새 정부 출범 후 국가 전원믹스 방향을 두고 전력업계 고민이 커졌다. 문재인 대통령이 취임 직후 미세먼지 대책 카드로 노후석탄화력 조기폐기 계획을 발표하면서 큰 틀에서 변화가 예고됐기 때문이다. 전력업계는 6월 임시국회를 맞아 원전과 석탄 비중 축소 가능 여부를 놓고 정치권에 안테나를 세웠다. 업계는 전원믹스 재편이 가시화하면 발전원별 비율은 물론, 경제급전 원칙의 전력시장, 소비자의 전력사용 패턴까지 변할 것으로 예상했다.
◇원전과 석탄, 감축 적정 수준은
“원전과 석탄을 얼마나 줄일 수 있나.”
최근 전력업계 관계자가 가장 많이 받는 질문이다. 가장 난감한 질문이기도 하다. 현 에너지 시장에서 최대 관심사지만 현실적으로 할 수 있는 답변은 “알 수 없다”뿐이다.
애초 국민 함의와 수용성에 방점을 찍어 온 전력정책에서 적정설비 비중과 전기요금을 산정한다는 것 자체가 무리다. 전력 분야는 국가 사용량 증가와 산업·사회에서의 수요증가 등 변수가 많다. 국가 차원 허용과 국민이 수용할 수 있는 불편, 전기요금 한계치에 대한 명확한 기준 수치가 없다. 화석연료 감소 이슈를 언급할 때마다 거론되는 전기요금 인상 수준을 놓고 각 단체가 주장하는 바가 다른 것도 이 때문이다.
지난달 문재인 정부가 발표한 노후석탄화력 10기 조기폐지는 현 국가전력수급 체계에서 어느 정도 수용 가능한 수준이라는 게 업계의 중론이다. 30년 넘은 설비는 효율저하로 인한 유지보수 비용 증가 등 성능 측면에서도 폐지 수순을 밟을 수밖에 없다. 고효율 신규 발전소 건설이 이를 대체할 수 있다는 분석이다.
현재 국가 전력계통에 포함된 발전설비 용량이 100GW를 넘기 때문에 노후석탄화력 10기 용량인 3.3GW 정도가 공급용량에서 빠진다 해도 수급에 별다른 영향이 없을 것으로 예상된다.
후속조치에 대해서는 해석이 엇갈린다. 전력수급 차원에선 지난해 여름 최대전력 사례를 들 수 있다. 지난해 8월 12일 기록한 최대전력은 8518만㎾였다. 이 때 공급 가능한 전력은 9240만㎾ 수준으로 예비력은 721만㎾였다. 전력수급 비상단계가 예비력 500만㎾ 이하부터 발동되는 점을 감안하면 발전소 추가 감축은 신중한 검토가 필요한 부분이다.
일각에서는 향후 예정된 신규 발전소가 공백을 메워줄 것으로 전망하지만 최근 늘어나는 신규발전소 반대여론과 미래 국가전력수요 불확실성이 변수다. 실제로 여름과 겨울철 최대전력 수요는 계속 늘어나고 있다. 올 여름에도 평년보다 높은 기온의 무더위가 예상된다. 산업 측면에서는 사물인터넷(IoT), 빅데이터 등 처리해야 할 정보 양이 많아지면서 전기 역할이 점점 커진다.
업계는 적정 발전소 규모를 정하기 위해서는 사회적으로 수용 가능한 전기요금과 품질 수준 등 비계량지표의 기준점이 필요하다고 강조한다. 높은 전기요금과 일시적 정전사태를 감수한다면 줄일 수 있는 발전소는 많다. 그렇지 않다면 보수적 감축계획이 나올 수밖에 없다.
◇신재생 중심 전원 '덕 커브' 대비해야
신재생에너지 확대에 적극 나섰던 미국 캘리포니아주 전력시장에서는 2015년부터 이상현상이 발생했다. 일반적으로 일일 전력수급은 늦은 아침과 초저녁 두 차례 수요상승 곡선을 그린다. 업계에서는 두 개의 상승 구간을 가지는 곡선 모양이 낙타의 등과 닮았다 해서 '카멜 커브(Camel Curve)'로 부른다. 반면 캘리포니아는 늦은 아침부터 수급곡선이 급락한 후 초저녁 상승곡선만 나타나는 오리 형태의 '덕 커브(Duck curve)'가 나타났다.
캘리포니아의 덕 커브 사례는 신재생에너지 발전량이 많아질 때 전체 전렵수급에 어떤 영향이 있는지를 보여준다. 태양의 고도가 높아지면서 태양광 발전소가 본격적으로 전력을 생산, 전력시장의 수요곡선이 떨어지는 현상이 발생했다.
신재생에너지 발전량 증가로 기존 화력발전 가동이 줄어드는 표면적 결과만 놓고 보면 좋다. 덕 커브는 현상이 심화될수록 전력계통 운영측면에서 몇 가지 문제가 일어날 수 있다. 우선 신재생에너지 최대 단점인 발전출력 변동성이 커져 전체 계통운영의 정확성이 떨어진다. 계절 영향 때문에 항시 일정한 용량을 담보할 수 없다.
하루를 놓고 보면 낮 시간의 전력수요는 신재생으로 감당하더라도 저녁시간의 피크전력을 감당하기 위해 기존 발전소의 동원이 필요하다. 계절적으로는 여름에는 풍력, 겨울에는 태양광을 대신할 별도 발전원이 요구된다.
실제로 캘리포니아는 태양광 발전이 멈추는 일몰 후 급격히 상승하는 수요를 충당할 발전설비가 부족한 문제를 겪었다. 결국 신재생에너지가 많아지더라도 전력계통 안전성 측면에서는 기존 발전소의 뒷받침이 필요하다.
우리나라도 다르지 않다. 신재생에너지 발전용량이 9GW에 달하지만 현재 전력거래소는 수력발전, 바이오매스, 석탄가스화복합화력(IGCC) 등을 제외하곤 신재생에너지를 전력계통 설비로 운영하지 않는다. 원전과 석탄화력, LNG 발전소는 각 설비 용량만큼을 약속된 시간에 발전할 수 있지만, 태양광과 풍력은 전력거래소 급전지시에 따른 발전이 불가능하다.
안정적인 전력계통 운영이 보장되려면 계획보다 더 많은 신재생 설비와 에너지저장장치(ESS)를 비롯해 기존 발전소의 운전 대기 등이 필요하다. 새정부는 원전 및 석탄화력 감축 대안으로 신재생에너지 확대를 꾀하지만 그에 상응하는 기존 발전소 역할이 뒤따라야 한다.
전력업계 관계자는 “태양광과 풍력 등 급전지시 이행이 불가능한 전원이 늘어나면 전력계통 부담은 그만큼 커진다”면서 “신재생에너지를 계통운영에 포함시키기 위해서는 지금보다 더 여유로운 예비율 산정과 기존발전소 운전 대기, 대규모 ESS 구축 등이 전제돼야 한다”고 말했다.
조정형 산업정책부(세종) 기자 jenie@etnews.com
