[이슈분석] 스페인 대정전…재생에너지 과의존이 원인? 한국도 경계해야

▲자료=전력거래소

2025년 4월 28일, 스페인 전역과 인근 국가들을 강타한 대규모 정전 사태가 발생했다. 고장 발생 1.5초 만에 연쇄적으로 발전설비가 탈락하며, 최대 60%의 전력 수요가 일시에 사라지는 초유의 사태로 이어졌다. 국내외 에너지업계 전문가들은 급격하게 늘어난 재생에너지 발전설비와 이 설비들의 변동성으로 인한 계통 불안정을 원인으로 지목하고 있다. 한국에서도 2050 탄소중립 목표 달성을 위해 재생에너지 설비가 급격하게 늘어나고 있는 만큼 이같은 사태가 일어나지 않도록 사전에 대응체계를 마련해야 한다는 목소리가 나온다.

▲스페인 정전 발생 시나리오.

스페인은 2023년 기준 전체 발전설비의 61.3%를 재생에너지(풍력 24.5%, 태양광 20.3% 등)에 의존하고 있으며, 이를 바탕으로 탄소중립과 에너지 자립을 도모하고 있다. 2030년까지 재생에너지 발전비중을 전체의 81%까지 늘릴 방침이었다. 그러나 이번 사고는 재생에너지 중심의 전력 시스템이 얼마나 취약할 수 있는지를 보여준 대표적인 사례로 평가받는다.

3일 전력업계에 따르면 고장의 직접적인 원인은 아직 밝혀지지 않았지만, 스페인과 포르투갈 전력당국은 '계통 내 강한 전압 진동'과 '계통관성 부족'을 핵심 원인으로 지목했다. 특히 동기발전기 비중이 30%에 불과한 상태에서 주파수 진동을 제어할 수 없었고, 그 결과 태양광 9800메가와트(MW)를 포함한 재생에너지 설비가 연쇄적으로 탈락, 원자력 과 가스터빈 등까지 정지하며 계통 전체가 붕괴했다.

스페인 정전 전후 발전원 비중

프랑스, 안도라, 포르투갈 등 인접 국가들도 영향을 받았으며, 특히 포르투갈은 전국 대부분 지역이 정전을 겪었다. 스페인은 재생E 위주 전원믹스 변화를 이들 국가간 송전망 연계로 대응할 방침이었다. 현재 연계 수준은 전체 발전설비용량 대비 6% 수준이었으며 2030년까지 15%로 늘릴 계획이다.

다행히 이번 정전 사태 이후 비상복구계획이 가동돼 빠르게 복구가 진행됐으며 사고 발생 약 19시간 만에 99% 이상이 복구됐다.

스페인 정전 복구 과정

이번 사태는 한국 전력계통에도 중요한 경고를 보낸다. 국내 역시 신재생에너지 발전 비중이 증가하고 있으며, 이에 따라 계통관성 저하와 주파수 안정성 문제가 발생할 가능성이 크다.

우리나라 전력당국은 현재 ▲ 인버터 계통연계 기능 개선 ▲ 자체기동 발전기 성능 시험 및 복구 훈련 ▲ 인버터 기반 설비 해석 능력 강화 ▲ 계통안정화 인증 및 관리체계 정비 등의 대응책을 운영 중이다. 다만 전문가들은 전력당국 차원에서 실질적인 시험과 기능 점검이 지속돼야 한다고 조언한다.

전력계통 업계에 따르면 ▲계통관성 확보를 위해 원전·ESS(에너지저장장치)를 활용한 주파수 조절 능력 강화를 점검 ▲ 인버터 성능 개선을 위한 LVRT·LFRT(저주파수 견딤 기능) 의무화와 기존 설비 개량 ▲전력망 관리 체계 고도화 ▲AI 기반 전력수급 예측 시스템 도입으로 재생에너지의 변동성 대응 ▲인버터 유발 진동 사전 감지 등 계통진동 분석 ▲ 비상 복구 시스템 구축 ▲ 전 계통 정전 훈련: 연 2회 발전사·한전 합동 블랙스타트(자체기동) 훈련 ▲ ESS·분산전원 연계: 마이크로그리드 구축으로 지역별 자체 복구 능력 확보가 필요하다.

정책적 차원의 지원도 이뤄져야 한다는 목소리도 나온다. 한 전력업계 관계자는 "재생에너지 발전단지 허가 시 계통안정화 기능을 필수 조건화하는 연계성 평가제도를 마련해야 한다"며 "아울러 예비전력 확충 차원에서 LNG 발전소 활용을 확대해 재생에너지의 변동성 상쇄해야 한다"고 말했다.

특히 전문가들은 인버터 설비에 대한 추적관리와 고속 과도해석 역량 강화가 필수라고 강조하며, 재생에너지 중심의 친환경 정책 추진과 동시에 전력망의 안정성과 복원력 확보가 병행돼야 한다고 경고하고 있다.

한 전력계통 전문가는 "스페인 대정전은 재생에너지 확대와 기후변화가 복합적으로 작용한 사례로, 한국도 유사한 위험에 노출되어 있다"며 "재생에너지 전환을 추진하면서 계통 안정성 강화를 위한 기술·정책적 조치가 시급하다. 정부와 한전은 인버터 성능 개선, 계통관성 확보, 비상복구 체계 강화를 통해 에너지 전환기의 리스크를 선제적으로 관리해야 할 것"이라고 말했다.

전지성 기자 jjs@ekn.kr