화창한 봄날, 블랙아웃 올라…재생에너지 ‘전력 과잉’ 딜레마 [에너지 패권 전쟁, 기로에 선 한국]

<3회> 스페인의 대정전 트라우마
발전보다 심각한 송전 위기

날씨따라 태양광 발전 오락가락
주말엔 수요 떨어져 수급 불균형
‘출력제어’ 사업자는 경제적 손실
송전망 부족에 전력 병목 현상도

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전남 나주 전력거래소 중앙전력관제센터의 모습. 나라 전력 계통 운영 현황을 한눈에 확인할 수 있다. 전국의 발전사업자들이 생산한 전력 정보가 이곳에 집계된다. 신재생 에너지 데이터와 구름 이동을 보여주는 위성사진도 표출된다. 전력거래소 제공

“과거에는 날씨가 덥다, 비가 온다 정도의 기상 정보만 파악하면 됐지만 이제는 구름이 상층운이냐 하층운이냐, 두께는 얼마냐까지 파악해야 합니다.”(이창근 전력거래소 중앙전력관제센터장)

우리나라 ‘전력 컨트롤타워’인 전남 나주 전력거래소 중앙전력관제센터엔 올들어 새로운 인력이 투입됐다. 기상 상황을 전문적으로 분석하는 ‘수요예측 관제사’다. 날씨에 영향을 많이 받는 태양광, 풍력 등 재생에너지가 전력 생산에서 차지하는 비중이 커지면서 이에 대응하는 일을 한다. 2021년 신재생관제사에 이어 전문 인력이 추가됐지만, 수요 예측의 어려움과 긴장감은 더 커졌다. 그만큼 전력수급 관리가 ‘고차방정식’이 됐다는 의미다.

폭염이 이어졌던 지난 10일 찾은 관제센터는 전쟁터나 다름 없었다. 대형 전광판에는 전력 공급 현황과 예비전력 등을 보여주는 수치가 시시각각 업데이트 됐고, 중앙 지도엔 송전선로가 미로처럼 얽히고 설켜 있었다.

여름철 전력 피크 시기도 문제지만, 더 큰 위기는 봄·가을에 찾아온다. 이 센터장은 “화창한 봄날 주말마다 센터는 그야말로 전쟁을 치른다”고 했다. 햇빛이 쨍쨍 내리쬐어 태양광 전력은 과잉 생산되는 반면 주말에 공장 등이 문을 닫으면 전력 수요가 떨어져 수급 불균형을 초래하고, 이로 인해 안정적으로 전기가 흘러야 할 전력망이 위협받기 때문이다. 전력수급을 일치시켜야 하는 센터는 최근 몇 년 사이 수급불균형이 부쩍 심각해졌음을 절감하고 있다. 과거엔 원전과 석탄화력발전소를 우선 가동해 ‘기저 전원’으로 삼고 액화천연가스(LNG) 발전으로 초과수요에 대처하는 방식으로 수급을 일치시켰지만, 지금은 상황이 사뭇 달라졌다.

“100만㎡ 전기실 뛰어다니며 일일이 전원 꺼”

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필요보다 더 많은 전력이 들어오면 발전을 정지시키는 출력제어(가동 중단) 조치가 불가피하다. 발전 5사 신재생에너지 출력제어 현황 자료에 따르면 2023~2024년 재생에너지 출력제어 건수는 958건으로 집계됐다. 이 가운데 65.3%에 해당하는 626건이 태양광이다. 봄에 원전 가동률을 낮추는 감발(減發) 사례도 늘어나고 있다.

출력제어를 당하는 발전소는 해당 시간 동안 전력을 생산하지 못해 손실을 본다. 전력 당국과 사업자 간 갈등도 커진다. 전북 군산 새만금 육상태양광 발전단지에서 만난 관계자 A씨는 “출력제어 지시가 떨어지면 4명이 약 100만㎡(30만평) 규모 부지에 분산된 19개의 전기실을 뛰어다니며 전원을 내려야 하는데, 최소 30분은 걸린다”고 하소연했다. 그는 “올봄에만 9번의 출력제어가 있었고 손해액만 수억원”이라고 했다. ‘햇빛 좋은 봄날 전력 당국은 기우제를 지낸다’는 소리마저 나온다.

송전망 부족…수도권-지방 미스매치도 심각

여기에 송전망이 부족해 생산된 전력을 필요한 곳으로 보내지 못하는 병목 현상은 상황을 더 악화시킨다. 전력을 많이 소비하는 곳(수도권)과 많이 생산하는 곳(지방)의 미스매치도 심각하다. 2012~2023년 우리나라 발전설비는 8만 1806㎿(메가와트)에서 13만 8018㎿로 69% 늘어났다. 같은 기간 송전선로는 3만 676㎞에서 3만 4944㎞로 14% 확충되는 데 그쳤다. 도로 포장이 안 돼 차량이 달릴 수 없는 상황인 셈이다. 손양훈 인천대 경제학과 교수는 “송전망 확충 없이는 에너지 전환도 어렵다”고 지적했다.

에너지 전환 난제 풀 열쇠는…①ESS ②전력망 확충 ③계통 연계 강화

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에너지 전환의 성공 열쇠는 재생에너지의 간헐성을 해소하고 전력계통에 대한 투자를 확대하는 데 있다. 전문가들은 이를 위한 핵심 과제로 ▲에너지 저장장치(ESS) 도입 ▲전력망 확충 ▲계통 연계 강화를 꼽는다. ESS는 재생에너지로 생산된 잉여 전력을 저장해 두었다가 필요한 시점에 공급하는 설비다. 투자 비용이 크고 저장 시간이 4~6시간이라는 점은 한계다.

전력망 확충은 가장 시급한 과제다. 재생에너지 확산은 물론 RE100(재생에너지 100%) 산업단지, 햇빛연금 등 이재명 정부의 주요 에너지 정책을 뒷받침하기 위해 조속히 추진돼야 한다. 한국전력은 ‘제11차 장기 송변전 설비 계획’에 따라 2023년 기준 송전선로 3만 5000㎞, 변전소 906곳을 2038년까지 각각 6만 1000㎞, 1297곳으로 늘릴 계획이다. 이를 위해 총 72조 8000억원을 투자한다. 그러나 재원 조달 문제와 송전선로 건설 지역 주민들의 반대가 발목을 잡고 있다.

국가 간 전력망 연계 강화의 필요성이 제기되지만, 현실적으로 어렵다는 시각이 많다. 한국·중국·일본·러시아 전력망을 연결하는 ‘동북아 슈퍼그리드’ 구상이 30년 전부터 논의됐지만 제자리걸음이다.

관건은 ‘비용’이다. 송전망이나 ESS 등 전력계통 보강에 드는 비용은 결국 돌고 돌아 소비자 요금에 반영될 수밖에 없다. 석광훈 에너지전환포럼 전문위원은 “한전 부채 205조원, 수도권의 과도한 송전망 집중 문제 등을 돌파하기 위한 전력시장 구조개편이 필요하다”고 강조했다. 한 에너지학과 교수는 “전기 요금 현실화에 대한 공감대를 형성해야 한다”고 말했다.

※본 기획물은 정부광고 수수료로 조성된 언론진흥기금의 지원을 받았습니다.

■기획취재팀

팀장 이창구, 마드리드(스페인) 장진복, 알래스카(미국) 김중래, 광둥성(중국) 이성진, 타이베이(대만) 명종원 기자

기획취재팀

2025-07-31 8면

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