중국은 급속한 경제성장으로 인해 전력수요가 급증하고 있다. 현재 약 4억7천만 kW에서 2020년에 9억5천만 kW로 급격히 증가될 것이라는 게 전문가들의 분석이다. 이에 따라 송배전설비도 현재 규모의 2배 이상으로 증가할 것이다.이러한 대규모 중국 전력설비 시장 개척을 위해 세계 각국의 송배전설비 제조업체는 다양한 방법으로 중국시장을 선점하고 있다. 그러나 우리나라는 소수의 기업만이 중국에 진출해 있고 많은 중소기업은 중국 전력시장에 대한 정보 부족으로 진출에 어려움을 겪고 있다. 따라서 우리나라 전력산업체의 해외사업 진출을 위해서는 중국시장에 대한 분석이 필수적이다. 이에 월간전기는 한전 기술기획실에서 펴낸 중국전력시장 보고서를 발췌, 게재하여 독자분들의 중국시장에 대한 이해를 돕고자 한다. <편집자 주>

중국의 전력산업 분석

1. 중국의 전력산업 현황1) 발전설비 및 발전량 현황

중국의 발전 설비용량은 2004년 말 현재 4억 4070만 kW로 전년 대비 4929만 kW(화력발전 : 3513만 kW, 수력발전 : 1336만 kW)가 증가하여 12.6% 증가율을 기록하였다. 2005년의 경우 GDP는 약 8.9 % 정도 증가할 것으로 예상되며, 이에 따라 부족한 전력 공급 상황을 고려할 때 발전 설비용량은 약 6000만 kW(약 13 %)정도의 증설이 필요한 상황이다. 중국의 장기 경제발전계획에 따르면 2020년까지 연간 GDP 증가율은 7.2 %를 목표로 하고 있다. 따라서 2020년 중국의 발전 설비용량은 약 10억 kW가 필요할 것으로 예상되고 있다.2) 전력 공급과 수요

경제 개발에 따른 전력 수요의 증가로 전력사용량은 2004년 20720억~21290억 kWh(증가율 10~13%), 2005년 24250억 kWh(증가율 12%), 2006년 27500억 kWh(증가율 11%)로 예상되고 있다. 2004년의 경우 전력 수요 증가에 따른 발전 설비용량의 부족은 2000만 kW 이상인 것으로 추산되고 있다. 2003년 중국의 23개 성급 배전망(22개 성, 시, 자치구)에서 제한송전이 이루어 졌고, 2004년에는 상반기에만 제한송전을 실시하는 성, 시 및 자치구가 24개 이상이었다. 절강, 강소, 산서, 하북 남부, 몽골 서부 배전망 등 성급 배전망은 대부분 제한송전이 계속 이루어지고 있으며 전력사용을 제한하는 날이 연간 160일을 초과하였다. 화동, 화중 지역은 전력부족이 매우 심각한 상태이고, 화북 지역은 전력부족 상황이 다소 완화된 상태이며, 동북지역 및 서북지역은 대체적으로 전력 수요와 공급이 균형을 이루고 있다.중국의 총 발전설비용량과 연간 발전량은 대략 미국의 절반이다. 그러나 중국은 최근에 이르러 발전 설비용량과 발전량의 증가율은 이미 미국을 크게 초과하고 있다.3) 송·배전망 건설

송·배전망 건설은 발전소 건설에 비해 정체된 상태이며, ‘후불제 공사(공사 끝나고 제시간에 공사비를 받지 못한 경우 또는 공사) 후 일정시간이 경과한 후 공사비를 받는 것)’가 많고 ‘설비의 보완공사(공사 대가없는 추가 공사)’와 같은 문제점이 있다. 송·배전망은 전압등급이 높아지고 발전설비의 증가 추세에 따라 관련 설비의 수요가 크게 증가하고 있다. 이러한 증가는 단지 발전량의 증가뿐 아니라 전압등급의 상승에 따른 제품의 설계변경과 품질 요건의 강화 때문이다.

중국은 ‘송·배전망 건설의 중점 강화’라는 정책에 따라 북, 중, 남 세 개 전력망(북통도, 중통도, 남통도)을 건설하여 서부의 전기를 동부로 보내는 기본적인 구조를 구성하게 된다. 향후 20년 내에 북방 전력망은 500 kV 교류송전선로 35~40회선을 건설하고 배전망은 ±500 kV 직류송전선로 13~15회선을 건설할 계획이다. 남방 전력망은 ±500 kV 직류송전선로 10회선을 건설할 계획이다. 따라서 매년 평균 2회선의 500 kV 교류 송전선로, 1회선의 ±500 kV 직류 송전선로가 건설될 예정이다. 또한 분기 배전선로 및 도시배전망 건설이 필요하여 향후 송·변전설비 시장은 하나의 큰 시장이 형성되고 이와 관계되는 변압기 제조업 시장은 크게 확대될 것으로 예상되고 있다.

2003년 전력산업 체제개혁 이후 발전소 건설 투자에 비해 송·배전망건설 투자가 상대적으로 저조하여 대도시 배전망에 전력공급문제가 발생하였다. 따라서 공급과 수요의 불균형을 해결하기 위하여 국가전력망공사와 남방전력망유한공사는 배전망건설과 배전망 개조공사에 박차를 가하고 있다. 2005년과 2006년 송·배전망 건설 투자는 30 % 이상 증가할 것으로 예상되며, 도시와 농촌 배전망 개조를 위한 투자는 약 6 % 정도 증가할 것으로 예상되어 전체 송·배전망 투자 증가율은 약 15% 에 달할 것으로 예상되고 있다. 송·배전망 투자가 증가함에 따라 간선 및 분기선 배전망, 도시 배전망 건설에 필요한 송·변전 고압기자재는 크게 증가할 것이다.

2003년 이후 삼협발전소의 상업운전 개시에 따라 ‘서전동송, 남북의 네트워크 상호 연결, 전국의 네트워크 연결’ 등 대규모의 전력망 연계사업이 이루어지고 있다. 전국적으로 서로 연결된 배전망의 기본구성은 삼협 송·배전 시스템을 중심으로 하여 동, 서, 남, 북쪽방향으로 방사형으로 구성되며 북, 중, 남 전력수송 선로를 중심으로 남북 배전망 사이의 여러 지역을 연결하여 전국 전력망 연결 구조를 형성할 계획이다. 2020년 까지 중국은 20여개의 대형 직류송전망을 보유하게 될 것이며 그중 이미 운전 중인 것은 주산 직류송전망(100 kV/50 MW), 갈산 직류송전망(±500 kV/1200 MW), 천광 직류송전망(±500 kV/1800 MW), 승사 직류송전망(±500 kV/60 MW)이 있다. 현재 건설 중인 직류송전선로는 삼상선(±500 kV/1500 MW/890 km), 삼광선(±500 kV/3000 MW), 귀광선(±500 kV/3000 MW/900 km), 영보배고배선(±120 kV/360 MW, 서북과 화중을 연결하는 배전망)이 있고, 계획 중인 것은 소만, 낙가도송, 광동의 300만 kW 공사, 계락도, 향가패에서 화중, 화동에 수송되는 1600만 kW 공사, 서남수력발전에서 강서, 복건으로 수송하는 300만 kW 공사, 광동해남 100만 kW 직류해상케이블 공사, 삼협-상해 연당의 ±500 kV, 300만 kW 공사, 낙가도-진강-해남의 ±600 kV, 350만 kW 등이 있다. 국가배전망회사에서 2005년에 전력망 건설과 개조에 투자한 자금은 1070억 위안에 달할 것으로 예상된다.

중국은 화북, 동북, 화동, 화중, 서북 전력망과 남방 전력망을 연결하는 전력망과 해남, 신강 및 서장의 3개 독립 성급 배전망이 형성된 상태이다. 500 kV 선로는 이미 각 성과 지역을 연결하고 있고, 330 kV 송전선로는 10000 km를 초과하였으며 500 kV 선로는 약 40000 km에 이르고 있다. 330 kV변전소의 변전용량은 1755만 kVA이고 500 kV 변전소의 변전용량은 13725만 kVA이다. 지역전력망과 성급 전력망 네트워크 구조가 강화되었고 전국 네트워크도 기본 구조는 형성된 상태이다. 직류 고압송전의 경우, 1987년 절강에서 주산까지 이르는 ±100 kV 직류송전 시험선로가 운영되었고 1990년 ±500 kV 갈상 직류 송전공사가 완공되어 초고압 직류송전시대를 열었다. 현재 건설 중인 귀광, 삼광 직류 송전공사 완료 후 ±500 kV 직류 송전로 총 길이는 4691 km에 달하게 될 것이다.

중국의 전력망은 서전동송, 남북 상호연결, 전국 네트워크 구조를 기본적으로 형성하였으며 배전망의 낙후성도 많이 개선되었다. 현재 해남의 독립 성급배전망과 남방 전력망의 연결공사가 진행 중에 있다. 향후 2년 이내에 서장과 신강 전력망도 각각 해당 성을 연결하는 배전망에 편입될 것이며 2006년~2007년에 이르러 중국의 배전망은 내륙 각 지역의 전력수요를 충분하게 만족할 수 있을 것으로 예상된다.

2. 중국의 전력산업 발전방향과 전망1) 발전용 1차 에너지 구조

2002년 중국의 석탄 소비량은 13.1억 ton으로 전 세계 소비량의 1/4를 차지하고 있다. 이 중 발전과 난방용으로 사용된 석탄은 7.2억 ton으로 전체의 55%를 차지한다. 석탄을 위주로 하는 중국의 발전용 연료 구조는 2020년까지 크게 변화하지 않을 전망이다. 2000년, 2010년, 2020년 중국의 발전량 및 설비용량은 아래 표와 같다. 석탄 화력발전의 비중은 2020년에 이르러 77.7%에서 66.7%로 하락하지만 향후의 석탄 생산량은 수요를 충족하지 못할 것으로 전망되고 있어 화력 발전용 석탄자원 확보에 많은 어려움이 예상되고 있다.2) 중국과 선진국의 전력산업 규모 비교

2000년 중국의 발전량, 설비용량과 GDP는 대체로 1968년의 미국과 비슷한 수준이고, 2020년에 이르러 발전량 및 설비용량 계획이 실현될 경우 2000년의 미국 수준을 초과하게 된다. 그러나 중국은 인구가 많기 때문에 1인당 평균 발전량 및 설비용량이 선진국 수준에 크게 미치지 못할 뿐 아니라 세계 평균 수준에도 미치지 못하고 있다. 국민 생활수준을 향상시키고 선진사회 건설 목표를 실현하기 위하여 중국은 전력의 비중을 지속적으로 증가시켜야 한다. 2020년 중국의 인구를 14.4억 명으로 추정할 경우 한 가구당 전력 사용량은 현재 미국의 1/4에도 미치지 못할 것이다. 2000년 및 2020년 중국의 1인당 발전량 및 설비용량과 1999년 세계평균 및 선진국의 수준을 비교하면 다음과 같다.3) 발전설비 개발전략 및 개발범위

중국의 발전설비 개발은 수력, 화력, 원자력 및 천연가스 발전과 풍력, 태양광, 연료전지 등 신·재생에너지를 범위로 하고 있으며, 수력발전의 우선 개발, 화력발전의 최적화, 원자력 발전의 적극 개발, 신·재생에너지 발전기술의 개발 및 이용 효율 향상, 환경오염의 억제 등을 발전설비 개발의 기본 방침으로 하고 있다.

발전설비의 개발 전략은 1) 최고 수준의 기술을 도입하되 특정 지역에만 한정하지 않으며 개혁과 발전을 부단히 진행하여 짧은 시간 내 선진국 수준에 도달한다. 2) 자주적인 발전의 길을 걷는다. 국가가 기술력을 동원하여 연구개발 핵심기술을 장악하며 자주적인 지적재산권과 자기브랜드를 갖는 제품을 제조하며 대형 설비공사를 수행할 수 있는 조직할 수 있는 기업 그룹을 만든다. 3) 낮은 원가 전략을 지속적으로 유지한다. 우수한 성능과 저렴한 가격으로 기업의 경쟁력을 향상시킨다. 미래의 주요 공사에 대해 국내 기업은 기존공사를 완료 후 반드시 경제성, 기술성, 신뢰성을 신규 입찰 프로젝트에 반영하여 참여하여야 하며 발주자는 반드시 기술성이 우수한 제품을 구매한다. 설비의 국내 제조비율을 제고하는 동시에 세계 각국의 자원을 충분히 활용하고 부족 사항을 보충한다.4) 주요 발전설비 건설 공사와 핵심 기술① 수력발전

상업운전 중인 삼협 수력발전소의 잔여 발전설비 4기는 국제입찰로, 8기는 국내입찰로 설비를 구매할 계획이다. 이는 대형 수력발전설비의 국산화가 실현되었음을 의미한다. ‘11.5 계획’의 목표는 대형 양수발전설비의 국산화로서 국가발전·개혁위원회는 보천, 혜주 및 백련하의 양수발전설비에 대하여 외국의 기술을 도입하여 국내 제조업체가 설계와 제조자격을 취득할 수 있도록 추진할 계획이다. ② 석탄 화력발전

석탄 화력발전은 600MW 급 초임계와 초초임계 발전소의 건설을 권장할 계획이다. 2020년까지 신규로 건설하는 발전소는 초임계 및 초초임계를 위주로 하여 석탄의 소모는 300g/kWh 이하로 할 예정이다. 국가발전·개혁위원회는 초임계와 초초임계 석탄 화력발전을 개발하는 동시에 석탄을 절약하고 발전 원가를 절감할 계획이다. 또한 석탄 화력발전의 핵심문제점인 환경오염을 해결하기 위하여 신규 건설 화력발전소는 반드시 탈황 장치를 설치하고, 기존의 화력발전소는 점진적으로 탈황 설비를 갖추도록 하며 설비용량이 작은 노후 발전소는 폐지할 계획이다.③ 원자력발전

중국은 원자력발전소의 건설에 있어 가압원자로형을 선정하기로 결정한 바 있고, 진산 2기 및 영호 원자력발전소의 기술협력을 통하여 주요부품의 기본적인 제조기술을 확보하였다. 현재의 현안사항은 원자력발전소 기술자립을 조기에 실현하고 100만 kW급 원자력발전소의 건설 공기를 단축하여 동부 연안 지역의 전력부족 상황을 개선하는 것이다. 앞으로 원자력 발전소는 대부분 연해지역에 원자력발전단지를 조성하여 건설할 계획이다.④ 천연가스발전

‘서기동수(서부의 천연가스를 동부로 수송)’계획과 LNG 수입 확대로 천연가스발전 연료의 공급 문제가 해결되었으나 천연가스 가격의 상승으로 천연가스 발전의 확대에 제한이 따르고 있다. 천연가스 발전의 기술 자립 목표를 실현하기 위하여 국가의 지원 하에 가스연소연구 개발센터를 건설하고 기술 역량을 집중하여 가스연소 기기의 선진화 및 국내 수요에 적합한 제품을 개발할 계획이다. 최근 도입한 가스연소 기기의 핵심 제조기술은 외국기업의 기술에 의존하고 있어 항공산업분야와 상호 협조하여 핵심기술을 공동으로 개발할 예정이다.⑤ 신·재생 에너지 분야(풍력발전)

현재 중국에서 제조하는 풍력발전기의 최대용량은 600 kW이나 외국의 경우는 이미 2,500 kW에 달하고 있으며 미국 GE사는 3,600 kW의 풍력발전기를 개발하였다. 풍력발전설비의 투자비용은 8,000위안/kW 정도이고 발전원가가 높기 때문에 풍력발전 기술은 발전 속도가 느리게 진행되어 ‘10.5 계획’의 목표를 달성하지 못한 상태이다. 풍력발전의 개발을 위해서는 정부의 정책적인 지원이 필요한 상황으로 일정 비율 이상의 신·재생에너지를 사용하도록 규정하거나 풍력발전의 세금부담을 낮추어 설비 제조비용을 낮추는 등의 여건 조성이 필요하다.5) 전력망 건설 및 요소 기술

중국의 석탄자원은 서북지방에 집중되어 있고 수력자원은 서남부 지방에 분포되어 있다. 반면 전력부하의 중심은 동부 연해지역에 분포하기 때문에 장거리 송전 기술과 설비를 이용하여 전국을 연결하는 안정적인 전력망을 조기에 완성하는 것이 필요하다.① 국가 전력망의 발전 목표

향후 20년 동안 국가 전력망의 발전 목표는 ‘서전동송, 남북 상호 전력공급, 전국 전력망의 연계 완료’ 이다. 서전동송의 전력망은 북통도, 중통도 및 남통도 3개 전력망을 포함한다. 북통도는 1) 화북 전력망 내의 내몽고 서부와 산서의 석탄발전을 개발하고 교류 송전선을 건설하여 북경, 천진, 하북성, 산동성으로 송전하는 것과 2) 섬북의 석탄발전을 개발하고 감숙, 청해, 녕하의 수력발전과 화력발전을 개발하여 2회의 교류 500 kV 송전선, 1회의 직류 500 kV 송전선을 건설하여 북경, 천진, 하북성으로 송전하는 것이다. 2005년 북통도의 송전규모는 약 7,000 MW이나 2010년에는 18,000 MW에 이르고 2020년에는 40,000 MW에 달할 것으로 예상된다. 중통도는 금사강 하류의 향가패, 계락도, 백학탄, 오동덕 등과 사천 아궁강, 대도하 상류에 대형 수력발전소를 개발하고 송전선로를 확대하여 화북과 화중에 송전하는 것이다.

중통도의 송전규모는 2005년에 7,000 MW, 2010년에는 21,800 MW, 2020년에는 또 40,000~45,000 MW로 증가하게 된다. 남통도는 운남과 귀주에 수력발전과 화력발전을 개발하고 송전선로를 확대 건설하여 광동과 광서에 송전하는 것이다. 남통도의 송전규모는 2005년 10,880 MW, 2010년에는 15,000 MW, 2020년에는 20,000~25,000 MW 정도로 증가하게 된다. 전체적인 서전동송의 송전규모는 2005년에 약 25,000 MW, 2010년에는 55,000 MW, 2020년에는 1억 MW이상으로 증가하게 된다. 남북 상호 전력공급과 지역간의 배전망 연계에 있어서는 삼광 직류공사를 제외하고 2015년 전·후 삼협 지하 발전소가 개발됨에 따라 화북으로 송전하는 직류 송전공사를 건설함으로써 남북에는 삼협을 위주로 하여 주요간선통로를 형성하게 된다.

이외 산서 양성 발전소가 화동에게 송전하는 능력을 강화하고, 화북과 화동의 배전망 연결을 실현하여 서북과 천여, 천여와 남방 배전망사이의 상호 연결공사를 실시할 계획이다. ‘11.5 계획’의 초기 단계에 전국적으로 330 kV 이상 교류 송전선로 36,000 km를 건설하고 변전용량은 1.8억 kVA를 증설할 계획이다. 2010년까지 330 kV 이상 교류 송전선로는 12만 km에 달하게 되고 변전 용량은 4.8억 kVA에 달하게 된다. ‘11.5계획’ 기간 동안 330 kV 이상 송변전공사 투자 규모는 약 1,600억 위안이다.② 750 kV 교류 송전 기술

중국은 관정-난주동 간 157 km의 750 kV 송·변전 공사를 시범 공사로 결정하고 국산화 설비인 변압기와 리액터는 보정, 서안, 형양의 3개 회사와 공급 계약을 체결하였다. 후속 750 kV 공사는 신강 하밀에서 감남, 청해로 송전되는 것으로 현재 타당성 검토를 실시하고 있다. 2020년까지 750 kV 송전선로 3,000~5,500 km를 건설할 계획으로 변전용량은 약 20,000 MVA에 이를 것으로 전망된다.③ 직류 송전 공사

‘서전동송’ 사업을 계기로 ‘10.5 계획’기간 동안 건설된 직류 송전선로로 총길이는 4,800 km이고 송전용량은 12,360 MW이다. ‘11.5 계획’기간 동안 추진되는 직류 송전공사는 삼협 서부지역 해안-상해 연당, 사천 덕양-서북부 보계, 귀주 흥인-광동 혜주 , 서북 은남-화북 천진동부 간의 직류 송전공사이다. 2020년까지 중국은 22개 구간의 직류 송전선망 공사를 완료하여 총 변전 용량은 60,000 MVA를 초과하게 된다. 중국은 대규모 직류 송전망 건설을 위하여 그 동안의 건설 경험 과 기술개발을 바탕으로 조속한 기술 자립 및 설비의 국산화를 추진하고 있다.④ 대용량 변압기

대 부하 중심의 전력 공급 및 수요체제 대응하고 변전소가 차지하는 토지면적을 절약하기 위하여 전력부하가 밀집된 화동, 남경 배전망에 이미 1,000 MVA 설비를 사용하고 있다. ‘10.5 계획’기간 동안 25세트의 1,000 MVA 변압?설치하였고, 북경의 신규 변전소도 1,200~1,500 MVA 변압기를 사용할 계획이다. 서북 배전망의 경우는 서안의 일부 330 kV 변전소에 360 MVA 변압기를 사용하기 시작하였다. ⑤ 치밀형 송전기술

6회선 분리설치(6×240 mmz)를 이용하는 치밀형 송전선로는 보통 선로에 비해 송전능력을 30% 제고한다. 치밀형 송전기술은 이미 성숙된 단계로 서전동송 사업의 장거리 송전선로에 적용하여 보급될 것이다. ⑥ 기타 신기술

단면적이 큰 내열성 도선의 연구 개발, 63kA 개폐장치의 제조, 지능화 디지털형 GIS 간소화 기술개발, 전력망의 온라인 진단, 검사 및 수리 설비 개발, 배전망관리 자동화 및 통신 기술 개발 등 배전 신기술의 연구개발을 수행하고 있다.