지난해 광주본부·캐나다 AI연구센터·소부장 성과
업계 지원 적극 나서…그린뉴딜 참여도 큰 기대
[에너지신문] 한국전기연구원은 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회 산하 정부출연연구기관으로, 1976년 설립 이래 반세기 가까이 전력망 및 신재생에너지, 전력기기 및 초고압직류송전(HVDC), 공작기기·로봇·전동기 제어기술, 전력반도체, 배터리 및 나노, 초전도, 전기 의료기기 기술 등 국가 기본 인프라부터 첨단 기술에 이르기까지 다양한 전기 분야 연구개발 업무를 수행해 온 세계적인 연구기관이다.
또한 전력기기에 대한 국제공인 시험인증 기관으로서 세계 최고 수준의 설비와 전문 인력을 바탕으로 국내 전력기기 업체의 해외시장 개척에 크게 기여하고 있다는 평가다.
KERI는 풍성한 성과를 통해 2020년을 연구원의 비전인 ‘글로컬(Global + Local)’ 달성의 원년으로 만들었다. 지난 한해를 빛낸 KERI의 3대 성과를 소개한다.
‘서남권 에너지연구 핵심’ 광주지역본부 준공
서남권 전력·에너지 산업 혁신 성장의 근거지가 될 KERI 광주지역본부가 지난해 7월 1단계 공사를 성공적으로 마무리하고, 하반기부터 연구실 구축 및 전담 인력 배치 등 본격적인 업무 개시에 들어갔다.
KERI 광주지역본부는 광주 남구 압촌동 내 약 3만평 규모의 부지에 총사업비 742억을 투자, 구축되는 서남권 에너지 분야 연구시험 핵심거점으로, 1본부 4연구센터 1실 체제로 구성돼 광주 도시첨단산업단지를 ‘D3+DC GRID’ 허브도시로 만들기 위한 중심 역할을 수행한다.
D3는 정부의 에너지전환정책을 이끌어갈 주요 기술인 ‘저탄소(Decarbonization)’, ‘분산전력(Decentralization)’, 디지털(Digitalization)을 표현하는 용어이며, DC는 이를 효과적으로 실현하기 위한 직류(Direct Current) 시스템 기술을 의미한다.
KERI는 이러한 ‘D3+DC GRID’를 기반으로 광주지역본부를 ‘분산전력시스템’, ‘전력변환시스템’, ‘디지털에너지시스템’ 등 미래형 에너지 융복합 신기술을 집중 연구하는 에너지 신산업 혁신성장의 메카로 육성할 계획이다.
현재 KERI는 분산전력 및 전력변환, 디지털에너지 시스템 기술과 관련한 연구동·실험동·시험동을 설립했고, 각종 장비·비품 도입 등 내부 사무실 환경 구축을 통해 본격적인 업무를 시작됐다. 현재 광주에 새롭게 구축될 연구장비 및 시설 도입을 진행하고 있고, 2021년 2월까지 광주 근무자의 추가 이동과 신규 채용을 마무리하면 스마트그리드 기술 분야 세계 일류?선도 연구소를 위한 기반을 확고히 하게 된다.
향후 KERI는 광주지역본부를 활용하여 광주·전남 공동혁신도시로 이전한 다수의 전기·에너지 분야 유관기관 및 기업들과의 협력을 통해 호남지역이 대한민국 전력산업 발전에 중심적인 역할을 수행한다는 목표다.
캐나다 워털루대와 창원인공지능연구센터 구축
KERI는 지난해 창원시, 캐나다 워털루 대학과 손잡고, 인공지능(AI) 기반 첨단 제조혁신 전진기지가 될 ‘KERI-워털루대 창원인공지능연구센터’를 구축했다. 이는 세계 최고를 자랑하는 캐나다 AI 기술이 지역 산업경제에 본격 도입되는 신호탄으로 주목받았다.
알파고를 탄생시킨 ‘딥러닝’의 발상지인 캐나다는 AI 분야 세계 3대 강국으로 알려져 있다. 그중에서도 워털루 대학은 캐나다 이공분야 최고의 대학으로 제조업 응용 AI 분야 세계 최고 수준의 연구기관인 ‘워털루 AI연구소(Waterloo AI Institute)’를 보유하고 있다.
이번에 구축된 센터는 AI 기술을 창원시의 전통 기계산업에 접목, 스마트 제조 혁신 달성을 추진한다. 첨단 AI 기술이 접목된 지능형 공장(스마트 팩토리)은 기획·설계·생산·유통·제품 등 제조과정에서 수요와 공급을 효율적으로 조절하고, 불량률을 낮추는 등 최적의 업무 프로세스를 보장하는 제조업 특화 미래 인프라다.
특히 장비 유지비 절감 및 작업 효율과 생산성을 획기적으로 높일 수 있어 창원시가 제조업 혁신을 위해 추진하는 스마트 산단 사업의 성공적인 추진을 가능하게 할 것으로 기대된다.
KERI와 워털루대 공동연구팀은 2019년 말부터 기업을 방문해 현장 조사를 시작했으며, 올 초 1차로 창원산단의 카스윈, 태림산업, 신승정밀을 선정, 제조 현장에 AI기술을 접목하는 시범사업을 추진하고 있다. 해당 기업들은 ‘핵심 부품 고장 상태 진단’, ‘조립 지능화’, ‘효과적인 공구관리 및 제품별 최적 맞춤 가공’ 등 제조 혁신 효과를 보고 있다.
KERI와 창원시는 올해부터 매년 100억원 규모의 30여개 AI 관련 연구과제를 발굴, 수행할 예정이다.
KERI, ‘10대 나노기술’ 이름 올려
KERI의 ‘저가형 금속/그래핀 복합잉크 제조기술’이 지난해 과학기술정보통신부로부터 ‘10대 나노기술’로 선정됐다. 과학기술계 출연연으로는 유일하게 이름을 올렸으며, 국가과학기술연구회(NST)가 발표한 ‘소부장 출연연 대표 우수성과’ 선정에 이은 쾌거로 꼽힌다.
KERI 나노융합연구센터 소속 이건웅·정희진 박사팀이 개발한 이번 기술은 꿈의 나노 신소재라고 불리는 그래핀을 구리에 합성해 가격은 대폭 낮추면서도 뛰어난 전기 전도성을 갖는 잉크 기술이다. ‘전도성 금속잉크’는 말 그대로 전기가 통하는 잉크로, 각종 전기·전자기기의 부품 제조는 물론, 우리나라 소재·부품 산업 전 방위에 활용되는 필수 소재다.
연구팀은 세계 최초로 자체 개발한 ‘액상합성법’을 통해 구리와 그래핀을 효과적으로 합성, 구리의 산화 방지는 물론 잉크를 대량 생산할 수 있는 공정 기술을 확보했다.
특히 구리 중에서도 저렴한 마이크론 크기의 상용 구리 입자를 사용해 가격 경쟁력을 높였으며 구리 입자의 크기 및 형태(구형, 플레이크형, 덴드라이트형) 조절을 통해 다양한 전기 전도도를 갖는 패턴 전극을 확보할 수 있게 해 산업체에서 기술을 폭넓게 응용할 수 있도록 만들었다는 평가다.
이러한 성과는 높은 기술력을 인정받아 이미 금속소재 및 잉크제조 전문기업에 기술을 이전, 상용화를 진행하고 있다.
이미 기업에서 월 5톤의 구리/그래핀 입자 및 복합잉크 대량 생산설비를 구축 완료해 일부 제품을 판매하고 있으며 내년 상반기에 월 10t 규모까지 확대할 예정이다.
이를 기반으로 현재 국내 디스플레이 및 모바일 기기용 부품에 해당 기술을 적용, 품질 테스트를 진행하고 있으며 추후 자동차 전장 부품 및 배터리 분야로 확장해 관련 기술 분야를 선도한다는 목표다.
업계 지원부터 그린뉴딜 참여까지
KERI는 코로나 장기화로 수출길이 막힌 국내 전력기기 업체를 위해 ‘비대면 입회시험 서비스’를 실시하기도 했다. 입회자 방문 없이 실시간 온라인 영상을 통해 전력기기 물품 점검부터 시험 결과까지 전 과정을 확인할 수 있는 비대면 서비스는 LS일렉트릭을 비롯한 국내 업체들이 서비스를 받고 있으며, 이를 통해 차질 없는 수출 업무를 진행하고 있다.
아울러 KERI는 지난해부터 그린뉴딜 활성화에도 적극 나서고 있다. 부산테크노파크와 업무협약을 체결, KERI가 보유한 세계최고 수준의 전기기술을 활용해 부산신항 항만형 분산전원 공급시스템 구축 등 대형 뉴딜산업의 친환경성 및 효율성 높이기에 착수한 것.
KERI와 부산TP는 업무협약 체결을 통해 △MW급 태양광 발전소 운영효율 향상을 위한 스마트인버터 기술개발 협력 △부산지역 친환경 항만 구축을 위한 육상전원공급장치(AMP) 실증단지 개발 △연료전지 신뢰성평가센터 구축 추진 협력 △전력반도체(SiC) 기술분야 연구협력 및 관련 중소기업 지원 등에 나설 예정이어서 기대감을 높이고 있다.