송전선로가 취약한 우리나라 서남지역을 중심으로 LVDC나 MVDC 실증을 통하여 기반기술을 축적하고 최종적으로 HVDC까지 선도하는 기회를 만들 수 있다. 이러한 실증기반과 전기연구기관, 기업유치 등이 어우러진 에너지밸리를 성공적으로 구축하면 이 지역이 세계적인 DC산업의 허브로 성장할 수 있을 것이다.