“태양광, 전력 수요 피크 시간 7% 기여” 재생에너지 잠재력 더 끌어올릴 방법은?

[최우리의 별헤는 지구]
에너지저장장치, 양수발전, 수소·암모니아 등
재생에너지 불안 요인 보완해줄 지원책 활용해야

게티이미지뱅크

그린피스와 에너지전환포럼이 2일 온라인 토론회 ‘전력수급 위기와 탈원전, 무엇이 팩트인가?’를 열었습니다. 발제자로 나선 정응수 전력거래소 계통운영처장은 휴가철이 끝나는 이달 둘째주께 또한번 전력 피크 수요가 예상된다고 말했습니다. 하지만 지난달과 마찬가지로 전력 수급에서의 문제는 없을 것이라고 진단했습니다. 그 중에서 태양광 발전량만 보면 약 5.2기가와트(GW)의 전력 수요를 감축하는 효과가 있을 것이라고 설명했습니다.

정 처장은 “태양광이 전체 수요의 7.0% 기여할 것으로 예측된다”며 “태양광은 피크 수요를 감축하고 있는 효과가 있다”고 설명했습니다.

올해 7월 기준 전체 태양광 설비 용량 추정치는 약 20.3기가와트로 추산됩니다. 전력시장에서 거래되는 발전량이 5.1기가와트입니다. 나머지 중 한국전력과 직거래(PPA)를 통해 발전하는 량이 11.5기가와트, 자가소비 목적으로 발전량이 계량되지 않는 태양광이 약 3.7기가와트입니다.

태양광 숨은 잠재력 확인시켜 준 올여름 폭염

최근 <조선일보>와 경제지들이 문재인 정부의 탈원전 정책과 전력 수급 문제를 엮어 원전 가동의 필요성을 주장하는 보도를 쏟아냈습니다. 그러나 전력거래소에서 전력 수급 불안은 없었고, 불안을 잠재운 태양광의 숨은 능력에 대해 증언한 것이지요. 문 대통령도 지난 27일 전력 수급 관리를 위해 가정용 태양광 등 소규모 신재생에너지 전력량을 정확히 파악하라고 지시한 바 있습니다.

이날 토론회의 토론자로 나선 이광훈 한국수력원자력 발전처장은 “원전의 재가동은 독립적 규제기관인 원안위에서 승인하면 재가동한다. 올해 여름 일부 원전의 계획예방정비 역시 다른 해와 비슷하게 중장기적 계획대로 하는 것”이라며 탈원전 정책때문에 전력 수요 부족 문제가 불거졌다는 논란에 대해 반박했습니다.

조정아 원자력안전위원회 안전정책과장도 문 정부 들어 원전 정비 기간이 늘었다는 언론 보도를 언급하며 “2012년 고리1호기 전력공급 중단 사건이 났을 때 정기 검사가 가장 길었다”며 “전력 수급 문제만 보고 재가동을 승인하지 않고 원전 안전성 문제가 해소되면 승인한다. 공극 문제로 1천일 넘게 서 있는 한빛 4호기 원전을 포함해 평균을 내다보면 이번 정부 들어 원전 정비 기간이 길어진 걸로 오해할 수 있다”고 반박했습니다.

석광훈 에너지전환포럼 전문위원은 “탈원전 때문에 정전이 난다는 우려는 국내 에너지 정책 발전에 도움이 안되는 논란이고 시간낭비”라고 비판했습니다.

2일 정응수 전력거래소 계통운영처장이 이날 열린 토론회 ‘전력수급 위기와 탈원전, 무엇이 팩트인가?’에서 태양광이 전력 피크 수요 당시 7% 정도 기여한다고 발표하고 있다. 에너지전환포럼·그린피스 제공

재생에너지의 미래, 에너지저장장치(ESS) 주목

재생에너지가 주목받는 이유는 청정 에너지로 기후위기 대응 목적에 부합하고 원전이 보장하지 못하는 안전성이 확보되기 때문입니다. 전세계적으로 설비량이 매년 늘어나고 있고, 이에 따라 경제성도 점점 개선되고 있습니다. 그러나 외부 환경의 영향을 많이 받는 것이 재생에너지의 특징입니다. 이를 간헐성 문제라고 부르는 데요. 풍량과 일조량에 따라 풍력발전과 태양광발전의 발전량이 결정되기 때문이지요.

올여름 폭염으로 인한 전력 수급 문제가 불거졌지만, 사실 여름이나 겨울처럼 냉난방 수요가 많지 않은 봄·가을철이 에너지 공급 조절에 있어서는 더 문제입니다. 제주에서는 이미 수요보다 공급이 많을 때 풍력 발전의 출력을 종종 제한하는데 이때문에 보수언론 등은 재생에너지의 불안정성을 부각하기도 하지요. 재생에너지로 확보한 에너지 공급량이 충분할 경우, 기존의 발전원의 전력을 멈춰야 하는 문제가 생길 수 있어 더욱 문제입니다.

이때문에 기존에 있던 다른 에너지원과의 관계 설정이 중요하다는 과제가 남습니다. 석탄화력발전소는 정부 정책에 따라 축소될 예정입니다. 그러나 원전은 탈원전 정책이 유지된다고 해도 2080년대까지 재생에너지와 전력원으로 공동 활약해야하기 때문에 서로의 관계 설정이 중요합니다.

지난해 추석 무렵 재생에너지를 포함해 전체 전력 공급이 늘어나자 원전인 신고리 3,4호기가 감발한 사례가 있습니다. 원전 출력을 제한하는 감발 운전을 하려면 원자로 내 핵분열 속도를 조절하기 때문에 핵연료 제어봉을 넣고 빼는 과정에서 안전사고 우려도 커집니다. 이처럼 출력 제한이 자유롭지 않은 원전은 경직성 에너지원으로 구분하는데, 변동성이 높은 재생에너지가 점차 늘어나면 원전도 전력공급과 수요량에 따라 유연하게 출력을 조절하면 좋은데 발전 규모가 크다보니 빠른 대응이 불가능하다는 근본적 문제가 남습니다. 이미 미국 캘리포니아나 영국에서는 재생에너지와의 공존이 불가능하다고 판단되는 원전의 조기폐쇄 결정을 하기도 했습니다.

이런 한계때문에 남는 에너지를 저장했다가 부족할 때 이용할 수 있는 에너지 저장 장치(ESS) 상용화가 대안으로 꼽힙니다. 저장 방식에 따라 양수 발전, 압축 공기 저장 장치 등을 이용한 물리적 저장, 리튬 이온 전지나 납축전지 등 전기 화학적 저장, 수소 연료나 합성 천연 가스 사용한 화학적 저장 방식 등이 있는데, 현재로서는 리튬 이온 전지를 활용한 배터리 방식이 대표적입니다.

2019년 10월14일 오전 서울 중구 삼성본관에서 열린 에너지저장장치(ESS) 안전성 강화 대책 설명회에서 허은기 삼성SDI 전무가 관련 발표를 하고 있다. 삼성SDI는 ESS 시스템 내에 발화 현상이 발생하더라도 화재로 확산하는 것을 근원적으로 차단할 수 있는 '특수 소화시스템'을 개발해 신규로 판매하는 시스템에 전면 도입한다고 밝혔다. 연합뉴스

재생에너지의 가능성에 대해 정 처장도 “추정치에 의존하는 미계량 태양광의 발전량을 확인하는 대책이 필요하고, 재생에너지의 간헐성 문제를 완화하기 위한 에너지 저장 장치 확충이 필요하다. 이런 부분은 장기전력수급 기본계획에 포함돼있다”고 설명했습니다.

문제는 에너지저장장치(ESS) 가격과 안전성 등 입니다. 한국전력공사가 2019년에 분석한 결과 재생에너지 연계용 ESS의 비용편익 분석 지수가 0.05에 불과했습니다. 또 ESS의 충전·방전 패턴 특성때문에 ESS 보급이 확대될수록 전력시스템 관리가 복잡해진다는 점도 과제로 꼽힙니다. 또 전체 1~2%에 불과하지만 화재 발생에 대한 우려도 남아있습니다. 다만 전영환 홍익대 교수는 “1㎿당 4억원 정도로 비쌌지만 최근 1억원 선까지 떨어졌고 앞으로 더 저렴해질 것”이라고 내다봤습니다.

하지만 에너지저장장치는 장기적 관점에서 보완이 필요합니다. 석광훈 에너지전환포럼 전문위원은 “에너지저장장치가 2~4시간 밖에 저장을 못하는 문제가 있기 때문에 중장기적으로는 양수발전이 대안으로 꼽히지만 낮과 밤의 에너지와 높이 차이를 이용한 양수 발전은 산림 훼손 문제가 남는다. 이때문에 장기적으로는 수소나 암모니아, 메탄올 등 화학저장장치의 경제성이 좋아질 것으로 예상되는 미래까지 아직 재생에너지가 극복해야 하는 과제가 많다”고 설명했습니다.

이런 불안정성때문에 재생에너지 거래 참여자가 늘어나 시장이 갖춰져야 한다는 주장도 있습니다. 공급량의 많고 적음에 따라 도매가격이 달라지면 에너지저장장치 등 아이티 기술을 가진 사업자들이 참여해 변동성을 보완해줄 것이라는 예상입니다. 가상발전소 전력중개서비스를 하는 ‘에이치에너지’ 함일한 대표는 “재생에너지 수급 불안정 문제는 어느 나라나 겪는 문제다. 재생에너지 시장은 원전과의 경쟁이 문제가 아니라 금융·자본의 문제로 아마존, 구글 등 플랫폼 사업자가 참여할 수도 있는 문제”라고 시장 확대의 필요성을 지적했습니다.

최우리 기자 [e-mail]