매일 경신되는 최대전력수요, 태양광의 간헐성 문제 드러나

▲챗GPT를 통해 만든 구름에 갇힌 태양광의 이미지.

산업통상자원부가 역대 최대전력수요 기록과 함께 태양광 발전의 간할성 문제를 공식적으로 인정했다. 지난 정부부터 태양광 보급에만 치중하는 동안 간헐성 문제, 계통보강은 전혀 해결 못해 매년 같은 문제가 반복되고 있는 모양새다.

산업부는 지난 20일 “태풍 종다리가 북상하면서 전력당국의 상한 시나리오 예측대로 전력수요가 상승했다"며 “덥고 습한 공기가 유입되면서 전국이 무더운 가운데 태양광 설비가 집중되어있는 호남권 흐린 날씨로 태양광 발전량은 낮아 수요가 급증했다"고 밝혔다. 20일 최대전력수요는 17시 기준 97.1기가와트(GW)로 역대 최대수요를 기록했다.

전력거래소에 따르면 태양광의 전력피크기여도는 겨울철인 1∼2월에 2∼4%, 여름철인 7∼8월에는 4∼5%대인 것으로 알려졌다.

이처럼 태양광의 흐리거나 비가 올 경우 태양광 발전이 급격이 줄어드는 간헐성을 보완하기 위해 타 발전원들의 설비 확대, 가동 부담이 가중되고 있다.

태양광 발전이 급증한 여파는 원전과 석탄화력발전 등의 감발 운전으로 이어진다. 전기는 부족해도 문제이지만, 공급이 수요보다 많아도 송배전망에 문제를 일으켜 블랙아웃(대규모 정전)이 일어날 수 있다.

결국 태양광 발전이 급증하며 전기 공급이 수요를 초과할 것으로 예상되자 원전과 석탄화력발전의 출력을 낮춰 문제를 해결하고 있는 상황이다. 원전과 석탄화력발전은 발전기를 켰다가 끄는 시간이 오래 걸려 지금처럼 수요가 많을 때는 상시 운전을 하고 있어야 한다. 출력을 낮춘다고 해도 태양광 발전이 급증하면 해당 시간에 생산한 전기를 버려야 하는 상황이 발생하고 있다.

또한 태풍 북상, 강우, 일몰 후 저녁시간에 급격하게 태양광 발전량이 줄어들 때 열대야 등으로 냉방수요가 늘면 상대적으로 빠르게 발전기를 가동할 수 있는 액화천연가스(LNG) 발전의 필요성도 커진다. 간헐성이 큰 재생에너지 설비가 늘어날수록 역설적으로 탄소를 배출하는 LNG 발전설비와 발전량이 늘어야 하는 상황이다. 또한 이는 전력시장 전체의 고정비와 변동비 증가로 요금인상 압박으로 이어질 가능성이 크다.

에너지업계에서는 우리나라에서는 지형적 특성, 사회적 갈등 등 재생에너지 보급 확산과 전력생산 비용 등 여전히 넘어야 할 장벽이 높다는 지적이 나온다. 보급 확대를 위한 입지 확보 여부 외에도 효율성 등 고려해야 할 점이 많다는 것이다. 송배전망이나 에너지저장장치(ESS) 등 인프라 구축 등이 뒷받침되지 않으면 설비만 놀릴 수 있다는 우려가 꾸준히 제기됐지만 전·현 정부를 막론하고 발전제약 외에는 뚜렷한 대책을 내놓지 못하고 있다.

정동욱 중앙대 에너지시스템공학부 교수는 “태양광 설치 속도를 따라갈 송배전망 인프라와 보조 전원 없이는 계통 불안정성만 높아진다"며 “현재 태양광 발전업자 중에서도 전력계통에 접속하지 못해 전기를 송출하지 못하는 업자들이 상당수"라고 지적했다. 이어 “대규모 태양광 단지는 고압 송전망도 필요한데, 사회적 갈등이 커질 수 있다"며 “탄소중립을 위한 태양광 증설은 필요하지만, 무리한 속도전은 사회적 비용만 높일 수 있다"고 진단했다.

특히 간헐성과 이로 인한 계통불안정성 문제는 태양광 발전 초기부터 꾸준히 제기돼왔으나 설비가 급격하게 늘어나는 동안 전혀 해결되지 않고 있다.

'제10차 장기 송·변전 설비계획'에 따르면 2034년까지 신규 송전선로 구축, 변전소 신설 등 재생에너지 계통 강화에만 12조 3000억원을 투자할 계획이며, 이를 포함한 전력망 설비 투자 집행이 이루어질 예정이다. 그러나 한전의 적자 문제로 계획대로 집행되지 않고 있는 실정이다.

산업부 관계자는 “새만금, 서남해, 신안 등 대규모 재생에너지 발전단지 연계, 재생에너지 예측 기반의 선제적 계통보강 추진 등 재생에너지 등의 발전기 연계를 위해 적기에 계통을 보강할 것"이라며 “전력계통 신뢰도 준수 및 발전제약 완화를 위한 ESS 설치, 고장전류, 전압 불안정 해소를 위한 계통안정화 설비 확대·적용 등 전력계통 불확실성 대응을 위해 계통을 안정화할 예정"이라고 말했다.

전지성 기자 jjs@ekn.kr