[2021 쟁점 분석] (34) 에너지전환의 핵심 송전망

한국의 2021년은 탈탄소 정책의 원년으로 기억될 것이다. 2030년까지 2018년 대비 35%의 국가 온실가스 감축목표를 담고 있는 탄소중립기본법이 올해 8월 국회에서 제정됐다. 국가온실가스 감축목표(NDC)는 여기서 한 걸음 더 나아가 40%의 감축 목표를 국제사회에 공약했다. 그리고 배출하는 탄소만큼 흡수한다는 넷제로를 2050년까지 달성하겠다는 문재인 대통령의 선언은 11월 개최된 유엔기후변화협약 제26차 당사국총회(COP 26)에서 메탄감축협정 참여, 석탄화력발전의 단계적 폐지와 투자 중지 서약으로 이어졌다. 온실가스 감축목표의 현실성과 타당성 논란은 있지만 이제 그 방향을 되돌릴 수 없음을 분명히 한 것은 명백한 진전이다.●반도체 2019년 국가 발전량의 4.9% 소비

한국이 2050년 넷제로를 달성하기 위해 가장 우선적으로 추진할 과제는 발전부문에서의 온실가스 감축이다. 국제에너지기구(IEA)를 비롯한 많은 연구기관은 넷제로를 달성하려면 선진국을 중심으로 2030년까지 발전부문에서의 탄소배출 제로를 달성해야 한다는 시나리오를 제기한다. 이를 위해서는 석탄화력발전의 폐지, 그리고 태양광, 풍력 등 재생에너지의 확대는 거부할 수 없는 시대적 추세가 됐다.

문재인 정부 출범 이후 재생에너지 확대, 그리고 탈원전 정책을 둘러싼 갈등과 대립은 끊이지 않았으며 전문가들의 논의에서 정치적 영역으로 확대됐다. 하지만 모두가 ‘발전’에만 관심을 두고 있는 사이 정작 에너지 전환에서의 핵심 요소인 ‘송전·배전’은 잊혀진 존재가 되고 있다.전기란 존재는 저장이 곤란하기 때문에 기본적으로 수요와 공급이 실시간으로 일치해야만 하는 특성을 가진다. 수요처와 공급시설이 물리적으로 떨어져 있어 이를 연결하는 송전 및 배전시설이 필요한 것이다. 수요와 공급 사이의 균형이 무너지면 블랙아웃과 같은 전력시스템의 붕괴가 나타나고, 이를 복구하는 데는 수주에서 수개월의 시간이 걸린다. 그래서 안정적인 전력망 유지는 에너지 전환에 있어서도 최우선적으로 고려돼야 할 목표다. 하지만 최근의 흐름은 전력망의 안정적 운영을 위협하는 쪽으로 진행되고 있다.

우리나라의 전력체계는 일반적인 예상과 달리 지역 내 수요를 해당 지역에서 공급하는 비중이 높다. 동남권에 집중된 원자력발전소의 전력은 제철 등 중후장대형 산업에서 요구하는 전력을 공급하는 데 대부분 쓰인다. 서울과 수도권은 인천 및 충남 서해안 지역, 그리고 강원권에서 생산되는 전력을 통해 수요를 충당하고 있다.(그림1 참조) 장거리 송전망은 갖춰져 있지만 그 의존도는 생각보다 낮았던 것이다. 하지만 최근 수도권 지역에서 대규모 전력을 필요로 하는 신규 시설이 늘어나면서 기존 시스템의 변화를 요구하고 있다.

현재 수도권에서는 평택(삼성전자), 용인(SK하이닉스)에 대규모 반도체 사업장을 신설·증설하는 계획이 추진되고 있다. 반도체 제조는 대표적인 전력 다소비 업종이다. 2019년 기준 국내 반도체 사업은 국가 전체 발전량의 4.9%(2만 4454GWh)를 소비했다. 에너지전환 연구기관인 넥스트그룹의 분석에 따르면 2025년 이후 두 업체가 추진 중인 신설·증설이 완료되고 정상 가동되면 현재 수준과 비교해 설비용량을 기준으로 최소 3.5GW가 더 필요하게 된다. 여기에 더해 대량의 전력을 쓰는 데이터센터 역시 수도권에 집중되면서 수도권 전력수요는 2034년까지 약 20GW 증가할 것으로 전망되고 있다.(그림2 참조) 하지만 현재 수립된 제9차 전력수급기본계획에 따르면 수도권 전력확충은 10.5GW 수준에 머무르고 있어 수도권에서 전력공급시설 확보나 추가적인 송전선로의 확보 없이는 미래의 전력수요를 충족시킬 수 없는 상황이 닥칠 것이다.정부의 탈석탄 정책이 진행되면 충청·서해안 지역에 집중된 석탄화력발전소의 축소나 폐쇄는 불가피하다. 하지만 LNG발전으로의 전환 여부는 불확실한 상황이며 다른 지역에서 생산되는 전력을 수도권에 보낼 송전망도 부족하다. 이를 단기간에 해결하는 것도 어렵다. 현재 동해안 지역에는 삼척화력 1·2호기, 강릉 안인 1·2호기 등이 2022년 이후 발전을 시작할 계획이지만 이들이 생산하는 전력을 수도권으로 보내기 위해 필요한 5.8GW 규모의 송전망 건설은 지지부진하다.

●울진~가평 220㎞ 송전선로 건설 연기

정부와 우리나라 유일의 송전사업자인 한국전력은 경북 울진부터 경기 가평까지 이어지는 220㎞의 송전선로 건설을 추진해 왔지만 440기에 이르는 송전철탑 건설 등을 둘러싼 반대로 인해 당초 21~22년이던 송전망 완공목표는 2025년으로 연기됐다. 최대 높이 100m에 이르는 765㎸ 송전탑은 그 크기로 인해 시각적으로 큰 거부감을 가져올 뿐만 아니라 고압 송전과정에서 발생하는 전자파의 유해성으로 인한 우려 역시 크다.

정부와 한전은 이러한 문제를 해결하기 위해 일반적인 교류 방식이 아닌 고압직류(HVDC) 형태의 송전선로 건설을 추진하고 있다. 직류 특성상 전자파 발생이 없다는 장점이 있지만 송전선로 안정성 확보를 위한 기술적 문제는 해결하지 못한 상태다. 2025년까지 송전선로가 완성되더라도 송전을 둘러싼 문제는 계속될 전망이다. 제9차 장기송변전설비계획에 따르면 2034년까지 보급되는 재생에너지의 56.5%는 호남지역에서 공급될 예정이지만 정작 수요는 수도권에 집중됨에 따라 추가적인 송전선로 확보가 필요한 상황이 계속 이어진다. 호남지역은 상대적으로 저렴한 토지가격, 양호한 일조 및 풍량 등으로 재생에너지가 집중되고 있지만 정작 전력수요는 낮은 지역으로서 현재도 재생에너지의 순간적 과잉 공급에 따른 전력망 유지의 어려움이 자주 나타난다. 전력 생산보다 수요처까지 공급하는 것이 더 중요한 문제인 셈이다.

에너지 전환의 모범생으로 꼽히는 독일도 재생에너지 비중 확대는 예상보다 순조롭게 진행되고 있지만 송전망 건설은 계획에 못 미치고 있다. 독일은 인접 9개 국가와 전력망이 연계돼 있다. 이를 통해 주변 국가에 전력을 수출하고 있으며 2011~2018년의 전력 수출 증가율은 연간 5.8%에 이른다. 독일의 재생에너지 증가와 에너지 전환은 주변국에 상당 부분 의존하는 게 특징이다. 독일의 풍력발전시설이 집중된 북부와 산업생산시설이 밀집된 남부를 연결하는 고압 송전망 부족으로 인해 북부지역에서 생산된 전력이 인접한 체코와 폴란드의 송전선로로 흘러가 전력공급 불안정성을 높이는 이유가 되고 있다.(그림3 참조) 송전망 확충이 재생에너지 보급 수준에 미치지 못해 전체 전력계통이 불안정해지는 사례가 빈번하게 발생하고 있으며, 전력망 보호를 위해 풍력 등에서 생산된 전력을 전력망에서 차단하는 출력제한 규모는 2013년 555GWh에서 2015년 4722GWh, 2018년 5403GWh로 급격히 증가하고 있다.●독일도 주민 반대로 남북 송전선로 지연

전력 수출국인 독일은 2016년 기준 전력망의 안정적 운영을 위해 필요한 예비 전력의 57%를 주변국에서 수입해 충당하고도 있다. 이런 외부 의존도는 프랑스 11%, 헝가리 16%에 비해 훨씬 높은 수준으로 라트비아(84%)에 이어 2위를 차지하고 있다. 독일은 네트워크로 연결된 국제 전력망의 혜택을 크게 누리고 있는 것이다.

인접국의 전력망 불안 문제를 근본적으로 해결하기 위해 독일 정부는 10년 전부터 독일을 남북으로 종단하는 송전선로 구축에 나섰지만 지역 주민과 지방자치단체의 반대와 소송, 복잡다단한 행정절차 등으로 인해 계획대로 진행되지 않고 있다. 독일은 신속한 사업 진행을 위해 2009년 에너지케이블구축법(EnLAG), 2019년 전력망구축촉진법(NABEG) 제정을 통해 송전망 건설사업을 독려하고 있다. 에너지케이블구축법은 24개 송전 프로젝트를 선정해 행정적 절차를 최소화하도록 했으며, 지중화가 필요하면 추가 건설비용은 소비자가 부담하도록 원칙을 정했다. 하지만 그래도 송전망 건설이 늦어지자 2019년 전력망구축촉진법을 만들었다.

전력망구축촉진법은 기존 망의 업그레이드와 연장에 대한 절차를 간소화하는 게 핵심이다. 송전선 공사를 지연시키면 페널티를 부과하고, 반대로 협조하면 더 높은 보상금을 지불한다. 또한 전력망의 지중화 및 직류화 프로젝트(SuedLink)도 동시에 추진해 송배전 효과를 높이도록 했다. 하지만 2030년까지 북해와 발틱해에 25GW 규모의 해상풍력 단지가 조성될 예정이지만 송전선로 건설이 지연돼 향후 10여년간 병목현상이 더욱 가중될 전망이다.(그림4 참조)

풍력, 태양광 등 재생에너지원의 확대는 단순한 전력생산 방식의 변화가 아닌 전력망 구조의 변화를 요구한다. 태양광을 비롯한 소규모 분산형 재생에너지원은 기존의 발전소와 달리 넓은 지역에 분포하고 있기 때문에 이를 전력망과 연결하는 배전망을 추가로 확보해야 한다. 이를 다시 수요처까지 연결하는 신규 송전망도 필요하다. 전력망 신규 투자 및 보강, 효율적 계통운영을 위한 망사업자의 비용 부담은 증가할 수밖에 없다.

●데이터센터 총량제 등 수도권 억제 필요

한국에서는 송배전사업을 한전이 독점하고 있기 때문에 이런 부담은 일차적으로 한전이 감당해야 한다. 궁극적으로는 전력요금에 포함된 송배전 요금을 인상해 전력수요자가 부담하도록 해야 한다. 우리나라의 전기요금 가운데 송배전망 사용에 따른 요금 비중은 11%에 불과하다. 주요국 평균인 27%에 비해 훨씬 저렴하기 때문에 이를 다른 국가 수준으로 인상하면 에너지 전환에 따른 망 투자비용 상당수를 충당할 수 있다. 하지만 이는 전력요금 인상으로 이어지기 때문에 결코 쉬운 선택은 아니다. 하지만 전력요금의 인상, 그리고 원가를 반영한 전력요금의 변동폭 확대 없이는 전력부문의 탈탄소는 현실적으로 불가능하다는 점을 이제는 인식해야 한다.

대량의 전력을 소모하는 데이터센터를 수도권에 일정 규모 이상 설치하지 못하도록 하는 총량제를 실시하는 것을 포함해 궁극적으로는 지역별 전력요금 차등제를 통해 지역에서 필요로 하는 에너지를 생산하지 못하는 곳이 추가 부담하도록 해야 한다. 전력요금의 지역적 차이가 발생하게 되면 기업들은 무조건적인 수도권 선호에서 벗어나 여러 가지 요소를 고려할 것이며, 이는 장기적으로 자연스럽게 지역균형발전으로 연결될 수 있다.

에너지 전환은 단순히 전력을 어떻게 생산하느냐의 문제가 아니라 경제, 사회 및 국토공간 체계의 변화를 동시에 고려해야 하는 과제라는 점을 잊어서는 안 된다. 저렴하고 안정적인 전력망 구축을 위해 지난 60년간 노력해 왔던 성과를 토대로 이제 새로운 도전에 나서야 할 때가 됐다.최준영 법무법인 율촌 전문위원