재생에너지 증가로 전통발전기 운영패턴 급변
재생에너지 증가로 전통발전기 운영패턴 급변
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  • 이상복 기자
  • 승인 2022.12.05 00:00
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석탄화력도 1일 기동·정지(DSS) 운전 준비
열병합도 AGC 시험…전통발전사들은 진땀
▲태양광·풍력이 증가하면서 기존 전통발전기들의 계통내 운영패턴이 급변하고 있다. 원전은 명절 연휴 때마다 감발운전을 하고 있고, 일부 석탄화력은 내년부터 일일 기동·정지에 나서야 할 처지다. 그래프는 재생에너지 설비용량 증가에 따른 연도별 발전기 운전방식 변화표다.
▲태양광·풍력이 증가하면서 기존 전통발전기들의 계통내 운영패턴이 급변하고 있다. 원전은 명절 연휴 때마다 감발운전을 하고 있고, 일부 석탄화력은 내년부터 일일 기동·정지에 나서야 할 처지다. 그래프는 재생에너지 설비용량 증가에 따른 연도별 발전기 운전방식 변화표다.

[이투뉴스] 수도권 외곽 소재 A LNG복합화력은 작년부터 본격화 된 하루 2회 발전기 기동·정지로 진땀을 빼고 있다. 20GW를 넘어선 태양광이 일출 이후 본격적으로 출력을 내기 시작하면 오전 11시께 수요가 충족돼 오후 5~6시까지는 더 이상 전기를 생산하지 않아도 되기 때문이다. A사 관계자는 “잦은 기동정지로 정비주기는 단축되고, 운영·관리비는 지속 증가하고 있다”고 푸념했다.

석탄화력도 같은 처지다. 지금까지는 전력수요가 적은 주말 한 낮에 한 해 급전순위가 밀리는 일부 노후 발전기만 가동을 멈췄다. 하지만 작년부터 평일에도 당국의 가동중단 급전지시가 떨어지고 있다. 원전의 경우 설연휴나 추석명절과 같은 특수경부하(연중 전력수요가 가장 적은 때)에 제한적으로 이뤄지던 감발운전이 올해부터 봄·가을 주말로 확대됐다. 26.2GW까지 늘어난 태양광의 영향이다.

LNG·석탄화력·열병합·원전과 같은 전통발전기들이 과거에 경험해 보지 못한 운전상황을 맞고 있다. 발전량을 원하는대로 조절할 수 없는 경직성 전원이 늘어나면서 다른 비경직성 전원의 유연운전 요구나 가동·정지 지시가 빈번해 지고 있는 것이다. 당장 내년부터 일부 석탄화력은 LNG발전기처럼 낮 시간에 발전기를 멈춰 세웠다가 일몰 이후 기동하는 상황에 놓이게 될 전망이다.

4일 발전사들에 따르면 전력당국은 최근 석탄화력 8개사 담당자 30여명을 초청해 ‘석탄 DSS(Daily start and stop)’ 운전에 관한 제반사항을 논의했다. 이 자리에서 전력거래소는 내년 봄부터 다수 석탄화력의 DSS 운영이 불가피하다는 점을 설명했다. 이미 올해 4월 17일에는 하동화력 1호기, 태안 3,5호기, 당진 7호기 등 4기가, 같은달 24일에는 태안3호기와 태안8호기, 당진 7호기가 DSS 운전을 경험했다.

발전사들은 ‘올 것이 왔다’는 반응이다. 작년부터 일부 설비가 평일에도 정지지시를 받았기 때문이다. D사 관계자는 “과거에 석탄화력은 정비 때까지 연중 상시로 운전했지만 몇 년 전부터 토요일에 발전기를 세웠다가 월요일 가동하는 패턴으로 운영방식이 바뀌고 있다”면서 “어쩔 수 없는 변화이긴 하지만 현장 근로자들 입장에선 발전기를 끄고 켜다가 고장이 발생할 수 있어 심적인 부담이 크다”고 말했다.

이와 관련 발전사들은 내부회의에서 발전기 특성상 DSS 운전가능 설계한계를 초과하는 운영은 어렵고, 경제급전 원칙을 적용해 연료비가 저렴한 순서대로만 대상 발전기를 지정할 경우 특정 발전기만 반복해 기동·정지하면서 고장이 증가할 수 있다는 우려를 내비친 것으로 알려졌다. 당국은 향후 DSS 운전 상시화에 대비해 전력시장 운영규칙을 정비해 다수 발전기가 균등하게 참여하는 방안을 찾는다는 입장이다.

복합화력의 기동·정지는 더 잦아지고, 열병합발전기도 유연운전을 요구받고 있다. 발전사들의 최근 수년간 운전현황을 살펴보면 서인천복합의 하루 2회 기동·정지 횟수는 2018년 36회에서 2020년 151회, 올해 현재까지 243회 순으로 가파르게 증가하고 있다. 같은기간 전력계통내 태양광 설비용량은 2018년 8.6GW, 2020년 17.8GW, 올해 9월 기준 26.2GW로 증가했다. 태양광이 전통화력 자리를 빠르게 잠식하고 있다.

일부 열병합발전기는 열과 전기를 동시에 생산할 때는 그간 전력거래소 중앙급전시스템의 AGC운전(주파수변동 출력조절) 지시를 받지 않다가 올해부터 연동 시험을 시작했다. 계통의 안정적 운영을 위해서는 어떤 발전기도 예외가 있을 수 없다는 원칙 때문이다. 이밖에도 대표적 경직성 전원인 원전은 2020년부터 설과 추석마다 감발운전을 시작했고, 올해는 처음 봄·가을 주말에 출력을 낮춰 운전했다.

양수발전은 지금까지는 경제성 운영 원칙에 따라 가격이 저렴할 때 펌핑을 하고 반대일 때 발전을 해왔지만, 지난해부터 계통신뢰도를 우선 시하는 운영방식을 도입해 같은 시간대에 특정 양수는 부하역할을, 또다른 양수는 발전을 병행하고 있다. 전력당국 관계자는 "재생에너지 증가로 모든 발전기들의 운전방식이 바뀌고 있다"면서 "향후 조력, 바이오, 재생에너지도 예외없이 유연성을 요구받게 될 것"이라고 했다. 

이상복 기자 lsb@e2news.com

▲인천발전단지내 복합화력발전소
▲인천발전단지내 복합화력발전소

 


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