[칼럼] RE100으로 초래되는 전력망의 위기
김인옥 기자 | 입력 : 2024/05/19 [23:16]
유재택 안양대학교 명예교수·공학박사·(사)사실과과학네트워크 에너지정책단장
세계는 지금, 기후위기 극복을 위하여, 전력 사용을 두고 교역 전쟁을 벌이고 있는 것으로 파악된다.
유럽은 탄소배출권 거래제도로 2005년부터 탄소거래소를 운영해 오고 있으며, RE100(재생에너지 전력 100%)은 글로벌 기업들이 자발적으로 참여하여 진행하며 기업간 거래시의 요구사항으로 되고 있으며, 탄소국경세도 유럽과 바이든 행정부는 2026년부터 부과한다고 되어있고, CF100(무탄소에너지 전력 100%)은 UN에서 정착시켜 나가려는 제도이다.
이렇듯, 기술강국인 유럽과 미국이 주도하여 세계 무역환경을 변화시켜 나가고 있는 것으로 보인다. 우리나라는, 기업의 산업경쟁력 유지를 위하여, 이러한 환경에 적응하여야 하는 상황에 놓여 있다.
우리나라에서도 RE100을 추진하여, 태양광 발전설비가, 한국전력의 ‘전력통계월보’를 참고하면, 2017년 말까지는 10.9GW로 완만히 증가하였는데 이후 본격적으로 증가되어 2023년 말에 시설용량이 31.0GW 정도에 이르게 되었다. 해상풍력발전 특별법이 발의됨에 따라, 2030년경까지 30GW 정도의 풍력발전설비가 추가될 것으로 보인다.
현재 시점에서, 우리나라에서는 주로 태양광 설비인 재생에너지 설비가 9% 정도의 발전량을 감당하기에 이르렀다.
전력의 공급은, 산업과 도시의 발전에 따라 전기 수요가 증가하니, 발전설비 증설과 전력망설비 증설이 원만히 진행되어야 하고, 수년 또는 10년 정도의 앞을 내다보고 계획을 잡고 추진하여야 한다는 특성이 있다. 그런데, 근래에 태양광 발전설비가 난개발식으로 설치된 것 같다.
제주도와 전남에서 태양광발전설비의 ‘출력제어’가 되고 있다는 보도가 가끔 나오는데, 이는, 전기의 운송 도로에 해당하는 전력망이 포화 상태라 접속을 거부하는 현상이다.
또한, 동해안권에 설치된 석탄화력 발전소가 전력망이 부족하여 제대로 가동되고 있지 못한다고 보도되었는데, 이는, 전력망을 구성하는 송전선의 건설이 적기에 안되었기 때문에 일어나는 현상이다. 이 얼마나 자본의 낭비이고 국력의 낭비 이란 말인가.
우리나라는 전력으로 볼 때 섬처럼 분리된 나라이며, 수요지인 도시와 공장 등의 전기수요에 맞추어, 여러 형태의 발전설비에서 전기를 생산하여, 전기고속도로인 전력망으로 연결하여 주고 있다.
전력공급 면에서는 발전 총량도 중요하고 전력망 확보도 대등하게 중요하다. 앞에서와 같은 현상이 벌어지는 것은, 우리나라 전체로 보아, 전력공급이 제대로 되고 있지 않다는 것이다.
재생에너지가 필요하다고 하여, 태양광 설비가 본격적으로 들어서게 되었는데, 이는 설치 기간이 비교적 짧아 설비용량이 급속히 늘어나게 되었다.
이제는, 재생에너지, 특히 태양광에너지의 특성에 대하여 장단점을 알아야 할 때라 본다.
태양광설비의 발전량은 ‘간헐적’이라 낮시간에 설비용량의 약 90%정도까지 올라가고, 밤에는 빛이 없어 0%이므로, 우리나라에서는 전체적으로 설비이용률이 15~18% 정도가 된다. 이는 전력의 최대치 대비 평균치가 5~6배가 되는 것이므로, 송전되는 평균치 전력의 5~6배 용량의 송전선이 필요해진다는 것을 뜻한다.
태양광발전의 간헐성은, 그 간헐성을 상쇄시켜주는 복합화력 발전소가 원거리에 위치하므로, 송전선로 상에 큰 ‘전력 조류 현상’을 일으키며, 송전선을 추가로 설치하여야 한다는 부담을 안게 된다.
송전선 설치는 정상적으로 6~8년이 걸리며, 주민들의 반대가 심할 경우에는 더 길어지는게 통례라는 점을 보더라도, 전력공급은 유기적으로 꾸준히 추진하여야 할 과제라는 것을 의미한다.
우리나라의 각 발전소는 각각 마다 운전 범위가 있어서, 원전은 대부분 일정량을 발전하고 우리나라 전력의 30% 정도를 감당하고, 석탄 발전도 거의 일정량 발전을 하여 30여% 정도 감당하고, 나머지 부분을 주로 복합화력 천연가스가 태양광발전의 ‘간헐성’을 커버해주며, 우리나라의 변동성 있는 총 수요를 계속 맞추어 주는 역할을 하고 있다.
일간 전력량의 변동성 범위는 최대치를 100%라 할 때 최소치가 70% 정도이다. 이 정도의 변동성일 때 송전선 용량의 80% 정도에서 필요한 전력을 공급할 수 있게 된다.
예전에는, 이러한 일을, 주로 한국전력과 전력거래소가 감당하여 왔는데, 근래에는 민원도 많아지고 전력설비건설에 차질이 빚어지는 것 같다.
여기에는, 발전단가와 발전설비 및 송전선로의 계획 및 건설 등의 일이 연결되어 있다. 지금은 전기본(전력수급기본계획)이 2년마다 갱신된다고는 하지만, 이는 기본적인 사항일 뿐이라고 본다.
저렴하고 안정적인 전력의 공급은, 국가의 산업체 경쟁력의 기반이다. 이에 대하여, RE100으로 대표되는 세계 무역환경 변화에 적응하기 위하여, 현시점에서 다음과 같이 요약하여 볼 수 있겠다.
첫째, 태양광발전은 REC(재생에너지인증서) 가격까지 포함할 때 발전단가가 비싸며, 발전량이 간헐적이라 복합화력발전으로 보충하기 위한 증설이 필요했으며, 송전선 건설 부담이 가장 커서, 계속 확장할 경우 송전선 건설에 막대한 부담이 발생할 것이다.
둘째, 앞으로 설치될 해상풍력발전의 경우에도, 발전단가는 비싸며, 발전량의 간헐성이 있으므로 복합화력 발전설비가 필요할 것이며, 설비이용률은 평균 30% 정도로 보아 송전선 건설에 부담이 있다.
셋째, 원전은, 발전단가가 우리나라에서 가장 저렴하며 송전선 건설 부담이 가장 적은 무탄소에너지이다.
넷째, 전력망확충 특별법을 속히 입법완료하여, 송전선 건설기간을 단축할 수 있게 해야 한다.
다섯째, 발전설비 건설과 적절한 송전선 건설은 유기적이며, 이를 위한 일이 잘 작동되여야 한다.
마무리를 지어보자. 발전설비 확충과 송전선 증설과 무탄소에너지 인증 등 국가적 차원에서 수행해야 할 과제들이 서로 연결되어 있다. 기후변화 대응을 위하여, 화석연료 발전은 줄이고, 무탄소에너지 공급도 늘리고 재생에너지 공급도 늘려야 할 것이며, 국가는 전력공급에 이 모두를 총괄적이며 적극적으로 진행 시켜 나가야 한다고 본다.
출처 : 한국원자력신문(http://www.knpnews.com)
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