봄철 남아도는 전력 '골치'…산업부, 석탄발전 멈추고 원전 4기는 예방정비

기사입력 : 2024년03월19일 11:00

최종수정 : 2024년03월19일 11:00

올해 봄철 최소 전력수요 37.3GW '역대 최저'
태양광 늘어 봄·가을철 전력 과잉공급이 문제
석탄발전 최소화…원전 4기는 예방정비 돌입
'출력제어 시장' 개설…태양광 발전 참여 기대

[세종=뉴스핌] 김기랑 기자 = 올 봄철에 역대 최저 전력 수요가 전망되는 가운데 정부가 전력 공급과잉 문제를 해결하기 위한 특별 대책을 추진한다.

올 봄철에는 냉·난방설비 사용 감소 영향으로 전력 사용량은 낮아지는 반면, 태양광 발전량은 가장 높아져 수급 불균형이 심화될 것으로 예측된다. 정부는 먼저 선제적 안정화 조치를 실시한 뒤 필요시 발전원별로 출력 제어를 시행한다는 방침이다.

◆ 전력 수요 '최저' 예측에 선제적 조치 시행…원전 정기 정비 앞당겨 가동 중단

산업통상자원부는 19일 이호현 산업부 에너지정책실장 주재로 전력망 혁신 전담반(TF) 회의를 열고, 이런 내용을 담은 '봄철 전력수급 특별 대책'을 마련했다고 밝혔다.

이번 특별 대책이 마련된 배경에는 최근 들어 우리나라 봄·가을철 전력수급 관리의 어려움이 급격히 증대되고 있다는 사실이 자리한다.

통상 안정적인 전력계통 운영은 수요와 공급이 일치하는 데에서부터 시작된다. 그러나 최근 봄·가을철의 전력은 '저수요·고발전' 형태로 엇갈리고 있는 상황이다. 산업부에 따르면 지난해 봄의 맑은 날과 흐린 날 간 전력 수요 편차는 11.1기가와트(GW)에 달한다. 이는 원전 7~8기의 발전량에 해당하는 규모다.

전력 수요가 발전소의 공급량보다 낮을 경우 주파수가 국내 정격치인 60헤르츠(Hz)보다 상승하게 되고, 이는 발전기 연쇄 고장 등을 촉발해 정전 발생 위험성을 키운다. 반대로 전력 수요가 공급량보다 높을 경우에도 주파수가 하락하면서 동일한 결과를 초래한다. 결국 전력 운영에 있어 가장 중요한 것은 수요와 공급의 균형을 유지하는 일이란 설명이다.

특히 올 봄철에는 역대 최저 전력 수요가 예상된다. 산업부에 따르면 올 봄철의 예상 전력수요는 37.3GW로, 지난해 봄철(39.5GW)보다 더욱 낮은 규모가 점쳐진다. 최근 5년간 봄철 전력 수요는 매해 감소하고 있는 추세다. 지난 2020년 42.8GW에서 ▲2021년 42.7GW ▲2022년 41.4GW ▲2023년 39.5GW 순으로 매년 하락했다.

이에 산업부는 올 봄철 특별 대책기간을 지난해보다 1주일 확대하기로 했다. 올 대책기간은 이달 23일부터 6월 2일까지로 총 72일간이다. 특별 대책의 골자는 선제적으로 전력계통 안정화 조치를 이행하고, 이를 통해 해결되지 않을 경우 출력제어에 나서는 것이다.

경북 울진의 한울원자력발전소 [사진=한울원전본부] 2022.12.28 nulcheon@newspim.com

선제적 안정화 조치로는 ▲주요 발전기 정비 일정 조정 ▲미세먼지 저감을 고려해 석탄단지 운영 최소화 ▲공공기관 자가용 태양광 운영 최소화 ▲수요자원(DR) 활용 등이 담겼다. 산업부는 해당 조치들을 시행할 경우 출력제어 발생 확률을 기존 2.7%에서 1.3%까지 낮출 수 있다고 내다봤다.

이런 조치에도 불구하고 전력 불안전성이 심화될 경우에는 출력제어에 돌입한다. 출력제어가 상대적으로 쉽고 연료비가 높은 유연성 전원인 석탄과 액화천연가스(LNG)를 먼저 제어하고, 부족할 경우 원전·연료전지·바이오·태양광·풍력 등 모든 발전원이 출력제어에 참여할 수 있도록 할 계획이다.

출력제어의 효과를 가장 크게 거둘 수 있는 발전원은 원전이다. 원전은 전력 수요가 상대적으로 적은 계절인 봄과 가을철마다 계획예방정비를 거치는데, 이를 한두달 앞당겨 시행하면 자연스럽게 원전 가동을 잠시 중단할 수 있어 제어 효과를 거둘 수 있다.

산업부는 원전 중 올해 정비를 앞둔 신고리 2호기와 한빛 1·4호기, 월성 4호기 등 총 4기를 잠시 가동을 멈출 대상으로 꼽는다. 한국수력원자력에 따르면 각 원전의 정비 기간은 ▲신고리 5~6월 ▲한빛 4호기 4~5월 ▲월성 4호기 4~8월 등이다. 한빛 1호기는 지난해 12월 이미 정비를 시작해 올 6월 종료될 예정이다. 정부는 출력제어가 필요할 시 각 원전의 정비를 앞당겨 시행해 발전량을 줄이겠다는 복안이다.

이호현 실장은 17일 관련 브리핑에서 "전체적으로 (전력 공급을) 크게 줄일 수 있는 게 원전이다. 가동 중인 상황에서 갑자기 멈추면 부담이기 때문에 정기적인 정비 일정을 앞당기는 식으로 가동을 중단할 것"이라며 "수요가 가장 적을 것으로 예상되는 시기에 신고리·한빛·월성 등 총 4기 정도는 (가동을) 쉴 수 있다"고 설명했다.

◆ 고충 커진 원인은 '태양광'…국내 '계통섬' 특성에 발전사들 협력 필요

최근 들어 전력수급 관리의 어려움이 급격히 커진 이유로는 재생에너지의 비중 증가 영향이 지목된다. 가스·화력은 연료 투입에 따라 출력 조정이 가능하고, 원전은 일정한 출력을 유지할 수 있어 예측 가능성이 높다. 하지만 탄소중립 기조 등으로 인해 전원 믹스에 재생에너지 비중이 증가하며 변동성이 커지기 시작했다.

재생에너지는 전체 발전량 비중에서는 10%에 미치지 못하는 수준이지만, 설비 용량을 놓고 보면 이를 능가하는 규모다. 이 중 가장 큰 비중을 차지하는 발전원은 태양광이다. 산업부에 의하면 태양광 설비는 지난 2013년 1.0GW에서 지난해 28.9GW로 최근 10년간 27.9GW 증가했다. 태양광 설비는 앞으로도 지속 늘어날 것으로 예측된다.

태양광 설비 용량과 재생에너지 발전량 비중 [자료=산업통상자원부] 2024.03.19 rang@newspim.com

태양광은 기상 여건에 따라 발전량이 크게 변동해 기존 발전원과 달리 발전량 예측이 어렵다는 특성이 있다. 예컨대 지난해 태양광의 봄철 맑은 날(89%)과 흐린 날(18%)의 편차는 약 71%포인트(p)로, 발전량으로는 20.5GW에 달하는 수준이다.

산업부는 전력수급 불균형을 해외로 연계해 해결할 수 없는 우리나라의 특성상 국내 발전원별 사업자들이 모두 책임을 분담해야 하는 상황임을 강조했다. 해외의 경우 국가 간 전력망 연계로 타국에 과잉 발전력을 전송할 수 있으나, 우리나라는 고립돼 있는 '계통섬'이란 특성으로 인해 수급 불균형 문제가 발생해도 국내에서만 해결해야 하는 상황이다.

이호현 실장은 "우리나라는 땅 면적이 좁고 날씨가 전국에서 동기화돼 있어 날이 한번 흐리면 전체 구조에 충격이 가해진다. 정부로서는 전력계통을 운영하는 데 있어 굉장히 도전적인 상황"이라며 "사업자별 보상 문제 등 여러 이슈들이 상존해 있음을 알지만, 지금으로서는 전력망 관련 사업자들이 함께 책임을 분담하고 협조해줘야 한다"고 당부했다.

사업자들이 전력 불균형 해소에 참여할 수 있는 방안으로는 '출력제어 서비스 시장'을 개설할 방침임을 밝혔다. 해당 시장은 사업자들이 자발적으로 출력제어 참여 희망금액을 입찰하면 정부가 높은 순서대로 제어를 시행하고, 금액 규모가 낮은 사업자들은 그대로 발전을 할 수 있도록 하는 방식이다. 높은 금액으로 입찰한 사업자에게 그만큼의 보상을 해주는 셈이다.

이에 대해 이호현 실장은 "출력제어 서비스 시장을 제주도에서 우선 시작해 점차 확대해 나가려고 한다. 시범사업 형식으로 올 가을쯤에 시행할 계획"이라며 "계통 안정화 조치 과정에서 전력시장을 활용할 수 있는 방안을 앞으로도 계속 모색해 나가겠다"고 강조했다.

삼기 부화장 태양광 패널 전경 [사진=하림]

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광복군, 일본군 무장해제 "항복사실 모르느냐? 변상문의 '화랑담배'는 6·25전쟁 이야기이다. 6·25전쟁 때 희생된 모든 분에게 감사드리고, 그 위대한 희생을 기리기 위해 제목을 '화랑담배'로 정했다. 우리는 그들에게 전의(戰意)가 없는 것을 보이기 위해 기관단총을 모두 어깨에 걸쳤다. 그러고도 만일을 위해서 각각 산개하면서 뛰어내리기 시작했다. 드디어 내 차례가 왔다. 몸을 날렸다. 아. 그때 그 바람 냄새, 그 공기의 열기, 아른대는 포플러의 아지랑이, 그리고는 아무것도 순간적이었지만 보이지 아니했다. 그러나 어쩐 일인가? 우리 주변엔 돌격 태세에 착검한 일본군이 포위하고 있었다. 워커 구두 밑의 여의도 모래가 발을 구르게 했다. 코끼리 콧대 같은 고무관을 제독총에 연결한 험상궂은 방독면을 뒤집어쓴 일본군이 차차 비행기를 중심으로 원거리 포위망을 좁혀오고 있었다. 너무나도 위험한 상황이었다. 이것이 그리던 조국 땅을 밟고 처음 맞은 분위기였다. 동지들은 눈빛을 무섭게 빛내면서 사주경계를 했다. 그러나 아직 기관단총을 거머쥐지는 아니했다. 여의도의 공기가 움직이지 않는 고체처럼 조여들어 왔다. 뿐만 아니었다. 타고 온 C46형 수송기로부터 한 50여m 떨어진 곳의 격납고 앞에는 실히 1개 중대나 되는 군인들이 일본도를 뽑아 든 한 장교에게 인솔되어 정렬해 있었다. 그 앞에는 고급장교인 듯한 자들이 한 줄 또 섰고, 장군 몇 명도 있는 듯했다. 그러나 무엇보다도 8월 18일 한낮의 그 뜨거운 여의도 열기가 우리를 더욱 긴장시켰다. 격납고 뒤에까지 무장한 군인이 대기하고 있었다. 중형전차의 기관포도 이쪽을 향하고 있었다. 환호하는 광복군. [사진= 국사편찬위원회] 비행장 아스팔트 위엔 한여름의 복사열이 그 위기의 긴장처럼 이글대고 있었다. 어느새 우리는 땀에 젖어 있었다. 기막힌 침묵이 십여 분이나 지났다. 그러나 그들은 어떤 행동도 취해 오지 않았다. 마침내 우리가 발걸음을 옮겼다. 우리는 일본군 고급 장교들이 늘어선 쪽으로 한걸음 씩 움직였다. 각자 산개, 조심하라! 누군가가 이렇게 나직하게 말했다. 서해 연안으로 비행기가 고도를 낮출 때 누군가가 유서를 쓰던 일이 이 순간 내 머릿속에서 상기되었다. 일본군 병사들은 우리가 다가서자 의외로 포위망을 풀 듯이 비켜섰다. 우리는 아직 기관단총을 어깨에 멘 그대로였다. 일본군이 길을 열어주자, 그들도 일본군 육군 중장을 선두로 한 장교단이 우리 쪽으로 오기 시작했다. 그가 바로 조선주차군사령관 죠오쯔끼(上月良夫)였다. 쬬오쯔기는 그의 참모장 이하라 소장과 나남 사단장과 참모들을 뒤로 거느렸다. 우리도 좌우로 벌려 섰다. 쬬오쯔기가 「나니시니 이라시따노?(무슨 일로 왔소?)」말문을 열었다. 퍽 야무지게 보였다. 우리는 말 대신 영등포 상공에서 뿌리다 남긴 선전 전단을 내밀어 주었다. 우리의 임무가 일본어와 우리말로 적힌 전단이었다. 거긴 또 우리가 이렇게 들어오게 된 사연도 적혀있었다. 우리는 한 장씩 그 전단을 다른 일본군 장교들에게 나누어 주었다. 쬬오쯔끼는 이를 받아 읽고, "일본은 정전만 한 상태이니 일단 돌아갔다가 휴전 조약이 체결된 다음에 재입국하라"라고 말했다. 그러면서 은근히 위협했다. 자기네 병사들이 꽤 흥분되어 있으니, 만약 돌아가지 않으면 그 신변 보호에 안전책임을 지기가 어렵다는 분위기라고 했다. 이에 이범석 장군이 "네 놈들의 천황이 이미 연합국에 무조건 항복한 사실을 모르느냐? 이제부터는 동경의 지시가 필요 없다는 것을 알아야 한다"라고 맞섰다. 그러나 쉽사리 양보하지 않았다. 옥신각신 말이 몇 번 건너 왔다 갔다. 갑자기 쬬오쯔끼는 한 일본군 대령에게 일을 처리하라고 지시했다. 그러면서 그는 동경서 손님이 오기로 되어 있어 마중을 나와 있던 참이란 말을 하고는 물러가 버렸다" 이범석 장군은 일본군 측에 "조선 총독을 만나 담판 짓겠다'라고 요구했으나 거절당했다. 일본군 무장해제 임무를 띠고 국내로 들어 온 '광복군 국내정진군'은 아무런 소득도 올리지 못한 채 다음 날 8월 19일 14:30분 여의도 기지를 이륙하여 중국으로 돌아갔다. 광복군은 미군정이 시작되고 나서 한참이나 지난 다음에 개인 자격으로 귀국할 수밖에 없었다. 조짐이 좋지 않았다. / 변상문 국방국악문화진흥회 이사장 2025-09-29 08:00

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중국 전기차 주행거리 두배 증가 배터리 개발 [베이징=뉴스핌] 조용성 특파원 = 중국이 에너지 밀도를 두 배 증가시킬 수 있는 전고체 배터리를 개발해 낸 것으로 나타났다. 중국 칭화(淸華)대학 화학공학과의 연구팀은 '음이온이 풍부한 용매화 구조 설계'를 개발해 냈으며, 이를 기반으로 불소 함유 폴리에테르 전해질을 성공적으로 만들어냈다고 중국 관찰자망이 30일 전했다. 해당 연구 성과는 논문 형식으로 국제 학술지인 네이처에 등재되었다. 연구진이 만들어낸 폴리에테르 전해질은 고체이며, 연구팀은 해당 전해질을 사용하여 전고체 배터리를 제작했다. 제작된 전고체 배터리는 604Wh/kg의 에너지 밀도를 기록했다. 이는 현재 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도가 150~320Wh/kg인 점을 감안하면 에너지 밀도가 두 배 이상 높아진 것이다. 동일한 무게의 배터리이지만 해당 전해질을 사용한 전고체 배터리는 두 배 이상의 전력을 충전할 수 있는 셈이다. 이론적으로 전기차의 1회 충전 주행 거리가 두 배 증가할 수 있게 된다. 현재 500km가량을 주행할 수 있는 전기차가 1000km를 주행할 수 있게 된다. 해당 전고체 배터리는 안전성 테스트도 통과하였다. 못을 박아도 화재와 폭발이 일어나지 않았다. 또한 120도의 높은 온도의 박스 안에 6시간 동안 방치되었지만, 연소나 폭발이 일어나지 않았다. 또한 500회 이상 충방전을 거치면서도 에너지 저장 용량은 안정적으로 유지되었다. 연구진이 만들어낸 전고체 배터리가 상용화된다면 많은 분야에서 활용이 가능해진다. 전기차의 주행 거리는 두 배 증가하며, 드론의 비행 거리도 두 배 증가하게 된다. ESS(에너지저장장치) 역시 부피당 저장 용량을 크게 끌어올리게 되며 ESS 소형화가 가능해진다. 칭화대 연구진이 개발한 전고체 전해질의 도식도 [사진=네이처 캡처] ys1744@newspim.com 2025-09-30 10:35