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"태양광발전 기여도 낮다" 정면반박 나선 정부..변동성·발전효율은 '숙제'

문승관 입력 2021. 08. 04. 11:08 수정 2021. 08. 04. 11:19

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산업부, 7월 피크시간 태양광발전 기여도 11.1%
전력시장서 피크시간 발전비중은 약 1.7%이지만
한전PPA·자가발전 등까지 포함하면 비중 확늘어
비중 커졌지만 날씨변동성·발전효율 개선은 숙제
[세종=이데일리 문승관 조용석 기자] 올여름 연이은 폭염에 우려했던 전력 대란은 없었지만 신재생에너지가 기존 원전과 석탄발전의 빈틈을 메울 수 없다는 지적이 이어지자 정부가 태양광발전비중이 크게 늘었다며 정면반박에 나섰다. 정부는 올여름 전력수급의 첫 고비였던 7월, 태양광발전 비중이 11%를 넘어 전력수급에 큰 역할을 강조하고 나섰다. 대통령까지 비계량화한 태양광발전 비중에 우려를 나타내자 주무부처인 산업통상자원부가 서둘러 대책마련에 나서겠다며 ‘태양광 구하기’에 나섰다.

전문가와 시장에선 태양광발전이 여전히 날씨변동성에 취약하고 발전효율도 낮아 구체적이고 중장기적인 개선방안이 필요하다고 했다. 정부가 전력시장 외 태양광 발전비중에 대해서는 추계치만 있을 뿐 정확한 통계치를 산출하지 못하고 있다. 안정적인 전력수급을 위해 정교한 관리체계 구축이 시급하다는 지적이다.

지난달 태양광 발전비중 11.1%

산업부는 4일 ‘태양광발전의 여름철 전력수급 기여 현황’을 발표하고 지난달 실제 피크시간 전체 태양광발전 비중은 약 11.1%로 추계했다고 밝혔다. 산업부가 이날 태양광발전비중을 전격 공개한 것은 지난달 27일 문재인 대통령이 “현재 전력거래소에서 실시간으로 계량되지 않는 전력량을 파악하는 것은 전략수급 관리뿐 아니라 국가온실가스감축목표(NDC)를 세울 때도 필요하므로 추정방안을 마련하라”고 지시한 데 따른 것이다.

산업부는 전력시장 외 태양광(한전PPA·자가용) 발전량을 추계한 결과 7월 중 기온이 높은 실제 피크시간(14~15시) 태양광발전 비중은 총 수요의 약 11%를 기록해 전력수요 감축과 전력공급에 큰 역할을 담당했다고 강조했다. 실시간 통계로 확인할 수 있는 전력시장 내 태양광발전량의 비중은 발전 피크시간대인 오후 2시부터 3시까지 2.9%, 전력수요가 가장 많은 오후 4시부터 5시까지 1.7%에 불과하다. 다만 통계치에 잡히지 않은 전력시장 외 추계치로 보면 각각 11.1%, 6.8%로 나타났다는 게 산업부의 설명이다.

산업부 관계자는 “한전PPA·자가용 태양광발전이 여름철 전력소비가 집중되는 오후 2시에서 3시 실제 총수요를 줄여주는 효과를 냈다”며 “전력시장 수요 상 여름철 전력피크 시간이 2017년 이전 오후 2시에서 3시였던 것이 태양광발전 비중이 늘면서 2017년 이후에는 오후 4시에서 5시 사이로 이동했다”고 말했다.

전력거래소도 과거 태양광발전이 없었을 때의 폭염발생일 전력수요를 보면 전력소비가 하루 중 가장 높게 나타나는 시간대는 오후 3시대였는데 올해에는 최대전력수요가 하루 중 더위가 한풀 꺾인 오후 5시 전후로 나타났다고 분석했다. 정응수 전력거래소 계통운영처장은 “올해 최대전력수요 시간대가 오후 3시에서 오후 5시로 밀려난 이유는 비계량 태양광설비 15.2GW가 최대전력 시간의 수요를 상쇄했기 때문”이라며 “현재 수요예측 시에만 반영하는 PPA와 자가 태양광 15.2GW가 전력수요 감축 효과로 작용해 최대전력수요가 밀린 것”이라고 했다.

취약한 날씨변동성·낮은 발전효율, 풀어야 할 숙제

정부도 날씨변동성에 취약하고 발전효율이 낮은 태양광발전의 단점을 해결하기 위해 고심하고 있다. 흐리고 비가 왔던 지난달 5~7일 태양광발전비중은 오후 2~3시 5.3%, 오후 4~5시 2.7%를 나타내 절반 이하로 뚝 떨어졌다. 산업부 관계자는 “태양광발전량은 전국적으로 흐리고 비가 온 기간에는 맑은 날과 비교해 하락했다”며 “이에 대응하기 위해 ESS·양수발전·수요반응자원 등 유연성 자원을 확보해 전력수급관리에 나서겠다”고 말했다.

투입 에너지 대비 발전량 효율을 뜻하는 발전효율 역시 태양광은 연평균 10% 안팎에 불과하다. 우리나라처럼 산지가 더 많은 국토의 특성상 산을 깎아 나무를 베어낸 후 그 자리에 태양광 시설을 설치해야 한다. 산사태 우려는 물론 태양광패널 성능이 지금은 20년 안팎이어서 기술이 진보하지 않는 한 경제성을 담보할 수 없다. 산업부는 “현재 태양광 모듈효율은 20% 수준이나 2050년에는 34%로, 지금보다 70% 이상 향상할 것으로 예상한다”며 “발전원가가 하락하고 사회적 합의를 전제로 재생에너지 투자가 증가하면 잠재량은 증가할 수 있다”고 설명했다.

산업부는 태양광발전 비중에 대한 오해를 해소하고 체계적인 신재생에너지 관리를 위해 전력시장 외 태양광발전 비중도 일·월별로 산출해 공개하겠다는 계획이다. 산업부 관계자는 “전력시장 참여 태양광발전에 더해 전력시장 외 추계한 한전PPA·자가용 태양광발전을 포함한 전체 태양광발전 통계를 일·월별 산출·공개하겠다”고 언급했다.

전문가들은 발전효율 개선 문제와 더불어 태양광 확대에 따른 현안으로 ‘미계량 태양광 증가로 실제수요와 계측 수요 간 차이’를 꼽았다. 일조량과 기상변화에 따라 수요 변동이 크게 변하기 때문에 안정적인 수급관리가 어렵다는 것이다. 또한 주간 시간대 전력수요가 큰 폭으로 변할 때 예측 정확도도 떨어질 수 있다고 했다. 근본적으로 태양광 발전비중을 둘러싼 논란의 원인과 책임은 정부에 있다는 지적이다.

노동석 서울대 원자력정책센터 연구위원은 “정부 설명대로 전체 태양광 용량 중 한전과 직거래하는 PPA 사업 또는 자체 생산해 직접 소비하는 자가용이 대부분이다”며 “정부가 4년 전에 수립한 8차 전력수급기본계획에서는 무려 6번에 걸쳐서 재생에너지 변동성에 대응하기 위한 통합 관제시스템 구축·운영이 필요하다고 명시했으나 지난 4년여 동안 정부는 관제는커녕 자료의 통합도 안 하고 있다”고 지적했다.

노 연구위원은 “당연한 얘기지만 태양광 발전량은 날씨가 결정한다”며 “햇빛이 좋으면 발전량이 늘고 해가 지거나 흐리고 비가 오면 발전량이 줄어든다. 바로 재생에너지의 변동성인데 변동성을 줄일 방안을 찾지 못하면 전력시스템의 부담이 늘어나고 이는 곧 국민이 부담해야 할 비용증가로 이어진다”고 언급했다.

문승관 (ms7306@edaily.co.kr)

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