재생에너지 늘리니 ‘간헐성’이 문제… ESS·양수발전 늘린다

화석연료를 대체하는 신재생에너지의 발전 비중이 빠르게 늘면서 ‘간헐성’ 문제 해결도 전력 당국의 주요 과제로 떠오르고 있다. 날씨에 따라 발전량이 급격히 늘고 줄어드는 재생에너지 특유의 변동성이 전력 운용 난이도를 끌어올리기 때문이다.

17일 한국전력거래소에 따르면 국내 신재생에너지 발전설비 용량은 지난 13일 기준 3만4119MW(메가와트)로 2019년(1만5791MW)과 비교했을 때 116% 늘었다. 신재생에너지가 전체 발전설비용량에서 차지하는 비중은 22.5%에 이르렀다. 약 5년에 걸쳐 매년 10%를 웃도는 고속 성장을 지속한 결과다. 특히 태양광 발전설비의 용량은 같은 기간 1만504MW에서 2만6527MW까지 늘어 한층 가파른 증가세를 보였다.

문제는 날씨에 따라 발전량이 널뛰는 신재생에너지가 늘면서 전력 수급량을 예측하기가 더 까다로워지고 있다는 점이다. 재생에너지 중 가장 비중이 높은 태양광은 맑은 날과 흐린 날의 발전량 격차가 특히 크다. 전력거래소에 따르면 태양광 발전설비의 평균 이용률은 맑은 날 오후 1시 기준 80% 이상을 기록한다. 반면 흐리거나 비가 오는 날에는 이용률이 10% 미만으로 추락한다.

전력은 부족해도 문제지만 지나치게 남을 경우에도 정전 위험이 발생한다. 이때 전력 당국이 실시하는 조치가 발전을 강제로 중단하는 출력제어다. 그간 재생에너지 출력제어는 관련 발전설비가 많이 들어선 제주도 등 일부 지역에 한정됐다. 하지만 재생에너지 발전이 급증한 최근에는 육지에서도 빈번해지고 있다. 2021년 3차례, 지난해 2차례에 그쳤던 육지 지역의 재생에너지 출력제어는 올해 들어 지난달까지 무려 20차례나 발생했다

전력 당국은 이에 대응해 전기를 임시 저장하는 에너지저장장치(ESS) 설비를 확충하기로 했다. ESS를 활용하면 전력이 과잉 공급일 때는 포화 상태를 해소하고, 반대로 전력이 부족할 때는 비축한 전력을 공급할 수 있다.

높이가 다른 두 개의 댐에 여유전력을 저장했다가 활용하는 양수발전의 역할도 커질 전망이다. 앞서 발표된 제10차 전기본에는 양수발전을 2036년까지 1.75GW 규모로 확충한다는 내용도 담겼다. 그동안 국내에서는 한국수력원자력이 4.7GW 규모의 양수발전소 7기를 운영해왔다.

전력 당국은 간헐성 대응을 위한 제도 개선도 추진하고 있다. 대표적인 정책이 올해부터 제주도에서 시행하는 재생에너지 입찰제도다. 해당 제도는 재생에너지 생산을 전력시장과 실시간으로 연동해 제어 가능 자원으로 전환시키는 역할을 한다. 전력거래소 관계자는 “내년부터는 재생에너지 통합 관제 시스템도 고도화할 계획”이라고 말했다.

세종=이의재 기자 sentinel@kmib.co.kr

GoodNews paper ⓒ 국민일보(www.kmib.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 및 AI학습 이용 금지