한전전력연구원, 에너지전환과 디지털전환 등 두개 축이 연구의 중심
한전전력연구원, 에너지전환과 디지털전환 등 두개 축이 연구의 중심
  • 최재은 기자
  • 승인 2020.06.23 16:52
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-특별인터뷰- 김숙철 한전전력연구원 원장

발전소 운영을 디지털화하는 IDPP, 한전전력연구원에서 수행
기재부 공공협력우수과제로 선정 산업부서 145억원 배정
디지털전환에 우리나라에서 가장 잘 된 대표사례로 평가
송배전 자산관리시스템, 유지보수 효율화로 예산10% 절감
페로브스카이트 태양전지, 효율 내구성 등 전력연구원이 가장 앞 서

-전력연구원이 중심적으로 추진하고 있는 일은.

한전전력연구원은 에너지전환과 디지털전환 등 두개의 축에 연구의 중심을 두고 나아가고 있습니다. 또한 이 두 가지를 잘 조합시켜 효과를 극대화하는 새로운 영역을 창출합니다. 신재생에너지 기술과 기존발전기술을 향진시켜 나가면서 이 두 가지를 디지털기술로 접목하여 현 전력공급에 효율을 향상시키는 분야를 또 개척해 나가는 것입니다.

김숙철 한전전력연구원 원장.
김숙철 한전전력연구원 원장.

 

신재생에너지에서 태양광 풍력이 주를 이루고 있으나 기상조건에 굉장히 의존하고 있습니다. 태양광과 풍력은 기후에 따라 전력생산변화가 심합니다. 태양광 풍력 등 신재생에너지의 발전용량 비중이 적으면 몰라도 용량이 커지고 비중이 높아지면 기존 발전설비와 조화되는 효율관리가 필요합니다. 용량이 커지면 생산된 전기를 어떻게 일률적 효과적으로 사용할 것인가가 최대 관건으로 떠 오르게 됩니다. 에너지저장장치를 이용할 것인가. 아니면 부하에 따라 최적치로 관리할 것인지. 연구를 통해 해결해야 할일이 풍부해 집니다. 신재생이 많은 제주도에서 그런 문제가 생기는데 출력양을 관리하는 연구를 수행하고 있습니다. 발전기용량을 실사용에 맞추어 제어하는 시스템을 개발 중입니다. 전체 발전된 양을 다 들여다 보고 많이 쓸 때는 많이 발전하고 적게 쓸 때는 적게 발전하며, 남는 전기는 어떻게 할 것인가 등에 대한 방안을 수립하여 효율화해 나가는 게 필요합니다. 이러한 관리기술을 디지털로 최적화하는 것입니다. 현재 한전전력연구원 주도로 제주도에서 실증시험을 하고 있습니다.

-전력의 디지털변환을 선도하고 있는 전력연구원으로 이해됩니다. 디지털변환을 위해 하고 있는 일들이 다양할 것으로 보입니다.

한전연구원에서 전국에 있는 발전소들을 다 들여다 보고 있습니다. 각종 발전소 운영 데이터를 수집하고 분석하여 최적 운전에 필요한 사항을 알려줍니다. 결국 에너지믹스로 가는 것입니다. 이같이 발전소 운영을 종합적으로 디지털화 하는 것을 IDPP라고 하는데 저희 전력연구원에서 수행하는 과제가 굉장히 잘 돼 있습니다. 한전전력연구원이 선행개발 하다가 발전사와 공동과제로 개발하고 있습니다. 정부에서 그 과제가 아주 좋다고 하여 이를 기재부에서 공공협력우수과제로 선정도 하고, 산업부에서 145억원을 추가예산으로 지원도 해 주었습니다. 디지털전환에 있어서 우리나라에서 가장 잘 된 대표사례 기술로 평가 받고 있습니다.
또 허브팝은  데이터활용 쪽인데 한전에서 나오는 데이터를 모두 집계하여 데이터를 분석도 하고 인공지능 프로그램도 돌려 예측도 하는 시스템입니다. 이도 전력연구원이 수행하여 거의 마무리가 다 돼 있습니다. 연말만 되면 한전 데이터가 전력연구원의 허브팝으로 다 모이게 돼 있습니다. 여기다 서울에 데이터 사이언스연구소를 설립하여 연말까지 50명의 인원을 확보하여 데이터분야에만 집중하여 연구를 수행하도록 합니다.
이 데이터를 가지고 어떻게 활용할 것인지 무궁무진한 분야를 개척해 나가는 것입니다. 데이터를 수집하는 방법도 중요합니다. AMI를 통해 데이터를 수집하고 분석하여 수용가에게 정보를 보내주고 또 시간대별 전력사용량 등 정보를 받는 쌍방향 소통이 되도록 합니다. 한편 현장에서 신호나 영상자료 등을 다 분석하여 기기나 설비의 이상유무를 판단하는 등 쓸만한 데이터를 추출하여 활용하는 것입니다.
이밖에도 CO2 저감, 로봇 등 다양한 연구과제가 진행되고 있습니다. 로봇분야에도 중심을 두고 있는데 전주작업도 로봇이 하도록 연구개발 중입니다. 현장에 쓰는 시스템들도 국산화, 업그레이드하고 있고 사업소에서 쓰는 자동화시스템도 차세대 자동화시스템으로 강화되고 있습니다. 특히 수소에 관련되는 연구도 중점을 두고 수행하고 있습니다. 연료전지 생산 수소 저장 등 다양한 기술들이 개발 중입니다.

-디지털기술로 전력산업이 크게 향진될 수 있다는 것을 실감할 수 있겠습니다.
 
전국에 산재한 한전 송배전설비를 가장 효율적으로 관리하기 위해 자산관리라는 시스템이 완성을 눈앞에 두고 있습니다. 자산관리는 AMS라고 발전분야는 10여년전에 구축하여 사용하고 있고 송배전분야는 한전전력연구원 기술로 개발하고 있고 한전 본사에는 AMS팀이 구성되어 추진되고 있습니다.
송배전 설비를 어떻게 효율적으로 유지보수할 것인가 라는 데 답을 주는 것입니다. 송배전은 전국에 너무나 많은 설비들이 산재되어 각 설비가 어떤게 상태가 좋은지 나쁜지 정확히 파악할 수가 없습니다. 현재 한전 사업소별로 송배전 설비관리를 하는 데 디지털 기술을 개발하여 더 효율적 관리를 할 필요가 있습니다. 이같은 일을 하는 시스템이 자산관리시스템인데 이를 활용할 경우 전국의 송배전 설비들에 모든 데이터가 다 수집되고 이를 종합적으로 분석 판단하여 이상유무나 유지보수 필요성과 우선순위, 적기를 알려 주는 것입니다. 설비의 상태 파악과 예측으로 예산범위 내에서 유지보수에 우선순위를 정하고 집행하기에 매우 효율적입니다. 유지보수비를 최소 10%는 절감할 수 있습니다. 현재 유지보수에 몇조가 들어 가니까 아마 수천억원은 절감할 수 있습니다. AMS, 즉 자산관리 시스템은 매우 중요한 시스템이죠.

-에너지 전환을 위한 신재생 분야에서 수행 중인 특출한 연구과제가 있습니까.

창문 유리에 태양광발전시스템을 설치하는 페로브스카이트 태양전지를 개발하고 있습니다.
태양광이 야외에 논밭에 많이 설치되는 데 비용도 많이 들고 관리도 힘듭니다. 수요지까지 망을 다 깔아야 합니다. 수요지 근처에 태양광을 세우는 것이 가장 좋습니다. 수요지가 대부분 도시입니다. 도시에 옥상 베란다 등도 있지만 태양광을 세우기에는 면적이나 공간이 얼마 안됩니다. 해결책은 바로 유리창입니다. 페로브스카이트 등의 소재로 유리창에다 태양광발전시스템을 설치하는 방법인데 한전전력연구원이 선도적으로 개발하고 있습니다. 전국에서 여러 곳이 진행하고 있으나 효율 내구성 등 모든 면에서 한전전력연구원이 가장 앞서가고 있습니다. 효율도 중요하지만 내구성이 더 중요합니다. 현재 테스트베드로 시험가동하고 있는데 한전전력연구원이 내구성이 가장 좋습니다. 효율도 20.4%까지 올라 갔습니다. 수명테스트도 계속 하고 있지요. 이 유리창 태양광이 상용화 될 경우 유리창이 약간 흐려지지만 전기를 생산할 수 있으니 엄청난 혁신을 이루는 것입니다. 페로브스카이트 태양광은 크게 만드는 것이 가장 핵심 기술입니다. 대면적으로 만들어야만 생산성이 좋습니다. 전 세계가 유리창에 태양광을 삽입하는 것을 연구하고 있는 등 핫한 기술입니다.

한전전력연구원은 ESS분야에서도 다양한 기술들을 개발하고 있다.
한전전력연구원은 ESS분야에서도 다양한 기술들을 개발하고 있다.

 


-투명도는 어떻습니까.
완전 투명할 수는 없습니다. 투명할 수록 효율은 적어지지요. 반비례입니다. 유리 두 개를 가지고 가운데다 태양광을 받으면 전기를 생성하는 물질을 넣어 붙이기에 완전 투명은 바라 볼 수 없습니다. 최적배합을 찾아 내어 창의 역할을 하면서도 전기를 생산해 내는 것이 관건이지요.

-에너지 전환으로 연료전지가 적극 추진되고 있는데요

연료전지는 더욱 더 연구개발되어 자생력을 갖추도록 해야 합니다. 수소에너지는 보조금 의존시장입니다. 정부 보조금이 없으면 자생력이 없습니다. 보조금을 주니까 시장이 유지됩니다. 연료전지는 REC를 2.0이나 줍니다. 빨리 자생력을 갖추어야 합니다.

-친환경 분야도 갖가지 과제를 수행하고 있는 것으로 알고 있는데요.

최근에는 소 돼지 닭 등 축산에 있어 분뇨 등이 고민거리인데 이를 재활용해서 환경을 깨끗하게 해 주면서 거기서 나오는 전기나 열을 공급하거나 직접사용하는 기술 등도 개발 중입니다.

-끝으로 하실 말씀은.

우리나라 전력경쟁력이 세계 최고로 알고 있습니다. 에너지를 수입해다가 전기값을 최고로 싸게 만드는 나라는 별로 없습니다. 그 밑에 기술이 깔려 있습니다. 바로 한전연구원을 만들어 경쟁력 있는 기술들을 지속개발하여 접목시켜 상용화하는 등의 노력이 가장 큰 근거입니다.
글로벌 산업경쟁력에서 전기의 품질과 전기값이 무시못할 비중으로 다가 왔습니다. 생산에 있어서 로보트 IT등 전기의 비중이 급격히 커지고 있기 때문이지요. 우리나라의 저렴한 전기값과 고장 없는 고품질 전기공급은 국가 산업경쟁력에 크게 중심적으로 기여하고 있습니다.  
우리 전력연구원에서는 다양한 분야에 우수한 기술들이 대거 개발되어 있습니다. 개발이 완성된 기술들을 가져다 상용화하는 것도 산업계가 보다 쉽게 사회에 기여하면서 수익구조를 창출할 수 있는 길이기도 합니다. 한전전력연구원의 많은 기술들이 개방돼 있으니 산업체의 많은 분들이 전력연구원의 홈페이지에서 개발기술들을 보시고 상용화에 협력이 강화됐으면 합니다.      


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