'꿈의 기술' 이룬 LS전선…초전도 케이블 '한 가닥'의 힘

도다솔 기자 did0903@bizwatch.co.kr
2024.09.01(일) 16:00

[테크따라잡기]
초전도 케이블 상용화 주목…후발서 선두주자로
초기 비용 높지만 향후 운영비 절감 이점 매력

지난해 여름 전 세계를 뜨겁게 달군 '초전도체'를 기억하시나요? 과학계와 산업계는 물론 주식시장까지 뒤흔들며 세상을 떠들썩하게 만들었는데요.

화제가 된 상온·상압 초전도체는 '근거 없음'으로 결론이 나면서 씁쓸한 결말을 맞았죠.

당시 전 세계가 초전도체에 주목한 이유는 이 물질이 지닌 특수성 때문인데요. 초전도체는 전기저항이 0에 가까워 전기가 손실 없이 전달될 수 있어 '꿈의 물질'로 불립니다. 이를 응용하면 IT와 의료, 모빌리티 등 다양한 산업에서 무궁무진한 발전을 기대할 수 있죠.

공중으로 사라지는 22兆 구할 '한 가닥'

LS전선이 개발한 23kV(킬로볼트)급 3상동축 초전도케이블. /사진=LS전선

꿈의 기술을 현실로 실현하는 기업이 있습니다. LS전선은 이 분야에서 조용하지만 무서운 속도로 기술 개발에 나서는 곳입니다. 영하의 저온에서 전기저항이 사라지는 초전도 현상을 이용해 송전 효율을 극대화한 '초전도 케이블'을 만드는 것인데요.

전기저항이 없으니 전력 손실 없이 대용량의 전기를 손쉽게 전달할 수 있습니다. 일반 구리 케이블과 비교하면 송전용량은 최대 10배까지 늘릴 수 있죠. 구리 케이블 10가닥이 할 일을 초전도 케이블 한 가닥이면 해낼 수 있는 셈입니다. 전자파도 발생하지 않습니다.

통상 발전소에서 생산된 전기가 우리 가정에 오는 동안 전기저항으로 인해 약 4% 손실됩니다. 미미한 수치같지만 수천억에서 수조원까지 추정되는 어마어마한 규모죠. 미국의 경우 송전과정에서 사라지는 전기가 매년 22조원에 달한다고 하네요.

초전도 케이블에는 변압기도 필요 없습니다. 이 때문에 변전소 면적을 10분의 1 수준으로 크게 줄일 수 있어 변전소 설치와 운영에 드는 비용을 아낄 수 있죠. 또 도심의 기피 시설 문제를 해결하고 기존 변전소 부지는 다른 용도로 활용할 수도 있다는 이점이 있습니다.

꼴찌가 가장 멀리 달렸다

초전도 케이블 기술은 한국(LS전선)을 비롯해 미국(울테라), 프랑스(넥상스), 일본(스미토모·후루까와) 등 전 세계에서 4개국 5개 기업만 보유하고 있는데요.

한국은 10년 전만 해도 초전도 후발국이라는 평가를 받았습니다. 선진국들이 2000년대 초반부터 초전도 케이블 개발에 뛰어들었을 때 시장에서는 해외 선진업체들과의 기술 격차를 20년 이상 날 것으로 봤죠.

LS전선은 2004년 세계에서 4번째로 초전도 케이블 개발에 성공한 뒤 11년 만인 2015년 세계 최초로 직류 80㎸급 초전도 케이블 실증을 완료하면서 유일하게 직류와 교류 기술을 보유한 기업으로 이름을 올렸습니다. 20년이 채 안 돼 내로라하는 선진업체들과 어깨를 나란히 한 것인데요.

2019년 LS전선 제주 초전도 센터에서 연구개발 직원들이 초전도 케이블을 점검하고 있다. /사진=LS전선

여기에 그치지 않고 LS전선은 가장 늦게 출발했지만 가장 빠르게 달리는 선수가 됐습니다. 초전도 송전 분야에서 미국은 610m, 일본은 250m 구간을 각각 실증 연구하는 데 그친 반면 LS전선은 2019년 용인 흥덕~신갈의 1km 구간에 초전도 송전망을 상용 구축했습니다. 현재까지도 전 세계에서 유일하게 상용 운전 중인 선로죠. 선발주자들과의 30년의 격차를 추격해 가장 먼저 세계 최초 상용화에 성공했다는 점에서 K-전선의 힘을 엿볼 수 있는 부분입니다.

아직 널리 상용화되지 못하는 이유는 높은 구축 비용입니다. 케이블을 초전도 상태로 유지하기 위해서는 초기 투자가 기존 전력 송신 방식보다 월등히 높기 때문이죠. 하지만 한 번 플랫폼을 구축하면 송전 손실이 줄어드는 만큼 운영비를 크게 절감하는 효과를 기대할 수 있습니다.

LS전선은 지난 8월 프랑스 파리에서 열린 세계 최대 전력 전시회 '2024 CIGRE'에 LS일렉트릭과 동반 참가해 최신 초전도 케이블 기술을 선보였는데요.