중동 전쟁의 포화 속에서 확인된 호르무즈 해협의 위기는 대한민국에 ‘에너지 자립’이라는 준엄한 생존 명령을 내렸다. 특정 지역의 지정학적 리스크가 국가 경제의 명운을 결정짓는 시대는 기술 주권 확보를 통해 마침표를 찍어야 한다. 본지는 에너지 안보의 핵심 보루로 거듭나고 있는 K-에너지 초격차 기업들을 찾아 그들이 보유한 원천 기술의 본질과 미래 가치를 심층 진단한다. [편집자주]
| 서울=한스경기 김종효 기자 | 태양광과 풍력 등 신재생에너지 발전소가 전국 각지에 우후죽순 늘어나고 AI 데이터센터의 전력 소비량이 기하급수적으로 폭증하면서 국가 전력망은 전에 없는 거대한 병목 현상에 직면했다.
아무리 곳곳에서 에너지를 훌륭히 생산하더라도 이를 대도시와 첨단 산업단지로 차질 없이 전달하는 직류(DC)·교류(AC) 전력 제어 인프라가 부재하다면 전력망 차단의 비극을 피할 수 없다.
대한민국 전력 전자 및 자동화 기기의 독보적 선두 주자 LS일렉트릭(LS ELECTRIC)은 초고압 직류송전(HVDC) 변환 및 스마트그리드 전력 제어 기술을 완벽히 국산화하며 국가 전력 대동맥의 지능형 방어선을 다지고 있다.
과거 전력망 제어 및 HVDC 변환 설비 분야는 유럽의 소수 글로벌 공룡 기업들이 독점하며 기술 장벽을 높게 쌓았던 영역이다. 특히 교류 전력을 직류로 바꿔 장거리 송전 손실을 줄이는 서브스테이션(변환소)용 반도체 변환 밸브 및 스위치기어 기술은 고도의 전력 전자 제어 공학이 요구된다.
LS일렉트릭은 부산 HVDC 전용 공장 인프라와 자체 스택 제어 기술을 바탕으로 외산 기술 종속을 끊어내고 글로벌 전력 시장의 중심부로 도약했다.
▲전력 손실 저감의 정점, ‘독자적 HVDC 싸이리스터·VSC 변환 기술’
HVDC 기술의 본질은 대용량 전력을 수백 킬로미터(km) 이상 손실 없이 전달하기 위해 교류를 직류로 변환하고 이를 다시 고전압 교류로 가공해 전력망에 얹어주는 정밀 제어력에 있다.
직류 송전은 교류와 달리 주파수 제약이 없고 송전 손실률이 현저히 낮아 대규모 해상풍력 전력을 육지로 수송하거나 국가 간 전력망을 연결하는 필수 안보 자산이다.
LS일렉트릭이 고도화한 HVDC 변환 밸브 기술은 초고압 전력 반도체 소자를 수십 겹으로 적층해 수백 킬로볼트(kV)급 전압을 나노초(ns) 단위의 정밀도로 제어하는 전력 전자 기계 공학의 집약체다. 급격한 전류 변화(di/dt)나 과전압 스트레스가 가해지는 극한 상황에서도 스택 내부의 열적·전기적 스트레스를 효율적으로 분산시키는 수냉식 냉각 유로 설계를 적용했다.
최근에는 자류식(LCC)을 넘어 고난도 기술인 전압형(VSC) HVDC 시스템용 변환 기술까지 라인업을 확장하며 전력망 블랙아웃 시 스스로 전력망을 복구하는 계통 형성(Grid-Forming) 성능까지 확보했다.
이는 기상 악화나 지정학적 재해로 대형 발전소가 불시 정지하더라도 전력망 전체의 붕괴를 원천 차단하는 강력한 기술적 버팀목이 된다.
▲AI 데이터센터와 신재생 과부하를 막는 지능형 전력망 솔루션
LS일렉트릭의 기술력은 HVDC 변환 설비를 넘어 도심과 산단의 전력 품질을 실시간으로 관리하는 ‘스마트그리드 및 친환경 배전반’ 인프라로 확산하고 있다.
AI 데이터센터의 급증으로 전력 수요가 불규칙하게 치솟는 도심 현장에서, LS일렉트릭의 지능형 전력 제어 시스템은 전력 흐름을 실시간으로 감지하고 부하를 능동적으로 분산시킨다.
특히 환경오염의 주범이자 강력한 온실가스인 온실가스(SF6)를 전혀 사용하지 않는 g3가스 적용 친환경 170kV급 초고압 차단기(GIS)를 국산화해 탄소중립 글로벌 환경 규제 장벽을 넘었다.
도심 빌딩 지하나 스마트 산단 내 협소한 공간에도 안정적으로 거치할 수 있는 콤팩트한 패키징 설계를 완성한 점도 강점이다. 송전선로 확충 지연에 따른 도심 전력 병목 현상을 타파하고 24시간 끊김 없는 무정전 환경을 구현하는 가장 실질적인 대안으로 조명받는다.
▲전력 제어 주권이 이끄는 국가 대동맥 안보의 최종 기지
LS일렉트릭이 완성한 HVDC 및 전력 제어 기술 주권은 국가 경제의 모세혈관을 지키는 최종 기지다. 초고압 변환 장치와 전력 제어반을 외산 장비에 의존할 경우 부품 수급 차질이나 기술 봉쇄 위기 상황에서 국가 전력망 전체의 제어권을 상실할 수 있기 때문이다.
LS일렉트릭은 기초 설계부터 전력 반도체 스택 모듈화, 최종 시험 검증까지 전 공정을 국산 기술로 내재화해 전력 인프라의 주권을 완벽하게 통제하고 있다.
해외 글로벌 제조사들이 내수 및 해외 시장에서 엄습해 오더라도 LS일렉트릭은 독보적인 가동 신뢰성 데이터와 국내외 전력청 인증을 바탕으로 고부가가치 전력망 시장을 주도하고 있다.
원천 기술의 우위와 전용 생산 인프라가 결합돼 대혼돈 속에서도 흔들리지 않는 절대적인 국산 전력 제어 생태계를 완성한 셈이다.
에너지업계 관계자는 “에너지를 얼마나 생산하느냐보다 이를 복잡한 전력망 속에서 손실 없이 지능적으로 통제하는 기술이 국가 안보의 핵심”이라며 “글로벌 공급망 교란 속에서도 초고압 직류송전과 친환경 전력 제어 기술로 전력 대동맥을 굳건히 지키는 LS일렉트릭의 초격차 기술이야말로 국가 산업의 지속 가능성을 담보하는 진정한 안보 자산”이라고 평가했다.
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