산자부 ‘전력IT 추진 종합대책’ 발표5년간 5천억원 투입하여 핵심기술 개발과제 추진 

산업자원부는 전력과 IT기술의 접목을 통해 전력산업에 새로운 부가가치 창출을 위한 ‘전력IT추진 종합대책’을 마련하고 5년간 5천억원을 투입해 핵심기술개발과제 등을 추진하겠다고 밝혔다. 이는 전통적인 굴뚝산업이라 할 수 있는 ‘중전기기 산업’이 하이테크한 첨단 미래 전력IT산업으로 나아갈 수 있도록 물꼬를 터 나갈 수 있는 계기가 될 뿐만 아니라 경기불황 침체로 고전을 겪고 있는 중전기기 산업에 새로운 가능성을 제기할 것으로 기대를 모으고 있다. 이에 정부 발표의 전력IT 추진 종합대책의 세부 내용을 살펴보기로 한다.

최근 IT기술의 진보로 전력·전기 산업분야에서 새로운 혁신과 발전의 기회가 대두됨에 따라 정부와 산학연 전문가들이 그간 수차례에 걸친 협의과정을 통해 ‘전력IT 추진 종합 대책’을 수립, 발표하게 됐다.

이번 ‘전력IT 추진 종합대책’의 3대 기본방향과 과제로는 첫째, 전력기기의 자동화, 디지털화, 네트워크화를 통한 효율성과 안전성의 향상이며 둘째, 전력선을 통한 통신기술과 관련서비스 산업의 발전으로 유비쿼터스 시대의 저렴한 통신망 서비스의 공급과 셋째, 전력시장에서의 실시간 전력거래 구현을 위한 기기와 서비스의 제공을 들 수 있다.

전력IT 추진 배경과 필요성 

최근 IT기술의 진보로 종래 전통 성숙 산업으로 인식되던 전력·전기 산업에 새로운 혁신과 발전기회가 대두됐다. 이미 개별기업 차원에서 ‘디지털화를 통한 효율성 향상’을 목표로 한전과 6개 발전회사에서 전사적 자원관리(ERP), 원거리 송전망 감시(SCADA), 배전 자동화, 직접 부하제어(DLC), 원격검침 등이, 중전기기 업계에서 디지털 전력기기·부품, 설비예방 및 진단기술 등 다수의 연구개발 중심 프로그램이 진행중에 있다.

그러나 산발적 기술개발 및 시범 사업화로 상호간 연계성이 부족해 새로운 사업과 시장을 창출하는 추진력이 미흡하고, 전력·중전기기 H/W 분야에서 중국 등의 과감한 투자가 진행되고 있어 향후 중국 등 후발국과의 경쟁에서 주도권을 빼앗길 우려도 높아지고 있는 실정이다.

우리나라는 한전의 국제경쟁력을 바탕으로 중전기기 업체와 협력해 전력IT 분야에서 기술력을 확립하고 적극적으로 진출을 도모할 경우 미·일 등 선진국과 경쟁할 수 있는 역량을 확보할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 전력선 통신(PLC) 기술의 진보에 따라 전력망이 유비쿼터스 시대의 저렴하고 효율적인 네트워크 기반으로 부각되고 있으며 IT기술 진보로 실시간 전력거래가 가능해짐에 따라 전력거래 및 경쟁도입을 위한 산업구조가 개편중이다.

우리나라도 발전분할 등 경쟁시장을 단계적으로 도입중으로 이를 뒷받침할 관련기기와 솔루션의 개발·공급이 필요하고 전력시장 도입과정의 경험을 토대로 관련기기와 솔루션에 대한 수출산업화 기회도 확보 가능하다. 그동안 산발적으로 추진돼 온 관련 사업을 ‘전력IT’개념으로 통합하여 새로운 시장과 고용기회 창출이 가능하고 정부주도로 기본방향을 제시하고 가속화할 경우 개별기업의 투자 리스크를 줄이고 시너지 창출 또한 가능하다.

이와 관련해 한전과 6개 발전회사가 ‘발전-송배전’분야의 IT 투자 계획을 제시해 시장을 선도해 나가며 중전기기 업계는 한전 등과 협력해 ‘전력IT’ 시스템을 설계하고 이를 뒷받침할 기기와 부품을 개발해 공급하게 된다.

따라서 최근 전력·전기 산업분야에서 개별적으로 추진되고 있는 ‘전력IT’ 사업에 통합성을 부여하고 방향을 제시함으로써 미래의 불확실성을 줄이고 막대한 경제적 이익을 조기에 구현할 수 있도록 산업자원부에서 ‘전력IT 추진 종합대책’을 마련하게 된 것이다.

국내·외 전력IT 현황 

국내 전력·전기 산업현황

국내 전력산업의 현황을 보면 2002년 기준, 한국전력은 21조 매출액을 달성하고 3조 60억원의 순이익을 냈으며, 6개 발전회사는 13조 4천억원의 매출액을 달성하고 1조 9천억원의 순이익을 가져왔다. 전력거래소에서는 49개사(5개의 IPP 포함)가 참여해 총 발전용량의 93%를 입찰방식으로 거래중이며 2001년 4월 전력산업 구조개편의 성과를 바탕으로 2004년 3월, 전기요금 1.5% 인하가 가능했다. 또한 국내 전기 보급률은 100%로 전국 구석구석 깔려있는 전력망 인프라를 활용한 새로운 부가가치 창출이 모색되고 있다.

세계 전기기기 시장은 1998년 이후 연평균 7.8%의 높은 증가세를 지속하고 있는 실정이다. 국내 전기기기 산업의 부가가치 산출액은 5조 8천억원으로 해당분야 종사자 9만7천여명, 전체 제조업에서 차지하는 비중은 2.4%, 3.6%에 달한다. 2003년에는 미국 일본 등 주요 선진국들의 경기 침체의 장기화에도 불구하고 전년대비 10.2% 증가한 25억불을 기록했으며 2004년 12월 현재, 수출은 국내 업계의 수출선의 다변화와 선진시장 역수출 등 수출 주력산업으로 전환하기 위한 적극적인 해외 영업활동 전개에 힘입어 금년대비 7.1% 증가된 27억불에 달할것으로 전망되고 있다. 수입은 중전기기 제조용 핵심 부품 및 중국산 중저가 제품의 수입으로 증가추세이나 부품소재 국산화 노력에 따른 수입대체로 증가세가 다소 둔화될 전망이다.

전력산업 시장에서 전력IT의 위치

세계 전기기기 시장은 연평균 7%대의 안정 성장이 예상되고 있지만, 전통적 중전기기 품목은 2% 성장에 그칠 전망이다. 반면 디지털화된 중전기기의 경우 12.5%의 고성장이 전망되고 있으며 우리나라도 2002년도 중전기기 생산액은 전년대비 3.9% 성장에 그쳤으나, 전력IT 관련 품목의 경우 23.6%의 고성장을 기록했다.

최근 유럽·미국에서 전력계통 자동화를 위한 새로운 표준화(IEC61850)에 대한 논의가 활발하며, 선진업체는 이미 시제품 출시를 완료하는 등 선진국에서는 전력IT 시장 선점을 위한 다양한 노력을 가속화하고 있다. 이들 선진국은 ISO/IEC, IAL와 같은 표준화 국제기구를 통해 안전성 및 신뢰성에 관한 기술규격 및 시험기준을 강화하고 후발국의 시장잠식을 견제하고 있다.

환경 및 안전 등을 위한 전력IT의 역할 증가

소형 신재생에너지 발전방식은 환경친화성, 전환효율성과 송전손실 절감 등에서 장점을 보이고 있다. 분산전원의 활성화를 위해 기존의 발전계통과 연계시킬 송·배전·수전 시스템의 지능화 및 자동화가 필요하기 때문에 분산형 전력시스템에 관한 관심이 높아지고 있다.

전력소비는 지속적으로 증가하고 있으나 환경규제 및 NIMBY현상에 따라 전력설비의 확충은 곤란해지고 있는 상황속에서 IT기술 활용을 통한 설비운영의 개선과 최적화 등을 통해 기존 설비의 최적이용 도모가 가능하다.

또한 2002년 전체 화재 발생건수 중 전기에 의한 화재는 전체의 34.5%인 1만2천20건이고 5백80억원의 재산피해와 4백62명의 사상자를 내고 있다. 이것은 전기설비의 노후화와 사전예방 및 예측의 어려움에서 오는 것으로 기존 전력시스템으로는 극복하는  데 어려움을 안고 있다. 따라서 화재방지 등을 위한 지능화된 IT에 기반한 새로운 전력설비 관리기법 도입을 필요로 하고 있다.

이외에도 수용가측 전력품질에 대한 관심이 증대됨에 따라 이를 뒷받침할 측정 및 개선장비의 개발이 필요하고 IT기술의 발달로 순간적 전력변화와 상승 및 하강 등 전력품질 저하 여부도 측정가능해진다. 이러한 전력품질 개선설비의 도입은 자동화 장비의 오작동, 전력기기 고장, 순간정전에 의한 피해발생을 최소화할 수 있다.

외국에서의 전력 산업 IT화 정책

외국은 자국의 산업경쟁력 강화 및 에너지 공급의 효율성, 안전성 제고를 위한 핵심 인프라 구축을 위해 전력IT화를 정책적으로 추진중이다. 그 대표적인 예로 미국은 EPRI(Electric Power Research Institute)는 1999년 Electric Technology RoadMap을 기본으로 DoE(Department of Energy)에서 2003년 51개 기업, 연구소가 참여하여 전력산업의 현대화를 위한 정책적, 시장환경, 기술적 배경에 기초해 ‘언제, 어디서나, 풍부하고, 저렴하고, 깨끗하고, 효율적이고, 믿을 수 있는 전력의 공급’을 목표로 ‘GRID2030’계획을 수립했다. 기본 전력망을 백본, 중간본, 미세본으로 나눠 각각의 역할에 따라 유기적으로 연결시키고 인공지능을 바탕으로 한 대응방안을 모색한 것이다.

이탈리아는 Enel(이탈리아 국영전력)에서 1999년부터 2천7백만 가구를 대상으로 PLC망을 이용한 원격검침, 보안, 도전방지 등을 구현하는 프로젝트를 진행중이다. 일본 또한 동경전력, 관서전력, 사국전력 등의 전력회사 위주로 전기 기기간의 홈케어 네트워크 ‘Echonet’을 추진중으로 기기간 지능형 정보교환을 통한 에너지, 보안, 자동화, 의료정보화를 목적으로 가정내 통신 표준 프로토콜을 제정 추진중이며, 이에 따라 가정과 서비스 사업자를 연계한 신규 서비스 사업 모델을 제시하고 있다.

전력IT 추진상의 문제점 

현재 우리나라에서 성공적인 전력IT 정책을 추진하는데 있어서 여러 가지 문제점을 안고 있다. 첫째로 전력IT 관련 기술간 융합의 체계화 및 비전제시가 미흡하다는 것이다. 기술발전이 변전, 송전 각각의 부문으로 분리추진돼 체계화된 IT화 노력에 한계를 보이고 있다. ‘전력과 IT의 체계적 융합’을 위해서는 인력양성, 표준화 및 제도 개선 등의 분야에서 정부차원의 조정과 통합기능의 수행이 필요하다.

둘째로 전력IT 시장 구매자의 한정 및 보수성을 들 수 있다. 한국전력의 구매제도가 단체 수의계약 제도, 물가조사 방식 등 제도면에서 보수적 경향이 강해 중전기기 업계의 개발 의욕을 저해할 뿐만 아니라 일정한 이윤을 보장해 주는 총괄원가 보상주의에 의한 전기요금 결정으로 비용절감을 위한 인센티브가 부족하기도 하다. 특히 국산 신기술을 시험적용할 수 있는 Test-Bad의 제공이 미흡하고 검증된 해외제품을 선호하는 경향으로 신제품 수요창출에도 어려움이 있다.

셋째, 전력IT화에 대한 R&D 체계적 지원이 미흡하다는 것이다. 과제선정시 전략적인 상호 조정기능 미약으로 기술적 융합에 의한 시너지 발생이 어려울 뿐만 아니라 한국전력의 구조개편 진행 이후 R&D에 관한 비중이 급격히 감소하고 있다.

마지막으로 고급 전문 인력의 부족이다. 전력공학은 고전압, 대전류를 다루는 분야로 3D업종으로 인식되어 대학의 전기공학 전공자가 1997년 1천2백73명에서 2001년 7백10명으로 급감한 사례에서 알 수 있듯이 이공계 기피현상과 더불어 심각한 인력부족 현상을 초래하고 있다.

추진 기본방향

이번 전력IT 추진의 기본방향은 전력시스템의 고도화로 지식기반사회를 견인하며, 거대 기술시장의 선점으로 관련 산업의 수출경쟁력 강화하고, 전력설비를 활용한 유비쿼터스 네트워크 구현을 선도한다는 데 있다.

이에 따라 전력IT 분야의 신규 거대시장 선점을 위한 ‘전력IT 추진 종합대책’을 수립하고 기술사업의 체계화 및 인프라를 구축하여 개별 공적 지원수단간 연계 및 협력체계를 구축한다는 것이다. 이를 위해 각계의 의견수렴 및 협력을 위한 협의체를 구성해 운영할 계획이다.

전력IT 추진 종합대책의 주요내용 

차세대 신기술 개발

2004년 전력산업기반기금에 따른 기술개발 사업과제 중 ‘디지털 기술기반의 변전시스템 구축’을 포함해 절반이상이 전력IT 분야와 직·간접의 연관성이 있다. 우선은 성장 잠재력이 높은 분야를 중기 거점사업으로 기술개발을 지원하며 관련 반도체 기술개발을 위해 시스템 반도체 기반 기술개발 사업으로 SoC개발을 지원할 계획이다.

또한 [표2]와 같이 추가 추진과제 도출을 위한 관련 기술을 분류해 주요 기술별 특성을 감안한 적정 사업 추진방식을 모색중이다.

먼저 사업별 기획추진단에서 전략과제를 도출해 Top-Down방식으로 추진하며 기술의 공익성, 범용성 및 수출경쟁력 강화를 지향하여 우선순위를 결정할 예정이다. 이는 기술의 특성과 실용화 수준에 따라 추진 방식의 차별화가 필요하기 때문이다.

또한 수요조사 방식으로 추진되는 전력산업기반기금 연구개발사업, 공통핵심 기술개발사업, 부품소개 기술개발사업 등 수요조사를 통한 기술개발방식(Bottom-Up)방식도 병행해 추진해 간다는 방안을 세워놓고 있다.

핵심 전략 R&D 과제를 보면 ▲배전 지능화 시스템 ▲대수용가용 전력자원관리 Total Solution 개발 ▲능동형 전력 텔레메트릭스 개발 ▲전력 IT 지향형 핵심부품 소재 개발 ▲전력선을 이용한 유비쿼터스 통신망 구현 방안 ▲디지털 기반의 차세대 변전 시스템 개발 ▲Multi-Agent기반 지능형 전력정보 시스템 ▲대용량 전력수송 시스템 ▲경쟁적 환경을 위한 전력 거래 및 운영 시스템 개발 등을 들 수 있다.

기술 인프라 구축 확대 및 제도의 합리적 개선

신기술 개발을 뒷받침해 국내 수요창출과 조기 상용화를 위해서는 인프라 부문을 전략적 지원을 확대해야 한다. 이를 위해 첫째, 표준화 사업을 지원할 예정이다. 해외의 표준화 추세를 연구할 수 있는 국제표준 연구활동을 통해 국산 신기술에의 적용과 국내 표준으로의 확정을 유도하고 한국전력의 구매 Spec을 연구할 ‘구매사양 평가작업반’을 구성해 운영할 계획이다. 이들은 기술수준에 적합하고 국산화 신기술 도입촉진에 기여하는지를 연구하고, 그 결과를 바탕으로 개선을 권고하게 된다.

둘째로 독립적인 Test-Bed의 운영 및 인증제도를 실시할 계획이다. 중전기기는 성능·디자인보다 안전성과 신뢰성이 가장 중요한 품목이므로 현장 적용을 위해서 엄격한 시험과 인증이 반드시 필요한 분야이다. 이와 관련해 한국전력이 테스트를 위한 고전압 및 대전류를 공급할 수 있는 설비를 제공해 장기간의 실증시험이 가능한 방안을 검토중이다. 또한 공인 인증기관이 현재 전기연구원 한곳에서만 이뤄지고 있으나 이를 복수 지정해 운영하거나 기존 인증기관의 규모 확대를 검토해 인증서비스를 개선하고 소요기간을 단축해 나간다는 안이다.

셋째로 신기술 구매촉진을 위한 공동개발을 활성화시킬 예정이다. 한국전력이 개발자금을 공동으로 부담하고 개발이익도 공동으로 향유하는 시스템을 도입해 신기술 20% 우선 구매를 달성하기 위한 기술 Spec과 품목을 한전이 지정하며, 물량과 일정기간의 가격보장을 위한 MOU를 체결해 한전이 10% 내외에서 한시적(3년 혹은 5년) 자본참여 후 기업 성공시 개발이득을 취득하면서 퇴출하는 방식을 적극 도입할 예정이다.

넷째로 한국전력 구매제도의 개선 및 신기술 제품 사용을 검토하여 권고해 나갈 계획이다. 구매과정에서의 국산 신기술에 공정한 경쟁을 제도화하기 위해 국산 신기술에 대한 비제도적 차별요인 발견시, 즉각 개선 강구하며 산업자원부에서 국산 신기술 제품을 발굴하여 한전에 사용을 검토하도록 권고한다는 것이다. 이에 따라 한전은 기술적, 경제적 타당성을 검토하여 사용가능성, 품질, 성능 등의 개선과제 등을 검토하여 신기술 제품 채택을 위해 최대한 노력하게 된다. 또한 물량 배분 방식의 단체수의 계약제도의 개선방안을 검토중이다.

다섯째 수요관리 제도의 개선 및 대상품목을 확대해 나간다는 방안이다. 현재 직접부하관리 및 고효율 기기 공급 위주로 실행되고 있는 수요관리의 분야에 향후 민간 사업자의 참여를 허용할 수 있는지 검토하고 국산 신기술 시범 사업을 통해 신규 품목 확대 및 기술 혁신을 도모해 나간다는 것이다.

마지막으로 PLC의 활성화를 위해 주파수법을 개정하고 모니터링할 계획이다. 현행 주파수법상 고속 PLC의 경우 정통부 장관의 허가를 얻어야 하나 2003년 12월, 2004년 상반기중 주파수적합 신고제로 개정을 합의한 바 있다.

전문인력 양성 확대

전력과 IT의 융합이 정책연구와 기기설계를 위한 고급전문인력의 양성과 신 전력 시스템을 관리, 감독할 운영 요원의 교육이 절실히 필요한 시점이다. 이에 따라 전력산업의 인프라 구축사업을 통한 전력연구센터 지정으로 전력IT 고급 인력양성을 지원해 나간다는 방안이다. 현재 정책분야인 서울대의 전력IT 융합 기술정책 연구센터, 전력시장 분야인 건국대의 전력시장 신기술 연구센터, 안정도 기술분야인 고려대의 경쟁적 전력시장하의 계통안정도 평가 기술개발 연구센터에 지원중이다. 또한 이들 센터 상호간의 교류를 통한 우수인력의 체계적 양성을 위한 방안을 강구중이다.

기초 인력 양성을 위한 학부 인력 양성책도 필요한데, IT 관련 학과의 인력풀을 활용한 전력IT 인력을 양성한다는 것이다. 학부생들이 실습 및 현장경험을 쌓을 수 있는 프로그램을 전력센터내에 개발해 학부와 연구센터간 및 산·학간의 연계를 강화하고 한전·발전회사 및 중전기기 대기업들이 분담해 전력관련 센터가 설치된 8개 대학(서울대, 고려대, 건국대, 한양대, 경남대, 성균관대, 인하대, 창원대 등)과 연계된 산학협력 및 인재양성 프로그램을 통해 한 학교에서 80명씩 매년 6백40여명의 인력을 양성한다는 안이다.

또한 전기연구원 또는 한전 중앙교육원 등에 단기 연수과정을 확대 운영해 최신 정보의 제공기회를 확대하며 Post-Doc과정 등 해외 선진기술 획득을 위한 해외 중단기 프로그램을 강화할 예정이다.

전력IT 제품의 수출시장 개척 지원

정부는 시장개척을 위해 사절단 파견 및 전시회를 지원하고 한국전력과 중전기기 업체의 연계를 통한 해외시장 동반 진출을 추진하며 해외플랜트 타당성 조사 사업, 수출유망 중소형 플랜트 발굴 및 표준 프로포잘 제작지원(플랜트 산업협회)등을 활용하며 EDCF를 이용해 전력분야 초기 해외시장 판로개척을 지원한다.

또한 사업성 있는 플랜트 프로젝트에 대해 프로젝트 파이낸스 방식으로 수출금융 지원을 확대하는 방안을 강구중이다.

한국전력 등 공기업의 R&D 투자 확대 방안 강구

현재 1%미만인 한국전력과 5개 발전회사(한수원 제외)의 매출액 대비 R&D 비율을 제조업 평균 수준인 3%대로 확대해 전력·전기 산업의 발전과 전력IT 추진의 선도적 역할을 수행할 계획이다.

기대효과

산업자원부는 연구기관 및 전력사업자, 기업대표 및 각계의 전문가로 이뤄진 ‘전력IT 추진위원회(위원장 : 산업자원부 차관’를 2004년 연내로(2004. 12. 23 현재) 열어 핵심 전략사업을 확정, 총괄할 예정이다. 이번 전력IT 추진에 따른 기대효과로는 첫째 자동화 및 지능화에 의한 사회적 비용 절감을 들 수 있다. 운영 유지 비용의 절감과 설비 운영 최적화에 의한 효율 향상으로 총 사용 전력의 3천억원의 비용에 달하는 1.5%를 절감할 수 있다.

둘째 디지털·정보화된 기기의 생산 및 부품소재 기술확보로 세계적인 전력산업 구조개편 및 전력산업에서의 IT화 추세 등으로 형성되는 거대 시장의 창출 및 선점하는 효과를 가져온다. 또한 중전기기 시장 점유율을 5%로 확대하고 전력선 통신 및 홈네트워크 시장을 선점하여 수출 2백50억불 달성이 가능해질 것으로 보인다. 미래의 IT환경에 대응할 수 있는 첨단 유비쿼터스 환경대비 핵심기술을 선점하고 IT기술 자체 발달을 촉진할 뿐만 아니라 환경친화적이고 보다 안전한 전력시스템 제공으로 사회적 비용을 절감하고 복지사회를 구현에 기여할 수 있다.

마지막으로 전력IT 산업의 적극 육성을 통해 연간 3천여명의 고용창출 효과를 가져올 수 있다.

전력선 통신은 무엇인가? 

전력선 통신(PLC : Power Line Communication)은 기존 전기선을 이용하여 전력뿐만 아니라 통신도 가능케 하는 기술로 이용분야는 인터넷 가입자망 분야와 홈네트워크 분야, 전기·가스·수도 등의 통합 원격검침 분야 등에서 활용 가능하다.

특히 모든 가전제품이 전기선에 연결되어 있으므로 홈네트워크(자동으로 에어콘 및 냉장고 동작, 소화, 점등, 가스개폐, 창문개폐 등)의 가장 효과적이고 강력한 솔루션을 제공할 수 있다. 또한 변압기, 개폐기, 보일러 등 전기계통 설비를 네트워크에 연결시켜 중앙 컨트롤을 통한 재난방지, 화재예방 등이 가능하기도 하다. 현재 저속 전력선 통신은 상용화 단계로 원격제어용으로 활용되고 있으며, 고속 전력선 통신은 2년내 상용화를 목표로 기술개발과 시범사업이 진행중이다.

한국전력은 전력선 통신 기술로 자체 전력사업용 통신망을 활용하고 원격검침 등 전력 판매분야와 배전자동화, 수요관리 등 전력설비 운영업무에 확대해 전력서비스의 선진화와 경영 효율성을 증대할 계획을 갖고 있다. 이에 따라 2004년 11월부터 1천5백가구를 대상으로 전력선 통신 시범사업이 진행중으로 원격 검침, 에어컨 제어, 변압기 감시, 전력 부가서비스 등 전력IT 분야를 중심으로 가전기기 제어 등 다양한 분야에 적용해 관련분야 기술을 조기에 확보하기 위해 개발중이다.

전력선 통신기술과 관련기기는 국내시장은 물론 개발 초기부터 수출산업화를 목표로 추진되고 있다. 중국에는 이미 수출이 시작돼 북경에 6천가구분(60만불)을 수출했고 광동, 상해 등의 전력 및 통신업체와 상담 진행중에 있으며 홍콩, 인도, 브라질, 일본, 말레이시아 등의 전력, 통신업체와 제품평가, 기술설명회, 시범사업 등을 추진중이다.