초전도기술에 대한 산업화 필요성이 제기되어 '99년 11월 산업자원부에서는 산·학·연 관련 전문가로 구성된 ‘초전도 산업화 추진 정책자문단’을 구성하고 2개월 동안 기술개발을 위한 세부 추진전략을 수립하였으며, '00년 1월 관련 산업계의 CEO를 모시고 초전도기술의 산업화 추진전략수립을 위한 산 학 연 관 정책세미나를 개최했다.

산업자원부에서는 2000년 초 초전도기술을 ‘21세기 돌파산업’으로 집중 육성키로 결정했으며 이를 통해 초전도기술 개발과 실용화를 체계적으로 연계할 수 있는 구심점인 ‘초전도기술 산업화지원 센터’의 설립이 추진됐다.


초전도기술의 특성


기존의 전기기술은 “전기저항으로 인한 손실을 어떻게 하면 최적화시킬 수 있는가?”로부터 출발하는 기술이지만 초전도기술은 기존의 기술과는 달리 전기저항이 없는 초전도현상을 이용한 것이기 때문에 새로운 차원의 혁신적 기술이라고 요약할 수 있다. 따라서 이 기술을 산업에 적용할 경우, 다음과 같은 막대한 이점을 얻을 수 있다.

△에너지 절약 효과로 현재 발전기, 변압기, 송전선 등과 같은 전력설비에서의 7%정도의 손실을 초전도기기를 사용하면 극저온 냉각시스템을 포함하여도 1/2 정도인 3.5%정도까지 감소시킬 수 있다.

△자원 절약 효과로는 초전도기술은 전력기기의 소형·경량화가 가능하기 때문에 제작하는데 사용되는 재료자원과 가공하는데 소비되는 에너지 그리고 설치면적 등의 자원면에서 대폭적인 절약이 기대된다.

초전도기술의 목표는 동일 용량에서 중량 및 크기가 현재의 설비의 1/2이하이며 이로 인해 제작비용도 또한 저감될 수 있다.

△고에너지밀도 효과로 현재의 전력기기의 대용량화는 가공기술이나 운반수송 등의 면에서 대략 Scale merit의 최적화를 도모하고 있으나 미래의 전력계통의 확충을 위해서는 더욱 더 설비의 대용량화가 요구되고 있다.

초전도기술은 고 에너지 밀도화가 가능하여 현재 설비와 동일한 크기에서 2배 이상의 용량확대가 가능하다.

△고성능화 효과는 미래의 전기에너지 시스템의 확대를 위해 기존의 기술에서는 수만에서 백만볼트의 초고압화에 의한 방법밖에 없으나 초전도기술은 수만 볼트 이하의 저전압에서도 대전류화가 가능해 초고압에서 저압으로 전압을 내리기 위한 변전설비가 생략이 가능할 뿐만 아니라 전력계통의 안정도저하에 직접적인 영향을 주는 발전기의 리액턴스도 줄어들어 전력의 품질향상도 기대되는 등 전기에너지시스템에서 새로운 기능의 부여가 가능하다. 즉, 초전도기술에서는 도심부의 초고압케이블 계통에서 154kV→345kV→765kV의 전압단계를 생략 22kV로 통일이 가능하다.

△ 경제적 특성


국제 초전도 산업 Summit(ISIS*)에서 1996년 결정된 초전도 기술시장 예측분석 결과에 따르면 1995년 연간 17억$ 정도의 세계시장이 2020년에는 2,440억$의 규모의 막대한 시장으로 확대될 것이라고 전망하고 있으므로 막대한 시장을 갖는 새로운 기술이다.
△ 산업적 특성


향후 국가 경제의 생존 전략 차원에서 다양한 산업으로의 기술 파급효과와 신산업을 창출할 수 있는 핵심기술 개발이 필요하며 초전도기술은 복합기술로서 다른 어떤 분야보다 기술 파급의 스펙트럼 효과가 크고 기존에 없는 새로운 개념의 기기 출현으로 신산업 창출에 크게 이바지 할 수 있다.<도표>
△ 환경적 특성


초전도 기기가 산업분야에 응용될 경우 효율향상을 통해 화석연료 소비를 감소시켜 CO2 배출량 절감에 기여 할 수 있다. 즉 초전도 기기가 2010년부터 실제 계통에 투입되는 경우 2010년 한해 동안 전력생산 시 발생하는 CO2량의 3.72%에 해당하는 약 178만 c-t의 CO2 발생 절감효과가 발생할 것이다. 그리고 2020년에는 약 230만 c-t의 CO2 발생량을 줄일 수 있다. 1 c-t의 CO2 절감에 필요한 경비가 53만원정도라고 생각하면 2020년 한 해 동안 1조 2000억원의 경비절감 효과를 가져다 줄 것이다.

초전도 기술개발에 절대적으로 필요하나 대학이나 민간기업에서 개별적으로 구입하기 어려운 고가의 ‘차세대 대구경 초전도 마그네트 기반설비’와 ‘초전도 도체평가 설비’등의 인프라 구축을 통해 산·학·연 공동활용 및 협동 연구체제를 지원하기 위한 전문조직 구축이 목적이다.

21세기에는 국가 간의 기술개발 경쟁이 더욱 치열해 질 것이며 WTO와 APEC등에 의해 국가 간 관세장벽이 완전히 철폐되기 때문에 산업기술력을 바탕으로 국가 간 경쟁에 이기지 못하면 국가의 경제적 생존권이 위협받는 상황이 전개될 것이다. 그 나라의 기술력이 국가의 경쟁력을 결정하는 시기에 직면해 기술 개발 정책에 있어서도 보다 장기적이며 계획적인 전략적 대책이 요구되고 있고 산업 구조 또한 노동집약형 제조업 형태에서 탈피, 지식기반사회에 적합한 고부가가치의 첨단기술 산업을 육성해야하는 필요성이 그 어느 때보다 요구되고 있다.
<도표>









현재 세계 각 국에서는 20세기의 대량생산에 기초한 경제규모의 양적 성장정책에서 21세기 지식기반사회에 부합하는 미래신기술에 기초한 고부가가치의 기술개발정책을 목표로 하고 있으며 이런 추세에 따라 기술개발전략도 과거의 완제품개발 정책에서 탈피하여 핵심 부품기술개발을 지향하고 있다.

따라서 첨단 핵심기술개발에 필요한 과다한 초기 투자규모의 축소는 물론 국제경쟁력의 조기확보를 위한 기반기술(Infra Technology) 확보 필요성이 그 어느 때보다도 증대되고 있다.

‘초전도기술 산업화지원센터’ 구축은 정부의 산업 기술기반조성사업의 일환으로 추진되고 있으며, 2000년 6월부터 올해 6월까지 2년 간 정부지원금 12억원과 민간부담금 7억원 등 총 19억원의 사업비가 투입됐으며 오는 2005년까지 정부 지원금 60억원과 민간기업 부담금 25억원 등 총 85억원의 예산이 투입될 예정이다.
현재까지 추진된 주요실적을 정리하면 다음과 같다.

△초전도 센터 실험동 신축 (한국전기연구원 내) △초전도 마그네트 해석용 S/W 구축 (OPERA 2D, 3D) △특성 실험용 LN2 Transfer Tube 제작 △대용량 AC Power Supply 구축 △Universal Load Bank 제작 △Pulsed Laser Deposition System 구축 △산업화 지원센터 Domain확보 및 Homepage 구축 (http://www.itcas.re.kr) △초전도기술 산업화지원센터 설립 자문회의 및 운영위원회 운영.

어려웠던 점으로는 국내 초전도기술은 관련업체의 기술개발에 대한 의지부족과 종합적인 연구개발 정책의 부재로 인해 연구시점도 선진국 보다 40년 늦어 인력 및 예산 측면에서도 1/20정도로 매우 열악한 연구개발 환경이었다.

따라서 초전도기술 산업화를 추진하기 위한 지원센터를 설립한다는 것은 인식개선이라는 힘든 노력 없이는 불가능하다는 판단하에 기회가 있을 때마다 관련 산업체와 정부의 담당자를 만나 필요성을 설명, 국가 연구개발사업 공고 시 관련기술을 제안하고 홍보매체를 통해 기술을 소개하는 등 많은 노력을 경주했다. 이와 함께 선진국에서 연구개발 결과가 하나 둘씩 결실을 맺게 됨에 따라 정부의 지원으로 ‘초전도기술 산업화 지원센터’구축사업을 성사시킬 수 있었다고 생각된다.

기대효과


본 센터를 통해 구축된 연구개발 인프라를 효율적으로 활용함으로서 초전도분야의 핵심기술을 조기에 확보할 수 있으며 개발된 기술이 적기에 상용화가 가능하기 때문에 2015년경에는 일부 주요 초전도기술을 상용화함으로써 5,000명 정도의 신규고용 창출과 연간 6,000억원 정도에 달하는 초전도제품의 판매도 가능할 것으로 전망하고 있다.

또 초전도 기기의 적용을 통해 효율향상을 도모할 수 있어 에너지절약과 이에 따른 수입절감 및 온실가스의 주범인 이산화탄소 배출량 감소와 같은 부수적인 효과도 기대된다.

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