![원전과 재생에너지 공존, 마이너스 전력가격에서 해답 나온다 [이슈분석]](http://www.ekn.kr/mnt/thum/202607/news-p.v1.20260721.c83f5a0d9295436aba79cd458baf9ab3_T1.png)
정부가 제12차 전력수급기본계획에 신규 원자력발전소 추가 건설을 검토하면서 원전과 재생에너지가 같은 전력시장 안에서 공존할 수 있는지를 둘러싼 논쟁이 커지고 있다. 태양광·풍력과 원전 모두 제어가 쉽지 않은 경직성 전원이라는 점에서 발전량이 동시에 늘어나면 전력망 부담이 커질 수 있다는 우려가 제기된다. 전문가들은 이러한 문제를 해결할 핵심 제도 중 하나로 '마이너스 전력가격' 제도를 꼽는다. 공급 과잉을 시장가격으로 드러내 에너지저장장치(ESS)와 원전의 탄력 운전을 유도하는 시장 메커니즘이 정착해야 원전과 재생에너지, ESS가 함께 성장하는 구조를 만들 수 있다는 분석이다. 21일 전력거래소는 마이너스 전력가격이 적용되는 재생에너지 입찰제도를 올해 하반기 시행을 목표로 준비 중이다. 현재 재생에너지 입찰제도는 제주에서만 시행 중이다. 마이너스 전력가격은 전력 공급이 수요를 크게 초과할 때 전력도매가격(SMP)이 0원 아래로 떨어지는 현상을 의미한다. 일반적인 시장에서는 발전사업자가 전기를 판매하면 돈을 받지만, 마이너스 가격에서는 오히려 전력을 생산하기 위해 비용을 부담해야 한다. 이는 전력이 과잉 공급되고 계통의 유연성이 부족하다는 신호를 시장가격으로 전달하는 것이다. 국내에서는 태양광 발전량이 급증하는 봄철 낮 시간대 제주에서 이미 마이너스 가격이 나타나고 있으며, 정부는 이를 전국 전력시장으로 확대할 계획이다. 마이너스 전력가격 도입한 목적은 잉여 전력을 흡수할 투자처를 키우는 데 있다. 태양광과 풍력 발전이 특정 시간대에 집중되면 공급이 수요를 넘어 전력가격이 음수로 떨어진다. 이 경우 발전사업자는 발전량을 줄이기 위해 출력을 제어하거나 다른 곳에 전력을 판매하도록 유도받게 된다. 이 과정에서 가장 큰 역할을 하는 것이 ESS다. 배터리나 양수발전 사업자는 마이너스 가격이 형성된 시간에 전기를 오히려 돈을 받고 충전한 뒤, 저녁 피크시간처럼 전력가격이 높을 때 다시 판매해 차익을 얻을 수 있다. 전기를 살 때도 돈을 받고, 팔 때도 돈을 버는 구조가 만들어지는 것이다. 이때 태양광과 배터리를 하나로 묶는 가상발전소(VPP)가 활약하기도 한다. VPP 사업자는 VPP를 통해 태양광과 ESS의 거래를 조정해 차익 거래를 실현한다. 예컨대 지난 3월 19일 제주도에서는 오후 1시 전력가격이 킬로와트시(kWh)당 -48.0원으로 하락했다. 이때 제주도에서 ESS 사업자는 전력을 kWh당 48원을 받고 전력을 사온 다음에 전력가격이 kWh당 101.18원으로 오른 오후 4시에 전력을 팔 수 있다. 이 때 전력거래로 kWh당 149.18원의 차익을 얻는 셈이다. ESS가 잉여 전력을 흡수하면 공급 과잉이 완화되고 전력가격도 정상 수준으로 회복될 수 있다. 결과적으로 마이너스 가격은 ESS 투자를 촉진하고, ESS는 다시 마이너스 가격의 발생 빈도와 강도를 낮추는 선순환 구조를 만든다. ESS가 충분히 보급되면 초기 사업자들이 누렸던 차익거래 수익은 줄어들지만, 대신 전력가격 급락이 완화돼 재생에너지 발전사업자의 평균 수익성이 개선된다. 이는 추가적인 재생에너지 투자 여력을 높이고, 다시 새로운 ESS 수요를 만드는 구조로 이어진다. 결국 마이너스 전력가격은 재생에너지와 ESS가 서로의 수익구조를 조정하며 함께 성장하도록 만드는 시장 메커니즘이다. 에너지전환포럼은 지난 16일 논평에서 “국내 원전은 더 이상 전력망에서 기존과 같은 방식으로 정상적인 가동이 어려운 상황에 도달했다"고 진단했다. 이어 “고립 전력계통을 운영하는 국내에서는 태양광 발전 확대로 연료비가 비싼 가스발전의 가동률이 낮아지면서 운전예비력 확보가 어려워지고 있다"며 “봄철마다 다수 원전이 출력을 줄이거나 정지하는 사례가 급증하고 있다"고 밝혔다. 이어 “2030년 재생에너지 100기가와트(GW) 시대에는 잉여 전력을 흡수할 ESS와 송전망, 유연성 전원이 충분히 확보되지 않을 경우 봄철뿐 아니라 다른 계절에도 원전이 출력을 줄이거나 가동을 중단해야 할 수 있다"고 전망했다. 이처럼 전력 공급 과잉으로 나타난 마이너스 전력가격은 재생에너지뿐 아니라 원전에도 영향을 미치게 된다. 원전은 연료비는 낮지만 장시간 연속 운전이 경제적이며, 정지와 재기동에는 상당한 비용과 시간이 필요하다. 따라서 일부 시간대에서 마이너스 가격이 발생하더라도 하루 전체 수익을 고려하면 정지하는 것보다 가동하는 게 더 날 수 있다. 예를 들어 낮 시간대 일부 손실이 발생하더라도 저녁 시간의 높은 전력가격으로 이를 충분히 만회할 수 있는 것이다. 다만 마이너스 가격이 장시간 지속된다면 출력을 줄이거나 일부 탄력 운전을 선택하는 것이 유리해질 수 있다. 즉 마이너스 전력가격은 원전을 무조건 멈추게 하는 제도가 아니라 계통 상황에 맞게 운전을 유도하는 시장 신호라는 의미다. 다만 신규 원전이 계속 확대되면서 탄력운전에도 제약이 걸리면 에너지전환포럼이 우려했던 일이 발생할 수 있다. 원전을 보완하기 위해서는 재생에너지와 마찬가지로 배터리와 양수발전과 같은 ESS가 원전을 보조해줘야 한다. 전문가들은 결국 원전과 재생에너지의 공존 여부는 발전원 자체보다 전력시장의 유연성을 얼마나 확보하느냐에 달려 있다고 분석한다. 조영탁 한밭대 명예교수(전 전력거래소 이사장)은 최근 본지와 인터뷰에서 “제주도는 마이너스 가격을 포함하는 재생에너지 입찰제도를 통해 출력제어 문제를 해결하고 있다"며 “전국으로 확대하면 출력제어 문제해결은 물론 가상발전소(VPP) 활성화에도 도움이 될 것"이라고 말했다. 이원희 기자 wonhee4544@ekn.kr
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