들쭉날쭉 ‘태양광’ 태풍에 출력 감소…“양수발전 백업 필수”

산천양수발전소 0 산청양수발전소./산청양수발전소

태양광이 전력피크 기간 블랙아웃을 막았다는 이야기가 나온 지 이틀 만에 태풍 '카눈'의 북상으로 애물단지가 됐다. 전문가들은 태양광 발전의 한계인 계통 안정성을 보완할 양수발전소 등 백업설비 필요성을 제기했다.

10일 전력거래소 '시간별 태양광 추계통계'에 따르면 지난 7일 오후 2시∼3시 사이 평균 전력 총수요 추계는 100.571GW(기가와트)로 나타났다. 한 시간 평균 전력 총수요가 100GW를 넘어선 것은 전력 수급 역사상 처음이었는데 이를 감당했던 것은 태양광 발전량이 늘었기 때문이라는 분석이다. 실제 7일 태양광 출력은 14.205GW를 기록하며 총수요 중 14.1%를 차지했다.

하지만 전력피크 이틀 만에 태풍 '카눈'의 북상으로 9일 오후 2시~3시 사이 태양광 발전량은 5056MW(메가와트)를 기록하며 5.4%로 급감했다. 업계 관계자는 "설비 고장 등이 겹치면 예비력이 부족한 상황으로 이어질 가능성이 높다"면서 "태풍 대비가 전력피크보다 더 예상이 어렵다"고 말했다. 이에 태양광의 한계점인 계통 안정성을 보완할 양수발전소를 적극 늘려야 한다는 주장이다.

양수발전은 전기가 남을 경우 댐 하부에 고인 물을 댐 위로 끌어올렸다가 전기가 필요할 때 수문을 여는 방식이다. 특히 양수발전이 변동성에 대처가능한 발전원으로 각광을 받고 있는 이유는 '계통운영 보조 서비스'를 통해 신재생에너지 설비 공급량에 실시간으로 대응해 전압과 주파수를 정해진 기준에 맞출 수 있기 때문이다.

앞서 4월 정부가 밝힌 '탄소중립 녹색성장 국가전략 및 제1차 국가 기본계획'에 따르면 2030년까지 재생에너지의 발전 비중을 21.6%까지 확대 운영할 계획이다. 양수발전소가 완공되는 데 평균 8~10년이 소요되는 것을 감안하면 당장 양수발전소 건설이 시급한 상황이다.

해외에서는 이미 양수발전소의 이용률이 빠르게 늘고 있다. 중국의 경우 양수만 270GW 이상 건설을 계획하고 있으며, 일본 역시 후쿠시마 사태 이후 태양광 발전량이 급증하면서 전체 발전 설비용량 9%를 양수발전이 차지하고 있다.

이러한 세계적 흐름과 달리 국내 양수발전소 운영 환경은 어려워지고 있다. 신재생에너지가 증가함에 따라 주간에도 발전과 양수를 혼용해 기동정지를 하고 있어 기동횟수가 늘었기 때문이다. 잦은 양수 기동은 설비 노후화를 앞당긴다. 이에 발전소 건설과 동시에 정산제도 정비 필요성에 대한 주장도 나온다.

전영태 산청 양수발전소 소장은 "양수발전소를 가동하면 기본으로 20%는 손해 보는 구조여서 이를 지원해 줄 정산제도 정비가 필요하다"면서 "그럼에도 현재 국내 양수발전소 기술이 발전해 70~80%만 가동해도 태양광 출력 100%를 커버할 수 있는 수준"이라고 말했다. 이어 "양수발전은 ESS에 비해 경제성이 좋아 이를 해결할 현실적 대안이다"고 말했다. 전 소장은 국내 양수발전소의 추가건설 필요성을 말하며 이에 앞서 양수발전소의 역할 증가에 따른 투자보수율이 보장돼야 한다고도 주장했다.

한편 산업통상자원부는 제9차 전력수급기본계획에서 1.8GW의 신규양수발전소 건설 계획을 밝혔으며, 지난해 말 10차 전기본을 수립하며 재생에너지 공급과잉 대응을 위한 백업 설비로 저장장치(20.85GW), 양수발전(1.75GW) 건설 등 포함 최대 45조원 투자가 필요하다고 발표했다.