설비예비율 2% 정도 추가 설비 확보 필요…비용 등 만만찮아
실시간 전력시장 도입 필요…판매 경쟁 등 갈등 요소 상존
신재생에너지를 2030년까지 발전량의 20% 수준으로 확대할 경우, 신재생 전원의 간헐성 보완이 필요하다. 이에 따라 8차 전력수급기본계획 신재생워킹그룹은 설비예비율 2%인 2GW 정도의 백업 발전설비를 추가로 확보하고, 빠른 시간 내에 출력을 조절할 수 있는 양수발전소, 가스터빈(G/T) 단독운전이 가능한 LNG복합발전소 등의 백업설비가 필요하다는 의견을 제시했다.
제8차 전력수급기본계획 신재생워킹그룹은 19일 코엑스에서 5차 회의 후 브리핑을 갖고, 신재생에너지의 간헐성 대응방안에 대해 발표했다.
워킹그룹은 이날 대응방안으로 ▲백업설비의 최소 설비예비율 반영 ▲발전량 예측, 계측, 제어를 위한 통합관제시스템 구축·운영 ▲유연성 설비에 대한 투자 활성화를 위한 제도개선 추진 등을 내놨다.
◆논란1 : 최소예비율 2% 축소
지난 13일 8차 전력수급기본계획 예비율 워킹그룹은 적정 설비예비율을 22%로 산정하면서 최소예비율은 7차(15%)보다 2% 낮은 13%로 제시했다. 최소예비율 13%는 신재생 발전의 간헐성까지 고려한 수치라고 밝혔다.
하지만 15일 열린 신재생워킹그룹은 신재생 전원의 간헐성 보완을 위해선 최소예비율의 2%인 2GW 정도의 백업 발전설비를 추가로 확보해야 한다고 제시했다.
상식대로라면 7차 계획 대비 2% 정도의 최소예비율을 높이는 게 정상이지만, 원전이 계획대비 6기 이상 줄어들면서 오히려 7차 때보다 최소예비율을 2% 낮게 설정하게 됐다는 게 전력거래소 측의 설명이다.
박만근 전력거래소 전력기술팀장은 “원전의 경우 단위기 용량이 크고 정비기간이 길어 충분한 설비예비율을 갖춰야 하는 특징이 있다”며 “신재생 간헐성보다 오히려 원전의 고장정비나 정비에 대비한 설비예비력이 더 크다”고 말했다.
◆논란2 : 백업설비 확보의 어려움
신재생워킹그룹에 따르면 선진국들은 신재생에너지의 간헐성에 대비하기 위해 백업설비를 구축하거나 신재생통합관제센터 등을 운영하고 있는 것으로 나타났다.
이에 따라 우리나라도 양수발전, ESS, 가스터빈(G/T) 단독운전이 가능한 LNG복합발전 등의 백업설비를 충분히 설치하고, 발전량 예측, 계측, 제어를 위한 통합관제시스템을 구축해야 한다는 게 워킹그룹의 설명이다.
하지만 국가별로 전력계통 환경이 전혀 달라 우리나라만의 대책 마련이 쉽지 않다는 게 전문가들의 지적이다.
신재생 보급률이 50%가 넘는 북유럽 국가들의 경우 수력발전소 등 출력조절 기능이 우수한 설비가 많다. 또 독일은 전력계통이 이들 북유럽 국가와 연결돼 있어 신재생에너지의 간헐성 대응 능력을 보조받을 수 있다. 때문에 아직 에너지저장장치(ESS)보급량은 많지 않다.
일본도 빠른 시간 내에 운전·정지할 수 있는 양수발전기의 설비용량이 27.55GW나 돼서 간헐성에 효과적으로 대응할 수 있다.
하지만 우리나라는 양수발전설비가 4.7GW에 불과한데다 환경파괴 논란으로 더 이상 건설이 쉽지 않다. ESS도 1MWh 설치비용이 약 7억원에 달하는데 ‘신재생 3020’ 목표를 달성하려면 신재생에너지를 47GW나 설치해야 해서 ESS 설치 비용도 2조원을 상회할 것으로 예상된다.
◆논란 3 : 실시간 전력시장 도입 기술적·제도적 한계
워킹그룹은 신재생 간헐성 보완을 위해 통합관제시스템을 구축해 발전량과 출력 변동을 예측하고, 현재의 하루 전 거래시장을 보완해 실시간 전력시장과 예비력 시장을 도입할 필요가 있다고 제안했다..
하지만 통합관제시스템을 구축하는 것만으로는 부족하고, 관련 전문 인력 양성과 정보를 분석할 수 있는 능력을 배양하는 게 중요하다.
미국 캘리포니아 전력시장 및 계통운영기관인 CAISO가 지난 8월 미국 대륙을 관통한 개기일식에 대비하기 위해 2015년 유럽 개기일식 사례 분석 등 몇 년간 준비해 온 것을 반면교사 삼아야 한다는 게 전문가들의 지적이다.
신재생이 전력시장 가격에 반응할 수 있도록 하기 위한 실시간 전력시장 도입도 현재로선 기술적·제도적 한계에 놓여 있다.
수십~수백만 분산자원이 연계되는 전력계통에서는 중앙관제만으로는 한계가 있어 실시간 가격기능을 통한 전력수급 확보가 중요하다.
하지만 실시간 가격은 AMI를 활용한 실시간요금제, 빅데이터 기반의 신산업, 전기차 등 프로슈머 시장 등을 위한 필요조건임에도 불구하고, 판매경쟁이 불가피해 아직까지 제대로 된 논의조차 이뤄지지 못하고 있다.
이에 대해 박호정 고려대 교수는 “신재생 확대가 본격화되면 유연성 설비 자원 확대뿐만 아니라 전력시장의 패러다임도 바뀌어야 한다”며 “실시간 전력시장은 신재생에만 국한된 게 아니라 프로슈머, 전력거래 등과도 관련된 만큼 앞으로 획기적인 시장 제도 개선이 무엇보다 중요하다”고 말했다.