[공학저널 김하늬 기자] 최근 정부가 발표한 그린 뉴딜과 디지털 전환 정책으로 에너지 시장의 움직임도 매우 활발하다. 신재생에너지 확대와 친환경 전원 융합 등의 패러다임 전환에 대한 관심도 매우 높다.
특히 국내 재생에너지 산업은 그간 눈에 띄는 성과를 내지는 못했으나, 정부의 지원 방향이 친환경과 에너지로 모아지면서 정부는 에너지 전문가들과 함께 관련 산업의 활성화 방안을 모색 중이다.
특히 세계적 추세인 재생에너지를 중심으로 한 논의가 다각화로 이뤄지고 있는 가운데 전문가들은 재생에너지가 예측 오차와 변동성 문제로 인해 계통 운영에 다양한 문제를 야기하고 있어, 우선적으로 유연성 확보가 시급하다고 지적한다.
최근 제주도에서는 전력 과잉으로 인해 풍력발전 출력을 제한한 사례가 올해 상반기에만 벌써 40회 이상 발생했다.
이러한 상황을 통해 고려대학교 전기전자공학부 주성관 교수(사진)는 변동성 재생에너지는 불확실성과 변동성이 크기 때문에 재생에너지 확대에 따른 출력 제한이 불가피하다고 설명했다.
주 교수는 “재생에너지 발전 시 송전선로의 혼잡, 초과공급으로 인한 수급불균형, 전력계통 안정도 문제 등의 이유로 출력 제한이 이뤄진다”며 “특히 제주도는 수급불균형 문제를 이미 겪고 있는 상황으로 이 현상이 이미 2015년부터 시작됐다. 공급이 늘어날수록 과잉출력 제한 비중이 증가하기 때문에 대응 방안 마련이 시급한 실정”이라고 말했다.
이미 재생에너지 산업이 활성화되고 있는 유럽에서는 인접국 간 전력계통 연계가 충분한 반면 한국은 독립된 전력계통을 갖고 있어 재생에너지 증가에 따른 계통 대책이 필요하다는 것이 그의 의견이다.
주 교수는 “재생에너지 발전의 예측 불확실성은 적정 예비력 확보와 급전능력 향상으로, 변동성은 적정한 유연성 자원 확보로 대비해야 한다”며 “급전 계획 조정을 통해 급전주기 시간을 줄여 발전 오차를 줄이는 방안이 필요하며, 유연성 설비 증설이나 ESS 확보를 통한 대응도 중요하지만 운영 및 제도 측면의 요소를 고려해야 한다”고 강조했다.
앞으로 2030년까지 변동성 재생에너지 발전량 비중이 20%까지 올라가면 최소 50GW의 변동성 재생에너지를 새롭게 전력계통에 수용해야 한다. 이러한 재생에너지 확대에 따른 문제를 해결하기 위해서는 현행 전력계통 운영방식과 전력시장체계의 개선이 필요하다. 특히, 변동성 재생에너지의 간헐성 문제를 해결하는 것이 시급한 과제이다.
현행 전력계통 운영방식과 전력시장체계로는 재생에너지 확대에 따른 간헐성 대응에 어려움이 있지만, 기술적으로 이러한 문제를 조금이나마 해결하려는 움직임도 있다. 최근 재생에너지 간헐성 문제를 해결할 방안으로 주목받고 있는 가상발전소(VPP)는 ICT 기술을 통해 전력 발전량을 예측, 수요반응(DR)사업을 중심으로 전력사업을 수행하는 역할을 한다.
또한 여러 에너지 신자원들을 관리할 수 있는 통합 플랫폼 구축을 통해 자원의 결합, 에너지신산업 창출 등으로 재생에너지를 효율적으로 적용, 관리하려는 노력도 있다.
주 교수는 “전력계통의 안정적 운영에 도움이 되는 VPP를 활성화하기 위해서는 결국 사업자들을 유인할 수 있는 구조가 필요하다”며 “운영체계 개선에는 전력계통뿐만 아니라 시장 요소도 포함돼야 한다는 점에서는 동의하지만, 정책 지원 없이는 반쪽짜리 해결안에 불과하다”고 지적했다.
기존 전력산업이 타 산업에 에너지를 안정적이며 경제적으로 공급하는 단계에 머물렀다면, 재생에너지 산업은 새로운 부가가치를 만들어야 하는 산업으로 평가받고 있다.
주 교수는 “재생에너지 플랫폼을 기반으로 이종산업과의 융합을 통한 타산업과 경계 허물기가 핵심일 수 있다”며 “수요자원, 인접 산업과 연결 등을 종합적으로 고려해 구현이 쉽고 비용이 저렴한 자원을 도입하기 위한 노력이 필요하다”고 전했다.
그는 이어 “아직까지 재생에너지는 일반 국민에게 그리 가까운 분야는 아니지만, 향후 재생에너지에서 생산에 대한 비용 문제 등이 남아 있는 만큼 환경비용 부담에 대한 인식전환이 중요하다”며 “RPS와 배출권관련 비용은 전기요금과 별도로 고지해 환경비용 부담에 대한 인식변화를 만들고, 송배전요금도 타당한 원가산정과 회계분리를 통해 합리적인 전력망 요금을 개발·적용할 수 있도록 많은 관심이 모아져야 할 것”이라고 덧붙였다.
