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(특별기고) 전력예비율에 관한 오해와 진실
즉시 가동 가능한 발전설비만 포함한 운영예비력 확보 중요
한국전력국제원자력대학원대학교 장중구 교수    작성 : 2021년 04월 12일(월) 13:10    게시 : 2021년 04월 13일(화) 10:21
장중구 한국전력국제원자력대학원대학교 교수
기후변화, 4차 산업, 전기차 등은 모두 전기에너지 사용의 확대를 떠올리게 하는 단어다. 전기에너지는 다른 에너지에 비해 여러 가지 장점이 있는 반면 생산된 전기를 저장해 둘 수 없다는 매우 큰 단점을 지니고 있다. 따라서 일 년에 단 몇 시간의 최대수요를 대비하여 발전설비를 시설하여야 한다. 그렇지 못할 경우 2012년 여름에 경험한 것처럼 총리가 국민들에게 에어컨 켜는 것을 자제해 달라고 호소하는 일이 벌어지곤 한다.

그래서 정부는 매 2년마다 전력수급기본계획을 수립하고 있다. 하지만 과거의 사례를 보면 전력예비율이 과도하다거나 너무 부족하다거나 하는 비난과 염려의 소리가 주기적으로 반복되어 왔다.

전력예비율이라는 말은 의미가 포괄적이어서 뜻이 모호한 표현이다. 전력설비예비율 혹은 전력공급예비율과 같이 정확한 표현을 사용하여야 한다. 예비율의 기준은 최대수요전력이다.

전력설비예비율이란 총전력설비용량과 최대수요전력의 격차를 최대수요전력으로 나눈 것을 의미한다(주1). 그리고 전력공급예비율이란 총전력공급능력과 최대수요전력의 격차를 최대수요전력으로 나눈 것 을 의미한다(주2). 발전소를 건설할 때는 설비예비율을 고려하여 건설하겠으나 전력설비를 운영함에 있어서는 전력공급예비율이 중요하다.

발전설비 중에서도 정기점검이나 정비로 인해 전력공급이 불가능한 설비는 공급능력에서 제외된다. 또한 태양광이나 풍력발전설비 같은 변동성 전원은 특성상 총설비용량 중에서 실효용량만(약14%) 총공급능력에 포함된다.

2019년도 최대전력 발생일 기준 우리나라 전력공급예비율은 6.7% 전력설비예비율은 34.1% 였다. 반면에 10년 전인 2009년도 전력공급예비율은 7.9% 전력설비예비율은 9.7% 였다(주3). 이처럼 전력설비예비율만 가지고는 전력공급의 안정성을 판단 할 수 없다.

이제까지는 원자력이나 화력과 같이 설비용량이 크고 기동정지 시간이 길게 소요되는 기저부하설비는 최대출력으로 상시 운전하는 한편, 천연가스 발전설비나 수력발전설비를 수요조절용으로 이용해왔다. 하지만 신재생 발전설비의 증가로 인해 인위적으로 제어할 수 없는 전력설비용량의 비율이 늘게 되면 기존의 기저부하설비 역시 발전량을 조절해야 할 수 밖에 없다.

수요와 공급이 동시에 변동함으로써 더 많은 공급예비력을 필요하게 되는 것이며 이와 같은 추세는 점차 심화될 것이다.

따라서 공급예비율에서 한 발 더 나아가 운영예비율의 관리가 보다 중요해지고 있다. 운영예비율이란 공급예비설비 중에서 단시간 즉 2시간, 10분 이내 혹은 즉시 가동할 수 있는 발전설비만을 포함하는 공급예비율을 뜻한다.

기후변화와 같이 예측하기 힘든 이유로 인해 전력의 수요와 공급이 단시간에 큰 폭으로 변동하는 경우에 대응하기 위해서는 더욱 높은 운영예비율이 필요할 수밖에 없다. 한전경영연구원의 연구 자료에 따르면 2012년도 기준 적정 운영예비력이 최대수요 대비 5.4% 였다.

단순히 발전설비를 늘리는 것만으로는 적정 공급예비율과 운영예비율을 유지하기가 힘들다. 발전원의 비율을 정하는 것부터 신재생 전원설비와 전통적인 전원설비간의 유기적인 협력 그리고 전력계통의 유연화 등과 함께 적정 운영예비력 확보 하는 것이 에너지전환 성공을 위해 필수적이다. 나아가 2050 탄소중립을 실현하기 위해서도 반드시 전제되어야 하는 것이 전력계통의 지능화와 적정 운영예비력 확보이다.

[주] 1) (총전력설비용량-최대수요전력)/최대수요전력, 2) (총전력공급능력-최대수요전력)/최대수요전력, 3) 한국전력거래소 자료





한국전력국제원자력대학원대학교 장중구 교수

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