[칼럼] 재생에너지 계통문제, 수소 연계생산으로 풀어야

[이투뉴스 칼럼 / 이종영] 재생에너지 비중 확대로 귀결되는 에너지전환정책은 지구온난화가 가속화되는 현 시점에서 피할 수 없는 에너지정책의 방향이다. 화석연료 중심의 전기생산은 기후변화유발물질인 이산화탄소와 미세먼지의 배출로 인해 해당 국가뿐만 아니라 인접한 국가의 국민에게도 피해를 준다. 현대 사회에서 전기는 경제성장에 필수적 일뿐만 아니라 인간의 삶의 질 향상을 넘어서 이제 인간다운 삶을 결정하는 요소다. 

이 정도로 중요한 전기라고 그 생산과정이나 연료를 전혀 문제시 하지 않는 것이 아니다. 화석연료를 사용하는 전기생산은 생산비용을 효율화하지만, 인간과 환경이 수용할 수 있는 배출유해물질의 배출한계를 고려하게 하고 있다. 정부는 에너지전환정책으로 재생에너지 발전원 비중 확대를 핵심적인 내용으로 추진하고 있다. 그러나 재생에너지로 생산된 전기는 송전선로, 배전선로와 같은 전력계통에 연결되지 않으면 사용할 수 없는 무용지물로 전락한다. 발전분야에서 에너지전환은 재생에너지 발전시설의 건설과 더불어 발전된 전력을 수요지까지 전달할 수 있는 송전선로, 배전선로와 같은 전력계통의 확충과 보조를 맞추어야 한다. 현재 송전선로의 건설은 우리나라 국민과 주민의 권리의식의 증대와 사회적 수용성의 부족으로 지금까지 경험하지 못한 난항에 직면해 있다. 송전선로로 대변되는 전력계통보강이 재생에너지 발전원 증가에 보조를 맞추지 못함으로써 어렵게 설치된 재생에너지 발전원을 에너지전환의 실질적인 성과로 활용하지 못하고 있다.

에너지전환정책에 발맞춰 광주·전남지역의 태양광발전설비가 지속적으로 증가하고 있으나 발전된 전력을 수요지역에 공급하는 송전선로가 건설되지 않아서 전력계통의 불균형이 발생하여 전압 불안정이 심화되고 있다. 특히, 전력수요가 적은 봄·가을이나 공휴일의 발전량은 수요량보다 많아 과전압으로 인한 전압 불안정이 전력계통에서 종종 발생하고 있어 전기를 버려야 하는 상황에 놓여 있다. 재생에너지 발전의 증가로 전력수요가 많이 떨어지는 공휴일에는 154kV선로 전압이 거의 170kV까지 올라가고, 특정지역에서 345kV선로 전압이 360kV까지 급등하기도 한다. 또한 바람이 풍부한 제주도에 설치된 풍력발전기는 발전된 전력을 수요지로 공급할 전력계통의 부족으로 가동을 중단하는 출력제한 사례가 증가하고 있다. 2017년 14회, 2018년 15회였던 풍력발전 출력제한 횟수는 2019년에는 역대 최대인 39회를 기록하고 있다.

재생에너지 발전원 증가에 따른 송전선로 부족 및 전력계통 불안정 문제의 해결은 에너지전환정책의 또 다른 과제다. 국회에 상정된 ‘수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률(안)’이 9일 본회의를 통과했다. 수소경제 육성의 첫 걸음은 수소의 안정적이고 친환경적인 제조와 사용 확대이다. 수소는 지구상에 다른 원소와 결합된 형태로 가장 풍부하게 존재하고 있으나, 사용 가능한 수소는 부생수소, 천연가스를 추출한 추출수소(개질수소), 수전해 수소다. 수소경제 육성의 정당성은 수소에너지의 사용으로 미세먼지나 기후변화물질을 배출하지 않는 친환경적인 에너지에서 찾고 있다. 따라서 수소경제가 지향하는 수소생산은 재생에너지 발전원에서 발전된 수전해 수소의 사용이다. 재생에너지 발전원에서 생산된 전기는 그 자체로 수요처에 공급되나 전력계통에 과도하게 공급되는 과전압 전력, 즉 잉여전력은 친환경적 수소생산에 활용할 수 있다. 재생에너지 발전원으로 생산된 전기를 이용하여 물을 분해(수전해)한 수소생산은 수소경제사회가 꿈꾸는 이상적인 모델이다.

장기적으로 재생에너지 발전원에서 생산된 전력을 수전해 방식을 통하여 수소를 생산하는 수소경제사회는 재생에너지가 가지는 간헐성 문제를 해결하는 데도 기여 할 수 있다. 에너지전환정책의 성공은 증가하는 재생에너지 발전원에 따른 송전선 확충과 같은 전력계통의 보강이지만, 과도기적으로 재생에너지 발전원에서 생산된 잉여전력을 어떻게 활용할 것인지에 고민이 필요하다. 급속도로 증가하는 태양광발전설치에 따라 발전된 전력을 전력계통에 연결함으로써 발생하는 과전압문제를 해결하고, 풍력발전기 출력제한을 해결할 수 있는 정책적 방안은 수소생산과 연계하는 데에서 찾아야 하며, 이에 적합한 정책과 제도의 개발이 현 시점에서 절실하게 요구된다.