2021년 05월 10일(월)

[EE칼럼] 신재생 확대, 전력계통 안정이 관건

에너지경제신문   | 입력 2021.04.14 09:57   수정 2021.04.14 09:57:32

임은정 공주대학교 국제학부 교수

임은정 공주대 교수

▲임은정 공주대학교 국제학부 교수

기후변화 대응을 위한 탈탄소화는 국제적으로 거스를 수 없는 정책 기조가 되었다. 그 중에서도 전력분야의 탈탄소화를 위해서는 석탄의존도를 철저히 줄이고 신재생에너지를 확대하는 것이 타당한 수순이다.

영국의 국가 그리드 전력시스템 공급자(National Grid Electricity System Operator: ESO)는 올 부활절 월요일이었던 지난 5일이 이산화탄소 배출 기록을 작성하기 시작한 이래 가장 깨끗한(greenest) 전기 공급이 이루어진 날로 기록됐다고 밝혔다. 석탄화력발전은 완전히 멈춘 상태에서 풍력으로 39%,태양광으로 21%, 원자력으로 16%,가스로 10% 정도를 생산했고. 이에 따른 당연한 결과겠지만 이산화탄소 배출이 현저히 줄었다는 것이다.

영국 전력분야의 탈탄소화 노력은 꾸준히 성과를 보여, 한때 전력 생산의 40% 이상을 차지했던 석탄발전은 눈에 띄게 줄었으며, 대신 풍력과 태양광, 원자력, 가스가 그 빈자리를 메꾸고 있다.

문재인 대통령 역시 지난 해 10월 28일 국회에서 있었던 시정연설에서 2050년까지 탄소 중립 달성을 목표로 하겠다고 선언한 바 있다. 그러나 우리의 현실은 아직 너무도 갈 길이 멀다.

2019년 말 기준으로 국내 전력생산에서 가장 높은 비중을 차지하는 것은 여전히 석탄(40.4%)이었으며, 2020년 11월 기준으로 신재생 비중은 6.9%를 기록하는 데 그쳤다. 이에 지난 달 24일 우리 국회는 전기사업법 개정안과 신재생에너지법 개정안을 통과시켰다. 이로써 두 종류 이상의 전기사업을 동일사업자가 겸업하는 것을 금지하던 것이 신재생 발전에 한해서는 허용되었고, 기존 신재생에너지공급의무화(RPS) 제도의 의무공급비율은 기존 10%에서 2030년에는 25%까지 확대된다.

탈탄소화와 함께 4차 산업혁명을 생각할 때에도 신재생의 확대는 불가피하다. 수요자가 직접 전기를 생산하여 프로슈머(prosumer)가 되고, P2P(Peer to Peer)의 전력거래가 가능해지는 것이 4차 산업혁명의 중요한 부분인데, 말단 사용자까지 프로슈머로 전환되기 위해서는 신재생 같은 분산형 에너지원이 보급되어야 한다. 요컨대 신재생의 확대는 이미 거스르기 힘든 시대적 트렌드가 되었다.



그러나 신재생 확대에 대비해서 반드시 짚고 넘어가야 하는 중대한 문제가 있으니 그것은 바로 전력계통의 안정이다.옆 나라 일본의 사례가 우리에게 타산지석이 될 수 있다.

일본에서는 2014년 4월부터 FIT(고정가격계약 매입제도) 가격을 낮출 것을 결정하게 되었는데, 이에 가격 하락 이전에 전력계통에 접속하려는 사업자가 폭증하게 되었다. 특히 기후 조건 상 태양광발전에 유리한 규슈 지역에서 신청이 폭증하였다. 결국 신청자 모두를 접속시킬 경우 규슈 지역 전체 전기소비량을 초과할 수준까지 갈 수 있다는 판단 하에 계통을 담당하는 규슈전력은 같은해 9월 24일, 계통 접속에 대한 요구를 일괄적으로 보류했었다. 그리고 4년 후인 2018년 10월에는 규슈전력이 계통 안정을 위해 태양광과 풍력에 대하여 출력억제를 요구하기도 했다.

일본의 사례에서 볼 수 있듯이 신재생이 전력망에 도입됨으로써 전력공급이 수요에 비해 과잉이 되면 전력망 계통의 안정성이 훼손될 수 있다. 이에 따라 안정성 확보 차원에서 기존의 기저부하(base-load)전원의 전력출력 규모를 줄여야 하는 경우마저 발생할 수 있다. 전력망 계통 안정성 확보에 실패하면 정전이 발생하게 되고, 이는 사회적으로나 경제적으로 엄청난 손실을 초래하기 때문이다.

신재생 비중이 증가하면 할수록 출력억제 요구는 일상화될 수 있다.따라서 기후 조건에 따라 출력량이 변화하는 신재생과 기존의 경직성 대규모 전원 간에 적절한 균형을 유지하면서, 전력망을 안정적으로 운영하는 것이 매우 중요한 과제가 된다.

신재생의 확대는 거스를 수 없는 흐름임은 누구도 부인하기 어렵다. 하지만 속도를 내는 것에만 집착할 것이 아니라, 전원구성의 적절한 믹스와 전력계통의 안정적 운영이 반드시 뒷받침돼야 함을 명심해야 한다.

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