첨부 1		DC 배전용 전기기기 수요창출 전략(안)

DC 배전용 전기기기 수요창출 전략(안)

2015. 3

한국전기산업진흥회

한국전기산업기술연구조합

					목 차
I. 추진배경 및 필요성 1 1. 직류(DC)배전용 전력기기의 필요성 1 2. 직류(DC)배전용 전력기기의 이점 1 II. DC 배전용 전기기기 신 시장 동향 2 1. 국내시장 2 2. 해외시장 3 III. 목표 및 추진전략 5 1. 목 표 5 2. 추진전략 5 IV. 전략과제별 세부 추진내용 7 1. R&D 투자강화 7 2. 국제표준화 및 인력양성 8 3. 보급․확산 10 3. 실행 계획 13 V. 기대 효과 13

	I				추진배경 및 필요성

1		직류(DC)배전용 전력기기의 필요성

□ 교류(AC)의 장점(장거리 송전 용이성 등)으로 현재까지 사용되지만   디지털 부하 및 신재생과 분산전원시스템 및 ESS연계, 고효율 및 인체에 미치는 영향 등을 생각한 저탄소 녹색성장으로 인해 직류(DC)전원 및 직류 전력기기의 필요성이 부각됨

<미래의 옥내용 DC배전망 체계>

2		직류(DC)배전용 전력기기의 이점

□ 직류(DC)배전용 전력기기 사용 시 이점

ㅇ 전력을 변환하는 과정이 줄어듦으로 전력효율 상승에 따른 경제적 이점

※ 원전 1기의 전력생산에 대비하는 경제적 이점

ㅇ 전압이 일정함으로 동일 교류전압대비 절연비용의 경제적 이점

ㅇ 회로의 간소화로 인한 제품크기 감소 및 효율상승으로 인한 전기요금 감소, 전자기파에 따른 인체영향 감소 등의 이점

<교류배전과 직류배전의 특성 비교>

구 분	교류(AC)	직류(DC)
전압 변환	변압기, 정류기, 전력변환장치 필요	DC/DC 전력변환장치 필요
송전 방식	회전기를 통한 3상 송전	2상 송전
절연 비용	직류의 1.4배	교류보다 저렴
계통 연계성	위상, 주파수, 크기, 회전방향 동기화 필요	전압크기만 동기화 필요
전력품질	2단계 전력변환에 따른 EMC 증가	1단계 전력변환으로 인한 EMC 감소
분산전원 연계	계통 연계 복잡	분산전원 시스템과 계통연계 용이
예비 전원	UPS를 통한 상시 비상전원 준비	축전지를 직접 연결에 용이
LED, 형광등 조명	2단계 전력변환 필요	1단계 전력변환 또는 불필요
전자기파 영향	근접기기에 유도장해	유도장해 없음
전동기 비용	제작이 용이하고 가격이 저렴	교류보다 고가
보호기기	아크소호에 유리	아크소호에 불리

※ 직류(DC)의 장점이 교류(AC)에 비해 월등히 많음

	II				DC 배전용 전기기기 시장 동향

1		국내 시장

□ 추진동향

ㅇ (R&D·기반구축) 전기연구원과 전력연구원 주도로 DC 변압기  개발 진행. 전품연은 ‘14년부터「DC 전기·전자기기 산업육성」을 위해 부품 신뢰성 시험평가 마련 등 연구기반 구축사업 추진 중

ㅇ (보급․확산) 전기연구원의「저압직류 개폐장치 성능평가시스템」구축 및 전기용품안전관리법 시행규칙 개정으로「저압직류 개폐장치」는 금년 8월부터 “안전인증 의무화”

□ 국내시장

ㅇ (시 장) 6,500억 원(‘15) → 1조 7,000억 원(’20) → 3조 3,500억 원(‘25)

Region and Segment /억 원		2015년	2020년	2025년	2013-2020	2020-2025
	Data Centers	62	237	551	33.2%	14.1%
	Telecom/Village Power	6,330	16,590	32,440	37.6%	14.8%
	Commercial Buildings	20	97	281	38.0%	10.5%
	Military Applications	42	151	300	12.5%	13.3%
Total		6,454	17,075	33,572	37.8%	13.2%

※ Source: Navigant Research(2013~2025), 전기산업통계(저압기기) 등을 참고하여 진흥회 작성

ㅇ (수 출) 1,900억 원(‘15) → 6,800억 원(’20) → 1조 6,800억 원(’25)

※ Source: Navigant Research(2013~2025), 국내 저압기기류 시장 및 생산실적(2012)

2015년 30%, 2020년 40%, 2025년 50% 수출비중을 가정하여 진흥회 작성

ㅇ 기술 주도업체 : KD POWER, 전자부품연구원

2		해외 시장

□ 추진동향

ㅇ (미국) 마이크로그리드에 저압 직류배전 적용확대 및 Emerge Alliance의 저압 직류배전 표준발표 및 IEC 표준화 추진

ㅇ (EU) 스웨덴의 저압 DC 공급방식 검토, 소규모 DC망 실증추진

및 핀란드의 AC 20㎸/400V → DC 750V 계통전환 타당성 실증

ㅇ (일본) 통신업계 주도로 IDC 공급용 400V 직류배전시스템 구축

□ 해외시장

ㅇ (시 장) 64.6억 달러(‘15) → 170.8억 달러(’20) → 335.7억 달러(’25)

Region and Segment/백만불		2015년	2020년	2025년	2013-2020	2020-2025
	Data Centers	6	16	60	39.9%	30.4%
	Telecom/Village Power	35	80	148	30.7%	13.2%
	Commercial Buildings	5	14	29	51.2%	15.2%
	Military Applications	42	151	300	44.5%	14.8%
North America		88	261	537	39.0%	15.6%
	Data Centers	32	118	203	51.6%	11.5%
	Telecom/Village Power	104	379	686	39.6%	12.6%
	Commercial Buildings	12	66	184	64.9%	22.7%
Europe		148	563	1,073	43.4%	13.8%
	Data Centers	22	95	261	70.4%	22.4%
	Telecom/Village Power	4,144	10,112	16,549	31.7%	10.4%
	Commercial Buildings	3	13	60	55.0%	36.1%
Asia Pacific		4,169	10,220	16,870	31.9%	10.5%
	Data Centers	2	8	27	N/A	28.9%
	Telecom/Village Power	2,050	6,021	15,053	30.6%	20.1%
	Commercial Buildings	0	4	8	N/A	13.2%
Rest of World		2,052	6,033	15,088	30.6%	20.1%
Total		6,457	17,077	33,568	31.8%	14.5%

※ Source: Navigant Research(2013~2025)

ㅇ 기술 주도업체 : ABB, Schneider-Electric, Emerson Network Power, Alstom, Eaton, Johnson Control Inc, Siemens AG

ㅇ 주 시장 : IDC, 가정 및 빌딩, 전기자동차 충전기 등

* 전기자동차 충전기는 2015년 9,000대 규모에서 2020년 98,000대(평균 41% 증가)로 아태지역 40,000대, 유럽지역 34,000대, 북미지역 20,000대, 나머지 4,000대 순으로 전망됨

Region and Segment/백만불	2015년	2020년	2025년	2013-2020	2020-2025
Data Centers	62	237	551	40.5%	23.3%
Telecom/Village Power	6,333	16,592	32,436	42.8%	21.8%
Commercial Buildings	20	97	281	35.3%	20.4%
Military Applications	42	151	300	31.5%	15.5%
Total	6,457	17,077	33,568	31.8%	14.5%

※ Source: Navigant Research(2013~2025)

	III				목표 및 추진전략

1		목 표

□ 세계일류 선도기술을 통한 경쟁력 확보기회

ㅇ ICT 및 전기기기 기술력 보유, 차세대 DC 배전기술 사업화에 적기

- (한 전) HVDC 기간망 또는 분산전원과 연계한「DC 배전구축 계획」 수립 및 추진 중

- (기 업) 디지털 TV, 냉장고, LED 조명 등 직류용 전기기기 기술력 보유

- (국 민) DC 홈 시범사업 참여를 통해 약 10%의 전력소비 절감실현 및 소형화 및 회로 단순화로 인한 구매 비용 감소

※ 직류 사용 후 절약 비율(가정 전구 LED 교체 후) : K-MEG 자료 근거

□ 신 시장 창출을 통한 글로벌 중소기업 육성

ㅇ 국민생활과 직결되는 안전성․편리성․경제성을 고려하고 가전 및 LED, DC House, IDC, 신재생(태양광, ESS, 마이크로그리드), 전기자동차 충전기 등 “다양한 직류 저압 산업과 융합을 통한 “신 시장 창출”

ㅇ 영세 소규모 중소기업 중심의 DC 배전용 전기기기 산업을 국가지원을 통해 “글로벌 전문기업”으로 육성

ㅇ 2,800여 전기기업 중 1,000여개 영세 중소기업(매출 50억원 이하) 분포

□ 국가주도 전략수립을 통한 체계적 육성

ㅇ 산발적으로 한전 및 전기연구원, 일부기업 등에서 R&D 및 표준화를 추진 중에 있으나, “정책 총괄부서 부재로 일관적인 발전 가능성 미흡”

- 전기 및 전자 융합산업임을 감안하여 전자전기과로 정책수립 및 추진주체의 일원화 필요

2		추진전략

비전

2025년 세계 1위 DC배전용 전기기기 기술강국 진입을 위한 기반구축

목표

구 분		2015년		2025년
수 출		1,900억원		1.2조 원
고용인력		6,000명		3만 명
세계시장 점유		2.0%		5.0%
기술수준(세계 수준대비)		40%		95% 이상

전략

기술개발 및 표준화, 인력양성 → 보급․확산 →  글로벌 신시장 수출 확대

추진

분야

및 과제

1		R&D 투자강화

① 전기기기 글로벌 중소기업 육성을 위한 중단기 기술개발 로드맵 수립

② 수요처의 협력기업과의 공동 R&D 및 실증사업 추진

③ 전기관련 국책연구소의 기존 연구개발 기술을 기업과 공동 사업화

2		국제 표준화 및 인력양성

① 단체→국가표준 제정, IEC 국제표준화 활동지원

② 에너지인력양성사업과 연계하여 전기전자과 대학 우선 지원

③ DC배전용 전기기기 포럼을 신설하여 표준화 주도

3		보급․확산

① 법․제도 기반조성을 통한 보급․확산

- 직류 송배전 구축 및 이용촉진법

- 옥내용 DC 배전용 전기기기 설치 장려금 지원

② 해외진출 타당성 조사 및 실증 시범사업 추진

- 수출보험료 지원 병행, 전력산업기반기금 지원 신설

	IV				전략과제별 세부 추진내용

1		R&D 투자강화

□「DC 배전용 전기기기 신산업」창출을 위한 R&D 투자강화

ㅇ「전기기기 글로벌 전문기업」육성을 위한 체계적인 R&D 투자

ㅇ 중단기 기술 및 내용

분야	항목	단계별 기술개발 및 내용					예산 (억원)	선진국대비
		2015	2017	2020	2022	2025
보호 기기	개폐기 및 차단기	DC분전용 누전차단기(∼5kA) 및 MCB(∼10kA) DC MCCB(∼50kA) 및 ACB(∼65kA) DC MS 소(∼500V,∼100AF), 대(∼600V,∼800AF), 태양광용(∼1000V,∼2000AF) 주택/아파트/산업단지 등 표준에 따른 용량별 맞춤 개발 철도용(1500∼3000V급) 개발					300	40%
DC Home	LED	DC전원용 고효율 LED 개발 DC Home 부하별 전력변환장치 및 보호기기 적용 인체 무해 테스트 병행					100	50%
	전력 변환 장치	고효율 전력변환장치 개발 회로 부피 최소화 및 보호회로 개발 DC Home용 전기기기에 적용 및 실증					100	60%
	가전 제품	DC전원을 위한 플러그 및 콘센트 개발 (표준화 병행) 디자인 및 부피 최소화를 고려한 가전제품 개발 DC용 고효율 가전제품 개발					500	10%
전기 자동차	충전기	고효율 충전기 개발 무선 충전기 (급속 포함) 급속 충전기 (완충 20∼30분) 보호모듈 및 급속충전용 장수명 배터리 / 플러그, 콘센트 / ESS연계 / 탑재형					1,000	50%
산업 시스템	IDC	ESS 및 신재생 연계형 전력변환기 모듈 개발 고장감시(모니터링) 장치 및 무정전 시스템 연계 한전 배전망 연계					200	10%
신재생 에너지	전력 변환 장치	ESS 연계형 전력변환기 모듈 개발 고효율 DC 배전용 전력변환기 개발 (변압기 포함) 한전 배전망 연계					500	40%
실증	DC Home	옥내 직류 배전 보급 전직류 가정 (All DC House) Zero Energy House					1,000	5%

※ 자료원 : 산업계 설문조사

□ 수요처 ↔ 협력 중소기업 간「공동 R&D 및 실증사업」추진권고

ㅇ 한전의 DC배전 기술개발 사업에 투자유도

- DC배전 실증사업에 가정용까지 확대

- R&D 예산증액을 통한 협력 중소기업에 투자확대

※ 한전의 빛가람 Energy Valley 구축과 연계한「한전협력 유관기관 및 기업

R&D 센터」나주지역 설립검토

ㅇ 가전기기 완성품 생산업체인 삼성, LG 등 대기업에서 협력 중소기업에 대한 DC배전용 전기기기 및 가전제품에 R&D 투자 유도

□ 국책 연구기관 성과(연구개발) 사업화를 위한 기업에 R&D 지원

ㅇ 전기연, 전품연 등의 기존 연구개발 기술을 기업과 공동 사업화 추진

2		국제표준화 및 인력양성

□ 표준화 활동 강화 및 지원

ㅇ 단체표준 및 국가표준 제정

- 2030년까지 국제기준에 부합한 100여건의 표준화 제정

- 전원, 설비, 부하분야 집중하며 학계와 연구계 중심으로 진행

분야	항목	단계별 표준화 로드맵 내용
		2015	2017	2020	2022	2025
직류전원	배전전압	표준전압 전압강화
	관련기술	신재생에너지연계기술 DC 전력품질 배터리 연계 기술
	시험인증/적합성평가	전력변환시스템의 환경/전기적 신뢰성 전력변환시스템의 성능 적합성
직류설비	접지안전	인체감전 기준 정립 누전 종류 및 검출법 표준 접지방식 표준
	관련기술	전력품질 향상 대책 보호 제어 기술 LVDC 차단 기술 및 적용 결선도 아크소호, 전압허용 범위, 전식 고려 DC 절연 기준 표준화 DC 누전차단기 성능 평가 기준
	시험인증/적합성평가	DC 시험 설비 구축 DC 차단기 성능평가 기준 수립 DC 누전 차단기 성능평가 기준
직류부하	가전기기	직류 전압 표준(저전압/고전압) 저전압 직류 기기 개발 및 기준 고전압 직류 기기 개발 및 기준 기기별 전압 표준 고효율 직류 전용 제품 개발 및 기준
	전기용품 및 연결기기	전압 표준 안전성 저전압 플러그/콘센트 및 직류 하이브리드 분전반 개발 고전압 플러그/콘센트 및 직류 하이브리드 분전반 개발 극배치 규격화 (오동작 방지) 오동작 방지 구조, Lock구조 개발 안전한 개폐성능 직류아크를 고려한 절연내력 향상 전열물 두께와 내열성능 향상 소형화
	관련기술	직류아크 대책 기계식 구조 신재생에너지, 에너지저장장치 연계 기술 개발 및 기준 활선절연저항 모니터링
	시험인증/적합성평가	전력변환효율 성능 적합성 안전 적합성

<중단기 표준화 내용>

※ 자료원 : 산업계 설문조사

ㅇ IEC 워킹그룹(SEG4, TC64 등) 활동 및 세미나, 산업대전 등 활동 지원

ㅇ 가칭「DC 배전용 전기기기 포럼」운영

☞ 전력기반기금「전력표준화 및 인증지원사업」에서 재원확보

□ 인력양성

ㅇ「에너지인력양성사업」연계하여 대학(전기전자과)에 우선지원

※ 기초-전문-고급 과정

ㅇ 관련 학회「산학연 전기기술 인력양성 지원센터」내 DC 배전

표준화 인력양성을 위한 교육과정 수립유도

3		보급·확산

☞ 기술(표준화)과 시장을 연결하는 옥내용 DC 배전기기 신시장 창출

□ 법․제도 기반조성을 통한 보급․확산

□ (단 기) 전기설비기술기준의 전압레벨 명확성 및 전력계통 연계성 기준마련

ㅇ (제4142-2 사용전압) 대지전압이 300V이하로 규정되어 있는 내선

규정의 직류공급 전압결정

ㅇ (인체의 안전 확보기준 신설) 직류공급에 따른 최소 감지전류  안전기준 확보

ㅇ  (전기차 충전시설을 고려한 직류전원 공급설비 요건 신설) DC전압을 전원으로 사용하는 전기차 전원공급설비 기술기준에 DC 배전확산 검토

ㅇ (전력거래 및 계통연계 기준의 마련) 계통 사고 시, 고립운전 가능 또는 마이크로 직류그리드 등과 같은 집단적 분산전원에 대한 계통보호의 연계조건을 개별기기가 아닌 접속점(PCC)에서의 단일화 등 연계기준 마련 등

※ IEC/SMB(표준화관리위원회) SEG4의 규정을 토대로 국제 규정 활용

□ (중 기) 가칭「직류 송배전 구축 및 이용촉진법」마련

ㅇ LVDC 상용화를 위한 법․제도 제정과 지능형 전력망의 구축 및 이용촉진에 관한 법률 연계성 검토

ㅇ 시행계획의 수립․시행, 연구개발 및 국제협력 촉진, 인증․표준 등

ㅇ 건축물, 전자제품 등 옥내용 DC배전기기 설비 및 부하기기 이용 산업의 사용권장 조항 신설(건축물관리법, 전자제품 관련 규정법, IDC 관련법 등)

□「옥내용 DC 배전기기 설치 장려금 지원 사업」신설

ㅇ DC 배전기기 보급을 통하여 전기에너지 절감

ㅇ 전기사업법(제47조)·시행령(제24조), 전력산업기반조성사업 운영규정

(제4조) 개정

ㅇ 신규예산 확보 : 전력산업기반기금

□「한전 R&D 사업계획」과 연계한 적극적인 투자촉진 유도

ㅇ DC 배전기기 보급확산을 위하여 R&D, 해외진출, 홍보지원 등

ㅇ 한전의 빛가람(Energy Valley) 사업과 연계한 실증시범 또는 고압 DC   실증사업 시 병행 추진

- 한전은「2015년 광주전남 빛가람 혁신도시 지역진흥사업」에 2,622억 원 투자(R&D 및 실증사업 포함)

- 저부하 장거리 고압선로 전압 DC 배전전환 실증, DC 마이크로그리드 실증, 현재 한전의 ESS 및 HVDC 실증단지의 부하망 DC 배전실증 등

※ ESS 및 HVDC 실증단지 부하망을 이용할 시 DC를 AC로 변환하지 않아 저비용 실증 가능

□ 「대․중소기업 상생협력 촉진에 관한 법률」에 근거하여 가전 대기업의    DC배전 부하기기 사용권장 및 마켓지원

ㅇ 법률 제12조 제3항(대기업의 중소기업에 판로확대 지원) 적용

ㅇ  DC배전기기 이용 전자제품 펀드 조성(대기업 출연 검토)

□ 해외진출

□「해외진출 타당성 조사 및 실증 시범사업」의 추진

ㅇ 주요 타겟지역 타당성조사(기술 및 시장 등 환경, 인증)

ㅇ 타당성 조사를 통한 주요 타킷국의 실증사업 추진으로 해외시장 확산

- 고효율 전기기기, 신재생에너지 등을 사용하는 저에너지 친환경 주택사업에 DC배전의 장점을 도입한 DC 배전용 전기기기 시범사업 등

□ 부하기기(가전기기, 사무용기기 등) 생산 대기업 ↔ DC 전력설비 중소기업 간「협력 네트워크 구축」추진

ㅇ 정기적 네트워크 및 기술교류회

□「국제 DC 배전용 전기기기 컨퍼런스」정기적 개최

ㅇ 국내외 전문가 간 정보교류 활성화를 위한 인적 네트워크 구축 및  보급-확산 추진

ㅇ 소요예산은 전력산업기반기금(수출산업화사업)에 반영

□「국제전시회 홍보관」운영 및「바이어 초청 수출상담회」추진

ㅇ 국내는 한국전기산업대전 및 스마트그리드전, 해외는 하노버, IEEE/ PES 등 Global Major 전력·전기전에 중소기업 홍보관 지속 운영

ㅇ 해외 유력바이어 초청 수출상담회(코트라 협력) 개최 병행

□「중전기기기술개발기금」을 활용한 R&D 및 수출사업으로 우선 지원

ㅇ 지원규모 : 연간 100억 원

ㅇ 지원내용 : R&D(장기저리융자), 수출용원부자재 구매(저리융자),

수출보험료 지원(출연), 해외 기술트렌드 정보 제공(출연)

4		실행 계획

□ (점검체계 구축) 추진과제의 차질 없는 이행점검 및 신규과제 발굴을 위해「DC 배전용 전기기기 협의회」구성․운영

ㅇ (구성) 정부, 기업(가전+전기 대기업 및 중소기업), 연구원, 한전, 지원기관(에기평, 전력기반조성센터) 등 참여

※ 산업부(전자전기과) 주관, 전기․전자진흥회」협조

		DC 배전용 전기기기 협의회
		【간사:전기·전자진흥회】
R&D-표준화 실무분과				법-제도개선 실무분과			해외진출 실무분과
【R&D-표준화 기획, 수행 등】				【보급-확산 방안 연구】			【해외진출 방안 연구 등】

ㅇ (기능) 각 기관별 발전전략의 세부 추진계획 협의

□ (지속발전 계획) 전략방안 시행과정에서 산․학․연 등의 의견을 지속적으로 청취·시책을 발전

□ (R&D 계획) AC/DC 혼용에서 차츰 DC화로 정착

	V				기대 효과

□ (국가 및 공급처)

ㅇ 전력 변환과정 손실 감소로 원전 1기 이상의 대체(또는 건설)하는 효과

ㅇ 2035년까지 에너지 수요 13%, 전력수요 15% 절감 목표에 이바지

ㅇ 에너지저장장치 시스템 직접 연계에 수월함으로써 무정전 효과

□ (산업계)

ㅇ 직류제품(가전제품, 전기자동차 충전기, LED, IDC 등)에 대한 전력기기부분 R&D 세계 최고 수준의 기술력 보유

ㅇ 새로운 시장 개척으로 인한 먹거리 창출

ㅇ 경쟁국보다 앞선 세계시장 도약으로 초기시장 선점에 유리

ㅇ IDC센터에 ESS연계로 고효율, 고품질 전력사용 가능 정전에 대한 대처 가능

□ (수요자)

ㅇ 기존의 교류(AC) 사용 대비 전기요금 10%이상 절감

ㅇ 가전기기의 소형화 및 디자인의 다양화로 인한 가정내 환경 개선

ㅇ 전력변환장치 소형화 및 정류기 제거로 인한 가전기기의 구매가 하락

ㅇ 가정용 ESS 설치 용이로 인한 블랙아웃 예방

첨부 1-2		중장기 전력인프라 구축 전략수립 제안

4. 전략분야 및 과제

4.1 과제명 : DC 배전용 전기기기 표준개발

4.1.1 정의 및 선정 배경

□ 정의

ㅇ 국민생활과 직결되는 안전성․편리성․경제성을 고려하고 가전 및 LED, DC House, IDC, 신재생(태양광, ESS, 마이크로그리드), 전기자동차 충전기 등 신 시장 창출과 선점을 위한 ”DC 배전용 전기기기 표준개발“

□ 선정 배경

☞ DC전원 도입은 제2의 승압사업에 버금가는 에너지효율 향상 사업으로 향후 세계시장 선도를 위한 지원이 시급함

ㅇ (에너지 효율증대) 전기가 보급된 이후 교류(AC) 기반 송배전 체계가 운영되고 있어, 최근의 직류(DC) 수요를 지원하는 과정에서 비효율*이 발생

* TV, 냉장고, 컴퓨터, LED등 대부분의 전기전자 제품 내부에는 DC를 사용하고 있어 AC

→DC 변환 컨버터가 필요하며, 변환 과정에서 3∼5% 전력 손실 발생

ㅇ (DC 대세) 가전 등 기존 제품의 스마트화(반도체 내장) 및 전기자동차, ESS, LED, 태양광의 보급 확산에 따라 DC사용량 증가

- 반도체(프로세서)는 DC전원을 이용하고 있고, 태양광에서 생산되는 전원도

DC이며, LED도 일종의 반도체로 DC를 사용

- 향후, 전기자동차의 충전설비 수요확대 및 배터리에 DC를 저장하는 ESS

보급으로 DC사용이 더욱 확대될 전망

* 최근 중국을 중심으로 초고압직류송전(HVDC) 보급이 활발하게 추진되고 있으며,

정부도 “직류송배전추진단”을 구성하여 예타 조사 진행 중

ㅇ (동일 출발선) DC분야는 기술수준이 선진국과 동등하여, 다양한 실증 및 연구를

통해 'First Mover'로 도약할 수 있는 기회 확보 가능

4.1.2 국내외 기술 동향

□ 국외(글로벌 시장)

ㅇ 64.6억 달러(‘15) → 170.8억 달러(’20) → 335.7억 달러(’25)으로 연평균 각 31.8%와 14.5%의 성장전망

- 2015년) 아시아 (4,169백만불), 기타(2,052백만불), 유럽(148백만불),  북미(88백만불)

- 2020년) 아시아(10,220백만불), 기타(6,033백만불), 유럽(563백만불),   북미(261백만불)

- 2025년) 아시아(16,870백만불), 기타(15,088백만불), 유럽(1,073백만불), 북미(537백만불)

구분(/백만불)		2015년	2020년	2025년	2015-2020	2020-2025
	Data Centers	6	16	60	39.9%	30.4%
	Telecom/Village Power	35	80	148	30.7%	13.2%
	Commercial Buildings	5	14	29	51.2%	15.2%
	Military Applications	42	151	300	44.5%	14.8%
North America		88	261	537	39.0%	15.6%
	Data Centers	32	118	203	51.6%	11.5%
	Telecom/Village Power	104	379	686	39.6%	12.6%
	Commercial Buildings	12	66	184	64.9%	22.7%
Europe		148	563	1,073	43.4%	13.8%
	Data Centers	22	95	261	70.4%	22.4%
	Telecom/Village Power	4,144	10,112	16,549	31.7%	10.4%
	Commercial Buildings	3	13	60	55.0%	36.1%
Asia Pacific		4,169	10,220	16,870	31.9%	10.5%
	Data Centers	2	8	27	N/A	28.9%
	Telecom/Village Power	2,050	6,021	15,053	30.6%	20.1%
	Commercial Buildings	0	4	8	N/A	13.2%
Rest of World		2,052	6,033	15,088	30.6%	20.1%
Total		6,457	17,077	33,568	31.8%	14.5%

* Source: Navigant Research(2013~2025)

ㅇ 품목별로 통신/가정용 시장 → IDC용 시장 → 군사용 시장 → 상업용 시장 순

- 2015년) 통신/가정용(6,333백만불) → IDC용(62백만불) → 군사용(42백만불) → 상업 빌딩용(20백만불)

- 2020년) 통신/가정용(16,592백만불) → IDC용(237백만불) → 군사용(151백만불) → 상업 빌딩용(97백만불)

- 2025년 통신/가정용(32,436백만불) → IDC용(551백만불) → 군사용(300백만불) → 상업  빌딩용(281백만불)

구분(/백만불)	2015년	2020년	2025년	2015-2020	2020-2025
Data Centers	62	237	551	40.5%	23.3%
Telecom/Village Power	6,333	16,592	32,436	42.8%	21.8%
Commercial Buildings	20	97	281	35.3%	20.4%
Military Applications	42	151	300	31.5%	15.5%
Total	6,457	17,077	33,568	31.8%	14.5%

* Source: Navigant Research(2013~2025)

ㅇ (미국) 마이크로그리드에 저압 직류배전 적용확대 및 Emerge Alliance의 저압

직류배전 표준발표 및 IEC 표준화 추진

ㅇ (EU) 스웨덴의 저압 DC 공급방식 검토, 소규모 DC망 실증추진 및 핀란드의

AC 20㎸/400V → DC 750V 계통전환 타당성 실증

ㅇ (일본) 통신업계 주도로 IDC 공급용 400V 직류배전시스템 구축

- ABB, Schneider-Electric, Emerson Network Power, Alstom, Eaton, Johnson

Control Inc, Siemens AG 등 기술 주도전망

☞ 전 세계 주요 국가들은 ‘에너지 효율향상’을 핵심 정책 아젠다로 선정하    고, DC배전·스마트그리드 실증사업을 다각도로 추진중으로 DC 도입효과가 가장 큰 IDC(Internet Data Center)를 필두로 홈·빌딩으로 확대하고 있음

□ 국내

ㅇ (시 장) 6,500억 원(‘15)  → 1조 7,000억 원(’20) → 3조 3,500억 원(‘25)

- (수 출) 1,900억 원(‘15) →  6,800억 원(’20) → 1조 6,800억 원(’25)

※ Source: Navigant Research(2013~2025), 국내 저압기기류 시장 및 생산실적(2012)

2015년 30%, 2020년 40%, 2025년 50% 수출비중을 가정하여 진흥회 작성

ㅇ (R&D·기반구축) 전기연구원과 전력연구원 주도로 DC 변압기 개발 진행

전품연은 ‘14년부터「DC 전기·전자기기 산업육성」을 위해 부품 신뢰성 시험평가

마련 등 연구기반 구축사업 추진 중

ㅇ (보급․확산) 전기연구원의「저압직류 개폐장치 성능평가시스템」구축 및 전기용품안전관리법 시행규칙 개정으로「저압직류 개폐장치」는 금년 8월부터 “안전인증 의무화”

□ 국내외 관련 기술 로드맵

분야	항목	단계별 기술개발 및 내용					예산 (억원)	선진국대비
		2015	2017	2020	2022	2025
보호 기기	개폐기 및 차단기	DC분전용 누전차단기(∼5kA) 및 MCB(∼10kA) DC MCCB(∼50kA) 및 ACB(∼65kA) DC MS 소(∼500V,∼100AF), 대(∼600V,∼800AF), 태양광용(∼1000V,∼2000AF) 주택/아파트/산업단지 등 표준에 따른 용량별 맞춤 개발 철도용(1500∼3000V급) 개발					300	40%
DC Home	LED	DC전원용 고효율 LED 개발 DC Home 부하별 전력변환장치 및 보호기기 적용 인체 무해 테스트 병행					100	50%
	전력 변환 장치	고효율 전력변환장치 개발 회로 부피 최소화 및 보호회로 개발 DC Home용 전기기기에 적용 및 실증					100	60%
	가전 제품	DC전원을 위한 플러그 및 콘센트 개발 (표준화 병행) 디자인 및 부피 최소화를 고려한 가전제품 개발 DC용 고효율 가전제품 개발					500	10%
전기 자동차	충전기	고효율 충전기 개발 무선 충전기 (급속 포함) 급속 충전기 (완충 20∼30분) 보호모듈 및 급속충전용 장수명 배터리 / 플러그, 콘센트 / ESS연계 / 탑재형					1,000	50%
산업 시스템	IDC	ESS 및 신재생 연계형 전력변환기 모듈 개발 고장감시(모니터링) 장치 및 무정전 시스템 연계 한전 배전망 연계					200	10%
신재생 에너지	전력 변환 장치	ESS 연계형 전력변환기 모듈 개발 고효율 DC 배전용 전력변환기 개발 (변압기 포함) 한전 배전망 연계					500	40%
실증	DC Home	옥내 직류 배전 보급 전직류 가정 (All DC House) Zero Energy House					1,000	5%

□ 전기진흥회 산업계 설문조사에 따른 기술로드맵(안)

4.1.3 국내외 시장 및 특성

□ 국외(글로벌 시장)

ㅇ 세계적으로 DC배전 도입이 가시화됨에 따라, IEC·ITU 등 주요 표준화기구에서

DC 관련 표준화를 활발히 추진 中

- (IEC) '09년부터 1,500V 이하의 저전압 DC 배전시스템에 관한 표준 제정을 위해 다수의 워킹그룹(SG4, TC64, TC23, SC23E)을 운영 中

* DC안전성(인체감전, 화재발생 등)을 포함하여, ‘20년까지의 중장기 로드맵 수립

- (중국) 독자적으로 DC 관련 표준(YD/T 2378-2011)를 제정 중에 있으며, 최근 통신용 DC전압을 기존 240V에서 380V로 상향할 계획

- (기타) ETSI(유럽), ITU(통신표준) 등 다수 기관에서 표준화 추진 中

□ 국내

ㅇ (실증사업) 가정, 빌딩, 사무실을 대상으로 한 DC배전 실증 추진

- 전자부품연구원 주관으로 ‘DC Home 실증 테스트베드 구축사업(‘11.6월~’12.5월, 기술료)*’을 통해 이론적 효율성을 검증(5%의 효율향상)

- 제로에너지 건물, 에너지 자급자족 도시 건설을 목적으로 K-MEG 세부사업에서

서울대학교 일부 건물에 DC배전을 실증

* LED조명, 사무용기기(PC, 프린터), 공조기 등을 DC로 공급

ㅇ (R&D·기반구축) 전기연구원과 전력연구원 주도로 DC 변압기 및 댁내 DC배전기술개발 과제(LVDC 배전계통 및 요소기기 설계)를 진행 중

- ‘14년부터 DC전기전자기기 산업육성을 위해 부품 신뢰성 시험평가 등을 위한 연구기반 구축사업 추진 中

* ‘14년～’19년, 총 사업비 135억원(정부 100억원), 주관기관 : 전자부품연구원

ㅇ (실용화 분야) KT는 그린IDC의 일환으로 ‘08년에 신축한 목동 IDC 센터에 DC 전원공급방식을 채용하여 20%의 에너지절감 달성

* UPS(무정전전원장치)에 전력저장시 AC → DC → AC변환이 불필요해 에너지 절감이 가능하며, 공조시설 등 관련 설비 에너지도 절감 가능

□ 국내외 수요처 현황

ㅇ (한 전) HVDC 기간망 또는 분산전원과 연계한「DC 배전구축 계획」

수립 및 추진 중(‘14.2.29)

ㅇ (기 업) 디지털 TV, 냉장고, LED 조명 등 직류용 전기기기 기술력 보유

ㅇ (국 민) DC 홈 시범사업 참여를 통해 약 3%의 전력소비 절감실현 및 소형화 및

단순화로 인한 구매 비용 감소

※ 직류 사용 후 절약 비율(가정 전구 LED 교체 후) : K-MEG 자료 근거

4.1.4 중점 목표

□ DC 배전용 전기기기 표준개발

-해당 프로젝트의 필요성

ㅇ 교류(AC)의 장점(장거리 송전 용이성 등)으로 현재까지 사용되지만, 디지털 부하 및 신재생과 분산전원시스템 및 ESS연계, 고효율 및 인체에 미치는 영향 등을 생각한 저탄소 녹색성장으로 인해 직류(DC)전원 및 직류 전력기기의 필요성이 부각되고 있으나 시장선점을 위한 표준화 작업은 미흡한 실정임

-핵심 과제

ㅇ 직류 전원, 직류설비 및 직류 부하 등 DC 배전용 전기기기의 표준개발

- 2025년까지 국제기준에 부합한 100여건의 단체 및 국가표준 제정

- 전원, 설비, 부하분야 집중하며 학계와 연구계 중심으로 진행

분야	항목	단계별 표준화 로드맵 내용
		2015	2017	2020	2022	2025
직류 전원	배전전압	표준전압 전압강화
	관련기술	신재생에너지연계기술 DC 전력품질 배터리 연계 기술
	시험인증/적합성평가	전력변환시스템의 환경/전기적 신뢰성 전력변환시스템의 성능 적합성
직류 설비	접지안전	인체감전 기준 정립 누전 종류 및 검출법 표준 접지방식 표준
	관련기술	전력품질 향상 대책 보호 제어 기술 LVDC 차단 기술 및 적용 결선도 아크소호, 전압허용 범위, 전식 고려 DC 절연 기준 표준화 DC 누전차단기 성능 평가 기준
	시험인증/적합성평가	DC 시험 설비 구축 DC 차단기 성능평가 기준 수립 DC 누전 차단기 성능평가 기준
직류 부하	가전기기	직류 전압 표준(저전압/고전압) 저전압 직류 기기 개발 및 기준 고전압 직류 기기 개발 및 기준 기기별 전압 표준 고효율 직류 전용 제품 개발 및 기준
	전기용품 및 연결기기	전압 표준 안전성 저전압 플러그/콘센트 및 직류 하이브리드 분전반 개발 고전압 플러그/콘센트 및 직류 하이브리드 분전반 개발 극배치 규격화 (오동작 방지) 오동작 방지 구조, Lock구조 개발 안전한 개폐성능 직류아크를 고려한 절연내력 향상 전열물 두께와 내열성능 향상 소형화
	관련기술	직류아크 대책 기계식 구조 신재생에너지, 에너지저장장치 연계 기술 개발 및 기준 활선절연저항 모니터링
	시험인증/적합성평가	전력변환효율 성능 적합성 안전 적합성

-현재 수준 및 목표

ㅇ 전기설비기술기준의 전압레벨 명확성 및 전력계통 연계성 기준마련

- (제4142-2 사용전압) 대지전압이 300V이하로 규정되어 있는 내선 규정의 직류공급   전압결정

- (인체의 안전 확보기준 신설) 직류공급에 따른 최소 감지전류  안전기준 확보

- (전기차 충전시설을 고려한 직류전원 공급설비 요건 신설) DC전압을 전원으로 사용하는 전기차 전원공급설비 기술기준에 DC 배전확산 검토

- (전력거래 및 계통연계 기준의 마련) 계통 사고 시, 고립운전 가능 또는 마이크로 직류그리드 등과 같은 집단적 분산전원에 대한 계통보호의 연계조건을 개별기기가 아닌 접속점(PCC)에서의 단일화 등 연계기준 마련 등

※ IEC/SMB(표준화관리위원회) SEG4의 규정을 토대로 국제 규정 활용

4.1.5 사업 추진 전략

□ 중장기 인프라 구축 로드맵

□ 추진 전략

ㅇ 정부, 기업(가전+전기 대기업 및 중소기업), 전기연구원 및 한전 등 참여하는 협의회를 구성하여 추진

		DC 배전용 전기기기 협의회
		【간사:전기·전자진흥회】
R&D-표준화 실무분과				법-제도개선 실무분과			해외진출 실무분과
【R&D-표준화 기획, 수행 등】				【보급-확산 방안 연구】			【해외진출 방안 연구 등】

□ 정책제안

ㅇ「해외진출 타당성 조사 및 실증 시범사업」의 추진

- 주요 타겟지역 타당성조사(기술 및 시장 등 환경, 인증)

ㅇ 타당성 조사를 통한 주요 타킷국의 실증사업 추진으로 해외시장 확산

- 고효율 전기기기, 신재생에너지 등을 사용하는 저에너지 친환경 주택사업에 DC

배전의 장점을 도입한 DC 배전용 전기기기 시범사업 등

ㅇ 부하기기(가전기기, 사무용기기 등) 생산 대기업 ↔ DC 전력설비 중소기업 간「협력

네트워크 구축」추진

- 정기적 네트워크 및 기술교류회

ㅇ「국제 DC 배전용 전기기기 컨퍼런스」정기적 개최

- 국내외 전문가 간

ㅇ「국제전시회 홍보관」운영 및「바이어 초청 수출상담회」추진

- 국내는 한국전기산업대전 및 스마트그리드전, 해외는 하노버, IEEE/ PES 등

Global Major 전력·전기전에 중소기업 홍보관 지속 운영

- 해외 유력바이어 초청 수출상담회(코트라 협력) 개최 병행

□ 사업예산

ㅇ 전기진흥회 산업계 설문조사에 따른 기술로드맵(안) 사업비 3,700억원 중 표준화 및 표     준화 기반구축의 일환으로 2015~ 2025년까지 총 100억원 내외

4.1.6 기대효과

□ (국가 및 공급처)

ㅇ 전력 변환과정 손실 감소로 원전 1기 이상의 대체(또는 건설)하는 효과

ㅇ 2035년까지 에너지 수요 13%, 전력수요 15% 절감 목표에 이바지

ㅇ 에너지저장장치 시스템 직접 연계에 수월함으로써 무정전 효과

□ (산업계)

ㅇ 직류제품(가전제품, 전기자동차 충전기, LED, IDC 등)에 대한 전력기기부분 R&D 세계 최고 수준의 기술력 보유

ㅇ 새로운 시장 개척으로 인한 먹거리 창출

ㅇ 경쟁국보다 앞선 세계시장 도약으로 초기시장 선점에 유리

ㅇ IDC센터에 ESS연계로 고효율, 고품질 전력사용 가능 정전에 대한 대처 가능

□ (수요자)

ㅇ 기존의 교류(AC) 사용 대비 전기요금 10%이상 절감

ㅇ 가전기기의 소형화 및 디자인의 다양화로 인한 가정 내 환경 개선

ㅇ 전력변환장치 소형화 및 정류기 제거로 인한 가전기기의 구매가 하락

ㅇ 가정용 ESS 설치 용이로 인한 블랙아웃 예방 등