탄소중립을 위한 여정, 원자력-신재생, 미래 전력망 주력전원으로서의 역할과 책임

안녕하세요 여러분, 민(Min) 입니다. 이번 포스팅은 조금 무거운 주제를 다루워 볼까 합니다. 

 

지난 7월 12일(수)~15일(토)까지 진행하는 대한전기학회 하계 학술 대회에서 논의 된 사안이고, 향후 에너지 산업에서 중요하게 다루어질 주제 입니다. 

 

전 세계가 탄소중립을 많이 외치는 현재 상황에서, 원자력-신재생, 미래 전력망 주력전원으로서의 역할과 책임에 대한 토론 내용에 대하여 여러분들과 공유하고, 제 생각까지 함께 나눠 보고자 합니다. 

 

전력 산업 내 원자력, 신재생 그리고 기존 전력 산업 구조에 대한 콜라보레이션은 꼭 필요한 부분이고, 모든 국민들이 공감하는 부분이기도 합니다. 

이번 좌담회에서는 전력분야를 담당하시는 산업부 전력정책관, 각 학회장님들을 포함한 많은 전문가들이 한데 모여 진행이 되었습니다. 

 

이번 토론회의 발제는 "재생에너지 확대에 따른 국내 전력수급 및 전력망 운영 현황" 이었습니다. 

먼저, 우리 나라 계통 현황에 대하여 잠시 이야기를 하자면, 우리나라는 독립 계통입니다. 즉, 섬과 같은 계통을 갖고 있는 것이지요.

현재, 우리나라 계통제약 현황은 아래와 같습니다. 

- 발전 제약

- 송전 제약

- 고장파급방지장치 41개소 운영 중이긴 하나, 추가 설치 필요성에 대한 분석 결과에 대한 대비책 마련 우려

 

또한, 우리나라 비중앙급전발전기(신재생)의 비중은 전체 설비용량 대비 약 20%를 차지하는 것으로 파악을 할 수 있었습니다. 

그 중, 태양광 설비의 설비용량은 25.4GW로 볼 수 있습니다.(2023년 기준)

 

'30년 기준 원자력 발전량은 201.7GW, 그리고 신재생은 134GW가 될 것으로 예상됩니다. 또한 각각의 비중은 32.4%, 21.6%으로 보여집니다.(10차 전력수급 기본계획 기준)

 

추가로, 경직성 전원에 대한 이야기는 매우 흥미로운 분야였습니다. 

고정출력 그리고 신재생 발전원에 대한 비중이 매우 높아서, 유연하게 자원을 이용할 수 있는 부분이 매우 적습니다. 

이는 경제성 악화에 대한 부분과 연관이 되며, 유연성 자원의 비중을 높이는 것이 필요한 부분이라고 해석할 수 있습니다. 

 

국내의 경우, 호남지역 발전량이 약 15GW로, 호남 수요인 8GW에 비하여 지나치게 큰 부분이 있습니다. 이는 송전제약 그리고 계통 보강에 대한 필요성을 요구하며 이는 경제성을 고려하여 추가적으로 고려되어야 하는 부분입니다. 

 

좌담회 내용에 대하여 아래와 같이 정리해 보았습니다. 

1. 질의 내용

전기학회(전력망) - 원자력 학회 : 신규 원전에 대한 기술 적용 가능여부, 원전비중 확대 또는 유연성 확보 방안은 없는지?

전기학회(전력망) - 신재생 학회 : 제주지역 과잉 발전에 대한 해소 방안인 장주기 대용량 ESS 그리고 섹터 커플링을 적용할 수 있었는지?

 

2. 주력 전원의 유연성 확보 방안

원자력 학회 : 원자력과 신재생의 경직성 에너지는 다른 개념이다. 원자력은 Dispatchable 전원이다. SMR은 탄력적인 운전이 가능하다.  신규건설 원전에 대하여는 탄력 운전이 가능한 부분에 대한 적용에 대한 고민이 필요해 보인다. 

 

신재생 학회 : 유럽의 신재생 비중의 경우 40% 이상이다. 제주, 전남지역 발전량이 좋은날 발전량 비중이 약 20%정도 되는 것이 현재 상황이다. -> 유럽의 신재생 선진국으로 부터 배워서 해결해 나가야 하는 것이 아닌가?

신재생 안정성 확보 방안으로는 1) 신재생 실시간 예측 시스템 개발, 2) 통합 발전소 VPP 운영 - 수요대응 및 유연성 확보 가능, 3) 에너지 저장 기술(ESS)과의 조화 - 단, 리튬이온 베터리의 화재 관련 문제 해결 및 신개념의 베터리(장주기 에너지 저장 시스템) 적용이 필요, 4) 섹터 커플링 적용 - 에너지 유연성 확보에 많은 도움이 될 것으로 예상됨 

 

3. 총평

1. 전기 학회: 3대 학회 논의 정례화, 대 국민 홍보, 교육 사업 통합 진행 검토, 일관성 있고 지속적인 정부 정책 필요

2. 원자력 학회: 에너지 기술 포럼을 만들면 어떨까?, 원전 계속 운전을 통한 탄소 중립 달성을 위한 제도 개선 필요, SMR 개발이 2028까지 인허가 되고, 2030대에서는 기업들이 SMR을 통한 전력공급이 필요하다. 

3. 신재생 학회: 신재생 에너지 보급 비율 향상을 위한 노력이 필요하다. 기업들의 RE100 달성을 위한 생태계를 만드는 것이 필요하다. 

 

이상 다소 어렵고, 무거운 주제에 대한 내용을 여러분과 나눴습니다. 향후 에너지 정책, 전력 정책에 많은 도움이 되셨길 바랍니다.