[세종=뉴스핌] 김기랑 기자 = 올 봄철에 역대 최저 전력 수요가 전망되는 가운데 정부가 전력 공급과잉 문제를 해결하기 위한 특별 대책을 추진한다.

올 봄철에는 냉·난방설비 사용 감소 영향으로 전력 사용량은 낮아지는 반면, 태양광 발전량은 가장 높아져 수급 불균형이 심화될 것으로 예측된다. 정부는 먼저 선제적 안정화 조치를 실시한 뒤 필요시 발전원별로 출력 제어를 시행한다는 방침이다.

◆ 전력 수요 '최저' 예측에 선제적 조치 시행…원전 정기 정비 앞당겨 가동 중단

산업통상자원부는 19일 이호현 산업부 에너지정책실장 주재로 전력망 혁신 전담반(TF) 회의를 열고, 이런 내용을 담은 '봄철 전력수급 특별 대책'을 마련했다고 밝혔다.

이번 특별 대책이 마련된 배경에는 최근 들어 우리나라 봄·가을철 전력수급 관리의 어려움이 급격히 증대되고 있다는 사실이 자리한다.

통상 안정적인 전력계통 운영은 수요와 공급이 일치하는 데에서부터 시작된다. 그러나 최근 봄·가을철의 전력은 '저수요·고발전' 형태로 엇갈리고 있는 상황이다. 산업부에 따르면 지난해 봄의 맑은 날과 흐린 날 간 전력 수요 편차는 11.1기가와트(GW)에 달한다. 이는 원전 7~8기의 발전량에 해당하는 규모다.

전력 수요가 발전소의 공급량보다 낮을 경우 주파수가 국내 정격치인 60헤르츠(Hz)보다 상승하게 되고, 이는 발전기 연쇄 고장 등을 촉발해 정전 발생 위험성을 키운다. 반대로 전력 수요가 공급량보다 높을 경우에도 주파수가 하락하면서 동일한 결과를 초래한다. 결국 전력 운영에 있어 가장 중요한 것은 수요와 공급의 균형을 유지하는 일이란 설명이다.

특히 올 봄철에는 역대 최저 전력 수요가 예상된다. 산업부에 따르면 올 봄철의 예상 전력수요는 37.3GW로, 지난해 봄철(39.5GW)보다 더욱 낮은 규모가 점쳐진다. 최근 5년간 봄철 전력 수요는 매해 감소하고 있는 추세다. 지난 2020년 42.8GW에서 ▲2021년 42.7GW ▲2022년 41.4GW ▲2023년 39.5GW 순으로 매년 하락했다.

이에 산업부는 올 봄철 특별 대책기간을 지난해보다 1주일 확대하기로 했다. 올 대책기간은 이달 23일부터 6월 2일까지로 총 72일간이다. 특별 대책의 골자는 선제적으로 전력계통 안정화 조치를 이행하고, 이를 통해 해결되지 않을 경우 출력제어에 나서는 것이다.

경북 울진의 한울원자력발전소 [사진=한울원전본부] 2022.12.28 nulcheon@newspim.com

선제적 안정화 조치로는 ▲주요 발전기 정비 일정 조정 ▲미세먼지 저감을 고려해 석탄단지 운영 최소화 ▲공공기관 자가용 태양광 운영 최소화 ▲수요자원(DR) 활용 등이 담겼다. 산업부는 해당 조치들을 시행할 경우 출력제어 발생 확률을 기존 2.7%에서 1.3%까지 낮출 수 있다고 내다봤다.

이런 조치에도 불구하고 전력 불안전성이 심화될 경우에는 출력제어에 돌입한다. 출력제어가 상대적으로 쉽고 연료비가 높은 유연성 전원인 석탄과 액화천연가스(LNG)를 먼저 제어하고, 부족할 경우 원전·연료전지·바이오·태양광·풍력 등 모든 발전원이 출력제어에 참여할 수 있도록 할 계획이다.

출력제어의 효과를 가장 크게 거둘 수 있는 발전원은 원전이다. 원전은 전력 수요가 상대적으로 적은 계절인 봄과 가을철마다 계획예방정비를 거치는데, 이를 한두달 앞당겨 시행하면 자연스럽게 원전 가동을 잠시 중단할 수 있어 제어 효과를 거둘 수 있다.

산업부는 원전 중 올해 정비를 앞둔 신고리 2호기와 한빛 1·4호기, 월성 4호기 등 총 4기를 잠시 가동을 멈출 대상으로 꼽는다. 한국수력원자력에 따르면 각 원전의 정비 기간은 ▲신고리 5~6월 ▲한빛 4호기 4~5월 ▲월성 4호기 4~8월 등이다. 한빛 1호기는 지난해 12월 이미 정비를 시작해 올 6월 종료될 예정이다. 정부는 출력제어가 필요할 시 각 원전의 정비를 앞당겨 시행해 발전량을 줄이겠다는 복안이다.

이호현 실장은 17일 관련 브리핑에서 "전체적으로 (전력 공급을) 크게 줄일 수 있는 게 원전이다. 가동 중인 상황에서 갑자기 멈추면 부담이기 때문에 정기적인 정비 일정을 앞당기는 식으로 가동을 중단할 것"이라며 "수요가 가장 적을 것으로 예상되는 시기에 신고리·한빛·월성 등 총 4기 정도는 (가동을) 쉴 수 있다"고 설명했다.

◆ 고충 커진 원인은 '태양광'…국내 '계통섬' 특성에 발전사들 협력 필요

최근 들어 전력수급 관리의 어려움이 급격히 커진 이유로는 재생에너지의 비중 증가 영향이 지목된다. 가스·화력은 연료 투입에 따라 출력 조정이 가능하고, 원전은 일정한 출력을 유지할 수 있어 예측 가능성이 높다. 하지만 탄소중립 기조 등으로 인해 전원 믹스에 재생에너지 비중이 증가하며 변동성이 커지기 시작했다.

재생에너지는 전체 발전량 비중에서는 10%에 미치지 못하는 수준이지만, 설비 용량을 놓고 보면 이를 능가하는 규모다. 이 중 가장 큰 비중을 차지하는 발전원은 태양광이다. 산업부에 의하면 태양광 설비는 지난 2013년 1.0GW에서 지난해 28.9GW로 최근 10년간 27.9GW 증가했다. 태양광 설비는 앞으로도 지속 늘어날 것으로 예측된다.

태양광 설비 용량과 재생에너지 발전량 비중 [자료=산업통상자원부] 2024.03.19 rang@newspim.com

태양광은 기상 여건에 따라 발전량이 크게 변동해 기존 발전원과 달리 발전량 예측이 어렵다는 특성이 있다. 예컨대 지난해 태양광의 봄철 맑은 날(89%)과 흐린 날(18%)의 편차는 약 71%포인트(p)로, 발전량으로는 20.5GW에 달하는 수준이다.

산업부는 전력수급 불균형을 해외로 연계해 해결할 수 없는 우리나라의 특성상 국내 발전원별 사업자들이 모두 책임을 분담해야 하는 상황임을 강조했다. 해외의 경우 국가 간 전력망 연계로 타국에 과잉 발전력을 전송할 수 있으나, 우리나라는 고립돼 있는 '계통섬'이란 특성으로 인해 수급 불균형 문제가 발생해도 국내에서만 해결해야 하는 상황이다.

이호현 실장은 "우리나라는 땅 면적이 좁고 날씨가 전국에서 동기화돼 있어 날이 한번 흐리면 전체 구조에 충격이 가해진다. 정부로서는 전력계통을 운영하는 데 있어 굉장히 도전적인 상황"이라며 "사업자별 보상 문제 등 여러 이슈들이 상존해 있음을 알지만, 지금으로서는 전력망 관련 사업자들이 함께 책임을 분담하고 협조해줘야 한다"고 당부했다.

사업자들이 전력 불균형 해소에 참여할 수 있는 방안으로는 '출력제어 서비스 시장'을 개설할 방침임을 밝혔다. 해당 시장은 사업자들이 자발적으로 출력제어 참여 희망금액을 입찰하면 정부가 높은 순서대로 제어를 시행하고, 금액 규모가 낮은 사업자들은 그대로 발전을 할 수 있도록 하는 방식이다. 높은 금액으로 입찰한 사업자에게 그만큼의 보상을 해주는 셈이다. 

이에 대해 이호현 실장은 "출력제어 서비스 시장을 제주도에서 우선 시작해 점차 확대해 나가려고 한다. 시범사업 형식으로 올 가을쯤에 시행할 계획"이라며 "계통 안정화 조치 과정에서 전력시장을 활용할 수 있는 방안을 앞으로도 계속 모색해 나가겠다"고 강조했다.

삼기 부화장 태양광 패널 전경 [사진=하림]

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