1000MW USC 기술 적용---Cash Cow를 부르는 呼소(牛)文

[김수형]

1000MW USC 기술 적용---Cash Cow를 부르는 呼소(牛)文

2009년 두산중공업 기술고문 김수형

거대한 설비인 ‘USC 1000 MW 석탄화력발전기술’을 어떤 실증도 하지 않고 실용화 건설을 한다

는 것은 고객이 위험부담을 크게 갖게 하는 일이다. 1000 MW이니 규모가 너무 커서 실증설비를

만들기 곤란한 점은 인정해야 하고, 그 바로 아래 단계인 ‘USC 870 MW’는 이미 성공했으니, 자

연스레 Scale Up은 용납되어야 한다는 논리도 맞지만, 고객의 걱정을 덜어드릴 일 즉, 신뢰를 심

어줄 일은 두산중공업 스스로 애써야 한다는 주장을 편다. 물론, 공기업도 국산품을 받아들여야

한다는 논리와 함께. 

감사와 함께 서운한 심정

먼저, ‘단군이래 최초의 국산품 발전소’가 될 것으로 기대되는 1000 MW USC 석탄화력발전소 기술을 개발할 수 있게 지원해주신 지식경제부와, 연구과제 총괄업무를 수행한 한전 전력연구원, 그리고 主 참여기업인 두산중공업과 한전기술주식회사에 감사드린다.

그러나 한편으로는 감사하면서도 다른 한 편으로는 이 나라 발전사업의 主人인 발전회사와 한전, 지식경제부, 지금 몸담고 있는 두산중공업에도 서운한 면도 있다. 발전회사는 7년 전, 독자기술개발 국책과제 참여에도 소극적이었기 때문이고, 작년에 개발완료 후에도 이 기술에 너무 냉담한 것이 서운한 이유이며, 지경부는 이것을 휘어잡고 실증설비를 설치하게 만들지 못하니 섭섭하고, 한전은 그런 일에 관심을 가질 의무가 없는지도 모르겠고, 고객사가 이 기술을 좋아하게 만들지 못하는 두산중공업에도 섭섭하다.

 발전회사가 신규개발제품을 채용하지 않으려는 이유가 초도 개발제품에 대한 기술확신이 안 서기 때문이라니 그것은 이해할 수 있다.

“발전회사는 좋은 제품을 사 쓰면 그만이지 왜 특정 제작사 기술자립에 책임을 져야 하나?”라는 생각인 것 같은데, 일견 지당한 말 같지만, 국가의 發電을 책임진 '독점 국영기업'으로서, 국책과제 결과물을 받아들이지 않는 이유는 발전 5사 간 경쟁적인 경영평가 때문이다.

미국이나 일본은 전력회사가 모두 민간기업인데도 국책과제에 적극 참여해서 새로운 기술을 개발하는데, 우리는 왜 국영기업임에도 불구하고 사기업의 일반적 경쟁논리에 매달리는가? 국가가 개발하는 기술인데도, 개발하는 사람 따로, 쓸 사람 따로 노는 나라라니!

이제는 국산 발전소 가져야 한다

우리도 우리 손으로 설계하여 제작한 대규모 발전소를 가질 수 있게 되었다는 가능성에 감격하면서, 이 글이 1000MW USC 발전소를 국내에 건설하는 것은 물론이지만, 이를 잘 다듬어서 세계에 수출하는 명품발전소로 만드는데 작은 Hint라도 되기를 바란다.

대한민국 電氣歷史 120년에 여태 국산기술로 만든 발전소 하나 없었다는 것에 대해 지난 40여 년 간 이 業에 종사한 기술자로서 송구함을 숨기지 못하겠으나, 그 이유가 무엇이건, 그 책임이 누구에게 있건, 이제부터라도 ‘국민의 전기에너지비용 경감’이라는 우리 발전회사 공동의 목표를 위해, 관련자 모두 머리를 맞대고 혼신의 노력을 다 할 것을 촉구한다.

새로 개발한 기술이 비록 안정된 시스템이라고 증명되지는 않았지만, 이 시점에 우리가 할 일은 이것이다.

서로 “안 하겠다”는 자세에서, “어떻게 해서든 되게 해보자”는 것.

누구를 위한 공익기업인가?

우리는 한국의 발전산업에 대하여 巨視的 안목을 가져야 한다. 이미 2세대에 걸쳐 외국에 종속된 복합화력 가스터빈의 기술 노예상황을 살펴보자. 1세대는 십 수 년 전에 준공하여(예: 서인천 복합 및 신인천 복합), 오랜 기간 DSS(일일 정지/기동 운전)에 시달리며 전기생산을 해 왔지만, 수명이 다하고, 이보다 훨씬 더 열효율이 높은 가스터빈이 개발되자 2세대 신형으로 교체되었다.

(서인천 가스터빈 Up rate공사).

1세대 제작사 제품에 이어서, 2세대에서도 그 회사 제품을 쓰지 않을 수 없는 상황이다. 이런 종류의 Up rate(발전용량과 열효율을 동시에 높이는)공사비용도 엄청나지만, 그간의 고온부품 구입비는 전국적으로 합산하면 아마도 매년 2천억 원은 넘지 않을까?

국부유출이 너무 심각하다. 국민의 ‘전기에너지비용 경감’을 위해 뭔가 검토해 봐야 할 일이다.

가스 발전소가 석탄보다는 CO2 문제에 유리한 것은 알지만, 최근의 전력수급계획을 보더라도 서기 2015년 이후에 民間 발전사업자에 의한 가스터빈 신설도 많은데, 위와 같은 국부유출 문제에 대한 대책은 무엇인가? 소위 ‘공익기업’이라는 점을 ‘많이 강조하는’ 발전회사는 이 부분을 어떻게 생각해야 하는가?

“복합화력이 한참 들어오던 그 때에 죽이 되든 밥이 되든 국내 가스터빈 업체를 키웠더라면 오늘날 이렇게 되지는 않았을 것입니다”라고 말하던 어느 후배의 말을 듣고 충격을 받은 적이 있다. 이제 우리나라는 국책과제로 가스터빈 입구 가스온도(TIT)가 1,300℃인 5MW밖에 안 되는 소형 가스터빈을 개발하고 있고, 이어서 110MW급을 국책으로 개발하려 하는 중인데, 일본이나 선진국은 이미 1,300℃급 단계를 넘고, 1,500℃급도 넘어, TIT 1,700℃급 대형 가스터빈을 개발하고 있다. 우리는 아기를 잉태하고 있는데 외국기술은 뛰다 못해 날고 있다고 비유하면 좋을 것이다.

그리고, 앞으로도 발전회사와 민간회사는 국책개발 제품을 외면하고, 외국의 1,700℃급 대형 가스 터빈을 선택할 테니, 이런 악순환을 언제 타파할 것이며, 세습적인 기술노예의 쇠사슬을 어떻게 끊겠는가? 이런 일을 발전회사가 걱정하지 않으면 대체 누가 걱정하나?

‘오목눈이 노릇’을 계속하면 안 된다

몸집이 큰 외국에다 먹이를 계속 제공하는 ‘오목눈이’ 새 노릇을 그만 둬야 한다. 최근 우리나라에서 붐을 이루고 있는 신재생 에너지의 상당부분이 발전차액을 계산한 업체들과 외국기술이 합세하여 새 정부의 녹색성장정책에 편승해 더욱 기승(?)을 부리고 있다.

다시 생각해 보자.

연료전지를 예로 보면, 그 핵심인 값비싼 Fuel Cell은 미국정부가 소유한 기술이며, 우리는 보조기기(BOP)만 생산하는가 하면, Fuel Cell은 3~4년마다 새 것으로 바꿔야 하고, 심지어 ‘발전소 Operation이 주특기’인 발전회사의 소유일지라도 Operation은 미국에서 원격 운전한다.

이런 언급을 하는 것은, 외국기술에 대한 무조건적인 배척을 말하려는 것이 아니라, 우리의 독자기술이 어느 수준에 있는지를 살펴보자는 것이며, 국가적 차원에서 생각해서 과도한 외국 의존을 삼갈 것을 주문하고 싶은 것이다.

 우리나라 발전산업의 원조인 석탄화력은 어떤가?

보일러도 터빈도 Alstom과 GE에 엄청난 기술료를 지급하면서, 그들로 인해 중대한 기술결함이 생겨도 불리한 계약조건 때문에 큰소리치지 못하고 살았으며, 이제 겨우, 서서히 절교를 하는 단계에 와 있다. 이런 상황이기 때문에, 우리는 다 함께 진정으로 공익차원에서 국산기술을 걱정해야 하며, 이제 독자적으로 개발한 1000MW USC기술이지만 조속한 상용화를 위한 관계자 간의 이해관계를 하나로 조율하고 어떻게 하든 이를 성사시키는 데에 올인하기를 바란다.

이렇게 하여 값싼 연료로 발전하는 석탄화력을 기술자립시켜서 전기요금을 올리는 요소를 줄여나감으로써 ‘공익기업이라는 語義의 最高價値’를 실현시켜야 한다.

한국 발전산업의 구조적 약점

우리나라 발전산업이 국가의 경제성장률을 상회하는 전력성장률로 한국의 역동적인 경제성장을 뒷받침해 온 것은 자랑스럽고 가슴 뿌듯한 한전과 발전회사의 업적이다.

발전소 설계와 건설기술은 기능 별로 잘게 쪼개져서, 각 분야 별로 기술자립을 향해 나아가고 있지만, ‘발전 플랜트 통합 기술’은 자립되었다고 말하기 부족한 점이 있다.

건설 주관사(발전회사), AE 기술사(한전기술), 주기기 제작사(두산 중공업), 부대설비 제작사(국내 다수 제조업체), 시공사(국내 다수 건설업체), 정비회사(한전KPS), 시운전 회사(발전회사)로 분할되어 각자 상당한 수준에 도달한 것은 사실이나, 전체 플랜트 차원의 통합기술을 자립했다고 말하기에는 아직도 2% 모자란다.

발전소 건설기술 한 차원 높여야 한다

때마침 선진국들은 전력수요가 포화상태라 하는데, 우리는 신흥 성장국으로 새 발전소를 많이 짓다 보니, 우리의 현재 수준을 뛰어 넘는 신기술이 많이 도입되면서 발전소를 건설할 때마다 실로 많은 신기술을 익혔지만, 많은 시행착오를 거치면서 정상화시켜 나왔다.

시행착오 중에는 AE설계나 시공을 좀 더 잘 했으면 하는 부분이 특히 많았다. 그 동안 우리는 새로운 타입이나 격상된 용량의 발전소가 새로 들어올 때, 그 시스템의 문제를 지적하거나 시정할 겨를도 없이, 그럴 만한 지식도 부족하여, 2基 기준에서 수십 회의 고장정지를 감수해야 하는 쓰린 고통을 겪었음을 숨길 수 없다. 이제는 건설기술 수준을 높여야 한다. 발전소 건설의 문제점은 무엇인가?

건설 문제점 Big 3

Unit Trip 과다

   처음 도입되는 형식일 때 2Units 건설에 뒤따르는 발전정지가 두 자리 수를 넘긴다는 점.

   설계, 제작, 시공문제가 90%를 차지

건설 중 장기 정지 건수 과다

   건설 중에 설비고장으로 시운전을 못하는 날짜가 호기당 OO일 정도라는 점.

   특히 주 기기 제작상의 마무리 불량이 문제

Rework 과다

   건설시공 중 발행되는 Punch, Pending, TM, NCR, FCR, 시운전보조공사 건수 등 과다.

   특히 이물질이 가장 큰 문제, 작업 인부의 손끝기술 문제, 편의성 부족설계가 대부분.

물론 비싼 값을 치르고 정상화를 시키긴 했다. 이런 대량 고장과 저급한 문제점들의 고리를 끊어야 한다. 이를 시정하지 못한다면 발전소 건설을 잘 한다고 자랑할 수 없다. 이제는 발전소 건설기술을 한 차원 높여야 한다.

대량 고장의 원인은 무엇인가?

①     분할 발주 통합, AE 미흡

우리는 국내에서 주로 Piecemeal 방식으로 건설하면서, 플랜트 전체를 통합하는 기술부족으로 인해 많은 문제를 노출했고, 최종 고객인 시운전부서의 불만을 많이 샀다. 삼천포와 보령1,2호기 시절에만 해도 외국의 AE사가 설계를 했지만, 그들조차도 많은 착오를 보여주었다.

경계조건(Boundary Condition)만 맞으면 용량이 너무 큰 기기도 들어와 자동제어가 잘 되지 못하는가 하면, 운전에너지 소모량도 너무 많았다. Lay Out을 하면서도 40년 간의 소내 물류를 내다보지 않아 장기적 손실을 가져온다. 선진국조차도 그러하던 시절이니 별 도리 없었을 것이다.

이제 많은 시간이 흐른 지금 돌아보니, 우리 AE수준도 상당히 높아졌지만, Plant 통합기술과 정비작업을 고려한 설계, 그리고 주요 기기의 효율을 높이는 기술은 많이 높여야 한다.

②    주기기 제작사의 기술도약 의지 실종

정부의 정책으로 인한 것이지만, 국내 발전사업 一元化조치는 사실 작은 나라에서 과당경쟁을 막아 기업을 보호한 공은 인정되지만, 동종 기술 간의 경쟁을 없앰으로써, 기술 도약의 싹을 늦게 틔게 한 문제도 지적되어야 한다.

경쟁의 중요성은 새삼 언급할 필요조차 없는 상식이다. 김연아와 아사다 마오, 이치로와 이승엽 등 우리는 경쟁의 아름다움에 대해 알고 있다. 경쟁이 없는 기술발전은 기대해서는 곤란하다.

한국중공업은 복사 재생산에 매달려 기술자립에 대한 의지가 적었고, 경쟁에 대한 의식이 희박했다는 평가를 받는다. 기업으로서는 그럴 수 있다 해도, 국영기업에 상응하는 지위를 누리던 처지에서 국가의 발전기술을 분담받은 국가대표가 자립기술에 등한히 한 것은 지탄받을 일이다.

③     고객 무시

AE설계든, 주 기기나 부대 기기 설계든, 설계의 궁극의 목표는 ’고객가치실현’에 두어야 한다. 30여년 전에, 고객이 뭘 잘 모르니 설계자가 자기 중심으로 설계하던 그런 시절은 지나갔다.

이제 고객은 설계자의 자잘못을 따질 수 있는 위치에 와 있다. 설령 고객이 설계자보다 잘 모른다고 하더라도 설계자 중심 의식은 고객중심으로 바꿔야 한다.

무슨 작업 발판을 만들어 달라든지, 계단을 놓아 달라는 등 기술도 아닌, 대부분 ‘정성’에 관한 사항들이 왜 반복되어 일어나는가? 한중의 사훈을 ‘성(誠)’으로 오래 사용하였다.

“그런 것은 준공 후에 발전소 사람들이 해도 되는 일 아니냐?”는 사고 방식이라면, 고객만족을 뭘로 아는 건지…

기자재 구매도, 경쟁입찰해서 가격이 싼 것을 쓰지 않으면 안 되는데, 이 때 저가품은 품질불량이나 기능 불량으로 운전이 어려운 경우가 왕왕 나타났다. 특히 민간기업들은 한전그룹사에서 왜 고가품을 쓰는지, 사치스럽다 할 정도로 설계하는지, 의문을 품은 것이 사실이다.

민간기업도 ‘모든 책임을 다 지는 EPC건설’을 해 보니 싼 게 비지떡이라는 말을 확연히 느낄 수 있을 것이다. 한전에서는 이를 테면 EPC건설을 한 셈이니 고가품을 쓸 수밖에 없었다. 실제로 값이 싼 설계회사-싼 기자재-싼 시공사-돈 아끼려고 절대 준수할 사항을 안 지킨 결과, 아끼려 했던 돈보다 몇 배의 비용이 더 들어간 사실을 많이 겪지 않는가?

④     손끝기술 대충 작업

대한민국의 시공현장 기능공을 ‘노가다 취급’하여 업신여기는 한, 시공기술의 진보는 기대할 수 없다. 기능공에 대한 손끝기술을 여하히 높이느냐가 건설기술을 높이는 관건이다. 일본에서는 과학과 기술 그리고 기능의 3요소를 중시하여, 技能에 대한 인식을 技術과 科學과 同等視하고 있다. 기능공들이 책임감을 가지고 일하게 만들지 않는다면 프로젝트마다 시공 중에 발행되는 수천 건의 Punch와 그로 인한 자잘한 고장으로 시운전의 발목을 잡고, 공기를 지연시키는 일은 계속 반복될 것이다. 기능인들이 좀 더 과학적인 방법으로 시공하지 않는다면 외국과의 경쟁에서 이길 수 없다. 선진국 근로자는 PDA나 RFID로 시공해서 공기를 단축하는데, 우리는 아직도 왜정 때 배운 기술로 도면을 옆에 끼고 시공을 하는데 어떻게 선진국과 경쟁하겠는가?

건설을 많이 해본 베테랑 경험자들도 “이물질(異物質 Foreign Material)은 건설의 주적이다”라는 생각에는 못 미치는 것 같다.

“그것은 의당 치러야 하는 관행성 과정”이라는 찌든 때 묻은 생각에서 벗어나야 한다.

제작과정에서 제거되지 않은 작은 Chip, Shot Blast 찌꺼기, 기자재 보관과 운송 부주의로 생기는 녹, 방청용 기름기 등, 이러한 이물질은 시운전 과정의 Steam Blowing으로 해결한다는 관행을 타파해야 한다. Steam Blowing에 소요되는 에너지가 너무 많고, 기간도 너무 긴 것이 문제다. 그렇게 Steam Blowing을 해도 많은 두벌 일이 이물질로 인해 발생한다. 모두 돈이고, 모두 공기를 까먹는다.

원자력에서는 기기나 배관을 부착하기 전에 이물질을 완벽하게 제거했는지 검사를 받고 설치하기 때문에 화력과는 시공방법이 다르다. 시공 중에 굵은 파이프를 Chain Block으로 강제로 잡아당겨서 용접하는 등의 좋지 못한 ‘빨리 빨리’ 행위는 시공회사에서 나오는데, 그런 일이 없도록 시공회사를 동반자로 잘 키우거나 잘 지도해야 한다. 교육도 시키고, 강의도 해줘야 한다.

주 시공사의 협력사로 참여하는 회사들도, 낮아도 너무 낮은 덤핑에 가까운 가격으로 수주하니, 현실적으로 그럴 정신도 없겠지만, 반드시 기술을 가진 책임자와 공사비 손익을 챙길 줄 아는 사람을 써야 하고, 경험이 많은 숙련공을 보유해야 한다.

발전회사도, 시운전에서의 연소조정 기술을 사전에 보유하고 임해야 하는데, “EPC사업자가 모든 책임을 다 질 건데 우리가 공연히 왜 만져?”라는 식으로 기술적 협력에 방관자적 자세로 나오면 그 프로젝트는 성공하기 어렵고, 자동제어 Fine tuning은 모든 기기 조정상태가 완벽한 상태가 되었을 때 행해야 하는데, 그를 뒷받침하는 모든 측정장치의 기능이 완전한지, 기타 조건들을 정확하게 확인해야 하는데, 과연 그러한지…

“어찌되었건 이때까지 뭐 준공기일 못 맞춘 적이 있느냐?”고 말할지 모르지만, 준공기일을 맞추려고 건설품질을 희생시키면 안 된다. 이물질과 손끝기술 부족으로 생긴, 수십일 간에 걸친 시운전 중단사태도 이제는 그냥 넘어갈 時代가 아니다.

‘공동의 목표’ 의식

그 동안 발전사업 관련회사 별로 내 부서-내 물건-내 회사라는 수직적 사고에는 익숙하지만 수평부서끼리, 협력업체와 공동의 목표를 제대로 달성했다고 보기는 어렵다. 私企業일수록 이 문제는 부서장의 목표달성 걱정 때문에 더 심하다.

발전분야 종사자들의 공동의 목표는 무엇인가?

발주자와 공급자 간의 신경전에서 이기는 것도 아니요, 법적 분쟁에서 이기는 것도 아니다.

『명품발전소』를 만드는 것이 공동의 목표다. 이를 위해서는 발전기술을 ‘수직적 기기개념 위에서 수평적 플랜트 차원’으로 높여야 한다. “발전소 궁극의 목표는 단위 기기를 얼마나 훌륭하게 잘 만드느냐?”에서 출발하여, “플랜트를 얼마나 신뢰성 높게 운전할 수 있느냐?” 와, “열효율이 얼마나 높으냐?” 그리고 정비 비용이 얼마 드느냐?”로 이어지기 때문에, 이 목적을 달성하기 위해 내 것이 네 것과의 연관을 알아야 하고, 전체가 어떻게 움직이니 내가 어떻게 맞춰야 하는가를 생각해야 한다.

그런 가운데서도, 어떤 특정 기기가 더 강조되어야 전체가 살아나니, 무엇을 얼마 더 강하게 해야 하는데, “다같이 그것을 밀어주자” 라는 객관적인 관리도 생각해야 한다.

일본을 벤치마킹하자

J-Power(舊 電源開發주식회사)가 오늘의 일본 발전기술에 기여한 공로는 우리의 교훈이 되어야 한다. 일본 발전기술의 구심점이 되어 새로 개발한 기술을 실증하고, 그 과정에 배운 기술을 공유하여 오늘의 Toshiba, Hitachi, IHI, MHI, BHK 등을 육성시켰다. 국영기업도 아닌 私企業인 전력회사들이 통산성을 정점으로 전체 전력회사와 큰 제작사들이 투자하여 이 회사를 차려, 일사불란하게 움직인 결과 오늘을 만들었다. 독자기술은 가져야 하고, 작은 회사가 실증하기에는 너무 부담이 크고…거기서 그들은 명석한 결정을 내린다.

공동투자로 Risk Sharing을 한 것을 잘 생각해야 한다.

부화를 앞둔 줄탁동시

6년 간의 연구와 개발 끝에 잉태한 ‘국산 USC 1000MW’는 이제 껍질을 뚫고 세상으로 나와야 한다. 신기술이 부화하여 알을 깨고 나오려 할 때 어미가 밖에서 껍질을 쪼아주는 줄탁동시(啐啄同時) - 그것이 필요하다. 운전자, 정비자, 설계자, 제작자, AE회사들이 합심하면 알을 낳을 수 있고, 발전회사, 한전, 정부가 도와주면 줄탁동시가 되고, 한 여름에 웃통 벗고 서로 등물치기 하 듯 서로가 시원하게 될 수 있다.

이미 단 맛 쓴 맛 다 본 사람들이 무엇을 가리겠는가? 감추려 말고, 충고를 아끼지 말고, 서로 원하는 것을 제시하면 바로 거기서 해답과 함께 한국적 차별성이 나타나게 되어 있다. 우리끼리 무슨 內戰을 치르듯 선을 긋는다면, 한여름에 서로 등물 쳐주기는 영영 불가능해지고, 달걀은 부화되지 못하여 ‘곤 달걀’이 되고 만다.

발전회사는 정부가 실시하는 경영평가를 의식하여 신개발 기술을 쉽게 실증할 처지가 못 된다.

사실 발전회사는 완벽한 제품을 사 쓰기만 하면 되지, 공급자에 대한 保育책임이 있는 것은 아니라고 인정은 한다. 그리고 공급자가 고객에게 모험을 하도록 강요하는 것도 도리가 아니다.

그럼에도 불구하고 필자가 “발전회사가 제작사를 保育해야 한다”고 주장하는 것은, 대한민국 역사 상 최초로 獨立運動하듯(?) 개발한 신 기술을 줄탁동시로 부화하게 해야 한다는 국민적 요구를 등에 업고 협력을 호소하는 것이요, 일본과 같은 J-Power체제가 없기 때문에 부르짖는 것이며, 화력발전의 미래가 이 1000MW USC에 달렸다고 볼 수도 있기 때문에 하는 말이다.

실증설비를 생략하기로 한 개발과제

국책과제 1000MW USC는 Pilot 단계를 거치기에는 너무 큰 자금이 수반된다는 문제 때문에, 이 과제가 성안될 때부터 Pilot단계를 생략하기로 한 것이지만, 발전회사는 이 말을 믿을 수 없다. 그래서 이 단계를 건너뛰어 직접 實機에 적용하려는 것인데, 더군다나 세계최고의 증기조건에다

신뢰도 예측도 부정적이므로, 그 때문에 국책개발과제를 상용화하는 과정인 ‘상용화 연구과제’로 추진하자는 것이다.

‘상용화 연구과제’가 성사되면 이것이 곧 保育기간이 되는 것이며, 이 기간에 신뢰성을 確信할 수 있는 보강조치들을 할 수 있어서 무척 유익한 제도가 될 것으로 기대한다. 혹시 상용화 연구과제가 아니고, 직접 실기 건설을 해야 하는 경우에도, 반드시 보강할 기술을 보강하는 작업은 따로 수행해야 한다. 보강할 기술이란 무엇인가? 발전소가 신뢰성 높게 운전할 수 있도록 하는 기술, 편의성을 미리 마련하는 기술, 운전비가 적게 드는 기술, 지능화된 기술, 일관성 있는 기술, 시각적으로도 아름다운 발전소를 만드는 기술 등이다.

1석3조의 1000MW USC

발전기술자립 외에도, 1000MW USC가 2015년경에 준공되면 발전회사가 고민하는 문제 세 가지를 동시에 풀 수 있다.

연료비 원가를 낮출 수 있다. 초기 건설투자비는 좀 높지만 구입가격이 낮은 아 역청탄 혼소를 50%까지 할 수 있기 때문이다.

CO2문제에 유리하다. 증기온도/압력이 높아 열효율이 높으므로 기존 발전소보다 CO2배출을 7% 줄일 수 있다.

대규모 電源에 적합하다. 역시 석탄화력은 안전한 대규모 전원으로 입증되어 있다.

정부가 적극 발벗고 나서야

1000MW USC 채용에 입장 결정이 어렵게 된 발전회사가 주저한다면, 한전이나 정부가 ‘강력하게 주선하고 나서기를 주장한다(*주: 후일 정부가 적극적으로 나섰지만 한동안 성사를 시키지는 못했는데, 아무튼 정부 관계자에 감사한다).

“벤처들이 개발한 기술은 Venture Capital이 투자를 하지만, 개발도상국의 신 개발기술은 정부가 보증해야 상용화가 될 수 있다”는 주장을 신문에서 읽은 바 있다. 그렇지 않으면 영원히 선진국 기술의 횡포에서 벗어날 수 없기에, 한전이나 정부의 역할이 무척 중요한데, 최근에 지식경제부가 적극적으로 리드해 나가기 시작한 것을 다행으로 생각한다.

1000MW USC 발전소를 건설하는 그 자체가 중요한 게 아니고, 건설은 당연히 해야 하는 일이며, 문제는 “얼마나 ‘명품 발전소’를 만드냐가 더 중요하다”는 점이다.

 ‘명품 발전소’란 무엇인가?

이 점에 있어서 대단히 외람된 발언인 줄 알지만, 발주자인 발전회사도, 제작사도, 엔지니어링 회사도 모두 뚜렷한 철학을 가졌으면 한다. 우리 모두는 1000MW USC를 누가 먼저 적용할 것이냐에 신경이 곤두세워져 있지만, 정작 신경을 쓸 일은 ‘종전과 꼭 같은 시행착오를 얼마냐 줄일 수 있느냐에 모아졌으면 하는 바람이고, 특히, ‘명품 발전소’의 의미를 새로이 설정해서 그런 꿈을 한 번 실현시켜보는 것이 좋겠다는 것을 힘주어 말하고 싶다.

독창적 한국형 명품발전소를 만들자

1000MW USC는 우리나라 화력 최대의 대용량이면서 최초의 국산 발전소가 될 것이다.

“처음 개발하는 것을 왜 그렇게 크게, 세계 첨단 증기조건으로 개발했느냐?”고 질책할 필요는 없다. 이 참에 이것을 실증하자. 하는 김에 이것이 명품이 되게 하자. 그리고 수출하자.

독창적인 아이디어, 차별화된 우위기술로 세계에 팔리는 한국형 발전소를 만들자.

 아래 그림에서, 기본기술과 보강기술에 더욱 철저하고, 차별기술과 우위기술을 잘 살린다면 분명 ‘명품 발전소’를 가지고 세계와 차별화된 기술로 경쟁할 수 있다고 믿는다.

‘기술은 기본, 승부는 원가’

이 말은 두산중공업의 CTO, 기술연구원장인 윤종준 박사의 지론이다. 기술이 뒷받침되지 않고는 어떤 독창성도 내세울 수 없고, 원가경쟁력 없이 어떤 경쟁에도 이길 수 없다.

부족한 것은 무엇인가?

우리도 이쯤에서 우리 기술의 발자취와 향후 진로를 짚어 봄으로써 진취의 길로 나서 보자.

무엇이 부족한가? 조목조목 따져 보자

무엇이 문제인가? 조목조목 나열해 보자.

어떻게 바꿀 것인가? 조목조목 대책을 만들어 보자.

어떻게 하면 될 수 있을까? 조목조목 방법을 강구해 보자.

우리가 생각을 革命的으로 바꾸지 않으면 우리는 영원히 선진국의 올가미에서 벗어날 수 없다. 사기업도 아닌 공기업이 외국기술에 끌려 다니는 일을 더 이상 지속시켜서는 안 된다.

혁명적이라는 말은 무엇인가? 지금 내가 하고 있는 일 모두 개선해야 한다는 생각을 갖는 일이다.

반대로, 우리가 생각을 혁명적으로 바꾸면 못할 것이 있는가?

발전회사는 왜 1000MW USC를 적용하기를 꺼리는가?

어떤 발전회사는 (비공식적이지만) 건설인력 일감을 위해 그것을 채용하겠다고 하는데?

모두가 함께 힘을 합쳐서 일을 성공시키자는 것이 이 글의 논지다. 어떻게?

중지를 모으자. 이 기술을 거부할 만큼 ‘기술적인 이유를 가진 발전회사 기술진’과, 문제가 없다는 설계자와, 부분적으로 이를 검증한 회사가 모이자. 반대의견을 주장할 내외 참가자들도 다 모이자. 필요하다면 외국기술자도 끌어들이자.

 ‘명품 발전소’를 만들 수 있는 팀, 가칭 GIGA(100만kW)팀을 만들자.

지경부 주장을 새겨들어야 한다.

“Total Failure가능성이 없다면 밀고 나가야 한다”.

화력발전의 구심체는 어디에?

화력발전界는 원자력발전처럼 求心點이 없고 求心力도 부족하며, 進就性이 부족하다. 누가 나서서 “어떻게든 한 번 해봐야 하지 않느냐?”고 말하는 사람이 없고, 국책으로 개발을 해도 관심이 없다. 불확실하다고 생각하는 신 기술을 국산개발한 상태에서는 ‘적용을 거부하는데 명

예를 걸지 않는 것’ 즉, “누가 하든, 어떻게 하든, 적용을 하기는 해야 한다는 생각을 갖는 것”이 구심점이고, “둘러치든 메어치든 무슨 수를 써서라도 반드시 성사시켜야 한다고 생각하는 것”이 바로 구심력이며, “기왕에 만들 거 힘을 합쳐 배워가면서 한 번 멋지게 만들어 보자는 것”이 進就性이다.

제작사의 분발

이제는, 누구든, ‘일단 전기가 나오는 물체(品)를 만들기’만 하면 소임이 끝난다고 생각하는 1차원 의식에서 벗어나야 한다.

특히 두산중공업을 필두로, 국내 제작사는 더욱 이것을 절실하게 느껴야 한다. 일단 만든 다음의 단계는 그 물건의 質(질)이 좋아야 한다. 질을 높이려고 기능공들에 대한 관리와 배려를 잘 해야 하며, 그들을 고용하는 중소기업을 잘 대우해 주어야 한다. 거기에서 한 걸음 더 나아가 한 차원 더 格(격)을 높여야 한다.

 운영하는 사람들이 최고 안전하게 효율을 내도록 하는 일이 格이다.

이 말은 원칙적이고, Ideal한 말이니 부정할 사람은 없을 것이지만, 어떻게 구현하느냐 하는 구체적인 방법론에서는 ‘아는 만큼’ 사람마다 달라질 것이다.

중요한 포인트는 ‘지금 이대로는 안 된다’는 것.

지금 수행하고 있는 방식에는 반드시 개선점이 있다고 보고 들어가야 한다는 것. 지금 만약 문제가 없다고 느끼거나, “이 정도만 해도 잘 하는 것 아닌가?” 라고 생각하면 안 된다. 문제가 없는데 왜 현재 상황은 선진국보다 못하여 언제나 고장이 많고, 실 사용자들이 선택하지 않으려 하는가 말이다!

1000MW USC 評價法

신규개발한 이 발전소를 건설해주기를 요구하는 두산, 거부하는 발전사 사이에서, 지식경제부가 회합을 주도하면서 어려운 역할을 하고 있는 데 고마운 마음이지만, 지경부는 발전회사에 건설하라고 권유하면서 일을 성사시키는 방안을 만들어서 지금보다 열 배 더 강력한 리더십을 발휘하면 좋겠다. 발전회사의 많은 사람들은 Gladiator(검투사)의 싸움을 구경하는 형국인데, 지경부의 강압에 마지못해 눌린다면 이것은 어떤 의미에서는 발전회사들이 독자적인 결정권 Initiative를 정부에 뺏기고 마는 꼴이 된 것도 같아 진다. 이렇게 끌려 다닐 일을 자초해서야 되겠는가?

필자는 1000MW USC를 보는 시각을 종전과 다르게 평가하기를 바란다.

“국책과제니까 건설해야 된다”보다는, ‘발전기술 독립’을 위한 명분을 無視할 수 없다.

 언제까지 외국에 끌려 다닐 건가? 이 프로젝트는 분명 역사적인 명예가 된다는 점을 가볍게 여기기 어려운 작업이다. 더구나 공기업이라는 점을 감안하면 적극 나서야 의무를 다하는 것이다.

보일러는 지금 문제되는 발전소와 달리 그 씨가 태안5,6과 거의 같다

 對向式(Opposed Firing)은 구조적으로 보일러 튜브 과열이 적게 발생하며, 접선연소방식

(Tangential Firing)에 비해 매우 안정적인 것이 태안5,6에서 입증되었다.

터빈은 ‘열효율에 과욕을 부리지 않으면’ 성능이 나쁘지 않다는 것이 영흥에서 입증되었다.

 시제품을 만들 두중에서 열효율 목표를 알맞게 세우면 히타치 터빈과 별다르지 않다

보일러는 아 역청탄 50% 혼소가 가능하게 설계하여 한국적 여건이 반영되었다.

 일본에도 50% 혼소용 보일러는 아직 하나도 없다. 우리는 미리 아 역청탄 50% 혼소용 보일러로 설계했다. 물론 두산중공업은 제작비를 감내해야 한다.

건설 전에 이미 석탄 연소기술을 전수시켜 줄 수 있다

 건설 최종단계는 석탄 최적 연소기술이다. 이 보일러를 채용하면 고객은 최적 연소기법을 확실하게 알고 시운전에 들어갈 수 있게 될 것이다.

이제는 어떤 문제가 생기면 외국이 아닌 국내기술진이 즉각 해결한다

 두중도 운명을 걸고 고급 엔지니어를 현장에 상주시키면서까지 이 프로젝트 성공에 혼신의 노력을 기울일 것이다. Cash Cow로 키워야 하니까.

2015년경 준공하면 620℃ 아닌 600℃급은 구닥다리 발전소가 된다.

 유럽과 일본에서 지금 건설 중인 발전소들은 거의 620℃급이다. 2015년경이면 600℃는 옛날 얘기가 된다. 지금 620℃를 하는 것은 미래를 내다본 것이다.

이 참에 한 번 제대로 된 발전소를 만들어 보자

 힘 모아 발전소 종사자들이 환영할 ‘석탄화력 전용(專用)엔지니어링’을 개발하여 앞으로 건설하는 발전소에 다같이 적용해 보자. 일본 제품을 능가하는 환영이 있을 것이다.

준공 후에 발전사와 제작사가 해외수출에 동반진출하자

 국내 중소기업과 협력, 시운전분야 등에 동반 진출하여 발전회사의 활로를 개척해야 한다.

발전산업 경쟁규제가 풀린다 해도 누가 참여하더라도 독자기술문제는 똑같이 재현될 것이다.

 현대중공업 등이 국내 발전사업시장에 참여하더라도 결국은 지금의 두중처럼 독자기술문제 때문에 진통을 크게 겪는 기간을 맞이할 것이다.

Risk Sharing 걱정보다 Technical Risk 줄이기 먼저

특히, 건설 후에 생길 문제를 걱정하여 조목조목 어떻게 금전적 벌과금을 보상받아야 하는가를 걱정할 시간이 있으면, 그에 앞서 먼저 기술적으로 어떻게 하면 우려하는 문제를 없앨 수 있는지 또는 줄일 수 있는지에 대한 노력을 하자.

Risk Sharing보다 먼저 생각할 일은 우려하는 기술사항에 대한 Risk 제거에 힘을 쏟는 일이다.

반드시 일본제품을 능가해야 한다

지금은 허황된 구호처럼 들릴지 모르지만, 우리는 1000MW USC를 반드시 日製를 능가하는 제품으로 키워야 한다. 여기서 오해는 금물이다. 우리 제품이 “일제를 능가하자”는 것은 일본제품이 미워서가 아니라 탐이 나도록 좋기 때문이다. 그것을 뛰어 넘을 목표와 의지가 없다면 세계시장에 나가도 이길 수도 없다.

일제는 왜 좋은가? 품질이 좋고, 디자인이 좋고, 신뢰할 수 있기 때문이며, 문제가 생겨도 즉각, 社運을 걸고 서비스해주기 때문이다.

아니다. 그런 모든 것보다도 일제가 좋은 결정적인 이유는, 고객의 Needs를 최고로 잘 반영하여 설계한다는 점이다. 우리가 제작사나 설계자 중심의 발전소를 만들던 것과 달리, 그들은 빨리 손 털고 나가는 것을 생각하기 전에 거슬리는 문제를 철저하게 해결하려고 한다. 그런 문제 해결 결과는 다음 프로젝트에 Feedback시켜서 고객중심의 발전소를 만들고 있다는 점이다.

우리 제품은 그런 일본 발전소보다 더 잘 만들어야 한다. 그것은 구호나 의욕만 가지고 되는 일이 아니지만, 구호도 의욕도 없으면 더 못 한다.

‘능가일제’의 확고한 목표를 설정하고, 투철한 의욕을 가지고, 철저한 준비와 막대한 투자, 세심한 점검과 빠짐없는 Feedback만이 이를 가능케 할 것이다.

GIGA TEAM(가칭)을 發進시키자

1000MW USC는 ‘설계기술을 개발하는 연구과제’로서, 다들 우려하는 바대로 현재는 Paper Plant이므로, 이를 상용화하려면 부가적으로 개발할 일이 많이 있다. 이것은 단지 증기온도 620℃급 재료 개발, 보일러 & 터빈/발전기 설계, 보일러 & 보조기기 Control Logic, 플랜트 AE에 대한 기술만을 개발한 상태이기 때문이다.

플랜트가 제대로 운전되려면 이 외에도 개발해야 할 일이 많다. 고온재료 적합성, 냉각기술, 장축 터빈 진동저감 등, 상용화 연구를 추가로 해야 할 필요성까지 대두되며, 명품이 되기 위한 편의성-지능화-수익성 등을 개발하려면 분명 시간이 필요하고, 무엇보다 전문분야 별 전문기술자가 필요하다.

이를 위해 가칭 GIGA TEAM을 발진하는 것이 좋겠다. GIGA가 백만(1,000,000)을 뜻하므로, 1백만kW(1000MW)의 ‘발전소 전문 엔지니어링 팀’인 이 팀은 사계의 전문가들로 구성되는 전문가 집단이다. 이 팀은 1000MW USC가 성공을 하도록 이미 개발된 기술검증과 ‘명품 발전소’만들기 검토를 하는 팀이며, 목표는 ‘능가일제’다. 발전회사가 우려하는 문제점들을 하나 하나 監査를 하 듯 검증할 것이다.

 이제 “누가 건설할 것이냐?”보다, 아무튼 이미 주사위는 던져졌다고 생각해야 한다. 국내 실증 플랜트가 성공하도록 국내기술이 모두 집합하여 총력을 기울여야 한다. 국내외에는 전문가가 얼마든지 있다. 그들의 지식을 다 모으면 플랜트에 대한 지식이 모아 질 것이며, 이를 플랜트 차원으로 엮는 것이 경험자와 젊은 엔지니어들이 할 일이며, 여기서 우리는 2~3년 만에 일거에 우리나라 발전플랜트 엔지니어링 수준을 20년 앞당길 길을 발견하고 개발할 수 있다고 본다.

이 팀이 바로 1000MW USC 준공 후 초년도 계획예방정비를 마칠 때까지 일정에 맞추어 신뢰성을 높일 보강기술들을 제시하고 문제를 처리하는데 도움을 주고 문제를 Feedback시키는데 큰 역할을 할 것이다.

이 팀에는 당연히 발전5사 기술진도 적극적인 자세로 함께 참석하여, 기술제공은 물론이지만, 검토하는 내용을 스스로 확인해서 자신감을 가지고 프로젝트를 수행하게 만들어야 하고, 모든 참여자가 검토/결정한 내용은 플랜트 차원의 엔지니어링 기술로 승화시켜 공유함으로써 앞으로 신설하거나 개조하는 발전소에 큰 기술로 사용되게 하자는 것이 GIGA TEAM의 Big Picture이다.

만약 K-POWER(1000MW USC 건설-시험-검증-기술습득을 위한 독립적인 발전회사)라도 설립된다면, 이 팀의 역할은 자연히 거기서 수행해야 하겠다.

그런데 누가 지어?

 “누가 짓든 지어야 한다”는 것은 동의하더라도, 막상 닥치면 NIMBY가 된다. 답은 간단하다. 발전회사가 지어야지 누가 짓겠는가! 어느 발전회사? 이 부분이 탁 막히는 포인트다.

프로젝트를 수행하면서 기술문제는 GIGA팀이 책임지고 예방하고 처리하는 조건이라면, 어느 발전회사가 구심력을 발휘하여 진짜 국가와 민족을 위해 앞장서면 더 없이 좋겠다. 그렇게 되기를 간절히 염원한다.

이 때 이 회사에는 歷史的 貢獻에 상응하는 파격적인 인센티브가 주어져야 한다. Pilot Plant 건설비용이 들지 않게 되는 것을 생각하면 이런 인센티브는 費用도 아니다.

그것도 정 어렵다면 발전5사 모두 다 참여해야 옳지 않은가? 거기서 얻는 기술이나 해외진출 등에의 Favor는 공유하자. 그도 어려우면 K-Power를 만들고 자금을 분배하는 방안도 있을 것이다. 결국, 정부나 한전(5사 求心體)이 주도해서 3조라는 막대한 자금에 대한 문제를 잘 교통 정리하는 것도 큰 도움을 줄 것 같다.

남들은 날아가는데

일본의 1000MW 석탄발전소는 지금 자동연소(Combustion Automation)를 하고 있다. Exit Gas O2를 2.8% 전후가 되게 설정만 하면 연료가 역청탄으로 열량-휘발분-회분-수분 등이 거의 일정하기 때문에 가능한 일이다. 이런 ‘쉬울 것 같은 고도의 기술’을 구가하면서 그들은 이미 저만치 날아가고 있는데, 우리는 아직도 거부냐? 수용이냐? 문제로 발목이 잡혔는가 하면, 자동제어도 국산품을 개발했지만 이를 수용하라 하면 더 펄쩍 뛸지도 모른다. 이러다가 언제 우리가 우리 기술을 구사한다는 것인가?

어느 천년에 일본을 능가하겠는가? 백년하청-. 그렇다 百年下請 신세를 언제 면하자는 말인가?

Prognostic Action

과거 선진국이 우리에게 베풀어준 기술교육이나 발전소 건설에 대해 존경심을 가지고, 그 그늘에서 우리는 많 것을 배우고 깨우쳤다. 지금까지 많은 시행착오가 있었지만 기술 없는 나라의 설움 즉, 성장통이었다.

그러나 이제는 우리의 독창시대가 열릴 것이다.

선진국이 가르쳐 준 것, 그들에게서 배운 것을 자양분으로 삼아, 이제 우리는 새로운 지식을 창조할 것이다. 이제는 발전소를 건설하거나 운전하는데 있어 피동적인 Passive입장을 벗어나 능동적 Proactive 자세로 바꾸자. 사후 약방문을 날리며 뒷북 치던 사후조치 자세(Diagnostic)에서 미리 문제를 예견하여 사전에 조치하는 사전행동(Prognostic Action)으로 바꾸자.

 1000MW USC 건설에 임하는 자세도 바꾸면 어떨까?

“미리 예상문제를 해결하는 자세가 중요하지, 미리 예상손해를 걱정하는 것은 덜 중요하다.”

Cash Cow와 소여물

이 글은 발전회사, 엔지니어링사. 제작사를 포함한 모든 발전사업 종사자에게 호소하는 글이다.

국민의 위임을 받은 기업으로서 자립한 우리 기술을 완성시키자고,

한 단계 더 높은 기술로 발전소를 잘 건설하자고,

대규모 석탄화력의 저렴함과 안전성을 보여주자고,

그래서 국부유출을 막고 국익을 창출하자고,

목놓아 외치는 先輩의 피맺힌 절규다.

발전소는 창공을 나는 비행기도 아니고, 대양을 가르는 선박도 아닌데, 땅 위에 뿌리박고 서 있는 발전소만 왜 아직 기술을 자립하지 못해 제 발로 서지 못하는가?

이대로 있어서는 절대 안 될 일이다. 이제 기축년 소의 해를 맞이하여 1000MW USC는 분명 Cash Cow가 될 준비를 잘 갖춰야 한다. 이 호소문은 바로 돈이 되는 소(Cash Cow)를 부르는 呼소(牛)문이기도 하다.

1000MW USC 발전소는 국내에서의 성공을 거쳐 전력수요가 증대되는 인도시장을 필두로 수출의 물꼬를 틀 것이다. 40년 이상 노후한 발전소를 많이 가진 미국과 유럽을 중심으로 Retrofit시장 전망도 밝다. 친환경적 기능을 가진 이 명품은 높은 열효율로 CO2문제에 유리하여 수출의 효자가 될 것이다.

GIGA Team이 개발하는 보강기술은 바로 이 소에게 먹일 ‘소여물’이 되어 이후에 건설되는 모든 발전소와 노후 발전소 개조 등에도 이 교과서적 먹이가 될 것이다.

이렇게 하여 키운 1000MW USC의 성공은 1차적으로 ‘명품 발전소’를 만들어 궁극적으로 국부유출을 방지하고 국익창출에 크게 기여함으로써 ‘국민의 전기에너지 비용경감’이라는 우리 모두의 공동의 목표를 달성하게 할 것이다.

누가 “1000MW USC를 채용하면 역사의 죄인이 된다”고 말하는가? ‘역사의 주인’이 되는 거창한 사업을 두고 말이다.