강현국 미국 렌슬러공대 기계항공원자력공학과 교수 최근 몇 년간 전세계 거의 모든 나라에서 기후변화를 막기 위해 이산화탄소를 발생시키지 않는 풍력과 태양광 등 재생에너지를 활용한 발전시설을 대거 확충하였다. 물론 우리나라도 여러 정부에 걸쳐서 재생에너지 확보 정책을 추진하여 재생에너지 설비용량을 크게 늘였다. 이것은 환경적 측면에서뿐만 아니라 에너지안보 측면에서도 매우 중요하고 바람직한 방향이다. 재생에너지는 국내 자급 에너지이기 때문에 우리나라가 처한 에너지 섬의 단점을 보완해주는 역할을 하기 때문이다. 그러나 재생에너지가 단독으로 이상적인 에너지원이 되기는 어렵다. 바람과 햇빛에 의존하는 특성상 에너지 안정성 면에서 간헐성을 가질 수 밖에 없고, 아쉽게도 우리나라의 지형적 특성상 동서 방향으로 폭이 좁아 해가 뜨고 지는 시간이 전국에 걸쳐 거의 동일하며, 비슷한 기상조건에 한꺼번에 노출되는 경우가 많기 때문에 이러한 간헐성을 재생에너지만으로 독자 조정하는 것이 매우 어렵다. 결국 재생에너지가 자급에너지이자 무탄소에너지로서 우리에게 유용한 가치를 최대로 발휘하기 위해서는 마음대로 출력조절이 가능한 보완 에너지원이 반드시 필요하다. 유연한 출력변동을 통해 이런 공백을 메워주는 역할을 하는 가장 이상적인 현존하는 에너지원은 수력이다. 수문개방을 조절함으로서 쉽게 출력조절을 할 수 있고 이에 따른 부작용도 거의 없기 때문이다. 노르웨이 피오르드 절벽에서의 수력발전이 서유럽 전력망의 안정성에 큰 기여를 하고 있다는 것을 보아도 쉽게 알 수가 있다. 우리나라에서도 재생에너지 활용이 증대됨에 따라 전력망 안정성을 높이기 위한 수단을 확보하는 것이 중요해 졌는데, 우리나라에서는 가용한 물자원이 한정적이므로 댐의 역할이 주로 식수와 용수를 조절하는 것에 초점을 맞추고 있고 양수발전 용량도 제한적이어서, 전력망의 수요 공급 간격을 메워주는 유연 발전 역할은 주로 가스터빈 발전소가 수행해 왔다. 그러나 이러한 화석연료 기반 유연 발전원은 이산화탄소 발생 저감과 기후변화 방지라는 재생에너지 활용의 큰 이점을 상쇄시키기 때문에 재생에너지의 이상적인 파트너라 하기는 어렵다. 정부가 원자력과 재생에너지의 병행정책을 표명함에 따라 원자력이 재생에너지의 간헐성 보완역할을 할 수 있을지에 대해 관심이 높아지고 있다. 그동안 우리나라의 대형 원전들은 상대적으로 기저전력 공급에 주력하였기 때문에 이런 변동성 보완에서는 그 역할이 제한적이었다. 그러나 원자력 발전의 원리상 원자로는 상당히 이상적인 유연 발전원이다. 전력생산이 더 필요하면 발전기를 더 돌리고, 그렇게 되면 더 많은 에너지를 터빈이 뽑아가게 되어 원자로 내의 온도가 내려가게 되는데, 원자로의 출력은 온도 변화에 반대방향으로 움직이도록 설계되어 있으므로, 결국 자동으로 출력이 조절되는 효과가 있다. 출력을 줄여야 하는 경우에는 그 반대의 원리로, 에너지를 덜 뽑으면 자동으로 원자로 출력이 줄어드는 제어가 된다. 그러면 지금 가동 중인 원자로를 왜 출력제어에 적극 활용하지 않고 매우 제한적으로만 사용하는 것일까? 그것은 경제성 때문이다. 원자력 발전에서는 매우 적은 양의 핵연료만을 사용하므로 발전원가 중에서 연료비가 차지하는 비중이 매우 낮다. 대개 20% 이하다. 즉 원자로 출력을 줄여서 발전량을 줄여도 운전에 드는 비용을 별로 줄지가 않는 것이다. 그에 비해 가스터빈 발전소에서는 연료비가 발전원가의 대부분을 차지한다. 그래서 그동안은 대형 원전을 설계할 때에 전출력 24시간 발전을 기본으로 하고, 연료비 절감이 큰 가스터빈 발전소를 주로 활용하여 출력조절 역할을 해 왔던 것이다. 프랑스나 독일처럼 원자력을 전력망 제어용으로 사용하는 경우에는 당연히 출력조절 운전이 용이하도록 설계를 한다. 미국도 우리나라와 비슷한 상황인데, 대부분의 기존 원전이 전출력 운전위주로 설계되어 있어서, 원자력을 활용한 전력망 조절 능력을 확보하기 위해 전기와 수소 병행 생산 시스템을 개발하여 전기가 덜 필요할 때는 원자력 에너지를 수소 생산에 활용하는 것을 시험 적용 중 이다. 물론 현재 우리나라에서 개발하고 있는 혁신형SMR(i-SMR)은 출력조정을 통한 전력망 안정성 확보가 중요해진 현재의 요구조건에 맞추어 출력조절 기능을 가지도록 설계되었는데, 분당 5%의 조절이 가능하여 세계최고 수준의 출력조절 능력을 가질 예정이다. 비단 출력을 직접 줄이는 것 뿐만이 아니라 미국에서의 경우처럼 수소나 다른 유용한 물질 생산에 에너지 활용을 병행하도록 하면 원자력 에너지는 재생에너지의 간헐성을 보완하는 이상적인 파트너가 될 것이다. 그리고 한국수력원자력에서 개발 중인 SSNC (카본생산 넷 제로 스마트 시티) 개념은 원자로와 재생에너지를 축으로 에너지 자급자족을 하는 시스템이기 때문에 이산화탄소를 발생시키지 않는 무탄소 에너지원인 재생에너지와 원자력에너지의 조화를 이루게 된다. 이렇게 되면 국내에서 생산 및 공급하는 에너지원으로서 에너지 안보차원에서도 이상적인 조합이 되고, 기후변화에 대응하여 지속가능한 사회발전의 근간을 구성할 것으로 기대된다. 원자력은 경직성 전원이라는 선입관을 버리고 재생에너지의 최적 파트너라는 것을 인식하여 어떻게 더 좋은 조합을 만들어낼 지를 연구할 때다. 강현국 렌슬러공대 기계항공원자력공학과 교수

이번주부터 기온이 소폭 하락해, 극한폭염이 주춤할 전망이다. 전력수급은 안정적인 수준을 유지할 것으로 보이나 남부지방에 내리는 비가 변수로 작용할 수 있다. 구름이 햇빛을 가리면서 남부지방에 태양광 발전이 일부 발전을 멈출 수 있어서다. 10일 기상청 단기예보에 따르면 오는 11일 전국은 대체로 흐린 가운데 오전(09~12시)부터 저녁(18~21시) 사이 남부지방(전북북부와 경북중.북부 제외)에 비가 내린다. 12일에도 전국이 대체로 흐리고 오전(06~12시)에 전북남부에 가끔 비가 온다. 전국이 흐린 날씨는 13일까지 이어질 전망이다. 11~12일 예상 강수량은 △전남해안 20~80mm △광주.전남내륙 10~60mm △전북남부 5~40mm △부산.경남남해안 20~80mm △울산.경남내륙 10~60mm △대구.경북남부 5~40mm 등이다. 전국 최고기온이 30도를 넘는 무더위는 계속되겠지만, 적어도 35℃(도)를 넘는 극한폭염 수준을 아닐 것으로 예보됐다. 또한, 밤 최저기온이 25도를 넘는 열대야도 사라지고 있다. 11~13일 각각 예상 전국 최저·최고기온은 11일 19~25도·26~32도, 12일 20~25도·27~33도, 13일 21~26도·26~31도이다. 날씨가 풀리면서 전력당국 입장에서는 올여름 최대전력수요 고비가 될 것으로 예상됐던 8월 둘째 주를 잘 넘길 수 있을 것으로 보인다. 산업통상자원부는 지난달 10일 올여름 최대전력수요가 '8월 둘째 주 평일' 오후 5∼6시께 9만4100∼9만7800메가와트(MW) 범위까지 오를 것이라 예상했다. 9만7800MW가 실제로 나타나면 이는 역대 가장 높은 최대전력수요 수치다. 다만, 남부지방에 절반 넘게 몰린 태양광의 활약 여부가 변수다. 올해 가장 높은 최대전력수요를 기록한 지난달 8일을 보면, 13시 기준으로 최대전력수요가 태양광 상쇄량을 반영하지 않을 시 10만MW를 넘어섰다. 하지만 당시 1만4000MW 규모 수준의 태양광이 최대전력수요를 상쇄하면서 전력수요는 8만6000MW에 머물렀다. 저녁 시간대에 태양광 발전량이 줄기 시작하면서 당일 18시 기준으로 최대전력수요는 9만5675MW를 기록했다. 즉 날씨뿐만 아니라 태양광 발전량도 최대전력수요에 미치는 영향이 지대한 만큼. 남부지방 태양광의 활약 여부에 따라 최대전력수요가 높게 나타날 가능성은 존재한다. 이원희 기자 wonhee4544@ekn.kr

정부의 이중적 태도에 가스산업이 혼란을 겪고 있다. 정부는 사실상 최상위 에너지정책인 11차 전력수급기본계획에서 앞으로 가스 수요가 크게 줄어들 것으로 예측했다. 하지만 최근 미국과 관세협상 일환으로 LNG(천연가스)를 대거 수입하기로 하면서 도대체 뭐가 맞는 것이냐는 불만이 터져나오고 있다. 전문가들은 이 상황이 정부도 미래를 예측하기 힘들다는 것을 보여주는 단적인 예로 평가하며, 정부 차원의 장기 수급계획을 세우지 말고 시장에 알아서 수급을 맡기도록 해야 한다고 지적하고 있다. 10일 가스업계에 따르면 산업통상자원부는 올해 안에 16차 장기천연가스수급계획을 수립해야 한다. 이 계획은 2025년부터 2038년까지의 국가 수급계획을 담고 있다. 따라서 원래는 2024년까지 수립이 완료돼야 하는데, 이보다 상위정책인 11차 전기본 확정이 올해 3월로 늦어지면서 가스수급계획도 늦어진 것이다. 그런데 장기천연가스수급계획이 당초 예상보다 더 늦어질 것으로 보인다. 큰 변수가 등장했기 때문이다. 이재명 정부가 미국 트럼프 정부와 관세협상 일환으로 향후 4년간 1000억달러, 연간 250억달러의 미국산 에너지를 수입하기로 했는데, 대부분이 LNG로 예상돼 당초 기존 정책대로 수입량을 줄여야 할지, 아니면 관세협상을 반영해 반대로 수입량을 늘려야 할지 명확치 않은 것이다. 2024년 기준 우리나라가 미국으로부터 수입한 LNG는 약 564만톤이며, 수입단가는 톤당 548.6달러이다. 2024년 대미 에너지 수입액은 232억달러로 연간 18억달러가 늘어난다. 이를 기준으로 늘어나는 수입액 18억달러를 LNG로 환산하면 약 328만톤이 된다. 단순 계산하면 미국산 LNG 수입량은 거의 900만톤에 이르게 된다. 이 물량은 단순히 4년간만 수입하는 게 아니라 최소 10년 이상 길게는 20년가량 수입될 가능성이 있다. LNG 계약은 기본적으로 10~20년 장기로 체결되기 때문이다. 문제는 이 물량이 잉여가 될 수 있다는 것이다. 11차 전력수급기본계획에 따르면 LNG발전량은 2023년 157.7TWh에서 2035년 101.1TWh, 2038년 74.3TWh로 대폭 감소하는 것으로 전망됐다. 발전용 천연가스는 국내 총수요의 절반을 차지한다. 여기에 도시가스 수요도 줄고 있고, 민간 직수입 물량도 늘고 있어 가스공사의 판매량은 갈수록 줄고 있다. 실제로 가스공사 판매량은 2022년 3839만7000톤을 정점으로 2023년 3464만2000톤, 2024년 3412만5000톤으로 계속 감소하고 있는 상태다. 다만 올해 상반기에는 1889만5000톤으로 전년 동기보다 3.7% 늘었다. 가스공사로서는 판매량이 줄고 있는 상황이고, 11차 전기본에서도 소비량이 크게 감소하는 것으로 전망돼 향후 발생하게 될 잉여물량을 어떻게 처리할지 고민에 빠진 상태로 알려졌다. 잉여물량을 해외로 재판매 할 수 있긴 하지만 이것도 쉽지 않다. 우리나라뿐만 아니라 일본, 대만, 태국, 심지어 중국까지 아시아 국가 대부분이 미국과 관세협상 일환으로 LNG를 대거 구매했기 때문이다. 공기업인 가스공사는 큰 문책을 받을 수도 있다. 정책적으로는 LNG 수요가 줄 것으로 예측했는데, 가스공사는 반대로 수입을 늘려 잉여물량이 발생할 수도 있기 때문이다. 물론 정부의 관세협상 때문에 발생한 일이긴 하지만 정권이 바뀌면 오히려 이를 빌미로 감사 등을 받는 일이 이전에도 종종 일어났다. 전문가들은 이제 정부의 장기 수급계획을 폐지해야 한다고 입을 모은다. 미국 관세협상이나 지정학 갈등 등 전혀 예상치 못한 변수가 계속 발생하면서 10년 이상의 수급계획이 무의미하다는 것이다. 대신에 미국 등 주요 선진국처럼 정부는 단기, 중기, 장기 에너지전망치를 내놓고 시장에 자율적으로 수입을 맡기도록 하는 방안이 적합하다는 평가를 받고 있다. 지난 7월 11일 열린 KOGAS포럼에서 에너지경제원장과 한국자원경제학회장을 역임한 에너지 전문가 박주헌 동덕여대 경제학과 교수는 “현실성이 떨어지는 법적 계획이 만들어지고, 가스공사 같은 공기업은 현실적이지 못한 계획에 구속돼 현실적이지 못한 경영계획을 세우는 악순환에 빠지게 된다“며 “법적 계획의 경직성을 완화할 필요가 있다. 아웃룩(전망)화하고, 법적 구속력이 필요 없도록 해야 한다. 특히 가스공사 등 공기업에 독립적인 수요 전망을 하게 하는 등 유연하게 하는 제도 개혁이 필요하다"고 강조했다. 또 다른 가스업계 전문가는 “정부의 장기수급계획 정책은 수명을 다했다고 본다. 탄소중립이 될 수도 안 될 수도 있고, 러-우 전쟁이나 이-팔 전쟁처럼 또 어떤 큰 전쟁이 일어날지 모르는데, 무수한 변수를 제외한 채 세우는 수급계획이 무슨 의미가 있나. 또 그 수급계획에 공기업과 민간기업까지 줄 세우는 게 제대로 된 것인지 모르겠다"며 “에너지전망 체제로 가고, 수급은 시장에 맡기는 형태로 가야 한다"고 강조했다. 윤병효 기자 chyybh@ekn.kr