[기고] 장거리송전 ‘교류’ 방식이 정답일까

우리가 가정에서 쓰는 전기는 직류일까, 교류일까. 답은 교류이다. 전 세계적으로 대부분의 전기는 교류 형태로 생산·공급하고 있다. 화력이나 수력, 원자력 등 터빈을 돌려 전기를 만드는 전통적 발전 방식으로는 처음부터 교류 전기가 나온다. 그래서 가정이나 사무실의 콘센트를 통해 들어오는 전기도 교류 전기이다.

하지만 발전소에서 전선을 통해 멀리 떨어진 지역으로 전기를 보낼 때 전선의 저항 때문에 전선이 뜨거워지면서 전기가 열 형태로 소모되고 이로 인해 전기의 일부가 손실된다. 이에 이렇게 사라지는 전기를 줄이기 위해서는 직류든 교류든 같은 용량인 경우에 전압은 높이고 송전선에 흐르는 전류는 줄여야 한다. 이때 교류는 변압기를 이용하면 전압을 올리기가 쉽지만, 직류는 전압을 높일 때 부피가 크고 값비싼 변환장치가 필요하고 관련 기술도 복잡하기에 20세기 이후 대부분의 나라에서는 교류 시스템을 표준 송전방식으로 하고 있다.

박경엽 한국전기연구원 원장

그러나 최근 전력산업계의 변화와 혁신의 물결은 장거리 직류송전의 결정적 단점이었던 전압조절 기술의 눈부신 발전을 가져왔다. 초고압직류송전(HVDC) 기술을 통해 교류 송전방식에 비해 전기 손실을 줄이며 고전압 직류로 얼마든지 송전할 수 있게 됐다. 예를 든다면, 지금까지 육지에서 생산된 교류 전기를 제주도와 같은 섬 지역으로 보낼 때는 직류로 바꾼 다음 해저 케이블을 통해 전송한 뒤 섬에 도착한 직류 전기를 다시 교류로 변환하는 방식을 써왔다. 그런데 HVDC를 사용한다면 섬 안에 화석연료를 사용하는 발전소 건설을 줄일 수 있다. 육지와 해저 직류송전망을 통해 기존 송전방식에 비해 값싸고 깨끗한 전기를 공급할 수 있게 된다. 이러한 차원에서 현재 우리나라에서는 해남∼제주, 진도∼제주 간 해저 HVDC를 운영하고 있으며 추가 건설계획도 수립돼 있는 상황이다.

잘 알려진 바와 같이 국내 전력계통은 수도권에서 우리나라 전력량의 40%를 사용하고 있다. 현재 동해지역의 발전용량은 7GW 정도이며 제7차 전력수급기본계획에 따르면 2023년까지 20GW로 늘어날 전망이다. 이로 인해 수도권 수요지까지 전력수송을 위한 장거리 송전망 건설이 시급한 상황이다. 지난 여름 765kV 밀양송전선로 건설과정에서 보았듯이 송전망 건설과정에서 갈등이 빚어지고 이러한 갈등을 해결하는 과정에서 어마어마한 사회적 비용이 요구된다. 그러므로 송전망 건설과정 중에 사회적 갈등을 최소화하고 주민수용성을 높이기 위한 환경친화적인 대안 마련이 시급하다.

현재까지 알려진 바에 따르면 HVDC 시스템은 교류 송전방식에 비해 전기환경 측면에서 유리하고 철탑의 크기도 작기에 송전선 건설의 사회적 갈등과 주민수용성 문제에 있어서 전향적인 대안이 될 수 있다. HVDC는 새 시스템이 아니다. 이미 중국 브라질 미국 등 많은 나라에서 장거리 송전과 지역 간 계통연계를 위해 널리 사용하고 있는 시스템이다. 이제 국내에서도 동북아 대륙과의 계통연계, 전력계통 문제점 해소, 대규모 발전단지의 발전력 계통연계 수단으로 환경친화적인 HVDC를 적극 검토해야 한다.

박경엽 한국전기연구원 원장