[기술동향] 유입식 변압기의 시장분석 및 기술동향

유입식 변압기의 시장분석 및 기술동향 글로벌 경쟁력을 확보하고 세계시장을 선점하기 위하여 우리나라의 변압기 제조업체들은 기술혁신을 통한 최첨단 기술의 확보와 인재육성 등과 같은 변화와 혁신을 추구하고 있다. 그러나 2000년 이후 찾아온 불황은 국내경기를 심각하게 위축시켜 해마다 생산실적이 감소하고 있으며 특히 2004년 초부터 오르기 시작한 원자재 가격의 폭등은 모든 국내외 제조업체들의 어려움을 더욱 가중시키고 있다. 따라서 우리나라의 변압기 제조업체들은 신기술을 확보하고 신제품을 개발하여 제품을 다변화하고 원가절감을 하여 제품의 국제 경쟁력을 확보하는 자립 기반을 마련하는 것이 시급하다. 1887년 우리나라에 처음으로 전기가 도입된 이후, 우리나라의 전력산업은 1960년대의 개발 성장기를 거쳐서 현재에 이르렀으며 이러한 국내 전력산업의 역사를 최고 송전전압과 발전설비 용량 면에서 살펴보면 1923년 서울, 강원도간 송전선로에서 66kV가 통전된 이래 1935년에 154kV가 통전되었고 1976년부터 345kV, 2001년부터 765kV를 최고 송전전압으로 사용하고 있다. 전력소비량을 보면 1961년도 최대전력 소비량 30.6만kW에서 2004년도 최대전력 소비량 5,126.4만kW를 기록하였고 매년 약 200만kW씩 소비량이 증가하여 2010년도에는 6,062만kW, 2015년도에는 6,775만kW에 이를 것으로 전망한다. 이와 같은 전력 수요를 감안하여 정부는 국내의 발전설비 용량을 2005년까지 6,175만kW, 2010년에 7,694만kW, 2015년까지는 7,892만kW로 발전설비 용량을 증가시킬 계획이며 최고 송전전압 또한 2000년부터 2011년까지 765kV로 승압시키는 계획이 차질 없이 진행 중에 있다. 이상과 같은 정부 정책으로 인하여 국내변압기 제조업체들은 점진적으로 성장세가 호전될 것으로 판단하며 세계시장 역시 조만간 활성화 될 것으로 보여 변압기 제조업계의 전망 또한 밝을 것으로 판단된다. 국내외 시장동향 및 중장기 계획 산업자원부가 2001년도 1월에 발표한 제5차 장기 전력수요 계획서에 따르면 우리나라의 향후 전력 수급계획은 현재 2015년까지 수립되어 있는 것으로 볼 수 있으며 이러한 전력수급 계획을 연도별로 살펴보면 2004년도 말을 기준으로 우리나라의 전력설비 용량은 5,994만kW이었으며 2005년도에는 6,175만kW로 1년 동안에 181만KW가　증설이 될 계획이고 향후 발전용량은 2015년도에 7,892만kW로 증설되는 것으로 계획되어 있다. 따라서 2015년도의 전력 설비용량은 2004년도 전력설비 용량의 31.6%가 증설이 될 전망이며 이에 따라 송전전력 또한 증가할 것으로 판단된다. 이렇게 증가될 전력을 국내 전 지역에 효율적으로 송전하기 위하여 2000년부터는 국내 최고 송전전압을 345kV에서 765kV로 승압시켜 신서산, 신안성 변전소 건설을 완료하여 상업 운전 중에 있고 신가평, 신태백 변전소는 시운전 중이며 서 경북, 북 경남 변전소 건설 및 신고리 발전소 건설 추진 등 765kV 송전이 활성화 될 것으로 보이며 향후 계통 별 변전소 건설 계획은 <표2>와 같다. 따라서 국내시장의 전력기기 수요는 계속 증가할 것으로 판단되며 그 증가율은 년 평균 2백만∼3백만kW 정도로 예상된다. 또한 해외시장의 전력기기 수요도 중동을 주축으로 활성화 될 것으로 추정된다. 여기에서 지역별로 해외시장의 전력기기 수요 증가율과 경기전망을 살펴보면 다음과 같다. 첫째, 아시아 시장의 경우, 중국시장의 거점 확보가 시급하다. 아시아 시장의 수요 증가량은 년 평균 대략 80억 달러 정도가 될 것으로 판단되나 제3세계국가의 저가경쟁으로 우리나라의 수출촉진 활성화는 기대하기가 어려울 것으로 판단된다. 최근 중국, 말레이지아 등 500KV 이상 극 초고압 송전을 계획하고 있으므로 극 초고전압 변압기 시장개척 추진이 바람직하다. 둘째, 미주시장의 경우, 전력수요 증가에 따른 전력부족 현상으로 설비 투자가 활성화 및 전력 기기의 수요가 다소 증가 될 것으로 전망되며 그 수요 증가는 년 평균 대략 50억 달러 정도가 될 것으로 판단된다. 그러나 제3세계의 저가 경쟁이 치열할 것으로 예상되므로 품질안정 및 신기술 확보 등 글로벌 경쟁력에 대한 차별화 전략이 요구 된다 셋째, 유럽시장의 경우, 향후 경제가 호전될 것으로 예상되며 그 수요 증가량은 년 평균 대략 40억 달러가 될 것으로 판단되나 유럽공동체의 경제 보호정책으로 우리나라의 변압기 제조업체가 유럽국가에 변압기를 직접 수출하기에는 어려움이 많을 것으로 판단된다. 따라서 유럽지역 회사와 공동으로 수주를 추진하여 제3세계에 납품하는 전략이 필요하다. 넷째, 중동의 경우에는 카타르, 나이지리아, 사우디 등의 국가에서 전력사업이 활발하게 추진되고 있으며 이라크의 전후 복구로 변압기의 수요가 급진적으로 확대될 것으로 예상된다. 전력수요 증가율이 년 평균 약 20%로 전 세계적으로 가장 높은 편이기 때문에 장기적으로는 큰 시장으로 부상할 가능성이 크므로 시장을 선점하여 사전에 교두보를 확보하는 것이 중요하다. 이상은 향후 국내외 시장에서 발주될 수 있는 전력기기의 대략적인 전망을 기술한 것이며 다음은 국내외 고객들이 선호하고 있는 변압기의 사양 및 종류를 중심으로 선진국의 고객과 후진국의 고객을 비교하여 기술하고자 한다. 먼저 선진국 고객인 경우 전력계통이 안정되어 있고 중량물을 운송할 수 있는 육로 운송 도로가 대부분 확보되어 있기 때문에 고전압, 대용량의 저소음, 고효율 및 최근 식물성 절연유 변압기 등 환경 친화적인 변압기를 선호하고 있다. 고전압, 대용량을 선호하고 있는 이유 중에 한 가지는 변압기를 운전하는데 소요되는 유지 보수비를 줄일 수 있다는 장점과 최근에 개발된 변압기의 고장진단 및 예방체계를 갖추어 운용함으로써 변압기의 대형사고를 사전에 방지할 수 있고 저렴한 가격으로 지속적인 원격감시를 함으로서 변압기의 운전상태를 항시 감시할 수 있다는 장점 때문이다. 또한 특수한 경우 소형, 경량화 된 복합절연 방식의 변압기를 사용하며 기존 변압기의 용량을 증대시키기 위한 방법의 하나로 변압기 중심의 일부인 권선만을 교체하는 경우도 있다. 이와는 별개로 고효율 저 중량 초전도 변압기 개발에 박차를 가하고 있다. 후진국의 경우에는 이와 반대로 저 전압, 소 용량의 변압기를 선호하고 있으며 단위 지역별로 필요한 다양한 사양의 변압기를 사용하고 있다. 1998년도 이후 국내 변압기 제조업체들은 향후 경영여건이 호전될 것이라는 기대 하에 연구개발(R&D)비를 증대하고 성장기반을 확충하여 브랜드의 가치를 극대화하는 데에 역량을 집중하고 있으며 세계 각 국에 수출기반을 확대하고 있다. 이와 관련 선진 업체들은 경쟁심리로 우리나라 변압기 제조업체에 핵심 기술 이전을 기피하고 있는 실정이다. 따라서 이제 우리 스스로 설계 및 제조기술을 자립화하여야 한다. 현재 일반적인 변압기를 제작하는 데는 큰 어려움이 없으며, 765kV급 변압기 및 SF6 GAS 절연변압기도 상용화로 함으로서 국내 변압기제조업체 나름대로 어느 정도의 기술축적은 확보된 것으로 볼 수 있다. 이제 우리 제조업체들은 빠른 시간 내에 기초과학 기술을 확보하고 신기술을 접목시켜 선진 업체의 기술을 우리 고유의 기술로 소화시키는 것이 시급한 과제이다. 최근 우리나라 전기학회 산하의 변압기 working group은 산학협동 연구 과제를 수행하는 등 TFT 활동이 활발하게 진행되고 있어 좋은 성과가 기대된다. 여기에서 우리나라의 변압기 제작사들이 개발해 온 변압기의 개발역사를 살펴보면 1967년에 154kV급 변압기를 개발완료 했으며 1978년도에 345kV급 변압기, 1982년도에 몰드 변압기, 1999년도에는 극 초고압 변압기인 765kV급 변압기 및 154kV급 SF6 GAS 변압기를 개발, 완료했다. 또한 2000년 6월23일 국내 최초로 당진화력 765kV 변압기가 상업운전에 돌입함으로써 이제 우리나라도 본격적으로 765kV 발전 및 송전시대로 접어들었다. 따라서 이제 우리 변압기 제작업체의 기술수준은 세계적인 수준이라고 할 수 있다. 다만 설계 및 제조기술을 뒷받침해주는 기초과학 기술이 미약하다는 것이 아쉬움이나 다행히 구 소련 및 동 유럽지역에 기술 센터를 설치하여 기초 기술 및 첨단기술 육성 등 연구개발 투자에 적극적으로 참여하고 있어 조만간 세계 수준의 기업으로 도약할 수 있을 것으로 확신한다. 국내외 변압기 개발현황 국내의 변압기 제조업체들이 개발해 온 전력용 변압기의 개발 역사를 살펴보면 1967년에 국내 최초로 154KV급 전력용 변압기를 개발 완료했으며 1978년도에는 345KV급 전력용 변압기, 1982년도에는 몰드 변압기를 개발했다. 최근 1999년도와 2000년도에 현대중공업은 한국전력공사의 당진화력 발전소에 설치된 극 초 고압 변압기인 단상 765KV급 주 변압기(204MVA) 7대와 연계 단권변압기(370MVA) 4대를 각각 납품했으며 동 변압기는 2000년 6월 23일 상업운전에 돌입했다. 또한 같은 해인 1999년도에 현대중공업은 한국전력공사의 765KV변전소용 극 초고압 단권변압기 및 지하변전소나 복합변전소에 설치될 154KV급 SF6 가스절연 변압기를 실질적으로 개발 완료하였다. 이상은 지금까지 국내의 변압기 제조업체들이 개발해온 전력용 변압기의 개략적인 역사이며 현대중공업이 개발한 전력용 변압기의 종류, 전력용 변압기의 사양, 개발완료 시점, 개발 목적 및 개발품에 사용된 특수 자재 등은 대략 다음 <표9>과 같다. 현재 해외 변압기 제조업체들의 기술개발 동향을 단적으로 표현한다면 제품의 경량화 및 환경친화성 제품을 개발하고 있다고 말할 수 있으며 미래의 기술로써는 초전도체를 이용한 변압기의 설계 및 제조기술 개발이라고 말할 수 있다. 최근 해외 변압기 제조업체들이 연구 개발한 변압기를 포함한 중전기기의 설계 및 제조 기술 중 괄목할 만 것은 ABB사가 최근에 개발하여 신뢰성 시험을 진행중인 DRYFORMER와 POWER-FORMER라고 말할 수 있으며 이 제품들의 특징을 살펴보면 전력용 변압기나 발전기를 제작하면서 지금까지 주절연재로 사용해 왔던 도체절연지, 성형절연물 및 절연유 등을 사용하지 않고 전력용 케이블이 갖고 있는 우수한 절연특성을 활용하여 전력용 변압기와 발전기를 제작한 것이다. 이러한 제품이야말로 환경 친화적인 제품인 동시에 원가절감 형 제품이라고 할 수 있는 것이다. 향후 시장전망 최근 제조업체 및 고객들이 선호하는 제품은 고품질, 저소음, 저 손실, 경량화, 무공해 등 환경 친화 형 변압기를 요구하고 있으며 기업은 고객 감동과 윤리경영을 통하여 사회적 책임에 앞장 설 것을 목표로 하고 있다. 이러한 기업의 사회적 책임의식과 환경변화를 고려하여 우리나라의 변압기 제조업체들도 획기적인 사고방식의 전환이 필요한 때라고 생각한다. 지금부터라도 국내 업체간 확보된 기술에 대하여 기술을 상호 교류하고 시행 착오한 문제점에 대하여 보완 개선하는 협력체제로 변환한다면 향후 국내시장이 개방된 후에도 우리의 변압기 제조업체들은 무한경쟁 체제의 어려움 속에서도 충분히 극복할 수 있을 것으로 확신한다. 이러한 세계시장의 추세와 환경 변화를 고려하여 향후 우리의 변압기 제조업체들이 공동으로 대처해야 할 몇 가지 사항을 다음과 같이 구체적으로 제시하고자 한다. 첫째, 국내 변압기 제조업체간 부품의 호환성 구축 및 국산화를 통하여 원가절감을 도모하고 둘째, 해외시장에 대한 주요 정보를 공유하고 상호 협력체계를 구축하며 셋째, 국내의 변압기 제조업체들이 기술자립을 통하여 신기술을 확보하고 제조업체, 학계 및 연구기관의 연계체계를 보다 강화, 변압기 제작에 필요한 기초과학 기술을 확립하여 신제품 개발에 주력하여야 한다, 이렇게 우리나라 제작사 간 및 산학 협조체제가 긴밀하게 유지되고 신제품 개발에 전력할 경우 년 평균 수요량이 170억 달러 이상인 세계시장에서 우리의 변압기 제조업체들은 충분한 물량을 확보할 수 있을 것이며 보다 강력한 경쟁력을 확보하게 될 것으로 확신한다. 이외에도 시장규모가 큰 중국시장에 거점을 확보하고 주요시장에 현지 독립법인을 설립, 지역별 교두보를 마련하여 철저한 현지화 전략을 추진한다면 우리의 변압기 제조업체들의 미래는 보다 밝을 것이다. 또한 향후 지속적인 고성장이 예상되는 고부가 제품에 집중 투자하고, 글로벌 수준의 차별화 된 연구개발 및 마케팅 전략을 전개한다면 머지 않아 세계시장을 우리 한국의 제조업체들이 주도할 것으로 확신한다.