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[칼럼] 발전비용과 회피발전비용의 이해
노동석 에너지경제연구원 선임연구위원
[465호] 2017년 08월 03일 (목) 08:15:57 노동석 dsroh@keei.re.kr
노동석
에너지경제연구원
선임연구위원

[이투뉴스 칼럼/ 노동석] 미국 EIA(에너지정보청)의 보고서가 탈원전정책 추진과 맞물려 뜨거운 논쟁의 대상이 되고 있다. EIA는 원전의  LCOE(levelized cost of electricity: 균등화발전비용)가 재생에너지에 비해 높게, LACE(levelized avoided cost of electricity: 균등화회피발전비용)는 낮게 평가했다. 일부에서는 “LCOE가 높아도 LACE가 낮으니 경제적이다”라는 주장을 하고 있고, 이에 대해 “LACE가 해당 발전설비를 다른 발전설비로 대체할 때 투입해야 하는 최소 비용”이므로 “회피비용이 발전비용 보다 낮다는 것은 직접 건설하는 것보다 다른 설비로 대체하는 게 더 경제적”인 것이라고 반박한다. 

LCOE는 전원별로 상이한 경제적 전제조건(예. 운전기간, 이용률)에 따라 변화하는 발전비용 비교의 혼란을 피하고, 동등한 조건에서 발전원 간의 경제성을 비교하기 위해 성립된 발전비용 계산방법이다. 모든 비용을 한 시점으로 모아 평가하는 방식으로 전원별 비용 비교에 유용하기 때문에 많은 나라들과 국제기구, 학교, 연구기관 등에서 널리 활용되는 방식이다. 보통 원/kWh($/MWh)로 표현되어 발전단가라고도 한다. LCOE를 해석해서 다른 표현으로 쓴다면 LCOE가 원가개념이므로 ‘특정전원이 전력시장에서 받아야 하는 최소수익’이 된다. 
LACE는 LCOE가 개별 발전소의 비용만을 비교함으로써 시스템적인 고려가 불가능 하다는 한계점을 보완하기 위해 EIA가 채택한 개념이다(다른 나라나 기관에서는 보통 쓰지 않는 방법이다. 이에 대한 이유는 뒤에서 언급한다). 중요한 것은 LACE의 개념이다. LACE는 기존(또는 예상) 시스템에 특정 전원이 추가되었을 때 회피되는 (avoided) 전원의 비용(또는 회피되는 전원이 전력시장에서 가져가는 수익)을 의미한다. 다시 말해 특정전원이 전력시스템에 추가적으로 투입되었을 때 밀려나는 전원의 비용을 말한다. LACE 계산에서는 특정전원의 전력시스템 투입 이유는 굳이 따질 필요 없다. 그것이 경제적 이유이던, 정책적 이유이던. 따라서 LACE는 LCOE와 비교될 때 의미가 있을 뿐, 독자적으로는 발전원의 경제성과 무관하다고 보아야 한다. 
여기까지의 이해를 토대로 위에서 언급한 두 주장은 정확하지 않은 표현으로 판단된다. 

EIA는 LACE를 회피되는 설비의 수익을 한계발전가격과 급전시간, 용량요금과 피크기여도를 전제하여 계산한다. 한계발전가격은 우리의 전력시장용어로는 계통한계가격(SMP)을 의미한다. EIA의 정의에 따라 어느 시간대에 투입되는 전원들이 모두 급전가능(dispatchable)하다면 전원들의 LACE는 동일하다. 그러나 시간 수를 늘여 가면 LACE는 서로 달라지게 된다. 특정 시간대의 한계발전가격이 다르고 같은 시간대에 투입되는 발전원이 발전할 수 있어야 하기 때문이다. 여기에 피크기여도 역시 LACE에 영향을 미친다. 그렇지만 밀려나는 전원이 동일하므로 큰 차이가 발생하지는 않는다. 태양광과 원자력으로 간단한 예를 들어보자. 태양광발전의 경우 한계발전가격이 높은 시간인 주간시간대에만 발전하므로 LACE가 높아진다. 반면 원자력은 모든 시간대에 발전을 하므로 LACE는 한계발전비용의 평균값이 될 것이다. 여기에서 LACE가 태양광은 높고 원자력은 낮은 이유가 명백해 진다.  

시스템적 측면을 고려할 수 있다는 장점에도 불구하고 다른 나라나 기관들은 LACE를 잘 쓰지 않는다. 짐작하시겠지만 LACE 계산에 강력한 전제가 필요하고, 계산결과도 신뢰하기 어렵기 때문이다. 미래 시간대별 한계발전가격을 예측하고 투입전원이 어느 시간대에 급전가능 할 것인가 등을 가정하는 것은 몹시 어려운 작업이다. 또한 LACE를 고려한다고 하더라도 개별 발전원의 경제성이 역전되는 사례는 극히 드물다. 이는 EIA의 사례에서도 확인할 수 있다. LACE를 사용하지 않는 또 다른 이유는 미래의 전원선택에 있어서 경제성 측면만을 고려해서는 안 되기 때문이다. 미래의 전력수요 행태, 투입될 후보전원들의 경제적 측면과 기술적인 특성(예. 최소출력, ramp rate 등) 등이 동시에 고려되어야 한다. 이렇게 해야 비로소 시스템적인 고려가 어느 정도 되었다고 볼 수 있다. 이렇게 복잡한 계산을 위해 우리나라 전력수급계획에서 활용 중인 WASP 외에도 EGEAS, PLEXOS 등 상용화된 프로그램이 전세계에서 널리 사용되고 있다. 

그럼에도 불구하고 일단 LACE가 계산되면 LCOE-LACE 또는 LACE-LCOE의 방법으로 활용될 수 있다. 회피비용이 발전비용 보다 크면 투입되는 전원이 시스템의 전체비용을 낮추는 것으로, 반대면 시스템의 비용을 높이는 것으로 해석하면 된다. 즉, EIA 보고서에서 원전의 LACE-LCOE가 음의 값으로 나온 것은 미국에서는 신규 원자력이 투입되면 시스템의 비용을 높여 비경제적이라는 것이다.  

정작 EIA 보고서에서 관심을 가지고 살펴야 하는 것은 LCOE 계산시 적용된 전제조건들이다. 픙력과 태양광을 이용률이 40%대, 25%로서 우리나라 평균의 약 2배다. 풍력과 태양광은 변동비가 ‘0’이므로 이용률이 두 배가 되면 비용은 절반 가까이 떨어진다고 보아야 한다. 반면 원전의 건설비용은 미국이 우리의 2배가 넘는다. 이러한 점들을 고려하여 EIA도 “LCOE는 예상 이용률, 기존 전원믹스, 급전가능 또는 급전불가능 전원 등에 대한 지역별 편차가 크므로 직접적인 비교는 오해의 소지와 문제가 있을 수 있다.”고 명시하고 있다. 

최근 전원간 발전비용, 전원구성 변화가 전기요금에 미치는 영향 등에 대해 너무 많은 수치들이 서로 다르게 제시되고 있다. 공신력 있고 객관적인 결과를 제시할 수 있는 발전비용 평가 기구의 필요성이 절실하다. 일본은 매3년 주기로 수립되는 에너지기본계획 수립에 맞추어 ‘발전비용검증위원회(WG)’를 구성, 운영하고 그 결과를 발표하고 있다. 마침 정부가 ‘사회적 비용을 반영한 새로운 발전원가를 산정’한다는 발표가 있었다. 이를 통해 많은 논란과 오해가 상당 수준 잠재워 지기를 기대한다.    
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