2015년 파리 기후변화협약이 체결되고 지난해부터 신기후체제가 발효되면서 세계 각국은 온실가스 감축을 위해 신재생에너지를 확대하는데 열을 올리고 있습니다. 신재생에너지의 역할이 점점 커지면서 이를 보다 효율적으로 운용하기 위한 방법으로 분산전원에도 관심이 커지고 있습니다. 우리나라도 태양광·풍력이 늘어나면서 분산전원 도입이 시도되고 있습니다. 미래 전력시스템으로 세계가 주목하고 있는 분산전원 모델을 알아보도록 합시다.
Q: 분산전원은 무엇인가요?
A: 말 그대로 여러 단위로 쪼개 넓게 퍼트린 전원을 뜻합니다. 여기서 '전원'은 일반적으로 전기를 생산하는 발전소를 칭하지만 송배전선·송전탑 및 전신주·변전소 등 전기를 만들어 소비자에게 까지 보내기 위해 필요한 모든 기기를 의미합니다.
분산전원을 구분하는 특별한 기준은 없습니다. 작게는 태양광 발전기를 설치한 주택에서부터 자체적으로 발전기를 보유하고 있는 빌딩, 크게는 소규모 발전소로 전기를 공급받는 마을도 분산전원으로 볼 수 있습니다.
우리가 사용하는 전기와 분산전원은 그 대상이 전국 단위인지, 아니면 일정 지역에 한정됐는지에 따라 차이를 둘 수 있습니다. 우리가 사용하는 전기 공급체계는 중앙집중형 모델입니다. 대규모 발전소 밀집단지에서 많은 양의 전기를 생산하고 이를 전국 각지로 보내는 방식입니다.
반면, 분산전원은 한정된 지역에서만의 전기를 공급합니다. 마을 간 전선 연결을 통해 필요할 경우 전기를 서로 보내주기도 하지만 기본적으로 우리 마을에 필요한 전기는 우리 마을에서 생산한다는 개념입니다.
최근 우리나라에선 마을 단위로 신재생에너지 단지를 마련해 주민사업화하는 친환경에너지타운과 섬 지역 신재생에너지 전기 공급 시스템을 구축하는 에너지자립섬 등 사업이 진행되고 있습니다. 이들 역시 분산전원의 초기단계라 할 수 있습니다.
Q: 분산전원의 장점과 단점은 무엇인가요?
A: 가장 큰 장점은 발전소를 작은 단위로 쪼갠만큼 그 수가 많아지고 하나의 발전소가 전기를 공급하는 지역도 줄어든다는 점입니다. 이는 전기계통 측면에서 광역 정전을 예방하는 방법이기도 합니다. 대용량 발전소와 송전망은 하나만 고장나도 넓은 지역에 피해를 줍니다. 용량이 작으면 고장에 따른 피해도 줄고, 대처도 그만큼 빨라질 수 있습니다.
지역민원도 감소합니다. 마을에서 쓰는 전기를 그 지역에서 생산하고, 발전소와 송전탑 등도 많지 않다보니 건설에 대한 주민반대가 강하지 않습니다. 이는 매우 큰 장점입니다. 최근 사회적 여론이 커지는 상황에서 전기 업계는 과거처럼 대규모 발전소와 송전탑을 건설하기가 더욱 어려워질 것으로 보고 있기 때문입니다.
단점은 발전소가 너무 많아진다는 점입니다. 많은 수의 발전소는 광역 정전을 예방하는 장점이 될 수도 있지만, 반면 관리가 어려워진다는 단점도 있습니다. 발전소가 많아진만큼 관리가 힘들고 시장은 복잡해집니다. 예를 들어 전기를 최종적으로 소비자에게 판매하는 한국전력이 지금은 몇 개의 발전사로부터 전기를 구매하면 되지만, 향후에는 혼자 감당하기 힘든 수의 발전사를 상대할 수도 있습니다.
Q: 지금까지는 왜 분산전원을 하지 않았나요?
A: 과거에는 전기를 사용하는 여건이 좋지 않았습니다. 전기가 부족하다보니 국가 차원에서 보다 빠르고 효율적으로 많은 양의 전기를 생산할 필요가 있었습니다. 증기와 열팽창 압력 등을 이용해 터빈 프로펠러를 돌리는 화력발전소는 크면 클수록 효율이 좋아지는 특성이 있습니다. 이 때문에 원전과 석탄화력 등 대용량 발전소가 다수 들어서는 단지 중심으로 전기공급 체계를 마련했습니다. 전력망 역시 이들 발전소에서부터 각지로 퍼져나가는 구조로 구축됐습니다.
지금은 전기가 부족해 정전되는 일은 극히 드뭅니다. 전기를 만들 수 있는 발전소도 많아졌습니다. 국가를 운영하기 위한 기본 전기는 확보하고 있습니다. 지금까지 중앙집중형 발전으로 전력 공급을 튼튼하게 받춰준 덕에 분산전원이란 새로운 시도를 할 수 있게 된 셈입니다.
분산전원의 등장은 신재생에너지의 확대가 한 몫 했습니다. 원전과 석탄화력, LNG발전소 등 지금까지의 발전소는 가동하려면 필수적으로 연료가 필요합니다. 하지만 유연탄과 가스의 대규모 공급채널을 각 마을별로 마련할 수는 없습니다. 분산전원을 하고 싶어도 연료공급 체계상 불가능한 구조였습니다. 태양광과 풍력은 별도의 연료가 필요없습니다. 연료공급을 위해 별도의 항구와 배관망을 건설하지 않아도 햇빛과 바람만 있다면 전기를 생산할 수 있습니다.
Q. 우리나라 분산전원 수준은 어느 정도인가요?
A: 우리나라는 아직 중앙집중형 발전 중심입니다. 친환경에너지타운 등을 통해 분산전원 모델을 구축하려 하지만, 발전설비만 소규모로 따로 지었을 뿐 진정한 분산전원이라 말하기는 힘듭니다. 지역단위 신재생 발전소가 있어도 정작 전기공급은 대형 발전소에 의지하기 때문입니다.
분산전원이 생산한 전기를 사고팔기 위한 별도의 시장도 없습니다. 현재 국내 전 전기거래 시장은 전력거래소가 운영하는 것이 전부입니다. 이 시장은 원전·석탄·LNG 발전소가 대용량 전기를 거래하는 곳으로 분산전원에는 맞지 않습니다. 이 전기를 사들이는 구매자도 한국전력 한 곳 뿐입니다.
우리나라에 분산전원이 정착되려면 여러 곳으로 퍼져있는 발전소처럼 시장과 구매자도 많아져야 합니다. 수많은 곳에서 생산한 전기를 거래하고 과금하는 시스템도 필요합니다. 미래에는 여러분이 발전사업자가 될 수도 있습니다.
<책소개>
◇'세계를 바꾸는 착한 에너지 이야기' 서선연 지음, 북멘토 펴냄
신재생에너지로 전기를 만들고 사용하는 과정을 일곱나라를 배경으로 한 동화로 풀어나간다. 신재생에너지를 사용하는 노력이 사람과 자연에게 다시 이롭게 돌아온다는 것을 아이들 눈높이에 맞춰 설명한다. 햇빛을 이용하는 태양광을 사용한 집에서부터 땅 속 지열을 이용해 온실 농장을 운영하는 사례, 바다 조류를 이용해 전기를 생산하는 방법까지 다양한 신재생에너지를 만나보고 깨끗한 에너지를 통해 인간과 자연의 공생을 생각하게 한다.
◇'에너지의 미래' 디에르크 바우크네히트 등 지음, 이경훈 역음, 교보문고 펴냄
대용량 발전 시스템으로 성장한 현재 에너지 시장의 고민을 담고 있다. 너무나 거대해져서 쉽사리 바꿀 수 없는 현재 에너지 시스템의 문제점을 지적하고 그 변화를 가능하게 할 솔루션으로 신재생에너지와 분산전원을 제시한다. 더 이상 대용량 발전소로부터 일방적으로 전기를 공급받지 않고 소비자들이 직접 발전하는 에너지프로슈머, 이들 전력을 수급에 맞게 효율적으로 운용하는 방법에 대한 고민을 담았다.
조정형 산업정책부(세종) 기자 jenie@etnews.com
