친환경 PP(폴리프로필렌) 절연 초고압 케이블 기술을 개발하기 위한 국책 과제가 시작되면서, 관련 기술이 어디까지 확대될 수 있을지에 대한 업계 관심이 갈수록 커지고 있다.

특히 선발주자인 유럽의 경우 이미 배전과 초고압, HVDC까지 PP를 활용하고 있는 상황이라, 국내에서도 비슷한 수준까지 응용범위를 확대할지에 이목이 쏠리고 있다. 이는 무엇보다 주요 수요처인 한전의 기술 도입 의지에 좌우될 가능성이 크다. 이 때문에 PP가 보다 확대되려면, 이번 154kV PP케이블 개발 과제 수행 기관들이 보다 완벽하게 과제를 수행하고 기술을 검증해 그 가능성을 한전에 보여줄 필요가 있다.

◆PP, 온실가스·친환경 이슈 대응에 최적

PP는 지난 30여년간 국내에서 전선용 고분자 절연물의 대표주자로 활용되던 XLPE를 대체할 차세대 절연재로 주목받고 있다.

XLPE와 비교해 제조공법이 간편하고 환경 친화적인 데다, 성능과 활용성이 뛰어나 일각에서는 ‘꿈의 절연재’라고까지 불린다.

PP를 이용한 전력케이블은 XLPE 케이블과 달리 가교(架橋) 과정이 필요치 않아 메탄가스 등의 유독물질과 각종 부산물이 발생하지 않는다. CO₂ 등 온실가스도 30%가량 줄어든다.

또 재활용이 불가능한 XLPE와 달리 폐기 후에도 각종 플라스틱 제품으로 재활용할 수 있어 환경 친화적이다.

가교 공정이 없어져 제조 속도와 효율이 30% 이상 증대되는 점도 장점이다. 비교적 열에도 강해 XLPE보다 상시운전온도가 높으며, 이로 인해 10% 이상 송전용량을 높일 수도 있다.

특히 얇은 기기선뿐 아니라 배전급과 송전급, HVDC 등 다양한 용도로 활용할 수 있다.

이런 장점으로 인해 최근 온실가스 감축과 신재생에너지 등 세계적인 친환경 이슈에 대응할 수 있는 최적의 소재로 꼽히고 있다

현재 이탈리아의 프리즈미안이 배전, 초고압, HVDC 분야 PP 기술의 개발·상용화를 추진해 왔으며, 국내에서 관련 프로젝트가 추진되기 전까지 PP 케이블 기술을 독점해 왔다.

◆한전, PP지중배전케이블 도입 작업 박차

국내의 경우 LS전선이 2006년 PP소재를 전선분야에 적용하는 기술을 최초로 개발했으며, 2010년 22.9kV급 배전용 PP절연케이블을 발표, 세계에서 2번째로 PP전력케이블 개발에 성공하는 성과를 거뒀다.

이후 한전이 PP 소재의 환경 친화적 특성과 함께 XLPE에 비해 송전용량을 높일 수 있다는 점에 주목하면서, 본격적인 국내 도입 작업이 추진됐다.

한전은 2013년쯤 친환경 요구와 경제성 향상 등 내외부적인 요인으로 PP소재의 장점에 주목했고, 국내에서 유일하게 PP절연케이블 관련 기술을 보유한 LS전선과 함께 PP절연 지중케이블 개발과제를 시작했다.

2013년 5월부터 2015년 11월까지 30개월간 진행된 개발과제를 통해 한전과 LS전선은 기존 XLPE 대비 상시운전온도는 20℃(90℃→110℃), 상시허용전류는 30A(250A→280A) 증가한 PP절연 지중케이블을 개발해냈고, 성능 검증에 필요한 기간을 대폭 단축할 수 있는 주파수 가속열화시험 등의 시험방법을 도출해냈다.

한전은 이와 관련 업계 의견 수렴을 거쳐 2016년 초 시범사업을 위한 구매규격을 제정·발표했으며, 2017년 남서울·대구경북·부산울산지역본부 등 3개 사업소를 대상으로 시범사업을 진행했다.

이어 ‘전선·케이블 제작사 간담회’를 개최, 시범사업 진행 경과와 구매규격 개정, 본격사용 검토 및 개선계획 등에 대한 업계 의견을 수렴했다.

아울러 이달이나 다음달 중으로 구매규격을 확정·발표하는 등 PP케이블 본격 도입을 위한 준비를 마무리할 예정이다.

◆한전·에기평, 초고압 과제 지원…저변 확대 기대

한전은 이와 동시에 PP를 초고압 케이블로 확대하기 위한 과제도 추진했다.

친환경 케이블 절연재로써 PP의 가능성을 높이 산 한전은 초고압 전선 제조사들과 함께 ‘친환경 비가교 절연기술을 적용한 154kV급 전력선 개발 과제’를 준비했으며, 최종적으로 ‘2017년도 에너지기술개발사업 신규과제’로 공모돼 일진전기 등 7개 기관이 이를 수행하게 됐다.

과제에는 한전과 에너지기술평가원이 각각 10억원씩 기금을 지원했으며, 민간에서도 10억원의 자금을 출연, 30억원 규모로 진행된다.

7개 기관은 4차연도에 걸쳐 ▲1차연도=PP절연케이블·접속재 자재 개발·평가 ▲2차연도=PP절연케이블·접속재 설계 및 시제품 개발 ▲3차연도=자체 PP절연케이블 시스템 평가 ▲4차연도=PP절연케이블·접속재 공인 타입 테스트 등을 수행해나가게 된다.

과제가 성공적으로 완료될 경우 정부의 저탄소 정책에 부합하는 친환경 전력선 기술을 확보하는 한편, 탄소배출 저감 효과를 얻을 것으로 기대되고 있다.

또 공동개발을 통한 기술독점을 방지하는 한편, 산학연 상생 성장이 가능하다는 점도 높이 평가받고 있다.

무엇보다 PP 기술의 저변을 확대하는 기반으로 작용할 수 있다는 점에서 업계의 큰 기대를 받고 있다.

한전이라는 확실한 수요처가 지원하고 있는 상황인 데다, 업계도 관련 기술 도입·개발에 적극 나서고 있어, 과제 완료 후 HVDC까지 개발 작업이 확대될 가능성이 높기 때문이다.

실제로 과제 수행 기관들은 154kV 케이블·접속재 개발 완료 이후 HVDC PP케이블 개발까지 검토할 예정이다.