원전 3기·SMR 1기 신규 건설…2038년 CFE 비중 70%

정부가 2038년 발전량 중 무탄소에너지(CFE) 비중을 70%까지 확대한다. 2038년까지 원전 3기를 추가로 짓고 태양광·풍력도 지금의 5배 수준으로 확대한다. 석탄·액화천연가스(LNG) 등 화력발전 비중은 각각 10%대로 낮춘다. 소형모듈원전(SMR)도 처음으로 도입한다.

산업통상자원부는 전력수급기본계획(전기본) 총괄위원회가 지난 29일 이같은 내용의 제11차 전기본 실무안을 최종 확정했다고 31일 밝혔다.

전기본은 향후 15년간 국가 전력 운용의 기본 방향과 장기 전망, 전력설비 계획, 전력수요 관리 등이 포함된 우리나라의 종합적인 전력 정책이다. 2년 단위로 수립·시행되며 이번 11차 전기본에는 2024년부터 2038년까지의 전력수급계획이 담겼다.

총괄위는 2038년 최대 전력수요가 지난해 최대수요(98.3GW)보다 30.6GW(기가와트) 증가한 129.3GW가 될 것으로 전망했다. 적정예비율(22%)을 고려하면 2038년까지 필요한 설비는 157.8GW 규모다.

이중 신재생에너지 설비 보급 전망과 화력발전, 원전 건설·폐지 계획 등을 반영한 2038년 확정설비는 147.2GW(실효용량)로 추산했다. 특히 재생에너지는 10차 전기본에서 제시한 목표보다 대폭 늘렸다.

10차 전기본은 2030년 태양광·풍력 보급전망을 65.8GW로 제시했지만 11차 전기본은 2030년 보급 목표를 72GW로 잡았다. 2022년 (23GW)의 3배를 넘는다. 2038년까지 태양광·풍력 설비용량은 115.5GW, 수력·바이오 등을 포함한 재생에너지 전체는 119.5GW까지 보급하겠단 목표다.

화력발전 확정설비는 10차 전기본에서 확정된 노후석탄발전의 LNG 발전 전환을 유지한다. 2037~2038년에 설계수명 30년이 도래하는 석탄발전 12기는 양수·수소발전 등 무탄소전원으로 전환한다. LNG 발전 등으로 전환하더라도 수소혼소 전환 조건부 LNG로 제한해 화력발전의 총용량이 늘어나지 않도록 권고했다.

원전 확정설비는 현재 건설 중인 새울 3·4호기, 신한울 3·4호기 등 10차 전기본의 준공계획과 계속운전 계획을 반영했다. 현재 원전 26기가 가동 중이지만 2038년엔 총 30기가 가동된다.

총괄위는 추가로 필요한 10.6GW에 대해선 △대형원전 △SMR △LNG 열병합 등으로 충당하는 계획을 세웠다. 연도별 확정설비와 기간별 설비예비율을 감안하면 2031년 이후부터 설비가 부족할 것으로 예상했다.

2031년부터 2032년까지 필요한 2.5GW의 신규설비는 LNG를 활용한 열병합 발전으로 충당한다. 신규 사업자는 필요물량 내에서 입찰시장을 개설해 선정한다.

2033년부터 2034년까지 필요한 1.5GW의 신규설비는 수소혼소 전환 조건부 열병합 발전이나 무탄소전원으로 충당하겠다는 계획이다. 총괄위는 차기 12차 전기본에서 전원을 결정할 것을 권고했다.

2035년부터 2036년까진 2.2GW의 신규설비가 필요하다. 이 기간엔 현재 개발 중인 SMR의 상용화 실증을 위해 0.7GW 분량을 할당한다. 나머지 1.5GW는 추후 수소전소, 원전 등 다양한 무탄소전원 간의 경쟁이 가능한 무탄소 입찰시장을 도입해 최적의 전원을 결정하기로 했다.

2037년부터 2038년까진 4.4GW의 신규설비가 필요하다는 계산에 따라 대형원전을 도입한다. 대형원전을 짓는 데 14년 가까이 걸리는 것을 감안했을 때 신규 원전은 2037년 이후 진입이 가능하다는 판단이다.

APR1400 노형이 1기당 1.4GW 규모인 것을 고려하면 원전은 최대 3기를 건설할 수 있다. 총괄위는 2038년까지 원전 부지확보 등 추진일정, 소요비용 등을 종합적으로 고려하고 정부가 사업자와의 협의를 통해 최적안을 도출할 것을 권고했다.

지난해 3월 정부에서 발표한 '국가 탄소중립·녹색성장 기본계획'에 따르면 전환부문의 2030년 국가온실가스감축목표(NDC)가 400만톤 상향됐다. 이번 전기본 실무안에 반영된 신재생에너지와 수소발전 설비계획이 이행되면 상향된 NDC 목표를 달성할 수 있을 전망이다.

지난해 전체 발전량 중 CFE 비중은 원전 30.7%, 재생에너지 8.4%로 40%에 못 미치지만 2030년부턴 50%를 넘게 된다. 2038년엔 CFE 비중이 70%를 넘을 전망이다.

총괄위는 재생에너지 확대에 따른 안정적인 계통운영을 위해 2038년까지 21.5GW의 장주기 에너지저장장치(ESS)가 필요할 것으로 분석했다. 양수발전과 배터리에너지저장장치(BESS)로 구분해 충당할 예정이다. 10차 전기본에 따라 선정했던 신규 양수발전 6개소는 우선·예비사업자 모두 11차 전기본의 확정설비(3.9GW)로 반영했다.

산업부는 전문가위원회에서 마련한 실무안을 바탕으로 후속 절차를 거쳐 11차 전기본 확정을 추진한다. 전략환경·기후변화영향평가, 탄소중립녹색성장위원회 등 관계부처 협의를 거쳐 정부안을 마련한다. 전기사업법에 규정된 공청회, 국회 상임위원회 보고 등을 진행한 후 전력정책심의회의 심의를 통해 11차 전기본을 최종 확정할 계획이다.

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원전 3기·SMR1기+재생 확대…CFE 고려한 11차 전기본

"11차 전력수급기본계획(전기본)은 2015년 수립된 7차 전기본 이후 최초로 신규 원전 필요 물량을 도출해 원전 생태계의 정상화를 견인하는 한편 무탄소에너지(CFE) 70% 시대의 비전을 제시했다. 무탄소전원의 두 축인 원전과 재생에너지의 균형있는 확대를 추구했다. 소형모듈원전(SMR), 수소발전 등 다양한 신규전원도 반영했다."(정동욱 11차 전기본 총괄위원장)

전기본 총괄위원회가 31일 11차 전기본 실무안을 발표하며 가장 강조한 부분은 '2038년 CFE 비중 70%'다. 재생에너지뿐만 아니라 원자력발전, 수소, CCUS(탄소포집활용저장) 등 다양한 무탄소 에너지를 활용해 탄소 중립을 달성하겠다는 의지를 담았다.

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원전 최대 3기…SMR 1기 반영

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11차 전기본에서 신규 대형원전 숫자를 명시하지 않았다. 대신 필요 전력 설비 용량으로 필요 대형 원전 기수를 시사했다. 2037년 필요한 전력설비는 4.4GW(기가와트). 우리나라 원전 노형인 APR1400(1기 당 1.4GW) 3기가 담당할 수 있는 규모다.

실무안 발표 전 신규 원전 2~4기로 예상했던 것과 크게 다르지 않다. 원전 건설엔 약 14년이 걸린다. 총괄위가 2037년 이후부터 대형 원전이 진입할 것으로 판단한 만큼 연내 절차에 착수해야 한다. 전기본이 최종 확정되면 부지 확보 등 절차를 개시할 방침이다.

다만 신규 원전의 최종 기수는 부지 확보 등 추진일정, 소요비용 등에 따라 달라질 수 있다. 총괄위는 정부가 사업자와의 협의를 통해 최적안을 도출할 것을 권고했다.

총괄위 관계자는 "현 시점에서 2037~2038년 신규설비로 가장 경제적인 대형원전을 넣는 것을 권고했다"며 "재생에너지는 국내 여건상 최대한 가능한 물량을 확정설비에 반영했고 수소전소나 다른 무탄소에너지원은 기술적 불확실성에 대한 판단이 있었다"고 설명했다.

현재 운영 중인 원전도 10년씩 수명을 연장한다.

11차 전기본엔 한국수력원자력이 개발 중인 혁신형 SMR(i-SMR) 상용화 실증도 0.7GW 반영됐다. 개발 중인 원전 노형이 반영된 건 이번이 처음이다. 2028년 표준설계인가를 받고 2031년까지 실제 건설을 위한 건설 허가를 받는다. 2034년부터 모듈 단위로 설치를 시작하고 2035년 운영하는 것이 목표다.

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재생에너지 2030년 3배, 2038년 5배 목표…"정책수단 총동원"

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원전과 함께 재생에너지도 공격적으로 확대한다. '여소야대' 국회에서 야당과 협치를 고려했다는 해석이 나온다.

10차 전기본은 2030년 태양광·풍력 보급전망을 65.8GW로 제시했는데 11차 전기본은 2030년 보급 목표를 72GW로 잡았다. 2022년( 23GW)의 3배를 넘는다. 2038년까지 태양광·풍력 설비용량은 115.5GW, 수력·바이오 등을 포함한 재생에너지 전체는 119.5GW까지 보급하겠단 목표다.

현재의 계통여건과 추진환경을 반영했을 경우 2030년 보급 가능한 재생에너지 규모는 61.1GW에 불과하다. 정부는 송전망 건설이 필요없는 △산단태양광 활성화 △ESS 조기보강 △이격거리 규제개선 등 정책적 수단을 총동원해 역대 최대 재생에너지 보급 목표를 달성한다는 계획이다.

총괄위 관계자는 "지난해 12월 유엔기후변화협약 당사국 총회(COP28)에서 선언한 2030년 재생에너지 설비 3배 확대 약속을 지킬 것"이라며 "재생에너지 보급은 역대 최초로 전력계통 등 현실적 제약요건을 고려해 합리적 전망을 도출하면서도 다양한 정책 수단을 반영해 도전적이지만 실행 가능한 계획을 제시했다"고 말했다.

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무탄소 입찰시장 도입…2038년 CFE 비중 70%

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이외에도 2037~2038년 설계수명 30년이 도래하는 석탄발전 12기 전체는 양수발전·수소전소발전 등 무탄소전원으로 전환한다. LNG 발전 등으로 전환하더라도 수소혼소 전환 조건부 LNG로 제한해 화력발전의 총용량이 늘어나지 않도록 권고했다.

아울러 재생에너지, 수소전소, 원전 등 다양한 무탄소전원의 경제성을 시장에서 평가하고 기술경쟁을 촉진하기 위해 무탄소 입찰시장 도입 계획도 밝혔다. 총괄위 관계자는 "유연성을 부여하는 측면에서 다양한 전원 간 경쟁을 시도해보려고 한다"며 "무탄소 입찰시장은 에너지원별로 유연성과 연료비 유무가 다 다른데 시장에서 동시에 평가받을 수 있도록 시간을 갖고 설계하겠다"고 말했다.

지난해 전체 발전량 중 CFE 비중은 원전 30.7%, 재생에너지 8.4%로 40%에 못 미치지만 2030년부턴 50%를 넘게 된다. 2038년엔 CFE 비중이 70%를 넘을 전망이다.

총괄위 관계자는 "CFE 연합을 이끄는 국가로서 그에 걸맞는 목표를 제시했다"며 "11차 전기본은 재생에너지와 원자력의 조화로운 확대로 탄소중립에 적극 대응하고 화석연료의 해외의존도 감소를 통해 에너지안보 향상에 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.

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年1.5%→1.8%…2년만에 급증한 전력수요, 안정적 공급 관건

광주 첨단3단지 국가AI데이터센터 전산실에서 엔비디아(NVIDIA) GPU 'H100' 등을 탑재한 서버가 가동되고 있다.

"2036년 118GW(기가와트) vs 2038년 129.3GW"

제10차와 제11차 전력기본수급계획(전기본)에서 각각 전망한 15년 뒤 최대 전력수요다. 불과 2년만에 최대 전력수요가 10GW이상 넘게 증가할 것으로 봤다. AI(인공지능)와 데이터센터 등 전력 다소비 산업 비중이 커지는 데다 우리나라 주력 산업인 반도체와 제철 등도 막대한 전력을 필요로 하는 탓이다. 국가의 안정적 경제성장 동력은 결국 안정적인 전력 공급을 위한 에너지 믹스에 판가름날 것으로 보인다.

31일 산업통상자원부가 발표한 제11차 전기본 실무안에 따르면 2038년 기준 전력 목표수요는 총 129.3GW다. GDP(국내총생산) 성장률과 인구전망을 포함한 경제 모형을 바탕으로 한 모형수요 128.9GW에 데이터센터·전기화 수요 등 모형이 고려하지 못한 추가수요 16.7GW를 합산한 뒤 에너지 절약 노력 등 수요관리량 16.3GW를 뺀 값이다.

2036년까지의 전력 수급 계획을 담은 10차 전기본과 비교하면 2036년 수요 118GW에 비해 2년만에 11.3GW 전력수요가 늘어나는 셈이다.

10차 전기본에선 2022년 최대 전력수요 실적치 96.2GW에서 연평균 1.5% 전력수요가 증가한다고 봤다. 반면 11차 전기본은 2023년 실제 최대전력수요 98.3GW에 비해 연평균 1.8% 전력수요가 증가한다고 계산했다. 10차 전기본에선 우리나라의 GDP 성장률을 연평균 1.77%로 잡은 데 반해 11차 전기본에선 1.63%로 설정했다. 상대적으로 소극적인 경제성장 시나리오에서도 연평균 전력수요는 오히려 증가하는 셈이다.

산업부가 이번 실무안에서 전력수요를 늘려 잡은 것은 4차 산업혁명 이후 증가하는 AI·데이터센터 등 전력 다소비 산업 수요와 전기차 등 기후변화 대응에 따른 전기화 수요등이 적극 반영된 결과로 풀이된다.

10차 전기본에서 2036년 기준 추가수요(전기화, 데이터센터 수요)는 10.5GW인 반면 11차 전기본의 2028년 추가수요는 16.7GW로 전망했다. 전기화와 전력다소비 업종에 대한 전력 수요를 반영한 결과 2년만에 10GW이상 수요 증가 전망을 썼다는 해석이 나온다.

반도체 등 우리 핵심 산업의 전력수요도 전기본 수요가 증가한 요인으로 꼽힌다. 정부가 경기 용인에 300조원을 투입해 조성하려는 반도체 메가 산업단지(클러스터)에는 10GW이상 추가 전력이 필요하다.

결국 반도체를 포함한 한국의 산업경쟁력을 보존하고 향후 미래 첨단시장을 선점하기 위해선 급증하는 전력수요 증가에 따른 안정적인 전력공급이 필수적이라는 의미다. 정부가 이번 전기본에서 기후변화 대응을 위한 재생에너지 확대에 무게를 두면서도 원자력발전 등 무탄소에너지(Carbon Free Energy, CFE) 발전 비중을 70%로 설정한 것도 원전 등 기저전원을 통한 값싸고 안정적인 전력공급을 하겠다는 계획이다.

산업부 관계자는 "반도체와 AI 등으로 데이터센터의 전력수요가 급증하고 철강, 전기차 등 전기화 수요 등 모형으로 설명하기 어려운 일시적 전력수요를 추가로 도출했다"며 "11차 전기본 총괄위원회에선 최대한 과학적인 전망을 도출하도록 집중하겠다"고 설명했다.

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"11차 전기본 성공은 전력망 확충에 달려…장기전망 전환도 시동"

정동욱 11차 전기본 총괄위원장/사진=최민경 기자

제11차 전력수급기본계획(전기본) 총괄위원장을 맡은 정동욱 중앙대 교수가 "11차 전기본의 성공여부는 전력망 확충에 달렸다"고 강조했다.

정 교수는 31일 서울 여의도 FKI타워 컨퍼런스센터에서 11차 전기본 실무안 언론 브리핑을 열고 "전력망 확충은 우리 전력산업의 긴급한 과제"라며 이같이 밝혔다.

이는 전력망 부족은 재생에너지 등 전력 보급의 발목을 잡는 대표적 문제다. 전력망 부족에 따라 동해안의 화력발전소들이 셧다운에 돌입하고 봄·가을 출력제어가 빈번해지는 등 계통운영이 어려워지고 있다.

이를 위해 21대 국회에서 '국가기간 전력망 확충 특별법'을 제정하려 했으나 무산됐다. 정부는 지자체의 신속한 전력망 인허가가 이뤄질 수 있도록 정부-지역간 협의체를 운영하고 22대 국회에서 특별법 제정을 재추진할 계획이다. 인허가 의제 사항을 확대하고 보상확대 등 국가 주도 전력망 건설 패스트 트랙도 신설한다.

정 교수는 "전력 수급 계획에 이어서 6개월 이내에 국가 송전망 확충 계획이 세워져야 한다"며 "전력망 적기 확충을 위해 정부, 국회, 사업자 및 관련 지자체의 적극적인 협력이 필요하다"고 강조했다.

이어 "10차 전기본에 비해서 대략 10GW(기가와트) 이상 송전망이 더 필요한데 기본적으로 누적된 송전망 문제가 크다"며 "국회에서 특별법이 통과돼야 한다"고 덧붙였다.

아울러 정 교수는 전력망 특별법과 함께 21대 국회에서 자동폐기된 해상풍력 특별법과 고준위 방사성폐기물 특별법 등의 조속한 통과도 당부했다. 그는 "해상풍력 특별법과 고준위법은 민생 법안"이라며 "22대 국회 초기에 통과시켜 전기본의 실천 가능성을 높이고 우리 산업과 국민에 불편이 없어야 한다"고 말했다.

아울러 총괄위는 정부가 전기본보다 시장경제에 가까운 중장기적인 에너지 로드맵을 수립할 것을 권고했다. 전기본 총괄위원인 박종배 건국대 교수는 "영국, EU, 미국, 호주 어느 나라도 우리나라와 같은 계획을 수립하는 국가는 없다"며 "선진국에선 특정 무탄소 전원이 필요할 때 시장 촉진, 규제 완화, 시장 진입 지원 등을 정부가 하고 투자 관련된 부분은 시장에서 이뤄지도록 하는 게 일반적"이라고 말했다.

이어 "전기본이 기존의 중앙정부의 중앙 집중적 계획에서부터 시장 계획으로 가기 위해 12차 전기본부턴 규제 등을 없애는 연구가 상당히 필요할 것"이라며 "11차 전기본이 끝나자마자 이런 부분은 준비를 해야 되지 않을까 싶다"고 덧붙였다.

11차 전기본의 무탄소 입찰 시장도 일종의 시장경제 도입이라는 설명이다. 조홍종 단국대 교수도 "과거 10차 전기본까지는 소수점 둘째 자리까지 계획했지만 이번에 채택한 무탄소 경쟁 시장 같은 경우 아웃룩(outlook·장기 전망)화를 고려했다"며 "무탄소 전원들이 경쟁 시장에 진입하고 이에 대한 책임 소재와 역할도 부여받을 것"이라고 말했다.

정 교수는 "오늘 실무안을 바탕으로 정부관계부처 협의를 거쳐 정부안이 마련되고 이후 공청회와 국회 상임위 보고, 전력정책심의회 심의 등을 거쳐 11차 전기본이 확정된다"며 "이 가운데 보완이 있을 수 있겠으나 단순한 이분법적 관점에서 실무안이 크게 변경되지 않길 바란다"고 말했다.

최민경 기자 eyes00@mt.co.kr 김훈남 기자 hoo13@mt.co.kr