[신년기획] 집단에너지, 분산형 전원의 핵심

2013-12-30     서민규 기자

송전비용 회피·사회적 갈등 줄여
열·전기 동시생산으로 효율 극대화

지난 2011년 9월15일 전국적으로 사상초유의 대규모 정전사태, 즉 블랙아웃이 발생했다. 지속적으로 확대되는 전력수요를 공급확대가 감당하지 못하면서 발생한 블랙아웃은 원자력, 화력 등 기저부하의 확대만으로는 더 이상 전력계통의 안정을 담보할 수 없다는 것을 모두에게 알려줬다.

현재 국내 전력수급은 원자력, 화력 등 대규모의 집중된 발전소를 통해 대부분 공급된다. 이같은 중앙집중식 방식은 안정적인 전력 공급이 가능하다는 장점이 있지만 공급의 유연성이 부족하다는 단점이 함께 존재한다. 분산형 전원이 확대돼야 하는 이유가 바로 이 때문이다.



분산형 전원을 통해 자체 생산된 전력은 기반 전력계통과 연계돼 언제나 중추 공급망에 연결될 수 있고 이처럼 국가 기저부하와 함께 분산형 전원이 확대될 때 안정적이면서도 유연성을 함께 겸비한 전력공급시스템이 갖춰질 수 있다는 것이 전문가들의 설명이다. 

물론 분산형 전원의 문제도 있다. 대규모 전력공급시스템에 비해 비용이 많이 들어간다는 것이 가장 큰 문제다. 현재의 전력요금체제에서 분산형 전원으로는 가격적 경쟁력을 갖추기가 힘든 것도 사실이다. 

그러나 2013년 기준 수도권은 전력수요의 약 41%를 점유하고 있는 반면 발전용량은 23% 수준이어서 공급력 대비 수요 편차가 심화되고 있는 점을 반드시 감안해야 한다. 부족한 전력은 강원 및 중부 서해안, 남부지역 발전소에서 공급이 불가피한데 이에 따라 원거리 대용량 전력수송을 위한 고압 송전선로 건설이 필요하고, 345kW 이상 주요 고압 송전선로 건설계획이 지역민원 등으로 인해 지연, 취소 사례가 빈번하고 민원해소를 위한 사회적 비용도 증가하고 있다.

수도권의 경우 전력공급 환상망 송전계통으로 운영됨에 따라 조류 편중에 의한 과부하발생 및 고장 전류 증대 등 계통 불안정이 심하되고 있기도 하다.
이러한 다양한 문제를 해결하기 위해서 분산형 전원의 확대는 이제 선택이 아닌 필수사항이 된 것이다.

▲중앙집중식 전원, 분산형 전원으로 변화돼야 

분산형 전원확대는 정부가 2000년도 초반부터 지속적으로 추진해 왔으나 성과는 미비했다. 다양한 정책을 통해 분산형 전원확대를 시도했지만 중앙집중식 대규모 전원시설과 비교해 경제성을 확보할 수 없었던 것이 가장 큰 요인이었다.

이러한 상황에서 최근 정부가 수립하고 있는 제2차 국가에너지기본계획을 수립하는데 있어서 전력계통의 안전화를 위해 분산형 발전시스템 구축을 목표로 하고 있어 주목된다.

2차 국가에너지기본계획 수립에 참여했던 민관워킹그룹은 초고압 송전선로는 불가피한 경우를 제외하고 가급적 건설을 최소화해야 한다고 말한다. 이를 위해 발전-송전 설비계획을 패키지화해 계획하고 신규 발전사업자에게 입지 가이드라인(송전맵)을 미리 제시하도록 했으며, 발전소 위치에 따른 송전요금 차등화 방안을 검토하고 수도권 전력망의 기술적 개편과 수도권 부하분산을 유도했다.

이같은 주장은 중앙집중성의 효율성을 배경으로 하고 있는 우리 전력시장에 있어 대변혁을 가져오는 것이다.
물론 중앙집중식 즉 대량생산, 대량수송은 경제성, 운용성 등에서 탁월한 장점을 갖는 시스템이고 에너지밀도가 높은 우리나라의 경우에도 이러한 중앙집중식의 장점을 유효하다. 그러나 이러한 중앙집중식의 유용함에도 불구하고 현실적으로 한계에 봉착해 있다는 점을 고려한 것이다. 실제로 밀양 송전탑 건설사태 등 사회적 갈등이 계속되고 있어 이러한 문제들은 공학적인 한계에 부착해 대안을 검토해야 할 시점이다.  

결국 분산화로의 전환을 적극 수용하는 것이 현실적으로 불가피해졌다. 물론 분산화에도 경제성 저하, 저강도 갈등의 전국화, 계통운용의 복잡화 등 문제점은 있지만 현재와 같은 공급위주의 전력정책으로는 산재한 문제를 해결할 수 없기 때문에 분산화에 대한 개념정립, 분산화가 가지는 문제점 등을 해소할 수 있는 실행방안 마련이 더욱 시급하다는 지적이다.

수도권 송전선의 포화, 대규모 발전단지에 대한 주민들의 반대 등을 해결하기 위해서는 분산형 전원 확대가 필수이고 지역주민과의 계속된 갈등을 해소하기 위해서는 전력다소비지역에 발전소를 짓는 것이 가장 현실적이라는 의견이 힘을 얻고 있기 때문이다. 

김창섭 국가에너지기본계획 민간워킹 그룹 위원장은 “현재의 집중화된 에너지공급체계로는 다양한 사회적 갈등을 해소할 수 없다”며 “분산형 전원의 확보를 통해서 기존의 중앙집중식 공급체계를 개편하는 방향으로 에너지산업이 진행돼야 한다”고 밝혔다.



경제성 확보위한 지원 확대 절실
범 정부차원 지원조직 마련돼야
 
▲집단에너지 사회적비용 재평가돼야

분산형 전원의 확보가 중요해지는 상황에서 이제 집단에너지사업이 분산형 전원을 확대할 수 있는 핵심수단으로 오르고 있다.

집단에너지는 수도권을 중심으로 쾌적한 주거환경을 제공하고 발전배열 및 소각열 활용을 통한 국가에너지이용 효율화에 역할을 다하고 있다. 특히 분산전원으로서 국가 전력의 한 축을 담당하고 있다.  집단에너지는 지난 2013년 7월 기준으로 지역난방의 경우 33개 사업자가 225만 세대에 보급하고 있다. 산업단지집단에너지는 28개 사업자가 755개 업체에 집단에너지를 공급하고 있다.

집단에너지를 이용한 분산형 전원은 기저부하에 비해 송전의 제약을 덜 받고 열을 동시에 생산함으로써 에너지효율을 높이 수 있는 것이 가장 큰 장점이다.

온실가스 감축이라는 환경적 요인에 있어서도 대기오염물질은 42%, 이산화탄소는 48%를 절감할 수 있고 열병합발전을 이용해 배열을 회수해 에너지이용효율을 높일 수 있을 뿐 아니라 소각열, 하수열 등 미활용에너지 이용률 확대에도 큰 보탬이 되고 있다.

그러나 집단에너지는 연료비 상승과 주변환경변화에 따라 경제성이 저하되고 있다. 2005년 ㎡당 422.18원이었던 가스가격이 2012년에는 774.78원으로 오른 반면 전기가격은 kWh당 2005년 91.07원에서 2012년 109.9원으로 상승폭이 크지 않았다. 원가는 증가한데 비해 제대로된 요금반영이 되지 않아 경제성을 악화시키고 있는 것이다.

초기 투자비 과다에 따른 투자회수부담도 가중됐다. 입지비용이 높은 도심지에 위치해 막대한 초기 투자비가 소요되고 주택경기 하락으로 인한 택지개발계획이 지연됐다. 아파트 입주율 저하 등으로 인한 이자비용도 증가한 것도 집단에너지사업의 어려움 중 하나다. 

이에 따라 현재 집단에너지사업자 중 한국지역난방공사와 GS파워 정도를 제외하면 대부분의 사업자가 적자인 상태다. 우리나라는 지난 1980년대 목동 열병합발전과 한국지역난방공사의 설립에 따라 안양, 분당, 일산, 산본 등 대규모 신도시를 시작으로 보급히 확산된 이래  국내 총 발전량의 5.3%를 차지하고 있다.

현재 전력계통망은 내부사고나 자연재해, 테러 등 외부 교란에 매우 취약한 구조다. 에너지안보를 고려해 현 체제의 취약성 보완이 필요한데 원격지 집중형과 근거리 분산형간의 하이브리드 체제로 유사시 계통의 복원성을 제고해야 한다.

원격지 집중형의 보완전력으로 분산형 설비를 확대하게 되는데 집단에너지는 수요지 밀착형 설비로 가능성이 크다.

만약 7차 전력수급기본계획에 원자력발전소 건설이 추가될 경우 동해지역에 제3의 765kv노선이 필요한데 이 경우 장거리 송전망 추가로 자연재해, 사고에 의한 정전 위험이 증가한다. 반면 집단에너지의 경우 수도권과 인접, 건설이 가능해 송전에 대한 부담이 없고 환경친화적인 LNG를 주연료로 사용함으로서 기후변화협약에 대응할 수 있는 장점도 있다.

물론 대규모 기저부하에 비해서는 경제성이 떨어지지만 송배전망 건설 및 제약을 해소하는 편익가치와 이산화탄소 절감에 대한 평가, 송배전망 건설 회피비용에 대한 평가가 제대로 이뤄진다면 충분한 경쟁력이 있다는 것이 관련업계의 설명이다. 여기에 자연재해 및 사고에 취약한 원격지 집중형 체제의 안전판으로 보험가치도 크다는 평가다. 

집단에너지를 담당하고 있는 에너지관리공단이 최근 집단에너지실을 신설하는 등 조직을 개편하고 나서고 산업통상자원부가 각종 제도개선에도 나서고 있는 것은 집단에너지를 분산형 전원의 핵심으로 파악하고 있다는 점을 반영한 것이어서 고무적이다.

업계의 한 관계자는 “중소규모 집단에너지사업을 통해 이득을 얻기 힘든 것이 사실”이라며 “분산형 전원으로서 역할을 하기 위해서는 이를 지원해줄 수 있는 수익성 확보를 위한 관련 제도의 정비가 선행돼야 한다”고 말했다.

▲집단에너지가격·세제 체계 화두

열병합발전을 이용한 집단에너지사업 등 분산형 자원이 확대되기에는 우리의 에너지시장과 산업구조가 너무나 편협적이다. 낮은 전기요금으로 인해 대규모 기저부하 이외의 에너지원의 진입 자체가 어려운 것이다.

이에 따라 분산형 전원의 의무비율을 확보하는 정책을 마련하는 것도 고려해야 한다는 지적이다. 경제성 제고를 위해 열요금제도를 개선하고 가스요금과 전력요금의 개선이 필요함은 물론이다. 

수도권 열병합발전설비의 활성화를 위해서는 현재의 도소매 전력시장과 열시장의 개혁과 개선없이는 불가능하다.

결국 소매시장, 도매시장, 특별보조 등과 같은 수입 요인의 개선을 통해서만 수도권 및 분산형 열병합 시장 진입을 촉진할 수 있다.

집단에너지를 활용한 분산형 전원 보급을 위해서는 에너지가격·세제 체계를 개편하고 일부 보조금 지급 등이 필수적이다.

집단에너지사업은 가스사업자와 전력사업자 모두 이해 당사자이다. 대기오염물질관리, 온실가스관리, 폐기물에너지화 정책과 연계해서는 환경부와 협력이 필요하고 국토의 개발 및 건물에너지정책과 관련해서는 국토교통부와 협의가 필요하며 도시개발과 관련해서는 지방지차단체와의 협력도 중요하다. 이에 따라 현재의 산업통상자원부 차원이 아닌 한차원 높은 차원에서 조정이 이뤄져야 한다는 지적이다.

최근 전력난을 겪고 있는 상황에서 집단에너지의 위상은 갈수록 커지고 있다. 그러나 열과 전기를 동시에 생산해 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다는 효용성에도 불구하고 여러 문제에 의해 중소규모 집단에너지사업은 생사의 기록에 있다.

송전선 설치 회피비용, 송전손실 회피비용, 사회적 갈등 회피 비용 등을 고려해 분산형 전원으로서 집단에너지의 활성화를 위해 정부와 업계 모두 힘을 보태야 할 때이다.