제주지역 재생에너지가 급증해도 기존 발전소 운용이 불가피한 것으로 나타났다. 내연 발전소 역할을 재생에너지가 대체하기 위해서는 당장 해저연계선이 시급하다는 분석도 나왔다.

10일 한국전력거래소가 공개한 ‘동해안 및 제주지역 발전제약 효율화 방안 연구용역 보고서’에 따르면 제주지역 계통안정을 위해 기존 발전기의 최소 운영(must-run)이 필수적이다.

제주는 2020년 말 기준으로 석유와 LNG 등 화석연료를 사용하는 화력발전기가 전체의 51.2%를 차지하고 있다. 재생에너지는 18.2%, 나머지 30.6%는 육지에서 전기를 받고 있다.

기존 발전 설비는 제주복합과 한림복합, 남제주복합발전소 등 3곳에서 가동 중이다. 애월항에 LNG 인수기지가 들어서면서 현재는 LNG를 연료로 사용해 전기를 생산하고 있다.

재생에너지가 늘면서 태양광 발전사업자들 사이에서는 기존 발전기 운영 중단을 요구하는 목소리가 높다. 기존 발전기 운용을 줄이면 태양광 출력제한을 해결할 수 있다는 논리다.

출력제한은 풍력과 태양광 등 재생에너지 발전 전력량이 과도하게 많을 경우, 한국전력공사가 계통안정을 위해 재생에너지 발전 설비의 출력을 차단하는 것을 뜻한다.

2015년 3차례(152MWh)에 불과했던 출력제한이 2020년에는 77차례(19.4GWh)로 급증했다. 올해도 상반기에만 60회 이상 출력을 제한하면서 발전사업자들의 불만이 커지고 있다.

2020년 출력제한으로 발생한 손실만 34억원이다. 2030년 재생에너지 100% 전환까지 출력제한 문제를 해결하지 못하면 1500억원(출력제어 878GWh)의 피해가 발생할 수도 있다.

문제는 발전사업자들의 요구대로 당장 발전소 운영을 중단하기 어렵다는 점이다. 기존 발전기를 일정 수준 이상으로 정지하면 주파수 조정 예비력 확보가 곤란해지기 때문이다.

재생에너지는 기후에 따라 발전량이 들쭉날쭉하다. 전력 생산량이 갑자기 올라가거나 떨어질 경우 거미줄처럼 촘촘히 연결된 도내 전력계통 주파수가 뒤틀린다.

기존 발전기는 전력수요에 맞춰 발전출력을 제어해 주파수를 유지한다. 수요를 무시하고 재생에너지가 전력을 과다 생산하면 주파수가 상승하면서 기존 발전기가 탈락하게 된다.

주파수가 기준치를 벗어나면 도내 모든 발전기가 멈춰선다. 이는 광역정전, 즉 블랙아웃을 의미한다. 이 때문에 재생에너지 발전량이 늘어도 기존 발전기의 최소운전을 피할 수 없다.

전력거래소는 도내 하루 전력 수요량이 901MW를 초과하는 경우 도내 7개 발전기가 모두 가동돼야 한다고 분석했다. 601MW 초과시 6개, 501MW 초과시에는 최소 5대로 줄일 수 있다.

기존 발전기 운영 유지는 재생에너지 출력제한으로 연결된다. 이에 전력거래소는 제주~완도를 연결하는 200MW급 제3연계선(HVDC)의 조속한 운영을 현실적인 대안으로 제시했다.

2025년 제3연계선이 가동될 경우 기존 발전기 운영을 현재 7대에서 3~5대까지 줄일 수 있을 것으로 예측됐다. 그 여력만큼 재생에너지에 대한 출력제한을 줄일 수 있다.

전력거래소는 “제주지역 재생에너지가 확대되면서 계통안정의 불안정성도 높아지고 있다”며 “재생에너지 수용량 증대를 위해서는 제3연계선 도입이 필수적”이라고 밝혔다.

전력거래소는 이번 연구와 별도로 제주지역 재생에너지 체계 정립을 위해 ‘제주 독립 에너지계획 전환을 위한 로드맵 및 계획수립 체계에 관한 연구용역’을 추진하고 있다.

이를 통해 재생에너지 급증에 따른 손실과 추가 비용을 분석하고 수용 가능한 단계별 운영 가능성을 검토하기로 했다. 제주 독자적인 에너지계획도 수립할 계획이다.