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최근 광주일보는 전 세계적으로 신재생에너지 수요가 높아지고 있는 상황에서 우리나라는 전력망 부족 등을 이유로 오히려 태양광 등 재생에너지 발전을 중단·축소하고 있다고 보도했다. 전남에서 생산한 재생에너지 전력을 수요가 있는 수도권으로 보낼 수 있는 전력망이 부족한 탓에 광주.전남을 비롯한 각 지자체에서 태양광 사업 인허가를 조건부로 허용하는 등 제한받고 있다는 지적이다. 

이 같은 '재생에너지 전력 미스매치' 문제를 해결하기 위해서는 전남에 전력 사용량이 많은 데이터센터나 반도체 산업단지 등을 대거 조성해 자체 해소할 수 있는 기반을 마련하는 한편 송.배전 인프라 확충에도 적극 나서야 한다는 의견이 설득력을 얻고 있다. 이러한 가운데 

6일 국회에서는 '탄소중립 실현을 위한 전력망 강화'라는 주제로 토론회가 개최됐다. 

 

조국혁신당 서왕진 의원 주최로 열린 토론회에 참석한 공동주최자인 김성환 더불어민주당 의원은 "글로벌기업들이 벤더사들에 재생에너지 사용을 요구하는 추세가 더욱 빠르게 확산되면서, 우리 산업계 곳곳에서 압력을 체감한다는 우려의 목소리가 들려오고 있다"며 "일례로 구글은 2029년까지 하드웨어 공급망에서 재생에너지 100% 사용을 달성하기 위하여 삼성전자와 SK하이닉스 등에도 참여를 요구했다"고 밝혔다. 

 

김 의원은 "빅테크를 시작으로 재생에너지 전환의 속도를 더욱 높여야 하는 상황에 놓였다, 이처럼 재생에너지 확보가 산업경쟁력의 필수요소로 자리잡으면서 우리 전력망 역시 재생에너지 수용성을 높이는 방향으로 변화해야 할 필요성이 더욱 커지고 있다"며 "그러나 윤석열 정부는 올해부터 호남과 제주 전역 등을 대상으로 2031년까지 재생에너지 신규허가를 중단하는 정책을 도입했다. 재생에너지 발전량이 가장 많은 호남과 제주 지역에서 7년간 재생에너지 신규허가 없이 국제사회에 약속한 재생에너지 3배 목표를 과연 어떻게 달성한다는 계산인지 의문"이라고 지적했다.

 

그의 지적대로 윤석열 정부의 선택으로 인해 대한민국의 탈탄소 전환이 늦어지면 결국 우리나라의 산업경쟁력이 훼손되는 것은 피할 수 없다. 계통 포화로 인해 재생에너지 보급속도 조절이 불가피하다고 말하는 현 정부의 변명과는 달리 재생에너지 보급을 멈추지 않을 수 있는 기술적 대안들이 존재한다는 것이 전문가들의 지적이다.

 

 

먼저 계통혼잡이 발생한 지역을 대상으로 집중적으로 ESS(에너지 저장 시스템) 보급을 지원함으로써 계통유연성을 확보하는 등 가능한 기술적 대안들을 총동원해 재생에너지 보급속도가 늦춰지는 것만은 반드시 막아내야 한다. 이들의 주장처럼 정부의 에너지 정책이 전송망 건설의 걸림돌이 되고 있는 것일까. 현재 전송망 사업이 안고 있는 문제점들을 들여다 보면 그 속에서 답을 찾을 수 있을지도 모른다. 

 

◇시장제약 해소 없이 계통제약 해소 없다

 

석광훈 에너지 전환 포럼 전문위원은 "국내에서 수직독점을 방치하는 한, 한전과 발전자회사들간 배타적 상호보조 관계는 제도·기술적으로 전통발전원들의 강력한 경로의존성(path dependence)을 보장해 준다"며 "시장구조개혁을 방치한 채 정치적 부담이 없고, 강제수용까지 가능한 '전원개발촉진법'과 중복되면서 한전의 민원이기도 한 송전설비 지원제도의 입법은 재생에너지를 지속적으로 배제(locking-out)하는 구조를 고착화시킬 뿐"이라고 지적했다.

 

우리와 달리, 유럽연합은 전력시장 공정경쟁을 보장하기 위해 전력지침(Electricity Directive 1997)을 수립한 이후 모든 EU 회원국들은 발·송·배전·판매 수직독점 전기사업자의 분리해체(unbundling), 독립 송전사업자 설립, 소매시장 경쟁도입, 독립규제기관 설립을 단행했다. 이후 한국과 멕시코를 제외한 모든 OECD 회원국들이 동일한 구조개혁을 단행한 바 있다. 반면에 한국은 수직독점 전기사업이 계속 이어지며 유연성을 갖지 못하고 있다.

 

석 연구위원은 "20여개 국가들이 상호연계된 유럽대륙 전력계통의 이점 덕분에 지금까지 유럽국가들은 국내보다 훨씬 풍부한 유연성을 누려왔고, 이 때문에 과거 프랑스 원전 등 대형 경직성 전원을 유지해도 큰 문제없이 재생에너지의 성장이 가능했다"며 "그러나 유럽도 올해 상반기 기준 재생에너지 비중이 50%(수력제외 34%)에 도달하며 유럽대륙 계통 전체가 마치 하나의 거대한 고립계통처럼 계통관리 혁신을 요구받고 있다. 이에 따라 북유럽의 선례를 참고해 중서부 유럽 각국별로 지역별 요금체계(Zonal Pricing)와 소매전기사업자들의 동적요금제(실시간 요금제) 출시 의무화 지침 등 다음 단계의 전력시장 개혁이 진행중"이라고 설명했다.

 

이어 "고립전력계통에서 재생에너지를 확대해야 하는 국내에서야말로 이처럼 지역과 시간에 따른 변동형 요금제를 통한 계통유연화가 절실한 상황"이라고 강조했다.

 

그러면서 "결국 소매전기시장의 경쟁과 소매전기요금의 자율화 없이는 불가능하다"며 "현재 '분산에너지 활성화 특별법'에 따라 산업통상자원부가 지역별 전기요금 차등제 시행방침을 마련해서 전국단일 소매요금제를 지속하고 있으며, 한전의 구매전력에 대해서만 지역차등제를 적용하고 원전 등 한전 발전자회사들에 대해서는 고정가격제를 적용해 면제시킬 예정이라고 한다"고 꼬집었다.

 

교류전력망에서 직류전원인 재생에너지를 확대할 경우 계통제약(system constraints)이 발생한다. 계통제약에는 주파수 제약, 전압안정도 제약, 과도안정도 제약 등이 있으며 계통제약은 결국 원전 출력감발, 태양광 출력제한 등 발전제약으로 이어진다. 여기에서 특정지역의 송전용량 부족으로 인한 송전제약은 오히려 국지적인 쟁점이다. 미국, 유럽 등에서는 다양한 기술과 시장제도를 통해 계통제약을 완화하면서 지속적으로 재생에너지를 확대하고 있다. 

 

그러나 고립전력계통의 여건에서 대형 원전들을 가동하고 있고 신규 원전도 추진 중인 국내에서는 이들과 다른 문제를 안고 있다. 

 

재생에너지가 없던 과거에는 화력발전기들이 갖고 있는 터빈발전기들의 회전관성이 충분해 원전의 불시정지가 발생해도 문제되지 않았다. 반면에 태양광의 증가로 화력발전기 가동량이 줄어들며 계통관성도 줄어든 상태에서 원전의 불시정지는 빠른 주파수하락과 대형정전 위험으로 이어진다. 특히 수요가 낮고 태양광이 증가하는 봄철마다 원전의 출력감발과 태양광 출력제한 조치가 이루어지는 이유다.

 

석 연구위원은 "그러나 국내에서는 한전과 발전자회사들 또는 이들의 지원을 받는 특정 전문가 그룹이 정보의 비대칭을 이용해 국지적인 쟁점인 송전제약이 모든 문제의 근원인양 호도하고 있고 언론과 정치권이 교차 검증없이 이에 호응하는 상황"이라며 "대형 원전들을 유지하는 가운데 몇몇 기술적 보완조치들은 문제의 본질만 흐릴 뿐 근본적 해소효과를 가져오지 못한다. 대형원전들을 그대로 유지하고 신규건설까지 추진하면서 필연적으로 재생에너지 억제로 도달할 수밖에 없는 상황을 가리면서 엉뚱한 곳으로 여론의 시선을 돌리고 있다. 이는 결국 재생에너지 제약으로 이어지고 이미 정부와 한전의 남부지역 신규 재생에너지 전력망 접속금지, 출력제한 조치로 나타나고 있다"고 꼬집었다.

 

'분산에너지 활성화 특별법'의 발효에도 불구하고 전기요금 지역차등제 시행방침에서 소매전기요금은 전국단일요금제, 원전은 고정가격제를 유지하겠다는 산자부의 입장도 수직독점체제에서 발생할 수밖에 없는 저항이다. 최근 입법이 추진되고 있는 <해상풍력 특별법안>이 통과되더라도 2030년 이후에나 전력계통연계가 가능하다는 한전의 입장까지 모두 이 같은 수직독점 체제에서 필연적으로 발생할 수밖에 없는 경로의존성의 현상들이다.

 

따라서 수직독점의 분할을 통해 한전의 각 부문간 상호보조와 이해관계를 정리할 필요가 있으며, 이때야 비로소 산자부 또는 중앙정부의 인허가난맥상 일소가 가능해진다고 전문가들은 지적한다.

 

석 연구위원은 "호남권-수도권간의 송전제약의 경우 단기 대안으로 배터리(BESS)를 활용해볼 수 있으나, 문제는 송전제약이 발생할 경우 호남권에서 낮시간 배터리저장을 한 이후 부하가 낮은 야간에 송전하는 방식을 택하게 된다. 이 때 낮시간 수도권에서는 급전비용에서 후순위에 있던 화력발전기들을 재급전해 전력을 공급하게 된다"며 "이렇게 될 경우 탄소배출저감 기여도나 수도권 화력발전기 퇴출효과는 미미한 반면, BESS 투자비용이 모두 태양광에 전가되거나 비용평가에 반영돼 국내 재생에너지 경제성은 더욱 악화된다"고 말했다. 

 

그는 또 "텍사스 전력계통기관(ERCOT)은 선접속, 후제어(Connect & Manage) 전략을 통해 전력계통 신뢰도를 떨어뜨리지 않으면서도 신규 재생에너지의 계통연계절차를 간소화해, 미국 평균실적 5~6년 대비 그 절반인 2~3년 수준으로 단축했다"며 "이는 텍사스주가 미국의 재생에너지 투자에서 압도적으로 선두에 서게 만든 역할을 했다. 미국 연방에너지규제위원회(FERC)는 미국의 신속한 에너지전환을 위해 텍사스의 선접속, 후제어 모델을 연방전체에 적용하는 방안을 마련 중이다. 국내에도 텍사스의 선접속, 후제어 모델 도입 검토가 필요하며 송전선로에 실제로 고장이 발생했을 때에만 재생에너지의 출력을 제어하는 ICT 기술의 개발이 필요하다"고 말을 맺었다.

 

 

◇그렇다면 한전의 입장은 무엇일까

 

이명찬 한국전력 계통계획처 전력계통정책실장은 "지난해 3월 국가 탄소중립·녹색성장 기본계획이 발표됐다. 이 계획에 따르면, 2030년까지 에너지 분야가 속해있는 '전환' 부문의 온실가스 목표 감축량은 123.7백만톤(’18년 269.6→ ’30년 145.9백만톤)이며 전체 감축량 (249.7백만톤) 중 가장 높은 비중(58.4%)을 차지하고 있다. 이로 인해 전환부문에서는 온실가스를 미배출하는 재생에너지로의 확대 전환은 피할 수 없는 시대의 흐름이 됐다"고 인정했다.

 

이러한 국가목표를 달성하기 위해 전력분야 최상위 계획인 전력수급 기본계획에 대규모 재생에너지 확대 계획이 반영돼 왔다. 최근 발표된 11차 전력수급기본계획 실무안에 따르면 현재 태양광과 풍력의 설비용량은 약 26GW인데, 2038년까지 3배 이상 증가된 약 90GW로 이를 전망이다.

 

이 실장은 "하지만 우리나라의 재생에너지 잠재량은 지형적 특성으로 인해 주로 해안가와 남부지역, 특히 호남권에 집중돼 있고, 향후에는 영남권, 호남권에 전체 재생에너지의 70%가 집중될 전망"이라며 "이러한 재생에너지의 지역적 편중으로 비수도권 지역의 재생에너지를 수도권으로 수송하기 위해 많은 전력망이 필요하다. 이에 한전은 작년 5월에 '10차 장기 송변전설비계획'을 수립했고, 2036년에는 지금보다 약 1.5배 많은 전력설비를 갖출 예정"이라고 설명했다.

 

그러나 최근 하남시의 동서울변환소 관련 인허가 취소 사례와 같이 전력망 건설에 대한 낮은 주민수용성과 지자체 비협조 등으로 전력망 건설여건이 악화되고 있다. 실제로 전력설비 확충에 평균 4년 이상, 최대 10년 이상 건설이 지연된 사례도 있다. 이러한 전력망 건설의 어려움을 극복하기 위해 제도, 기술 등 전방위적 대책과 혁신을 추진하고 있다는 것이 한전의 입장이다.

 

이러한 상황에서 한전은 '국가기간 전력망 확충 특별법' 제정을 촉구했다. 특별법에는 정부 주도로 345kV 이상 주요 전력망 설비를 신속하게 건설하기 위해 범부처 차원의 지원체계 마련, 인허가 절차 개선, 차별화된 보상 및 지원 방안 등이 담겼다. 또한 미래의 다양한 상황 변화 및 변수에 대비할 수 있도록 한전은 정부와 함께 5년 단위의 30년 초장기 전력망 기본계획 수립하는 내용을 담았다. 이를 통해 기존 '장기 송변전설비계획'이 담지 못한 미래 전력망 청사진을 망이용자에게 제시할 계획이다.

 

또, 발전과 수요를 분산한다는 계획이다. 10MW 이상의 대용량 수요를 대상으로 '전력계통영향평가'를 시행하고 발전기 수용능력이 포화된 변전소는 출력제어로 인한 기존 사업자들의 피해를 막기 위해 '계통관리변전소'를 지정해 수요와 발전이 특정지역에 집중되지 않도록 한다는 것이다. 이 외에도 전력망만 선점하고 실제 발전사업을 하지 않는 알박기 사업자 관리를 강화하고, 장기간 사업실적이 없는 허수 사업자를 걸러내는 한편, 확보한 여유용량을 후순위 사업자에 배분해 계통에 연계할 수 있도록 하겠다는 계획이다.

 

이 실장은 "한전은 전력망 활용을 극대화하기 위해 에너지저장장치 등 다양한 전력망 대안 기술을 전국적으로 적용하고 있으며 향후 활용 개소를 확대해 나갈 계획"이라고 밝히며 "ESS의 경우 이미 978MW를 설치하고 운영하고 있으며 추가로 300MW를 28년까지 설치할 계획이고, 간헐성, 변동성이 높은 재생에너지 급증으로 인한 계통안정성 저하 문제에 대처하기 위해 유연송전시스템이라고 불리우는 계통안정화 설비를 다수 운영 및 설치하고 있으며, 현재 약 5GVar의 유연송전시스템을 운영하고 있는데, 31년까지 11GVar를 추가로 설치할 계획"이라고 설명했다.

 

◇한전 계획에서 빠져 있는 것

 

석광훈 전문위원의 지적대로 현 정부의 원전 우선 정책은 전력망 구축에 짐이 되고 있음에도 한전의 계획에선 원전에 대한 언급이 전혀 이뤄지지 않았다. 대형 원전을 계속 운영하고, 앞으로도 원전 설비에 더 많은 비중을 두고 있는 상태에선 전력망 확충 문제의 근원을 해결할 수 없다는 것이 환경 단체들의 주장이다.

 

최홍석 전력거래소 전력계통본부 계통운영처장은 "이상기후에 따른 기상 변동성 확대, 기상여건에 직결돼 있는 재생에너지 확대와 이에 따른 변동성 확대, 소규모 재생에너지 감시, 자료취득 부재에 따른 가시성 어려움, 계통운영자의 제어를 받지 않는 비중앙급전발전기 비중 확대(‘24.10기준 22.1%), 중앙급전발전기중 저렴한 원전(26대, 26GW, 17.22%) 및 열, 연료 계통제약발전기로 인한 경직성 운전, 환경규제, 설비투자를 통한 석탄, LNG의 기술적 특성개선의 유인방안 부재가 계통 유연성을 막고 있다"고 지적했다.

 

그는 문제가 발생한 이유로 ①민원, 지자체 비협조, 규제 등 전력망 건설 지연 ② 한전 재정 적자 심화로 선제적 투자한계 ③ 발전설비 준공과 송전망 확보의 갭 발생 ④ 재생에너지 계통안정유지성능(출력조정, 전압, 주파수) 미구비 및 느린 성능개선 ⑤ 재생에너지 밀집지역의 계통 취약성 심화 등을 꼽았다.

 

전기본(9,10,11차)에 걸쳐 향후 5년 뒤, 10년 뒤 계통에서 주력전원은 원자력과 신재생전원 임 또한 분명히 했다. 

 

이날 토론회의 첫번째 발제를 맡은 Agora Energiewende 소속 Dimitri Pescia 디렉터는 유럽 및 동남아시아의 사례를 통해 재생에너지 확대를 뒷받침하는 송배전망 확충의 중요성을 설명하며 “탄소중립 목표 달성을 위해서는 전력망의 유연성과 안정성을 갖춘 계획이 필수적” 이라며 "특히 옥상 태양광, 배터리, 전기차 등을 통해 에너지전환의 탈중앙화 흐름"을 강조했다.

 

우리나라 상황에 맞춘 전력망 확충 방안을 제시한 (사)넥스트 송용현 부대표는 “전력망 확충은 재생에너지의 지역적 편중을 해소하고 지역 간 균형을 맞추기 위해 필수적”이라며 특히 대규모 ESS 를 활용한 비증설대안도 임시수단으로 활용하는 등 유연한 계획수립을 통해 송배전망 계획의 고도화가 필요하다고 밝혔다. 

 

JTBC 박상욱 기자는 전력망 확충 과정에서 주민 수용성 확보와 소통의 중요성을 강조하며 "재생에너지 전환이 분산형 에너지 체계로 나아가는 만큼 각 지역이 주체적으로 참여할 수 있는 거버넌스 구조가 필요하다"며 “중앙집중형 에너지 거버넌스를 넘어서 지역별로 에너지 전략을 제안하고 협력할 수 있는 방식이 마련돼야 한다”고 지역 수용성 제고 차원에서 다양한 소통체계가 갖춰져야 함을 주장했다.