【에너지타임즈】 2050년 탄소중립 목표 달성을 위해 우리가 해야 할 일은 재생에너지 등 탄소를 배출하지 않는 발전설비를 보급하는 것만큼이나 전국 곳곳에서 생산된 전력이 원활하게 공급될 수 있는 전력망을 확충도 중요하다. 전력망이 제때 확충되지 못한다면 발전설비는 무용지물이 되기 때문이다.

전력망에 영향을 줄 수 있는 요소들이 너무 많이 늘어났기 때문에 탄소중립에 대비한 전력망 확충은 답 없는 연립방정식을 푸는 것만큼이나 힘들다는 표현이 나올 정도다. 앞으로도 전력망 확충에 걸림돌은 지금보다 더 많아질 것이란 전망도 조심스럽게 나오고 있다. 그만큼 힘이 든다는 얘기다. 모든 것이 변화하고 있어서 그렇다.

전력을 공급하는 측면에서 보면 재생에너지 보급에 따른 전력망 부담이 커졌고 앞으로도 더 커질 것으로 관측되고 있다. 재생에너지 보급이 확대되면서 사업자는 다양해졌고 발전설비 또한 집중형보다 소규모 분산형으로 설치되면서 전력망이 더 촘촘해지고 있다는 점은 전력망 부담을 키우는 요소로 손꼽히고 있다.

과거엔 소수의 발전사가 사업을 하면서 통제가 됐으나 재생에너지 보급에 따른 소규모 발전사가 대거 사업을 하게 되면서 통제가 어렵게 된 것이다. 전력망을 고려한 계획적인 발전소 건설이 한층 더 힘들어진 것이다. 그동안 발전소 계획이 확정되고 전력망 계획이 수립되긴 했으나 실제로 전력망을 고려한 발전소 계획이 반영돼왔다. 탄소중립 목표 달성을 위해 재생에너지 보급이 앞으로도 더 확대되기 때문에 전력망을 전혀 고려하지 않은 발전소 건설은 불가피할 것으로 전망되고 있다.

이뿐만 아니라 재생에너지 간헐성에 따른 상대적으로 낮은 효율과 함께 전국 곳곳으로 분산돼 설치된다는 점도 전력망 확충이 필요한 이유 중 하나다. 전국 곳곳에 흩어져 있는 발전소를 모두 연결해야 하는 상황이다. 게다가 호남지역에 태양광발전 등이 집중되면서 과잉 공급에 따른 문제는 이미 발전제약 등의 문제를 일으키고 있고 앞으로는 더 커질 것으로 우려되는 부분이다.

반면에 전력망 수용성은 현저하게 떨어져 있는 상황이다. 밀양송전 사태 이후 전력망 건설에 대한 국민적 반감이 크고 정부나 한전이 전력망 계획을 세우더라도 사업이 무산되거나 지체되는 등 원활한 전력망 확충이 불가한 상황에 놓여 있다.

그래서 전력망은 한정적인 자원이 아니라 다양한 제약을 받는 제한적인 자원이 된 것이다. 이 같은 이유에서 전력망 확충은 답이 없는 연립방정식을 푸는 것만큼이나 힘든 일이 돼 버린 것이다.

대한전기협회는 대한전기학회를 비롯한 한국스마트그리드협회 등과 공동으로 지난 13일 전경련회관(서울 영등포구 소재)에서 전기의 날을 기념한 포럼을 개최했다.

이날 주제는 전력산업 선진화를 위한 미래 전력망 구축방안을 주제로 열렸으며, 이 자리에서 전력망 확충을 위한 다양한 의견이 개진됐다.

본지는 답이 없는 연립방정식을 푸는 것만큼이나 힘든 전력망 확충 문제를 어떻게 풀어나가야 하는지를 다양한 관점에서 들어봤다. 

환경 변했다…전력망 변화 불가피
탄소중립 대비 전력망 2.3배 확충

2050년 탄소중립 목표 달성이란 시대적 요구를 받아들이기 위해선 재생에너지 등 탄소를 배출하지 않는 발전설비 보급이 불가피한 요소이지만 이를 받쳐 줄 수 있는 전력망이 없다면 무용지물이 되고 만다. 그래서 탄소중립을 위한 미래 전력망 구축은 재생에너지 등 발전설비 보급만큼이나 중요하다.

그래서 한전은 재생에너지 간헐성과 발전단지 분산에 대응할 수 있도록 전력망을 지금보다 2.3배나 확충해야 할 것으로 전망하고 있다.

이철휴 한전 계통계획처장은 과거엔 발전소 건설이 결정되면 송·변전설비 건설계획이 수립되고 그에 맞춰 송·변전 설비가 건설됐으나 NDC 목표 달성과 탄소중립 목표 달성을 위한 재생에너지 보급 확대 등 에너지 환경 변화와 정책적 변화의 영향을 받으면서 송·변전 건설계획을 수립하는 과정에 다양한 시나리오를 접목해야 하는 상황에 놓여 있다고 전력망을 위협하는 지금의 상황을 진단했다.

이어 그는 제10차 장기 송·변전설비 계획 수립과정에서 제10차 전력수급 기본계획에 반영된 원전과 재생에너지 등을 고려한 다양한 시나리오를 검토했다고 설명했다.

그동안 전력수요만 고려한 기술적 검토 수준이었으나 이번에는 봄·여름·가을·겨울 등 계절별뿐만 아니라 아침·점심·저녁 등 시간대별 수요패턴 등을 검토했다는 것인데 재생에너지 보급 확대가 수요패턴에 영향을 주고 있기 때문이다. 이번 검토에서 무려 18개 시나리오를 반영한 다양한 기술적 검토가 이뤄졌다.

그러면서 그는 장기 송·변전설비 계획 수립과정에서 수요 변동에 따른 투자비가 많았으나 이번 제10차 계획부터 재생에너지 연계 투자비가 앞질렀다고 설명했다. 앞으로도 이 같은 현상은 계속될 것으로 내다봤다.

재생에너지 연계 투자비가 수요에 따른 투자비를 앞지른 것으로 탄소중립 목표 달성 등을 위해 앞으로도 재생에너지 연계를 위한 송·변전설비 투자비가 늘어날 수밖에 없음을 지적한 것이다.

이 처장이 낸 자료에 따르면 8차 계획에서 재생에너지 연계 투자비는 40.2%, 9차는 42.0%, 이번에 수립되는 10차는 61.1%를 차지할 것으로 조사됐다. 수요에 따른 투자비는 사실상 비슷한 수준이지만 재생에너지 연계 투자비가 늘어나면서 비중이 줄어든 경향이 짙어서 나타나는 현상이다.

특히 이 처장은 2050년 탄소중립 목표 달성을 위해 전력망이 지난해 말보다 무려 2.3배나 늘어나야 할 것으로 내다보기도 했다. 현재까지 우리가 건설한 전력망만큼 2050년까지 더 지어야 한다는 얘기다.

현재 100GW 수준인 목표 수요는 기후변화 대응에 따른 전기화 등의 여파로 210GW로 전망되고 있고, 목표 수요에 대응할 수 있는 발전설비용량은 가동률이 적은 재생에너지 보급 확대 영향을 받아 700GW에 달할 것으로 분석됐다. 그러면서 전력망은 지난해 말 3만5451 C-km에서 2.3배 늘어난 8만1500 C-km으로 늘어날 것으로 전망됐다.

탄소중립 목표 달성을 위해 재생에너지 보급이 불가피한 가운데 전력망이 더 촘촘해져야 한다는 것이다. 재생에너지는 원전이나 석탄발전 등 기존의 발전설비와 달리 밀집이 아니라 분산 형태의 소규모로 지어지고 가동률도 낮아 전력망이 더 필요하기 때문이다.

전력망 확충…어렵고 힘든 도전될 것
거대 신규 시장 국산 기술 적용 필요

한전이 전망하고 있는 2050년 전력망은 현재보다 2.3배 증가할 것으로 전망됐다. 다만 앞으로 어떻게 전력망을 구축해야 하느냐는 새로운 도전이다. 전력망을 최소화할 수 있도록 전력망이 지능화돼야 하기 때문이다. 단순한 송전 기능만으론 미래에 대비할 수 없다는 얘기다.

게다가 2050년까지 전력망 시장이 최소 50조 원 이상으로 늘어날 것으로 전망되는데 국산 기술에 의존할 것인지 아니마 외국 기술에 의존할 것인가를 심각하게 고민해야 할 시점이란 지적도 나왔다.

조기선 한국에너지기술평가원 PD는 탄소중립 목표 달성과 원전·재생에너지 확대 등에 대비한 미래 전력망을 준비해야 하는 굉장히 어려운 큰 도전 과제라고 언급하면서 2050년 탄소중립 목표 달성에 대비한 전력망을 확보하기 위해선 기술·경제·환경·수용·안전성 등을 모두 충족할 수 있는 솔루션을 찾아내야 할 것이라고 진단했다.

조 PD는 우리 전력망 시스템의 경우 보존적 성향이 짙어 앞선 투자를 기반으로 다음 투자를 해야 하는데 2050년 탄소중립 목표 달성에 대비한 미래 전력망을 확보하기 위해선 바로 직전 투자가 걸림돌이 될 수 있다는 우려의 목소리와 함께 충분히 검토되고 논의된 후 의사 결정이 이뤄져야 한다는 의견을 내놨다.

그러면서 그는 지금처럼 특정 사안이 발생했을 때 이 사안을 해결하기 위한 단기적인 조치들이 계속 모이는 방식은 결국 2050년 탄소중립으로 가기 위한 의사 결정에 걸림돌이 될 수 있다는 우려의 목소리를 냈다.

2050년 탄소중립 목표 달성에 대비한 미래 전력망을 새롭게 설계해야 한다는 것인데 현재와 완전히 다른 전력망이 돼야 한다는 것이 핵심이다. 앞선 투자에 대한 미련은 자칫 미래 전력망 설계에 되레 걸림돌이 될 수 있음을 경고한 것이다.

재생에너지 보급 확대로 전력망이 촘촘해지면서 전력망도 현재처럼 단순한 송전 기능만 해서는 안 되고, 다양한 신사업이 가능하도록 지능화돼야만 한다는 얘기다. 그래야만 전력망 확충을 최소화할 수 있기 때문이다.

이뿐만 아니라 조 PD는 탄소중립 목표 달성에 필요한 2050년 전력망은 현재보다 2.3배 늘어나야 할 것이어서 단순 계산으로 한전의 자산이 70조 원에 달하는 점을 고려하면 2050년까지 50~70조 원에 달하는 전력망 시장이 창출될 것으로 내다봤다.

이어 그는 새로운 전력망 시장에 국산 기술이 얼마나 들어갈지에 대한 물음표를 던졌다. 현재처럼 한전이 주도하고 경쟁입찰을 붙였을 때 외국 기술이 독식할 가능성이 있고 그렇게 됐을 때 우리 국민은 우리가 탄소중립 목표를 달성했을 때 국산 기술이 도입되지 못한 그런 상황을 어떻게 받아들일 것인가에 대한 고민을 해야 한다고 주장했다.

그러면서 그는 국산 기술이 미래 전력망에 들어갈 수 있는 조치가 분명히 필요하다고 강조했다. 학계나 산업계 등이 모두 노력해서 국산 기술이 미래 전력망을 만들어가는 과정에서 적용될 수 있는 그런 노력을 반드시 해야 할 것이라고 덧붙였다.

전력망 확충 필요한 재원 마련 걸림돌
제도·규제 등의 문제 한꺼번에 풀어야

2050년 미래 전력망 구축이 불가피한 가운데 지금보다 2.3배에 달하는 전력망을 보강하는 과정에서 재원 마련이 큰 걸림돌이 될 것으로 전망되고 있다. 현재 상황에서 재원 마련이 쉽지 않다는 얘기다.

조홍종 단국대 교수는 2030년 NDC 목표 달성과 2050년 탄소중립 목표 달성 등을 고려한 제10차 전력수급 기본계획을 수립했고, 이 계획에 반영된 원전·석탄발전·가스복합발전·신재생에너지 등 다양한 발전설비가 건설되고 준공된다면 우리 전력망은 엄청난 부담을 안게 될 것이라고 설명했다.

경직성 자원인 재생에너지가 많이 보급되고 원전이 늘어나게 되면 백업을 해줄 수 있는 예비력이나 유연성 자원이 뒷받침돼야 하는 상황인데 이를 뒷받침할 수 있는 재원이 없다는 것이 가장 큰 문제점이라고 조 교수는 꼬집었다.

한전 적자 사태 등 전력시장 재정적 위기가 드리워진 가운데 재생에너지 등 경직성 자원 보급 확대에 따른 유연성 자원 확보에 필요한 신사업을 확대할 수 있는 재원이 없다는 것이다.

조 교수는 2050년 탄소중립 목표 달성과 제10차 전력수급 기본계획 이행을 위해선 신사업 투자에 필요한 재원이 필요하나 현재는 재원이 없는 상황이라면서 그에 따른 연구는 계속되고 있으나 투입할 수 있는 재원이 없는 상황이라고 현재를 진단했다.

이어 그는 많은 아이디어가 나오고 있으나 투자비를 회수할 수 있는 정산제도가 없다는 점과 함께 인프라 투자를 어떻게 해야 하며 규제를 어떻게 해야 하는지 등 다양한 문제를 한꺼번에 풀어야 하는 상황에 놓여있다는 우려의 목소리를 냈다. 답이 없는 연립방정식을 푸는 것과 같은 상황에 비유했다.

이와 함께 그는 수요 분산 등 과거 방식을 탈피한 유연한 전력망 운영이 필요하고 수요관리를 최상위 정책으로 함으로써 전력망 확충을 줄여야 할 것이란 의견을 내놨다.

그러면서 그는 시장제도와 인프라 투자, 규제 거버넌스가 동시에 추진돼야만 전력망을 안정적으로 유지할 수 있다고 언급하면서 그래야만 안정적으로 전력 시스템을 유지할 수 있고 소비자 추가 부담을 완화할 수 있다고 주장했다. 그렇지만 동시에 추진되지 않으면 어딘가에서 분명 탈이 날 수 있다고 경고했다.

전력망 확충 전 불가피한 발전제약
발전제약 결정 과정 투명성 필요해

2050년까지 전력망이 2.3배나 보강돼야 하는 쉽지 않은 과제를 풀어가는 과정에서 당분간 전력망 부족에 따른 발전제약도 불가피할 것으로 전망되고 있다. 불가피한 발전제약을 하는 과정에서 투명성은 필요한 요소 중 하나다. 그래야만 시장이 혼란스럽지 않기 때문이다.

황태규 GS EPS 상무는 민간발전사인 GS EPS가 전력망과 관련해서 발전사업 환경 변화와 함께 전력망 적기 확충이 어려운 상황에 대비한 문제점을 제기하면서 대안을 내놓기도 했다. 정부나 전력거래소가 공문 하나 보내서 발전제약을 강요할 수 있는 시대가 아니라 모두 공감해야 하는 시대라는 것이다.

황 상무는 2015년 이전 발전사 관심은 어디 변전소에 계통을 연계하느냐였고 이를 협의하는 과정이 굉장히 힘들었다고 설명했다. 또 2016년 이후 충남지역에 있는 GS EPS 당진복합발전 4호기를 비롯해 태안화력 9·10호기와 당진화력 9·10호기 등 발전설비용량 5000MW 규모가 계통에 연계되면서 발전제약에 관심이 모아지기 시작했다고 그동안의 과정을 소개했다.

이어 그는 발전제약이 불가피한 상황이 계속될 것으로 내다봤다. 전력망 확충이 쉽지 않은 이유에서다.

그러면서 그는 먼저 발전제약 발전기를 결정하는 과정을 규정화할 것을 제안했다. 지금은 단순하게 경제성을 기준으로 정해지고 있는데 경제성을 포함해 환경성 등을 모두 고려해서 발전제약 발전기를 결정할 수 있도록 규정화돼야 할 것이라고 강조했다.

또 그는 두 번째로 발전제약을 배분하는 기준을 만들고 사업자가 참여할 수 있는 프로세스를 만들어야 할 것이란 의견을 내놓기도 했다. 지금은 전력거래소 시뮬레이션으로 발전제약 규모가 결정되는데 사업자가 참여할 수 있는 길이 없다는 것이다. 그래서 당사자인 사업자가 협의하는 과정에 참여할 수 있는 프로세스를 확립해야 할 필요가 있다고 주장했다.

마지막으로 그는 이렇게 확정된 내용에 대한 전문 위원회나 전문가 검토를 거쳐 확정될 수 있는 절차가 명문화시킬 필요로 있다고 덧붙였다.

정부 전력망 문제 엄중하게 인식·접근
거버넌스·제도·기술 등 개선방안 모색

탄소중립 목표 달성을 위해 전력망 확충이 불가피한 가운데 정부도 다양한 가능성을 열어두고 거버넌스와 제도, 기술 등 모든 부문에서 개선방안을 모색하고 해법을 찾는 것에 역량을 집중하고 있다. 정부도 전력망 문제를 심각하게 보는 것이다.

정승혜 산업부 전력계통혁신과장은 전력망 구축 계획 측면에서 현재 예상처럼 신도시 등으로 인한 전력수요가 늘어나고 발전소가 지역 편중되는 등 지역 간 융통 전력을 어떻게 해소할 것인가란 관점에서 전력망 보강계획을 지금의 기술과 제도 등의 여건에서 세울 수밖에 없다고 정부의 정책 방향을 소개했다.

이어 그는 전력망을 한정 없이 지을 수 없는 상황이어서 전력망을 어떻게 최적화하는지에 대한 그런 전략도 마련하고 있다고 언급했다. 또 이 과정에서 분산 에너지가 실현되면 좋겠지만 분산 에너지가 잘 될지를 알 수 없는 상황도 고려하고 있다고 덧붙였다.

또 그는 전력망을 최적화하는 기술 등 또 다른 대책을 한꺼번에 연구해야 하고 전력망 건설과정에서 주민 수용성을 높이는 방안과 함께 전력망 건설에 걸림돌이 되는 규제를 없애는 등 전력망을 적기에 건설할 수 있도록 법·제도 개선을 정부는 검토하고 있다고 밝혔다.

정 과장은 두 번째로 전력망 운영 관점에서 전력망 불안정을 해소하는 것이 가장 큰 숙제 중 하나라고 꼬집었다.

그는 경직성 전원이 많이 늘어나고 융통 전력이 늘어나는 등 불확실성이 늘어나면서 전력망도 환경 변화를 탓하지 말고 유연하게 변할 수 있게 지금부터 해야 하는 일들을 부지런히 해야 할 것이라고 강조했다.

이어 그는 새로운 환경에 놓인 전력망이 새로운 틀을 갖춰야 하기 때문에 원전과 석탄발전, 재생에너지 등 모든 발전원이 출력조절 등 유연하게 조정될 필요가 있고 정부는 그런 방향으로 정책을 펴고 있다고 소개했다.

그러면서 그는 변화된 환경은 모든 발전원과 모든 수요가 유연하게 서로 조정되는 과정을 겪어야 하고 이 과정에서 당연히 모든 제도가 합리적이고 공정하게 하는 등 불편함 없이 된다면 좋겠지만 쉽지는 않을 것으로 내다봤다.

다만 그는 정부는 다양한 문제점에 대한 거버넌스와 제도, 기술 등 모든 것을 대상으로 개선방안을 모색하고 해답을 찾도록 노력할 것이라고 밝혔다.