분산형 전원 활성화 방안 연구 연료전지를 중심으로

국내 전력공급은 대규모 발전단지에서 생산한 전력을 대규모 송전설비를 통해 수송하는 형태로 이루어져 왔다. 지속적으로 증가하는 전력수요에 맞게 안정적인 전력공급을 하는 것이 최우선적인 정책적 목표라고 할 때 대규모 전력생산 및 수송 설비는 효율성을 고려하는 측면에서는 아마도 가장 좋은 수단이 될 것이다. 그러나 대규모의 특성상 수요지 인근에 설치하기 어려운 점이 존재하며 이에 따라 기저발전인 원자력과 석탄화력 발전소는 인구가 적고 인근 지대가 저렴한 해안가에 형성되어왔다. 지방의 발전소에 발전된 많은 양의 전력은 대형 송전설비를 통해 높은 전력수요를 보이는 수도권, 주요 대도시 등의 각 수요처로 수송되었다. 그러나 대규모 발전 및 송전 설비에 의존한 전력공급체계는 최근 들어 여러 가지 사회적 갈등을 유발하고 있다. 국내 전력공급은 수요가 집중되어 있는 수도권 및 주요 도시와는 물리적으로 거리가 떨어져 있는 비수도권, 특히 발전에 필요한 냉각수를 손쉽게 획득할 수 있는 해안가에 집중적으로 대규모 발전단지를 건설하여 생산하고 있다. 수요지와 장거리에 있는 대규모 발전단지에서 생산된 전력을 상대적으로 전력수요가 높은 수도권 및 대도시 지역으로 대규모 송전시설을 이용하여 수송 공급하고 있는 실정이다. 따라서 대규모 발전지역과 주요 수요지역이 일치하지 않는 국내 전력수급의 형태는 필연적으로 지역적 전력수급의 불균형 상태가 발생할 수밖에 없으며 앞으로도 현재와 같은 전력생산 및 수송의 형태가 지속된다면 지역적 전력수급의 불균형은 피할 수 없을 것이다. 국내 전력수급의 형태를 좀 더 자세히 살펴보면 경남, 전남, 충남 등의 대규모 발전지역에서 상대적으로 북쪽에 위치한 수도권으로 전력을 수송하는 모습을 보여 ‘북상조류’라는 용어로 지역별 전력수급의 불균형이 설명될 수 있다. 지역별로 생산하는 전력량과 지역별 전력수요를 비교해 보면 수도권과 비수도권, 주요 광역시와 기타 지역별로 매우 상이한 모습을 보이고 있다. 수도권의 전력수급 현황을 보면 영흥화력 등 대규모 발전단지가 있는 인천지역을 제외하고 서울 및 경기지역은 전력생산에 비해 전력소비량이 매우 높은 것을 알 수 있다. 서울은 국내 전력생산의 0.2%만을 담당하고 있지만 소비는 전체소비의 약 9.4%를 차지하고 있으며 생산량 대비 소비량은 약 61배로 국내 지자체 중 가장 높은 수치를 기록하고 있다. 경기지역은 생산량 대비 소비량이 2.2배로 서울에 비해서는 상대적으로 낮은 수치이나 전체 전력소비량의 21.6%를 차지하고 있으며 약 57,707GWh의 초과소비량을 기록하고 있어 전국에서 제일 높은 초과소비량을 보이고 있는 전력다소비 지역이다. 인천은 자체 전력소비량에 비해 전력생산량이 높은 지역으로 자체 전력소비량이 전력생산량의 0.36배 정도로 전력자급 수준이 매우 높은 편이지만, 인천을 포함한 수도권지역의 전력수급을 살펴보면 국내 전력생산량 중 약 23%를 생산하고 국내 전력소비량에서 약 36%를 소비하고 있다. 단순하게 해석하면 전체 전력소비량의 약 13%에 해당하는 전력을 비수도권에서 공급받고 있다는 것이다. 석탄발전은 최근 미세먼지가 사회적 현안으로 부상하면서 더욱 주목을 받고 있는 상황이며 이와 관련해서 석탄발전설비로 인해 지역갈등이 고조되고 있는 곳은 충남 당진이다. 충남은 전술하였듯이 전국에서 가장 많은 석탄발전을 보유하고 있는 지역으로 관련된 지역갈등 내용은 다음과 같다. SK가스는 지난 2014년 동부발전당진을 인수하고 2016년 당진에코파워 1,2호기 건설을 추진하고 있으나 당진시, 지역주민 및 지역 국회의원들의 민원 및 반대에 직면하고 있다. 이미 당진시에는 기존 석탄화력 발전 8호기(당진화력1~8호기)가 밀집하여 있으며 현재 당진화력 9~10호기도 공사중에 있다. 여기에 당진에코파워 1,2호기까지 들어설 경우 당진지역에 석탄화력 발전설비는 7,240MW가 있게 된다. 당진지역의 갈등은 단순히 석탄화력 발전소에 그치지 않고 대규모 송전설비 건설로 이어지고 있다. 석탄화력 발전소 설비의 증가는 자체 지역소비 보다는 전력수요가 높은 타 지역, 특히 수도권 지역의 수요를 충당하기 위한 목적이 있기 때문에 필연적으로 송전설비가 추가되어야 한다. 최근 지역갈등으로 인해 대용량 송전설비 건설 지연 및 계획변경의 대표적인 예는 밀양 송전탑 건설지연으로 밀양지역에 건설되는 송전설비는 신고리 원전과 북경남 변전소를 연결하기 위해 건설된 총길이 90.5km, 송전탑 161기의 765kV 송전설비이다. 5차 장기 송배전 설비 계획(2011.3)에서 2012년 완공을 예정했던 신고리 원전과 북경남 변전소사이의 765kV 건설은 지역주민과의 갈등, 민원증가로 인해 2014년 9월에 최종 완공되었으며 이는 계획 대비 2년이나 지연된 것이다. 신한울 원전(강원도)부터 신경기변전소까지를 연결하기 위해 계획되었던 765kV 송전설비 역시 6차 장기 송배전 설비계획(2013.8)에 의하면 2019년 완공예정이었으나 직류송전설비인 HVDC로 변경을 검토중인 것으로 알려졌다. 그리고 7차 장기 송변전 설비계획(2016.3)에서는 신한울 원전과 신경기변전소까지의 송전선 건설 계획과 신경기변전소 건설 계획을 조정하기로 결정하였다. 지속적으로 증가하는 국내 전력수요를 충족시키기 위해서 전력공급은 주로 대규모 전력생산 및 수송설비의 증설에 의존하여 왔다. 그러나 이와 같은 공급중심의 전력정책은 최근 들어 미세먼지, 대규모 송전설비 주변의 자기장 등의 이유로 전력설비 주변지역 주민들과 갈등이 발생하고 있다. 이는 빈번한 민원으로 이어져 계획된 전력설비 증설이 지연되는 등 안정적 전력공급이라는 정책적 목표를 달성하는데 오히려 걸림돌이 되고 있는 형국이다. 대규모 전력설비를 둘러싼 지역갈등은 앞으로 더욱 확대될 것으로 예상되며 수요지 인근에 설치되는 소규모 분산형 전원의 필요성은 점점 더 강조될 것으로 보인다. 정부는 이와 같은 전력공급시스템의 문제점을 해결하고자 제2차 에너지기본계획부터 최근 제7차 전력수급기본계획을 통해 분산형 전원의 활성화를 주요 목표로 설정하고 정책을 시행하고 있는 중이다. 소규모 분산형 전원의 대표적인 형태로 신재생에너지 발전을 들 수 있으며 정부의 신재생에너지 지원정책과 함께 지속적으로 발전량이 증가하고 있는 형국이다. 그러나 신재생에너지 발전의 증가 속도는 상대적으로 더딘 편이며 이는 신재생에너지 발전의 낮은 경제성에 기인한다고 볼 수 있다. 대규모 전력생산설비의 지속적 증설에 대한 불확실성이 점차 커져 가는 상황에서 분산형 전원설비 공급 확대는 앞서 언급한 문제를 해결할 수 있는 대안으로 볼 수 있다. 분산형 전원 생산설비는 대부분 소규모 전력생산설비로 전력수요가 높은 수요지 인근에 설치가 용이하며 대규모 송전설비 역시 필요하지 않은 장점이 있다. 또한 대표적인 분산형 전원 생산설비인 신재생에너지발전은 친환경적인 설비로 대규모 발전설비에 비해서는 상대적으로 주민 수용성이 높다고 할 수 있다. 이러한 주요 장점들 때문에 주요 선진국은 강력한 신재생에너지 보급정책을 통해 분산형 전원/신재생에너지 발전설비 확대를 추진하고 있는 상황이다. 최근 국내 전력공급 정책도 대규모 전력생산 및 수송설비로 인한 사회적 갈등을 반영하여 신재생에너지 발전 및 분산형 전원의 확대를 지속적으로 지원하고 있다. 또한 신재생에너지 발전사업은 단순히 전력공급의 차원을 넘어서 전력산업 전반에 새로운 산업을 발생시키고 있어 향후 전력산업이 추구하고 나아갈 방향은 신재생에너지 발전의 확대라고 할 수 있을 것이다.