제로 에너지 GRID를 위한 전북 탄소 소재부품 사업 활성화
지난 5월 23일 비나텍은 한국전력과 공동으로 개발해온 주파수 조정용 FR-ESS의 실증 설비 준공식을 진행하였다. 세계 최대 용량인 1MW급 설비이며, 슈퍼커패시터로 만들어진 FR-ESS(Frequency Regulation-Energy Storage System: 주파수조정용 에너지저장장치)이다. 이번 준공식에는 한국전력 김숙철 CTO, 이중호 전력연구원장, 이철휴 전력계통처장, 제갈성 전력연구원 부원장을 비롯하여 전라북도 도청 신원식 정무부시장, 고창군 이주철 부군수, 전북테크노파크 양균의 원장, 한국탄소산업진흥원 방윤혁 원장, 한국전자기술연구소 홍영규 센터장, 전북일보 백성일 부사장 등 많은 VIP분들이 관심을 가지고 참석하셨다. 주파수 조정이란, 화력 발전소의 발전용 터빈을 분당 3600회전 시켰을 때 60Hz의 주파수가 발생하는데 전력의 수요변동에 따라 터빈의 회전수가 오르락 내리락하며 주파수가 불안정한 상태가 된다. 이렇게 주파수가 불안정하게 되면 블랙아웃(정전사태)이 발생할 수도 있고, 가전제품 및 산업체 주요 설비에 악영향을 끼치게 된다. 이러한 사태를 막기 위하여 과거에는 리튬이온 배터리를 활용하여 주파수 조정용으로 용도 변경하여 전국에 376MW를 설치하여 운영하였으나, 잦은 주파수 변동 및 심한 부하 변동으로 리튬배터리의 발열로 인한 화재 발생이 일어나 결국 리튬 배터리로 만들어진 전국의 모든 FR-ESS의 스위치를 Off하였다. 이러한 화재 발생 원인인 주파수 변동 및 부하 변동에도 문제가 없는 대안중 하나로 슈퍼커패시터가 선택되었고, 이번 고창전력시험센터에 실증 운영을 할 수 있는 슈퍼커패시터 FR-ESS를 한국전력과 공동으로 개발하여 설치를 하게 된 것이다. 슈퍼커패시터 FR-ESS를 리튬배터리 ESS와 하이브리드 방식으로 운영하게 되면 주파수 안정화를 통한 전력 품질 향상과, 에너지 저장장치인 리튬배터리 ESS의 수명이 2배정도 향상되는2중의 효과를 얻을 수 있다. 하지만, 이러한 첨단 기술 제품을 만들기 위한 연구인력 부족으로 많은 어려움을 겪고 있는 상황이다. FR-ESS를 개발하기 위해서는 전력계통, 하드웨어, 소프트웨어, 기구, 신뢰성 평가 연구인력이 필요하며, 시제품 및 양산 제품을 생산할 수 있는 설비업체 등 주변 인프라가 구축되어 있어야 하나 아직 연구인력과 생산을 위한 주변 인프라는 턱없이 부족한 상황이다. 작년 4월 FR-ESS용 모듈설계, 스택설계를 하며 시제품을 만들기 위한 업체를 알아보기 위해 전북 일대를 알아보았으나 단 한 곳도 찾을 수 없어 경기도 13개 업체를 돌아다니며 결국 생산 업체를 확보할 수 있었고, 제어와 펌웨어 등 핵심 기술이 되는 부분들도 타 지역 외주 업체 전문인력을 활용하여 제작하였다, 다행히 올해엔 하드웨어와 소프트웨어 관련 기술을 모두 내재화 할 수 있는 인재를 확보하여 진행하고 있으나, 부족한 생산 인프라와 전문 인력 확보 문제는 숙제로 남아있다. FR-ESS 제어 기술은 무가선 트램의 출력용 배터리와 이를 급속 충전을 위한 급전 설비로도 활용이 가능한 기술이다. 이러한 기술 개발은 기업과 지역의 경쟁력 강화에 많은 도움이 되지만, 사회 간접자본(SOC) 확충과 같은 교통 설비 등에 대한 실증 사업은 기업이 해결 할 수 없는 부분이기에 많은 규제 문제 해결과 지자체의 신기술 육성 지원이 절실하다. FR-ESS의 국내 시장 규모는 대략 3천억정도이며 해당 사업은 한국전력 전력계통 본연의 업무이기 때문에 타 기업이 들어올 수 없는 사업으로 비나텍이 한국전력과 유일하게 파트너로 사업을 진행 하고 있다. 또한, 국내에서의 사업화는 곧 해외 수출시장으로의 확대가 가능하다는 이야기이다. 해외 시장규모는 국내 시장 규모보다 대략 100배 이상의 가치가 있고, 한국전력과의 공동 사업은 해외시장에 가장 확실한 보증서 역할을 할 것이다. 올해 1차 실증 이후 2차 실증을 거쳐 사업화가 남은 이 사업은 전북지역의 제로 에너지 GRID화를 앞당기는 기술이기도 하고, 향후 신재생 에너지의 충전 설비에도 적용하여 기존의 2차전지 수명개선을 통한 초기 투자비 절감의 효과에도 영향을 끼칠 것으로 본다. 전라북도만의 장점으로 내세울 수 있는 탄소 배출량 저감 또는 화석연료 사용 제로화를 위해 비나텍에서는 수소연료전지차용 슈퍼커패시터 팩, 무가선 트램용 슈퍼커패시터 팩과 급전설비, 드론용 슈퍼커패시터 모듈, 주파수 조정용 슈퍼커패시터 FR-ESS등 핵심 기술 제품에 대해 선도적으로 앞장서서 월드 베스트 넘버원 제품을 만들고자 한다. /송경의 비나텍 이사 ※송경의 비나텍 이사는 삼성전자 가전사업부, LG·SK 개발실 등에서 근무했다.