기후솔루션이 16일 발간한 이슈브리프 '재생에너지 확대를 가로막는 LNG 열병합발전'에 따르면 봄·가을 낮 시간대에 태양광을 먼저 멈추게 하는 이유가 현재 전력계통이 재생에너지 확대를 충분히 뒷받침하지 못하는 구조이기 때문이라고 짚었다. 가장 큰 이유는 LNG 열병합발전에서 생성되는 전기를 먼저 사용하도록 계통이 운영되고 있기 때문이라는 것이다.
LNG 열병합발전은 열수요가 발생하면 전력수요와 무관하게 전기와 열을 함께 생산하는 구조이기 때문에, 봄·가을처럼 전력수요는 낮고 태양광 발전은 많은 시기에 재생에너지 확대의 장애물 역할을 하고 있다고 했다. 현재 계통에서는 LNG 열병합발전에서 열과 함께 만들어지는 전기를 우선 공급하도록 돼 있다.
보고서 저자인 기후솔루션 주다윤 연구원은 "열병합발전이 효율 좋은 설비로 인식돼 왔지만, 재생에너지 시대에는 태양광과 풍력을 최대한 받아들이고 필요에 따라 발전량을 조절할 수 있는 유연성이 핵심"이라며 "열공급은 안정적으로 유지하되, 그 때문에 가스발전 전기까지 계속 우선하는 구조는 바꿔야 한다"고 설명했다.
이같은 충돌은 이미 현장에서 발생하고 있다. 지난해 3월 9일 오후 1시 육지 재생에너지 출력제어량은 1.8기가와트시(GWh), 다시 말해 재생에너지 공급량의 약 30%가 출력제어됐다. 같은 시간 화력발전량은 10.9GWh였고, 계통 안정에 필요한 물량을 제외한 나머지 중 2.7GWh는 열제약을 사유로 가동된 LNG 열병합 발전량이었다. 보고서는 "열제약발전만 없었더라도 재생에너지 1.8GWh를 추가로 수용해 출력제어를 피할 수 있었을 가능성이 크다"고 분석했다.
상황이 이런데도 이미 허가를 받았거나 추진중인 신규 LNG 열병합 발전이 7.3GW에 달한다. 추가 건설 의향 물량과 자가발전·구역전기사업 물량까지 포함하면 2040년대 초반까지 신규 LNG 열병합발전은 14GW 이상일 것으로 전망되고 있다. 한정된 계통 용량을 신규 LNG 열병합발전이 계속 선점하면, 재생에너지 계통 접속과 수용성은 더 악화될 수밖에 없다고 보고서는 지적했다.
이 문제를 해결하려면 열제약으로 생산된 전기를 우선 수용하도록 한 제도부터 개선해야 한다고 했다. 보고서는 "제도가 만들어질 2006년 당시에는 재생에너지 비중이 높지 않았지만 지금은 상황이 달라졌다"며 "태양광과 풍력이 빠르게 늘어나는 지금은 이 제도가 재생에너지 확대를 가로막는 요인"이라고 했다.
이에 따라 LNG 열병합발전을 더 유연하게 운영할 필요가 있다고 보고서는 제안했다. 다시 말해, 재생에너지 출력제어를 줄이면서도 필요한 열은 안정적으로 공급하자는 것이다. 이를 위해 열 저장장치인 축열조(TES)를 적극 활용하고, 남는 재생에너지를 전기보일러와 히트펌프 등을 통해 열로 전환하는 P2H(Power-to-Heat)를 확대해야 한다고 했다. 또한 경부하 시간대 열제약 발전을 사실상 보장하는 현행 구조를 손질하고, 가격 신호에 맞춰 발전량을 조정하도록 전력시장 제도 개편도 함께 추진해야 한다고 강조했다. 덴마크는 높은 재생에너지 비중 속에서도 축열조와 시장가격 신호를 조합해 열병합발전을 유연하게 운영하고 있다.
신규 LNG 열병합발전 확대 재검토와 함께 인허가 규제 강화, 가정용·산업용 열수요 전기화 계획 수립 및 지원 확대, 축열조 활용을 통한 기존 LNG 열병합발전 유연화, 전력시장 제도 개편을 통한 유연운전 유인 제공 등을 주요 과제로 제시했다. 기후솔루션은 재생에너지 확대를 위해서는 발전설비를 더 짓는 것만으로는 부족하며, 남는 전기를 최대한 받아들이고 활용할 수 있는 계통과 열공급 체계의 전환이 함께 이뤄져야 한다고 강조했다.
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