신재생에너지 대책 없는 한국.."태양광·풍력만 쓸 때 전력 안정성 세계 최하위권"

칭화대 등 국제공동 연구진, 42개국 분석결과 국제학술지에 발표

한국수력원자력이 경남 밀양 삼랑진 양수발전소 유휴 부지에 건설한 태양광발전소 전경. 한국수력원자력 제공

태양광과 풍력으로만 전력을 조달할 경우 우리나라의 전력 안정성 확보 능력이 세계 최하위권이란 연구결과가 나왔다. 신재생에너지 인프라 투자뿐 아니라 이를 종합적으로 컨트롤하는 그리드망의 안정성 확보 기술 개발이 시급한 것으로 분석된다.

중국 칭화대 등 국제공동 연구진은 태양광과 풍력으로만 전력 수요를 충당할 경우 세계 42개 국의 전력 공급 안정성을 예측한 결과를 국제학술지에 발표했다. 이들은 이 결과를 과학저널 '네이처 커뮤니케이션스' 지난달 22일자에 공개했다.

이들이 발표한 '전 세계 태양광, 풍력 발전 의존에 관한 지리적 제약' 논문은 최근 39년간(1980년∼2018년)의 국가별 데이터와 지리·기후 등을 반영한 분석내용을 담았다.

태양광과 풍력만으로 전력을 생산하고 전송이 완벽히 이뤄지며 연간 전력 사용량과 생산량이 똑같은 상황을 가정할 경우, 예상되는 전력 안정성(연간 전체 시간 대비 정상적으로 전력이 공급되는 시간의 비율로 따짐)은 조사 대상국들에서 72∼91%의 분포를 보였고, 평균은 83%였다.

우리나라는 72.2%로 42개국 중 42위로, 같은 하위권인 이탈리아(75.6%)와 일본(76.3%)보다도 낮았다. 뉴질랜드나 스웨덴도 하위권이었다.

이런 조건 하에서 전력 안정성은 국토 면적이 넓을수록 유리한 것으로 나타났다. 러시아가 90.9%로 최상위였고 캐나다(89.9%), 호주(89.5%), 이집트(88.2%) 등도 상위권에 포함됐다.

전력을 저장하는 에너지저장장치(ESS)가 있을 경우나 태양광·풍력 전력 생산용량을 전력 사용량보다 더 크게 늘릴 경우 전력 안정성이 전반적으로 높아졌다.

예를 들어 12시간 분량의 전력을 비축하는 시설을 갖춘다고 가정하면 조사 대상국들의 전력 안정성은 83∼94% 수준으로 높아지는 것으로 분석됐다. 다만 우리나라는 이런 여러 시나리오에서도 비교 대상 국가 중 최하위 또는 최하위권이었다.

현재 대부분의 선진국에서 전력 안정성 목표는 계획되지 않은 정전이 1년에 2∼3시간 미만으로 일어나는 수준으로, 이 논문의 계산 방식으로 수치화하면 99.97% 이상이어야 한다.

이번 논문의 제1저자 겸 교신저자는 단통 중국 칭화대 지구환경과학부 조교수로, 미국 어바인 캘리포니아대와 카네기과학연구소 소속 연구자들과 공동연구를 진행했다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr