태양광 발전량이 겨울비로 급감하자 지난달 30일 오전과 낮 시간대 전력시장 내(內) 전력수요가 전일 같은시간 대비 10GW(1GW=1,000MW) 이상 급증한 것으로 나타났다. 원전 1기의 발전량이 1GW 수준인 것을 감안하면 태양광의 빈자리를 메우기 위해 하루 사이에 원전 10기 규모의 또다른 발전설비를 가동한 셈이다.
문제는 태양광 발전량 간헐성 보완을 위한 전원망 구축 문제가 이제 걸음마를 뗀 수준에 불과하다는 점이다. 정부가 국가온실가스감축목표(NDC) 상향안을 통해 2030년 신재생 발전 비중을 2019년(6.5%) 대비 5배 가량 늘린 30.2%로 설정한 만큼, 신재생의 ‘발전 간헐성’에 따른 전력계통 부담은 향후 기하급수적으로 증가할 전망이다. 이에 따른 전기요금의 가파른 인상도 불가피할 전망이다.
1일 전력거래소에 따르면 전날 오전 11시 전력시장내 최대 전력수요는 80.53GW로 지난달 29일 같은시간 최대 전력수요(71.81GW) 대비 9GW 가량 늘었다. 점심 식사 등으로 전력수요가 오전 대비 감소하는 30일 낮 12시와 12시 30분 최대 전력수요는 각각 77.18GW와 75.94GW로 전일 대비 10GW 이상 높아지기도 했다.
이 같은 전력시장 내 전력수요 급증은 30일 내린 비로 태양광 발전 효율이 급감했기 때문이다. 비가 내리면 한국전력과 전력을 직거래하는 전력수급계약(PPA)이나 자가용 태양광과 같은 ‘숨겨진 태양광’을 통한 전력생산량이 미미할 수밖에 없다. 이 때문에 PPA 방식이나 자가용 태양광 등을 통해 전력을 수급받던 공장이나 상점 등은 원자력·석탄·액화천연가스(LNG) 등으로 구성된 기존 전력시장에서 전력을 공급받아야 한다. 문재인 대통령이 올 7월 찾으라고 지시했던 ‘숨겨진 태양광’이 이른 아침부터 내린 비로 사실상 ‘무용지물’이 된 셈이다.
실제 전력거래소에 따르면 11월 29일 기준 태양광 발전 효율이 가장 높은 12~13시의 기존 전력시장에 PPA 및 자가용 태양광을 포함한 국내 총 전력생산량에서 태양광이 차지하는 비중은 16.2%에 달했다. 해당 시간대 태양광 발전량 또한 원전 12개 규모인 12.19GW 수준이었다. 반면 태양광 발전효율이 급감한 30일에는 관련 태양광 발전량 및 발전비중이 급감했을 것으로 추산된다.
태양광의 빈자리는 값비싼 LNG 발전이 메웠다. 30일 오전 5시 LNG 발전량은 10.21GW 였지만 전력수요가 가장 높았던 오전 11시 LNG 발전량은 26.71GW로 껑충 뛰었다. 올 10월 기준 1kWh당 발전단가는 LNG가 126.1원으로 원자력(35.1원)의 4배 수준이다.
반면 오전 시간대 제 몫을 해줘야 하는 신재생 발전 비중은 이날 오전 5시 3.41GW에서 오전 11시 3.80GW로 큰 차이가 없었다. 이 또한 전력시장 내 구축된 태양광(설비용량 기준 5.43GW)이 아닌 수력(1.81GW), 풍력(1.71GW), 바이오(1.43GW), 연료전지(0.75GW) 등의 신재생 발전이 담당했을 것으로 추산된다. 이날 석탄(26.23GW→27.28GW)과 원자력(21.16GW→21.16GW) 또한 시간대별 발전량의 차이가 거의 없었지만, 이들은 기저전원을 담당한다는 점에서 신재생과 역할이 다르다.
이 같은 신재생 발전의 간헐성에 따른 비용부담은 향후 대폭 늘어날 전망이다. 정부는 2030년 신재생 발전 비중을 30.2%로 늘려잡았지만 신재생의 피크기여도는 7분의 1 수준에 불과하다. 실제 정부는 9차전력수급계획을 통해 77.8GW 규모(2034년기준)의 신재생설비의 실효용량이 피크기여도 등을 고려했을 때 10.8GW라고 분석하기도 했다. 결국 신재생이 전력피크 시간대에 화력발전과 같은량의 전력을 생산하려면, 화력발전 대비 7배의 발전설비가 필요한 셈이다. 여기에 정부는 NDC 상향안 발표 당시 오는 2030년 전력 수요 예측치를 지난해 9차전력수급계획 당시 예측량(542.5TWh)대비 높인 567.0TWh로 설정하기도 했다. 신재생이 짊어져야 할 발전 부담이 대폭 늘어날 수밖에 없는 구조다.
신재생 설비 관련 송배전망 비용도 수십조원이 추가 투입돼야 한다. 일각에서 해법으로 제시하는 에너지저장장치(ESS)는 신재생의 발전 간헐성을 완벽히 제어하기 위해서는 최소 수백조원이 필요하다는 점에서 한계가 명확하다. 탄소를 배출하지 않는 기저전원인 원전을 늘리고 신재생의 발전 간헐성은 탄소배출이 불가피한 석탄과 LNG를 믹스해 보완하는 방안이 탄소중립 달성을 위한 최선의 에너지 정책으로 거론되지만, ‘탈원전 도그마’에 빠진 청와대는 요지부동이다.
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