#2. 지난 8월 14일 오후 6시 30분. 미국 캘리포니아주에서는 54℃까지 오르는 폭염 속에 갑작스러운 순환정전으로 전력 공급이 끊겨 주민 수백 만명이 열사병 사망의 위험에 노출됐다. 기상이변으로 전력수요는 오르는데 태양광과 풍력 발전량이 급격히 줄어든 데다 예비력 자원인 가스발전소 2기가 가동을 멈추면서 전력부족 현상이 발생했기 때문이다.

위의 두 가지 사례 모두 태양광, 풍력 등 재생에너지의 급작스러운 출력변동을 예측하지 못할 경우 정전의 위험이 높아질 수 있다는 것을 경고하고 있다.

최근 미국 캘리포니아주의 순환정전 원인을 놓고 미국뿐만 아니라 국내에서도 책임 공방이 벌어지고 있다. 일각에서는 캘리포니아주에서 원전을 없애고 급격히 태양광 비중을 늘린 영향 때문이라는 주장을 내놓고 있고, 다른 일각에서는 전력시스템 관리의 총체적 부실이지 태양광 때문은 아니라고 반박하고 있다.

하지만 분명한 것은 재생에너지는 바람과 햇빛에 따라 발전량이 급격히 변하는 변동성과 불확실성이라는 특징으로 인해 적절한 전력시스템 관리와 예비력을 확보하지 않으면 언제든 정전이 발생할 수 있다는 점이다.

특히 우리나라는 현재 전력계통(송배전망)의 소유 주체는 한전인 반면 운영주체는 전력거래소로 이원화돼 있다.

전기의 품질을 결정하는 전압과 주파수 등은 전력거래소가 관리하지만 배전망과 송전망에 발전소를 연결하는 기준은 한전이 정하고 있어 신재생에너지 비중이 높아질 경우 전력계통운영의 어려움은 가중될 것으로 전망된다.

신보령 1호기의 불시 정지로 태양광 발전설비까지 멈추는 일이 발생하자 한전은 부랴부랴 태양광 발전설비의 계통연계 유지조건(분산형전원 배전계통 연계 기술기준)을 강화했다. 이러한 대처는 적절한 대책으로 평가된다. 하지만 일부 전문가들은 이번 대책도 눈에 보이는 증상만을 처치하는 대증요법 처방일 뿐이라고 지적한다.

계통전문가인 이병준 고려대 전기전자공학부 교수는 “한전이 시급히 배전계통 연계 기술기준을 강화한 것은 적절했다고 평가할 수 있지만 이것만으로 모든 게 해결되는 것은 아니다”라며 “정전이 계통에 영향을 미치는 요소들 중 기준에 반영되지 않은 요인들이 아직도 많고, 특히 송전계통 연계기준과 조화를 이루기 위한 방안을 마련해야 한다”고 지적했다.

에너지전환을 위해 태양광 보급을 늘리는 것도 중요하지만 계통안정도를 고려하지 않고 무작정 보급만 늘려서는 전력계통 운영에 엄청난 부담이 커질 수 있다는 게 계통 전문가들의 공통된 얘기다.

한전 전력연구원의 김찬기 수석연구원도 “5% 정도의 간헐성, 변동성 전원은 문제가 없지만 신재생 비중이 더 늘어나면 변동성과 간헐성을 고려한 전력망과 추가적 설비를 달아야 한다”며 “신재생 확대를 위해서는 전기요금, 전력시장제도, 전력망 구성의 개선과 함께 전력인프라 확충이 이뤄져야 한다”고 강조했다.

물론 캘리포니아 정전사고를 이유로 재생에너지 확대에 속도를 조절할 필요까지는 없다는 주장도 있다.

전영환 홍익대 전자전기공학과 교수는 “캘리포니아 순환정전의 직접적인 원인은 폭염으로 인한 전력수요 급증과 함께 예비력으로 운영하던 발전소의 급작스러운 고장”이라며 “재생에너지의 변동성과 간헐성으로 인해 계통 불안이 커지는 것은 분명하지만 이러한 변동성을 빠르게 대응할 수 있는 속응성 자원을 충분히 확보하고 재생에너지 발전출력의 예측도를 높인다면 정전을 막을 수 있다”고 밝혔다.

한편 재생에너지의 변동성에 빠르게 대응할 수 있는 속응성 자원과 유연성 전원을 확실하게 구분해야 한다는 지적도 나오고 있다.

현재 전력거래소는 운영예비력 450만kW와 별도로 전력계통의 과도한 변동성에 신속하게 대응하기 위해 200만kW의 속응성 자원을 확보하고 있다. 가스발전도 속응성 자원이기는 하지만 최근에 지어지는 대형 가스복합발전의 경우 기동까지 3시간 이상 걸린다. 출력조절이 가능한 유연성 자원으로 분류되기는 하지만 20분 이내 생산해 4시간 이상 출력을 유지해야 하는 속응성 자원이 될 수 없다.

출처 : 전기신문 정형석 기자