전력기기 관련주, 변압기 품귀가 만든 기회

변압기 한 대를 주문하면, 코로나19 이전에는 30~60주면 받을 수 있었습니다. 그런데 2025년 지금, 이 리드타임은 전력용 변압기 평균 128주, 발전기와 그리드를 잇는 승압변압기(GSU)는 144주, 특수 사양은 최대 4년까지 늘어났습니다. 4년이면 웬만한 대학교 졸업장을 딸 수 있는 시간입니다. 1~2부에서 우리는 원전을 짓고 재생에너지를 늘리는 ‘발전’ 단계의 이야기를 다뤘습니다. 그런데 아무리 전기를 많이 만들어도, 그 전기를 실어 나를 변압기 하나를 받는 데 4년이 걸린다면 이야기는 완전히 달라집니다. 오늘은 전력·원전 밸류체인 총정리 3부로, 눈에 잘 띄지 않지만 이 산업 전체의 발목을 잡고 있는 ‘송배전·전력기기’ 이야기를 해보겠습니다.

1. 왜 하필 변압기인가

1부에서 설명했듯, 전력 밸류체인은 발전·송배전·저장이 동시에 맞물려야 하는 삼각편대입니다. 그중에서도 송배전은 발전소에서 만든 전기를 실제로 쓸 수 있는 곳까지 실어 나르는 ‘도로’ 역할을 하는데, 이 도로 위에서 전압을 바꿔주는 핵심 장비가 바로 변압기입니다. 발전소에서 만든 전기를 멀리 보내려면 전압을 아주 높여야(승압) 손실이 줄고, 가정이나 데이터센터에서 실제로 쓰려면 다시 낮춰야(강압) 합니다. 이 승압·강압을 담당하는 변압기가 없으면, 아무리 발전소를 많이 지어도 그 전기는 그저 발전소 안에 갇혀 있을 뿐입니다.

💡 쉽게 비유하면 변압기는 고속도로의 톨게이트와 비슷합니다. 아무리 넓은 도로(발전 설비)를 깔아도 톨게이트(변압기)가 부족하면 차량(전기)이 정체됩니다. 그런데 지금 미국에서는 이 톨게이트를 새로 짓는 데만 최대 4년이 걸리는 상황이 벌어지고 있는 겁니다.

변압기가 전압을 바꾸는 원리 자체는 200년 가까이 된 오래된 물리 법칙 하나에 기대고 있습니다. 철심 하나에 전선을 두 다발로 나눠 감아두고, 한쪽(1차 코일)에 교류 전기를 흘려보내면 전선 주위에 시시각각 변하는 자기장이 만들어집니다. 이 변하는 자기장이 철심을 타고 다른 쪽(2차 코일)에도 전달되면서, 그 코일에도 전기가 유도되는데, 이를 ‘전자기유도’라고 부릅니다. 이때 나오는 전압의 크기는 양쪽 코일을 감은 횟수의 비율에 따라 정확히 정해집니다. 1차 코일을 100번, 2차 코일을 10번 감았다면 전압은 10분의 1로 낮아지는 식입니다. 즉 변압기 안에는 복잡한 전자회로가 아니라, 철심에 감긴 두 개의 코일이 전부입니다. 다만 초고압으로 갈수록 이 코일 사이에 흐르는 전기가 서로 스파크를 일으키지 않도록 절연시키는 기술의 난도가 기하급수적으로 올라가는데, 이것이 뒤에서 다룰 초고압 변압기의 진짜 진입장벽입니다.

2. 병목의 세 가지 원인

시장조사기관 우드매켄지에 따르면 2025년 미국의 전력용·배전용 변압기 공급 부족률은 각각 30%, 10%에 달합니다. 이 품귀 현상은 세 가지 원인이 동시에 겹쳐서 벌어지고 있습니다.

원인	구체적 수치
노후화	미국 변압기의 55% 이상이 가동 33년 초과, 배전변압기 약 4,000만 대(절반 이상)가 기대수명 초과
수요 급증	2019년 이후 전력용 변압기 수요 116~119% 증가, 발전기 승압변압기(GSU)는 274% 급증
수입 의존	미국 전력용 변압기의 약 80%, 배전변압기의 약 50%를 수입에 의존. 국내 제조는 전력용 수요의 약 20%만 충당

이 세 가지가 겹치면서 변압기 가격은 2020년 대비 60~80% 뛰었고, 리드타임은 앞서 언급한 대로 최대 4년까지 늘어났습니다. 여기에 변압기의 핵심 원자재인 방향성 전기강판과 구리 공급 부족까지 겹치며 압박은 더 커지고 있습니다.

세 원인의 뿌리를 따라가 보면 결국 ‘수요 예측 실패’로 모입니다. 미국 전력 수요는 2000년대 이후 20년 가까이 거의 제자리걸음이었고, 그 사이 변압기 제조사들은 신규 생산라인에 투자할 이유가 없었습니다. 그 결과 미국 내 변압기 제조 능력은 수십 년째 정체된 반면, 지금 가동 중인 변압기 상당수는 그 정체기 이전인 수십 년 전 건설 붐 때 지어져 노후화까지 겹쳤습니다. 그런데 AI 데이터센터가 등장하며 수요가 불과 몇 년 만에 급반전하자, 오랫동안 투자를 미뤄온 공급망이 그 속도를 따라가지 못하고 있는 겁니다.

3. 전력기기 핵심 개념 정리

바로 다음 절에서 다룰 한국 기업들의 제품이 왜 계속 더 높은 전압 등급(154kV→345kV→765kV급)으로 올라가는지, 그리고 이후 전력기기 히어로즈 시리즈에서 각 회사의 제품 라인업을 이해하려면, 아래 세 단어를 먼저 짚고 가는 게 도움이 됩니다.

📌 초고압(UHV) 변압기 765kV 같은 초고전압을 다루는 대형 변압기입니다. 대용량 전력을 장거리로 보내는 ‘고속도로 톨게이트’에 해당하며, 다루는 전압이 높을수록 제작 난이도와 진입장벽이 커집니다.

📌 HVDC(초고압직류송전) 전기를 직류로 바꿔서 장거리·대용량으로 보내는 방식입니다. 교류보다 손실이 적고, 육지와 섬(예: 해상풍력) 사이처럼 서로 다른 전력망을 연결할 때 유리해 ‘전력 고속도로’로 불립니다.

📌 스마트그리드 발전부터 소비까지 전력망 전체를 디지털로 연결해 실시간으로 감시·제어하는 지능형 전력망입니다. 재생에너지·ESS·전기차까지 통합 관리하며, 문제가 생긴 구간을 스스로 감지해 복구하는 ‘자가치유’ 기능을 지향합니다.

HVDC가 왜 손실이 적은지도 짚고 넘어갈 만합니다. 우리가 흔히 쓰는 교류(AC)는 1초에 60번씩 전류의 방향이 바뀌는데, 이렇게 방향이 계속 바뀌다 보니 전선 표면 쪽으로만 전류가 몰리는 ‘표피효과’가 생겨 전선의 단면적을 다 활용하지 못하고, 여기에 전압과 전류의 위상이 어긋나면서 실제로는 아무 일도 하지 않으면서 전선만 데우는 ‘무효전력’까지 발생합니다. 반면 방향이 계속 일정한 직류(DC)는 이런 손실 요인 자체가 없어, 같은 거리를 보낼 때 손실이 훨씬 적습니다. 다만 직류는 변압기의 전자기유도 원리를 그대로 쓸 수 없어 전압을 바꾸기가 까다롭기 때문에, 단거리에서는 여전히 교류가 유리하고 초장거리·해저 구간에서만 HVDC가 진가를 발휘합니다. 그리고 앞서 짚었듯 다루는 전압이 높아질수록 코일 사이 절연 기술의 난도가 기하급수적으로 올라가기 때문에, 초고압(UHV) 변압기나 HVDC 설비를 만들 수 있는 회사가 전 세계적으로 손에 꼽히는 것입니다.

4. 한국 전력기기 3사, 세계로 뻗어가다

이 병목은 한국 전력기기 기업들에는 오히려 기회가 됐습니다. HD현대일렉트릭·효성중공업·LS ELECTRIC 세 회사는 미국 변압기 시장의 약 25%를 점유하고 있고, 이미 5~6년치(일부는 2031년까지) 주문이 밀려 있는 상태입니다.

초고압 변압기 수출, 사상 최고치

한국무역협회(KITA) 통계에 따르면 10,000kVA 이상 대형 변압기 수출액은 2025년 13억 달러를 기록하며, 2010년 이후 처음으로 10억 달러를 넘어섰습니다. 이는 1977년 관련 통계 작성이 시작된 이래 최고치입니다. 미국이 약 7억 3,800만 달러로 최대 구매국이며, 최근 3년 사이 대미 수출이 약 7배로 늘었습니다.

여기서 수출되는 대형 변압기 상당수가 바로 앞서 짚은 초고압(UHV)급 제품입니다. 다루는 전압이 높을수록 만들 수 있는 회사가 적어 진입장벽이 큰데, 한국 3사가 이 고부가가치 구간에서 앞서 있다는 뜻이기도 합니다.

현지 생산 확대 경쟁

HD현대일렉트릭: 앨라배마주 몽고메리에 미국 최대 전력변압기 생산시설을 운영하고 있으며, 미국 법인 매출이 2017년 약 1억 달러에서 2025년 약 4억 달러로 늘었습니다. 영국 내셔널그리드로부터 초고압 변압기 약 2,200억원 규모를 전량 수주하기도 했습니다.
효성중공업: 2019년 미쓰비시로부터 4,650만 달러에 인수한 테네시주 멤피스 공장에서 연간 생산량을 130대에서 250대 이상으로 늘려가고 있으며, 최대 765kV·1,500MVA급 초고압 변압기까지 생산합니다. 국내에는 HVDC 변압기 전용 공장(약 3,300억원 규모)도 착공했습니다.
LS ELECTRIC: 배전 분야에 강점을 두고 텍사스주 배스트롭 공장을 완공했으며, 독일 RWE로부터 유럽向 첫 초고압 변압기(약 620억원)를 수주했습니다.

⚠️ 숫자를 볼 때 주의할 점 북미 변압기 시장이 2034년까지 크게 성장할 것이라는 전망이 있지만 이는 아직 실현되지 않은 시장조사기관의 추정치입니다. 또한 지금의 품귀 현상은 본질적으로 설비투자 사이클의 성격을 갖고 있어, Hitachi Energy·Siemens Energy 등 글로벌 기업들이 추진 중인 약 20억 달러 규모의 북미 증설분이 2028년경 가동을 시작하면 공급 부족이 완화되거나 공급 과잉으로 전환될 가능성도 함께 염두에 둬야 합니다.

5. 병목은 변압기만이 아니다 — 가스터빈도 완판

변압기가 유일한 병목은 아닙니다. 가스터빈은 2부에서 다룬 원전·화력의 증기터빈과는 원리가 다릅니다. 원전·화력은 물을 끓여 만든 증기로 터빈을 돌리는 간접 방식이지만, 가스터빈은 천연가스를 압축한 공기와 함께 곧바로 태워 그 폭발적인 연소 가스 자체로 터빈 날개를 직접 밀어 돌립니다. 물을 끓이는 단계 자체가 없다 보니 시동을 걸고 최대 출력에 이르기까지 몇 분에서 길어야 수십 분이면 충분한데, 원전이나 대형 화력이 완전 가동까지 몇 시간에서 며칠씩 걸리는 것과는 비교가 안 되는 속도입니다. 이런 특성 때문에 가스터빈은 태양광·풍력 발전량이 갑자기 줄어드는 순간 재빨리 대신 투입되는 ‘피커(peaker)’ 역할을 맡기에 최적화된 설비로 꼽힙니다.

데이터센터 수요가 원전·재생에너지만으로는 부족한 부분을 메우기 위해 가스발전 수요도 함께 늘면서, 전 세계 3대 대형 가스터빈 제조사가 모두 사실상 완판 상태에 들어갔습니다. GE Vernova는 2025년 말 기준 백로그가 80GW에 달해 2029년까지 생산 슬롯이 차 있고, Siemens Energy도 약 60GW 백로그로 2028회계연도까지 완판됐으며, 미쓰비시파워 역시 2028년까지 완판된 상태입니다. 이는 지금의 전력 공급 부족이 특정 설비 하나의 문제가 아니라, 발전부터 송배전까지 밸류체인 전반에 걸친 구조적 병목이라는 것을 다시 한번 보여줍니다.

6. 이 병목이 말해주는 것 — 네 가지 해석

변압기와 가스터빈이라는 두 개의 조용한 병목을 나란히 놓고 보면, 단순히 ‘리드타임이 길다’는 헤드라인 너머로 몇 가지 날카로운 시사점이 보입니다.

① 이 병목은 어제오늘 생긴 게 아니라 20년 전에 이미 예정돼 있었습니다

변압기 리드타임 4년이라는 숫자만 보면 갑자기 터진 위기처럼 느껴지지만, 그 뿌리는 20년 가까이 이어진 ‘수요 정체’에 있습니다. 전력 수요가 제자리걸음이던 그 오랜 시간 동안 변압기 제조사들은 새 공장에 투자할 이유가 없었고, 그 결과 지금 가동 중인 설비 상당수는 그보다 훨씬 이전, 투자가 활발했던 옛 건설 붐 시기에 지어진 채 나이만 먹었습니다. 즉 지금의 병목은 최근 AI 붐이 ‘만든’ 것이 아니라, 오랫동안 곪아 있던 구조적 문제를 AI 붐이 ‘드러낸’ 것에 가깝습니다. 이 구분이 중요한 이유는, 공급을 늘리는 데도 똑같이 긴 시간이 걸린다는 뜻이기 때문입니다. 공장을 새로 짓고 숙련 인력을 기르는 데는 수요가 붙는 속도만큼 빠르게 따라갈 수 없어, 이 병목은 정책 발표 몇 번으로 풀릴 문제가 아니라 최소 몇 년 단위로 지켜봐야 하는 구조적 현상입니다.

② 초고압 변압기 경쟁의 본질은 사실 ‘절연 기술’ 경쟁입니다

변압기 자체의 원리는 앞서 살펴봤듯 철심에 감긴 두 코일이 전부일 만큼 단순합니다. 그런데도 초고압으로 갈수록 이 단순한 장치를 만들 수 있는 회사가 전 세계적으로 손에 꼽히는 이유는, 다루는 전압이 높아질수록 코일 사이에서 전기가 새거나 스파크를 일으키지 않도록 절연하는 기술의 난도가 기하급수적으로 올라가기 때문입니다. 즉 변압기 시장의 진입장벽은 ‘더 큰 철심을 만드는 능력’이 아니라 ‘더 높은 전압을 안전하게 가둬두는 절연 노하우’에 있습니다. HD현대일렉트릭·효성중공업·LS ELECTRIC 세 회사가 유독 765kV급 초고압 구간에서 강한 것도, 오랜 세월 이 절연 기술을 국내외 현장에서 검증받아온 축적의 결과에 가깝습니다.

③ 한국 3사의 호황은 ‘영원한 호황’이 아니라 ‘시차가 만든 기회의 창’입니다

한국 3사가 5~6년치 일감을 쌓아둔 지금의 호황은 실력만으로 만들어진 결과는 아닙니다. Hitachi Energy·Siemens Energy 같은 경쟁사들이 뒤늦게 북미 증설에 나선 상태고, 이 증설분이 2028년을 전후해 가동을 시작하면 지금의 공급 부족은 완화되거나 심하면 공급 과잉으로 뒤집힐 수도 있습니다. 즉 지금 한국 기업들이 누리는 협상력은 ‘경쟁자가 아직 준비되지 않은 시차’ 위에 서 있는 것에 가깝습니다. 이 시차가 몇 년이나 더 이어질지, 그리고 그 사이 한국 기업들이 이 이익을 어디에 재투자해 다음 진입장벽(차세대 절연 기술, 대용량화 등)을 쌓아두는지가, 2028년 이후에도 이 호황이 계속될지를 가르는 진짜 변수입니다.

④ 변압기와 가스터빈이 동시에 완판된 것은 우연이 아니라 ‘이중 병목’의 신호입니다

변압기는 ‘만든 전기를 옮기는’ 능력이 부족한 병목이고, 가스터빈은 ‘애초에 전기를 더 만드는’ 능력이 부족한 병목입니다. 밸류체인 상 완전히 다른 지점에 있는 이 두 설비가 동시에 몇 년 치씩 완판됐다는 것은, 지금의 전력 부족이 어느 한 구간만 뚫으면 해결되는 단순한 문제가 아니라는 뜻입니다. 발전(가스터빈)과 송배전(변압기)이라는 두 개의 서로 다른 밸류체인 단계에서 동시에 공급이 막혀 있는 상태이기 때문에, 설령 변압기 공급이 정상화되더라도 그 전기를 만들어낼 발전 설비 자체가 부족하다면 병목은 다른 이름으로 계속 존재하게 됩니다. 이것이 이 시리즈가 발전·송배전·저장이라는 세 단계를 하나씩 따로 보지 않고 ‘삼각편대’로 함께 봐야 한다고 강조해온 이유이기도 합니다.

7. 오늘 배운 내용 한눈에 정리

🔑 핵심 정리

① 변압기 리드타임이 최대 4년까지 늘어난 것은 노후화·수요급증·수입의존이라는 세 가지 원인이 동시에 겹친 결과입니다.

② 한국 전력기기 3사(HD현대일렉트릭·효성중공업·LS ELECTRIC)는 미국 변압기 시장의 약 25%를 점유하며 이 병목의 최대 수혜자로 떠올랐습니다.

③ 초고압 변압기 대미 수출은 2025년 사상 최고치(13억 달러)를 기록했지만, 이는 설비투자 사이클의 성격을 가진 만큼 2028년 이후 증설분 가동에 따른 반전 가능성도 함께 봐야 합니다.

④ 가스터빈 3사도 모두 완판 상태로, 병목이 변압기 하나의 문제가 아니라 전력 공급망 전반의 구조적 현상임을 보여줍니다.

8. 마무리하며

발전소를 짓는 일도, 원전을 수출하는 일도 화려하게 조명받지만, 정작 그 전기를 실제로 전달하는 변압기라는 ‘조용한 부품’이 지금 이 산업 전체의 속도를 결정하고 있습니다. 화려한 발전 설비 뒤에 숨은 이 병목을 이해해야, 왜 한국의 평범해 보이는 중공업 회사들이 갑자기 주목받는지도 이해할 수 있습니다. 다음 편에서는 이 밸류체인의 마지막 조각, 전기를 저장해두는 ESS 이야기로 마무리하겠습니다. 뜻밖에도 전기차 판매 부진이 이 산업의 숨은 동력이 되고 있다는 반전을 함께 다루겠습니다.

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본 글은 정보 제공을 목적으로 하며, 특정 종목에 대한 매수·매도 추천이 아닙니다. 실적·점유율·목표주가 등은 각 증권사·시장조사기관의 추정치를 포함하고 있으며, 확정된 사실과 전망을 구분해 판단하시기 바랍니다. 투자 판단과 책임은 투자자 본인에게 있습니다.