장마철 태양광 발전 비중 여전히 널뛰기…원자력·석탄 발전 등 대기

▲자료=전력거래소

[에너지경제신문 전지성 기자] 장마철이 되면서 태양광 발전소의 간헐성 문제가 심화하고 있다. 태양광 발전 설비는 10년간 2000% 넘게 늘어 원자력발전소와 맞먹는 규모가 됐지만 전력공급 일관성과 계통운영 안정성 부족은 여전히 개선되지 않고 있다.

12일 전력거래소에 따르면 지난 1주일(7월5일∼11일) 간 전력소비가 가장 많은 낮 14∼15시 태양광 발전 비중은 많을 때는 전체의 20%를 웃돌았지만 적을 때는 3.5%까지 곤두박질치고 있다. 하루 사이 15% 안팎의 발전비중 차이를 보이고 있어 이를 보완할 다른 에너지원의 발전설비가 필수적이다.

한 전력계통분야 전문가는 "날씨가 좋아 태양광 발전량이 급증할 때는 다른 원자력과 석탄화력 등 기저발전원의 출력을 제한해야 하는 상황이 발생하고, 비가 오거나 흐린 날에는 발전량이 없어 이를 메우기 위해 석탄화력발전, 액화천연가스발전(LNG) 등 다른 발전소의 가동이 늘어난다"며 "결국 태양광 설비가 많아져도 다른 발전 설비를 줄이지 못하게 된다"고 지적했다.

태양광은 올해 7월 기준 설비 용량이 22.46기가와트(GW)로 10년 전인 2013년 1GW에서 20배 이상 늘어 국내 전체 발전설비의 15%를 차지하고 있다. 다만 설비가 아무리 늘어나도 특정 상황과 시간대에서 존재감이 사라지는 문제가 반복되고 있다.

설비용량이 24.65GW로 비슷한 원자력발전은 매 시간대에서 30%의 발전비중을 유지하고 있다. 시간당 발전량에서도 태양광은 지난 11일 하루 최대 발전시간인 14∼15시 2.9GW를 나타낸 반면 원전은 19.72GW를 기록한 것으로 추산됐다. 태양광의 시간당 발전량은 원전의 7분의 1에도 못 미친다는 뜻이다. 설비용량 대비 전력생산 비율인 이용률로 따지면 원전은 80%, 태양광은 13%다.

태양광발전의 비효율은 장마철이 끝나도 문제다. 섭씨 25도 이상 무더위가 지속되면 발전 효율이 떨어져 봄이나 가을철 대비 발전량이 적어지는 현상도 개선되지 않고 있다.

▲자료=한국전력통계월보

한국전력공사가 2021년 말부터 추계한 태양광 발전의 전력시장 참여 실적에 따르면 태양광발전은 지난해 전력 비수기인 봄철(3∼5월)에 성수기인 여름철 (6∼8월)보다 월평균 15.2GWh(18%)의 전력을 더 생산했다.

이처럼 태양광발전의 계절별 전력생산 편차로 봄에는 다른 발전원들이 출력을 제어해야 하고 여름철에는 더 가동해야 하는 아이러니한 상황이 반복되고 있다. 지난 정부는 탈석탄을 내세우며 태양광 발전을 확대했지만 오히려 태양광 발전의 부족분으로 인한 정전을 피하기 위해 여름철마다 석탄화력발전을 풀가동했다. 올해 여름에도 비슷한 상황이 반복될 전망이다. 산업통상자원부도 노후석탄화력발전소는 완전히 폐쇄하지 않고 전력수급 비상상황을 대비해 설비를 보존할 방침을 밝힌 바 있다.

유승훈 서울과학기술대학교 창의융합대학 학장은 "지난 2020년 여름 미국 캘리포니아 정전사태를 보면 당시 캘리포니아는 발전소 상당수를 폐지해 공급 예비력이 부족해진 상황에서 다른 주로부터 전력을 구매했는데 폭염으로 전력수요가 급증한 다른 주가 캘리포니아에 전력을 공급하지 못해 발생했다. 우리나라는 전력계통 섬나라와 다름없기 때문에 공급 예비력의 확보는 절대절명의 과제"라며 "전력수급안정을 위해 석탄화력발전을 콜드 리저브(cold reserve) 방식으로, 평상시에는 기본적인 성능을 유지하는 선에서 관리하다가 겨울철 또는 여름철 최대 전력수요 기간 동안 한시적으로 가동하는 방안이 필수"라고 말했다.

jjs@ekn.kr