호남의 햇빛과 바닷바람을 수도권의 콘센트로 옮기는 일. 12조원이 투입되는 이 국가 전력망 사업이 왜 직류(直流)여야 하고, 왜 바다 밑으로 가며, 정부는 왜 이렇게 서두르는지를 비전공자도 이해할 수 있도록 풀어 썼다.
대한민국 전력 문제의 핵심은 양이 아니라 위치다. 전기를 가장 많이 쓰는 곳과 앞으로 전기를 가장 많이 만들 곳이 국토의 양 끝으로 갈라져 있다.
전기를 쓰는 쪽은 수도권이다. 인구가 몰려 있고, 반도체를 비롯한 첨단산업 단지가 집중돼 있으며, 데이터센터 같은 인공지능(AI, Artificial Intelligence) 시대의 대용량 수요까지 더해지고 있다. 반면 앞으로 무탄소 전기를 대량으로 만들어 낼 곳은 호남, 곧 전남과 전북 일대다. 서해와 남해의 바람을 받는 해상풍력 잠재량이 20GW 규모로 거론되고, 넓은 평야의 태양광까지 더하면 호남은 사실상 거대한 발전소가 된다.
문제는 그 사이를 잇는 길이다. 지금의 송전망은 발전소가 대수요지 가까이 있던 시절에 맞춰 설계됐기 때문에, 호남에서 만든 재생에너지를 수도권까지 한꺼번에 실어 나를 굵은 간선이 부족하다. 길이 좁으면 아무리 많이 만들어도 보내지 못하고, 발전을 강제로 줄이는 출력제어가 일어난다. 서해안 에너지고속도로는 바로 이 "간선 도로"를 새로 깔겠다는 구상이다.
전기를 농산물에 빗대 보자. 호남이 거대한 산지(産地)라면 수도권은 인구가 몰린 대도시 식탁이다. 산지에서 작물을 아무리 많이 길러도, 도시로 보내는 고속도로가 2차선뿐이면 트럭은 산지 창고 앞에서 줄을 선다. 결국 일부는 밭에서 갈아엎어야 한다.
이 사업은 그 2차선 국도 옆에 8차선 고속도로를 새로 내는 일이다. 그래서 이름도 "에너지고속도로"다.
우리가 콘센트에서 쓰는 전기는 교류(AC, Alternating Current)다. 1초에 60번 진동하는(주파수 60Hz) 전기이고, 변압이 쉬워 100년 넘게 송배전의 표준이었다. HVDC(High Voltage Direct Current, 초고압 직류 송전)는 이 교류를 일단 직류(DC, Direct Current)로 바꿔 먼 거리를 보낸 뒤, 도착지에서 다시 교류로 되돌리는 방식이다. 양 끝에 교류와 직류를 변환하는 거대한 설비, 곧 변환소가 필요하다.
일이 두 번 더 늘어나는데도 직류를 쓰는 이유는 거리와 바다 때문이다. 송전 케이블은 전선과 그것을 감싼 절연체, 그리고 바깥의 도체 구조가 합쳐져 거대한 축전기(콘덴서)처럼 동작한다. 교류는 끊임없이 방향을 바꾸므로 이 축전기를 매 순간 충전하고 방전하기를 반복하는데, 이때 흐르는 충전전류는 정작 보내야 할 전력은 아니면서 케이블의 송전 능력을 갉아먹는다. 거리가 길어질수록, 특히 정전용량이 큰 해저 케이블일수록 이 손실은 급격히 커진다. 어느 길이를 넘어서면 케이블 용량 전부가 충전전류에 잡아먹혀 실제 전력은 거의 보내지 못하는 상태가 된다.
직류는 방향을 바꾸지 않는다. 주파수가 0이므로 충전과 방전의 반복이 없고, 따라서 충전전류 문제 자체가 사라진다. 같은 케이블이라도 직류로 쓰면 용량 대부분을 실제 전력 전송에 쓸 수 있고, 거리 제약도 사실상 없어진다. 서해안 노선이 길게는 350km에 이르는 바다 밑을 지난다는 점을 떠올리면, 직류는 선택지가 아니라 거의 필연이다.
긴 빨대로 음료를 빨아올린다고 하자. 교류는 빨대 안의 공기를 한 번 빨았다 다시 불어넣기를 60번씩 반복하는 것과 같다. 빨대가 길수록 음료는 못 올라오고 공기만 들락거린다. 직류는 한 방향으로 쭉 빨아당기는 것이다. 빨대가 아무리 길어도 음료가 올라온다.
여기서 "공기의 들락거림"이 충전전류, "올라오는 음료"가 실제로 전달되는 전력이다.
HVDC도 한 종류가 아니다. 변환소에서 교류와 직류를 바꾸는 핵심 부품(반도체 스위치)이 무엇이냐에 따라 크게 두 갈래로 나뉜다. 하나는 전류형(LCC, Line-Commutated Converter), 다른 하나는 전압형(VSC, Voltage Source Converter)이다.
전류형은 사이리스터라는 소자를 쓴다. 켜는 시점은 제어할 수 있지만 끄는 것은 외부 교류 전압의 도움을 받아야 하는, 비유하자면 "한 박자 느린" 스위치다. 대용량을 싸고 효율적으로 보내는 데는 강하지만, 전력 흐름의 방향을 바꾸기 번거롭고, 변환 과정에서 다량의 무효전력을 잡아먹으며, 무엇보다 옆에 받쳐 주는 튼튼한 교류 계통이 있어야 제대로 동작한다. 우리나라가 동해안과 북당진 등에 먼저 깐 HVDC가 이 전류형이다.
전압형은 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor, 절연게이트 양극성 트랜지스터)라는, 켜고 끄기를 모두 마음대로 할 수 있는 빠른 스위치를 쓴다. 그 덕에 보내는 전력의 양(유효전력)과 전압을 떠받치는 힘(무효전력)을 따로따로, 실시간으로 조절할 수 있고, 전력 방향도 즉시 뒤집을 수 있다. 결정적으로 그리드포밍(Grid-Forming)이라 불리는 기능, 곧 스스로 계통의 전압과 주파수를 만들어 안정시키는 능력을 갖출 수 있다.
재생에너지가 늘면 늘수록 계통은 출렁인다. 바람과 햇빛은 변덕스럽고, 발전기처럼 무거운 회전체가 주파수를 붙잡아 주지도 않는다. 이 출렁임을 받아 내며 전력을 옮기려면 능동적으로 계통을 떠받치는 전압형이 유리하다. 서해안 사업이 비싸고 어려운 전압형을 택한 이유가 여기에 있다.
전류형이 "강물의 흐름에 올라타야만 노를 저을 수 있는 배"라면, 전압형은 자체 엔진과 방향타를 단 모터보트다. 주변 물살(교류 계통)이 약하거나 어지러워도 스스로 방향과 속도를 잡고, 필요하면 즉시 뒤로도 갈 수 있다.
재생에너지가 만드는 어지러운 물살 위에서는 모터보트, 곧 전압형이 제값을 한다.
서해안 에너지고속도로는 한 줄기가 아니라 서해안을 따라 남북으로 잇는 4개의 전압형 HVDC 노선으로 짜였다. 각 노선은 2GW급이고, 직류 전압은 약 ±500kV급(자료에 따라 525kV로 표기) 수준이다. 모두 더하면 8GW, 전체 선로 길이는 약 1,070km에 이른다.
당초 계획은 4GW급 큰 노선 2개였으나, 현재 전압형 변환설비가 한 번에 감당할 수 있는 용량(2GW)과 변환소 부지, 받쳐 줄 계통 여건을 고려해 2GW급 4개 노선으로 잘게 나누는 쪽으로 바뀌었다. 노선은 호남의 신해남과 새만금에서 출발해 당진, 태안, 서화성, 영흥, 서인천 등 서해안의 발전소 부지와 산업단지 인근을 거쳐 수도권으로 향한다.
일정은 한꺼번에 가지 않고 단계로 끊었다. 먼저 새만금과 서화성을 잇는 약 220km 1단계 노선을 가장 빨리 완성한다. 장기계획상으로는 2031년이지만, 한국전력은 이를 1년 앞당겨 2030년 준공을 목표로 잡았다. 통상 HVDC 송전망 건설에 9년 이상이 걸린다는 점을 감안하면 표준 공기를 4년가량 단축하겠다는 공격적인 목표다. 이어 신해남-당진 노선을 2036년경, 나머지 신해남-서인천과 새만금-영흥 노선을 2038년까지 차례로 채워 전체 8GW를 완성한다는 그림이다.
이 사업의 또 다른 결정적 선택은 노선을 땅 위 송전탑이 아니라 바다 밑 케이블로 깐다는 점이다. 한국전력은 경제성과 시공성, 에너지 안보를 두루 따진 끝에 해저 건설로 최종 결정했다.
가장 큰 이유는 주민 수용성이다. 지상 송전망은 어디를 지나든 송전탑이 들어서고, 그 경과지의 주민·지자체와의 갈등이 사업을 수년씩 지연시켜 왔다. 밀양 송전탑 사태가 남긴 교훈은 길었다. 바다 밑으로 가면 마을 위를 지나는 거대한 철탑과 그로 인한 직접 충돌을 상당 부분 피할 수 있다.
다만 갈등이 사라지는 것이 아니라 자리를 옮길 뿐이다. 해저 케이블이 지나는 바다는 어민들의 조업 구역이다. 케이블 매설 구간의 어업권 침해와 보상 범위를 둘러싼 이견은 수산업계의 생존권과 직결되며, 보상 협의가 틀어지면 인허가 단계부터 거센 저항에 부딪힐 수 있다. 한국전력은 어민 지원 확대 방안을 검토하고 있다고 밝혔지만, 이 부분이 매끄럽게 풀리느냐가 공기 단축 목표의 실현 가능성을 좌우한다.
이 사업이 빠르게 움직이는 배경에는 이재명 정부가 깔아 놓은 제도와 거버넌스가 있다. 에너지고속도로는 대선 공약으로 제시된 뒤 국정 최우선 과제 가운데 하나로 자리 잡았다.
먼저 부처가 새로 생겼다. 이재명 정부에서 출범한 기후에너지환경부가 기후변화 대응과 에너지 전환을 한데 묶어 맡고, 전력망 정책의 주관 부처가 됐다. 법적 토대도 마련됐다. 2025년 9월 시행된 국가기간 전력망 확충 특별법은 인허가 특례, 주민 지원 확대, 도로와 전력망을 함께 까는 사회간접자본(SOC, Social Overhead Capital) 공동 건설 등을 가능케 해 사업 속도를 끌어올리는 장치다.
2025년 10월에는 국무총리를 위원장으로 하는 국가기간 전력망 확충위원회가 처음 열려, 전국의 송전선로·변전소 99개를 국가기간 전력망으로 지정했다. 지정된 사업은 특별법의 각종 특례를 받는다. 정부는 이 틀 위에서 2030년대에는 서해안 에너지고속도로를, 2040년대에는 동해안과 남해안까지 잇는 이른바 U자형 에너지고속도로를 완성하겠다는 장기 목표를 내걸었다.
일반 도로 공사는 토지 보상과 인허가에 발이 묶여 한없이 늘어진다. 특별법은 이 사업을 "국가 전략 사업"으로 지정해, 행정 절차를 우선·간소화하는 전용 패스트트랙 차선에 올려 둔 것과 같다. 길을 빨리 내려면 길 자체뿐 아니라, 길을 낼 권한과 절차부터 정비해야 한다는 발상이다.
전압형 HVDC의 핵심 설비는 그동안 한국이 거의 만들지 못했다. 변환소의 심장인 컨버터 밸브, 교류를 직류로 바꾸는 변환용 변압기, 직류 사고 전류를 끊는 직류 차단기 같은 고난도 기기는 히타치에너지, 독일 지멘스, 미국 제너럴 일렉트릭(GE, General Electric) 등 소수 기업이 세계 시장의 약 90%를 과점해 왔다.
정부는 이 사업을 국산화의 지렛대로 삼으려 한다. 2025년 대용량 전압형 변환용 변압기 개발 과제에 효성중공업, HD현대일렉트릭, LS일렉트릭, 일진전기 4개 기업이 선정됐고, 2027년까지 변환설비 국산화를 마무리하는 것을 목표로 한다. 해저 케이블 쪽에서는 LS전선과 LS마린솔루션, 대한전선 등이 거론된다. 효성중공업은 2024년 양주변전소에 200MW급 전압형 변환기를 공급한 경험이 있는데, 서해안 노선에 쓰려면 그 용량을 10배인 2GW급으로 키워야 한다. HD현대일렉트릭은 기술 난도가 높은 직류 차단기 개발을 진행하고 있다.
사업 구조도 새롭다. 1단계 새만금-서화성 노선의 조기 구축을 위해 한국전력과 설비 개발 참여 기업들이 함께 출자하는 특수목적법인(SPC, Special Purpose Company)을 2026년 세울 계획이다. 전력망 프로젝트에 국민성장펀드 같은 자금까지 끌어들이는 SPC 방식이 적용되는 것은 이번이 처음이다. 기술 개발과 실증, 산업화를 한 묶음으로 엮어, 국내에서 검증한 기술로 향후 해외 HVDC 시장까지 노린다는 그림이다. 총사업비는 제11차 장기 계획 기준 약 12조 2천억원으로 추산된다. 재원은 민간 프로젝트 파이낸싱(PF, Project Financing)과 정부·공공 자금을 섞는 방안이 논의되고 있는데, 결국 전기요금에 미칠 영향이 어느 선에서 정리되느냐가 두고두고 쟁점이 될 전망이다.
장밋빛 계획 뒤에는 만만치 않은 난제가 줄지어 있다.
해저 노선은 송전탑 갈등을 피하는 대신 어업권 문제를 끌어안았다. 보상 범위를 둘러싼 협의가 길어지면 "공기 4년 단축"이라는 목표 자체가 흔들린다.
바람과 햇빛은 일정하지 않다. 발전이 몰릴 때와 끊길 때의 격차를 메우지 못하면 비싸게 깐 송전망의 효율이 떨어진다. 에너지저장장치(ESS, Energy Storage System)를 비롯한 보완 인프라가 함께 늘어야 고속도로가 제값을 한다.
국산화는 아직 진행형이다. 대용량 해저 케이블을 단기간에 생산할 설비, 그리고 그 케이블을 바다에 까는 초대형 포설선 같은 특수 장비를 적기에 확보해야 한다. 핵심 설비의 국산 기술이 2GW급에서 제때 검증되지 못하면 일정이 밀린다.
바다 밑 케이블은 사고와 의도적 훼손에 취약하다. 2022년 이후 발트해에서는 국가 간 해저 전력·통신 케이블이 잇따라 절단되는 사건이 벌어졌다. 8GW의 전력이 오가는 동맥을 바다에 묻는 만큼, 감시와 보호 체계가 함께 설계돼야 한다.
서해안 HVDC 에너지고속도로는 단순한 송전선 공사가 아니다. 재생에너지로의 전환, 반도체와 AI가 끌어올리는 전력 수요, 그동안 송전망 건설을 가로막아 온 사회적 갈등이라는 세 흐름이 한 점에서 만난 결과물이다. 직류와 전압형이라는 기술 선택, 바다 밑이라는 경로, 특별법과 SPC라는 제도와 자금 구조까지, 한국 전력망 건설의 방식 자체를 바꾸는 실험이기도 하다.
성패는 기술 국산화가 일정에 맞춰 따라오느냐, 어업 보상과 재원·요금 문제가 정치적으로 풀리느냐에 달렸다. 2030년 첫 노선이 약속대로 전기를 흘려보낼 수 있을지가, 그 뒤에 이어질 동해안과 남해안의 U자형 구상까지 가늠하게 할 첫 시험대가 될 것이다.