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미래를 선도하는 

한국전력의 10대 핵심 전략기술

KEPCO 4.0 핵심기술 <2>

 

 

(지난 기사에서 이어집니다 https://blog.kepco.co.kr/1473)

 

 

지난 글에서는 글로벌 전력 회사들의 변화를 소개하고, 이런 흐름에 발맞춘 한국전력의 경영 혁신에 대해서 말씀드렸습니다. 한국전력은 디지털 변환과 에너지 전환을 성공적으로 달성하기 위해 <10대 핵심 전략기술>과 <KEPCO 4.0 핵심기술> 개발에 집중하고 있는데요.

 

한전의 10대 핵심 전략기술은 크게 다음의 네 가지로 분류됩니다. ①4차 산업혁명 ②전력망 고도화 ③재생에너지 ④기후환경 대응 기술인데요. 앞의 두 기술에 대해서는 지난 시간에 상세히 설명드렸으니, 오늘은 ③재생에너지 기술에 대해 자세히 이야기 드리겠습니다.

 


 

한전, 청정한 미래를 위한 재생에너지 기술 개발

 

③재생에너지 기술에는 Grid-ESS, 차세대 풍력, 고효율 태양에너지 기술 등이 있는데요. Grid-ESS란 에너지 저장 장치(ESS) 운영기술 및 2차 전지 개발에 관한 기술을 뜻한답니다.

 

 

한국전력은 지난 2017년 신개념 에너지저장시스템인 KG-ESS 도입을 추진한다고 밝혔습니다. KG-ESS란 KEPCO Grid Energy Storagy System의 약자인데요. 전력계통의 안정도를 개선하는 계통안정화용 ESS를 의미한답니다. 계통주파수조정을 위해 이미 설치된 ESS를 포함해서 한국전력이 개발 중인 과도안정도와 전압안정도 개선용 ESS를 포함하는 개념입니다.

 

2017년 김제변전소 주파수조정용ESS 구축완료 커팅식 

 

주파수 조정이란 전력 공급 계통에서 수요와 공급의 불일치로 생기는 주파수 변화를 한국의 표준 주파수인 60Hz로 맞춰주는 작업인데요. 발전량이 적어서 주파수가 낮아질 경우 전력을 내보내고, 발전량이 많아서 주파수가 높아지면 전력을 저장하는 식으로 주파수를 일정하게 조정해준답니다. 한국전력은 2014년 52MW ESS 시범사업을 성공적으로 구축해 상업운전을 시작했는데요. 이후 김제변전소 등 13개 변전소에서 주파수 조정용 ESS를 운영하고 있습니다.

 

이런 주파수 조정용 ESS의 운영으로 전기품질을 높이고 발전비용을 낮출 수 있는데요. 한전은 관련 기술을 미국과 유럽, 아시아 등에 수출함으로써 1조 2,000억 원의 해외 수출 쾌거를 올리기도 했습니다. 한국전력은 이처럼 우수한 ESS 운영 기술력을 바탕으로 새로운 먹거리를 창출할 예정입니다.

 

출처 : 한국전력 전력연구원 홈페이지 보도자료

 

또한 한전 전력연구원은 재생에너지 보급 확대를 위해서 ‘ESS용 차세대 이차전지’를 개발하고 있기도 한데요. 물을 전해질 용매로 사용하기 때문에 발화 위험이 없고, 망간과 아연을 적용해 제조 원가를 1/3 이하로 줄일 수 있는 전지랍니다. 한전 전력연구원은 2020년까지 소재·설계·제작 원천 기술을 확보할 계획이랍니다. 이렇게 개발된 전지는 대용랑 ESS 시장 확대는 물론 전기자동차, 차세대 ICT용 전원에까지 응용이 가능할 것으로 예상됩니다.

 


 

지역 주민과 상생하는 해상풍력 단지 구축

 

 

 

차세대풍력이란 GW급 해상풍력 단지 구축 프로젝트를 의미합니다. 정부의 재생에너지 3020 이행 계획이 제시한 신규 설비용량 48.7GW 중에서 해상풍력 발전은 12GW를 차지하는데요. 이를 위해 지자체가 발굴한 입지 위주로 대규모 해상풍력 단지를 조성하고, 지역 경제 발전 및 조선·해양·철강 등 유관산업의 활성화까지 유도할 계획이랍니다. 한국전력은 이 목표를 위하여 서남해 지역에 2.5GW 규모의 해상풍력을 개발할 예정입니다.

 

한국전력 전력연구원은 이 목표를 달성하기 위해서 수산업과 해상풍력이 공존할 수 있는 방식의 개발 사업을 추진할 건데요. 한전은 현재 전북 고창군과 부안군 일대 해상에 수산업과 해상풍력이 공존하는 실증 단지를 구축하고 있는데요. 1단계 실증 단지(60MW 규모)를 2019년 말까지 완공해 2020년부터 본격적으로 가동할 계획입니다.

 

 

이 실증 단지가 완공되면 해상풍력 설비 주변 해수면에 높이 19m 플랫폼과 함께 해조류 2종, 조개류 2종 복합 양식장이 들어설 거랍니다. 파도 흐름에 의해 지반이 무너지는 것을 방지하는 기능까지 갖춘 다기능 인공어초가 탄생할 것으로 기대됩니다. 한전 전력연구원 관계자는 해당 사업과 관련해 “지역과 적극적인 소통을 통해 지역주민과 상생하는 비즈니스 모듈 개발에 초점을 맞추고 있다”라고 밝혔습니다.

 


 

한층 발전된 태양광 발전을 위한 기술

 

태양광 발전기술은 가장 주목받는 신재생 에너지 발전 기술입니다. 하지만 아직까지 발전판의 효율이 높지 않다는 점이 아쉬운데요. 현재 태양광 발전판의 효율을 높이기 위해서 많은 연구가 이뤄지고 있습니다. 한국전력 역시 고효율 태양에너지 기술을 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 

 

이런 고효율 태양에너지 기술 중 하나가 바로 페로브스카이트 구조를 갖는 유무기 하이브리드 할로겐 화합물을 태양전기의 광활성층 소재로 활용하는 기술입니다. 페로브스카이트(perovskite)란 사면체, 팔면체 또는 입방체의 결정구조를 가지는 금속 산화물입니다. 열 안정성이 양호하고 광전기 전환 가능성을 가지고 있으며 일부 시제품은 반투명으로 구현되기도 하는데요. 태양전지로 응용시 이론적으로 효율*이 최대 28%까지 가능하다고 합니다. 

 

 

* 태양광 전지 효율 계산법 

셀 변환효율(%) = 태양전지출력 ÷ 1㎡에 입사된 에너지량 x 100(%)

 

 

유무기 하이브리드 할로겐 화합물을 활용하면 저가의 설비를 통해 고품질의 광활성층용 결정을 제조할 수 있는데요. 비교적 얇은 두께임에도 불구하고 빛을 잘 흡수하여 많은 전하를 생산해냄으로써 고효율 태양전지를 위한 소재로 주목받고 있습니다. 

 

페로브스카이트 태양전지 글로벌 시장 전망 (출처 : 책 '전력기술의 미래전망' 105p)

 

이 페브로스카이트 태양전지 시장의 규모는 2020년부터 본격적으로 커지며 2025년에는 2억 2,000만 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 한국전력연구원 역시 이런 고효율 태양에너지 기술을 주목하고 있으며, 상용화를 위한 기술 개발에 노력하고 있습니다.  

 

 


 

 

2015년 파리협약이 체결된 이후, 재생에너지 발전 및 이산화탄소 감축 등에 세계의 관심이 쏠려있습니다. 이에 따라 관련 시장의 규모 역시 나날이 커질 것으로 예상되는데요. 한국전력은 다가올 청정한 미래를 위해 해당 기술을 적극적으로 개발할 예정입니다.

 

다음 글에서는 한국전력의 10대 핵심 전략기술 중 ④기후환경 대응 기술에 관해 설명드리겠습니다

 

 

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