재생에너지 확대로 '덕커브' 심화..전문가들 "원자력 혁신기술 활용해야"

재생에너지 간헐성·변동성 높아 불안정성 커져
원자력 기술 활용해 에너지 저장, 열에너지 활용

[이데일리 강민구 기자] 정부가 2050년까지 탄소중립을 선언한 가운데 국내 에너지 정책 전문가들이 국가 저탄소에너지시스템의 한계를 지적하며 재생에너지와 원자력 발전의 시너지를 창출해야 한다고 주장했다.

18일 한국과학기술원(KAIST)이 ‘대한민국 저탄소 에너지 시스템으로 가는 길’을 주제로 개최한 온라인 세미나에서 전문가들은 경제성, 전력망, 시스템상 정부 정책 목표 달성을 위한 한계를 지적하며 이같이 밝혔다.

한국과학기술원에서 열린 세미나에서 전문가들은 원자력과 재생에너지의 상호보완 필요성을 강조했다.(사진=이미지투데이)

전문가들에 의하면 경제협력개발기구(OECD) 국가들을 중심으로 에너지 전환에 대한 투자가 이뤄지고 있다. 온실가스 배출, 주요 선진국들의 정책 변화 등을 이유로 한국도 에너지 전환에 대응할 필요성이 커지고 있다.

하지만 한국은 재생에너지에 대한 보급이 미흡하고, 산업 시스템도 미성숙한 단계에 있다. 재생에너지를 확대함에 따라 발생하는 전력계통 불안정성 증가, 전력시장 유지, 전기의 질 저하, 전력 요금 상승 등도 극복해야 할 과제로 떠오르고 있다.

특히 태양광과 풍력을 이용해 전력시스템을 구축하면 전력 사용량이 증가하면서 발생하는 ‘덕 커브(Duck Curve)’ 현상이 심화되고 있는 추세다. 이 현상은 태양광, 풍력 등 재생에너지가 날씨나 시간에 따라 지나치게 많이 발전하거나 적게 발전하면서 다른 발전원의 전력 수요 그래프가 낮아지는 것을 말한다. 가령 해가 뜬 낮에는 공급량이 많고, 해가 진 후에는 전력 수요량이 급증하면서 전력을 안정적으로 공급하기 어렵게 된다.

노동석 미래에너지정책연구원 선임연구위원은 “한국은 재생에너지 확대로 전력계통 불안정이 이미 시작됐다”며 “덕커브 현상이 심화되고 있으며, 심야를 제외한 시간대의 전력 수요 격차도 9~12GW에 이른다”고 지적했다.

원자력과 재생에너지의 연계는 이를 극복할 대안으로 제시됐다. 원전의 비전력을 사용해 산업공정에 열을 공급하거나 수소를 생산할 수 있고, 에너지 저장장치로도 사용할 수 있기 때문이다. 또 전력 공급의 안정성과 전압, 주파수 등 전력 품질 유지에 기여할 수 있다고 봤다. 최근 KAIST를 중심으로 국내 주요 대학이 힘을 합쳐 소형 원자로와 같이 분산형 전력망 구축과 신재생에너지 한계를 극복할 수 있는 기술도 개발중이다.

임만성 KAIST 원자력·양자공학과 교수는 “현재 리튬이온 배터리의 저장능력이 메가와트(MW)급인 반면 실제 저장능력은 기가와트(GW)급에 달해 현 기술 수준으로 활용하기 어렵다”며 “원전에서 발생한 증기를 전기생산 외 목적으로 상용하거나 원자력 에너지를 저장매체에 보관하는 등 패러다임 전환을 통해 재생에너지의 한계를 극복할 수 있다”고 했다.

임 교수는 “원자력과 재생에너지를 연계한 하이브리드 시스템을 구축해 저탄소 실현에 기여할 수 있을 것”이라며 “미래 에너지 시스템을 위한 에너지 분야 전문가 간 소통을 통해 이를 현실화했으면 한다”고 했다.

강민구 (science1@edaily.co.kr)