전력부문 탄소중립... 분산에너지 활성화가 먼저

2050년 탄소중립 달성을 위해 정부는 부단히 노력하고 있는 가운데 산업부는 지난 6월 30일 분산에너지 활성화 추진전략을 발표했다.

분산에너지는 대규모 송전망·발전소 구축 필요성을 낮추고, 중앙전력계통 문제 발생 시에도 전력의 안정성을 제고할 수 있어 그 중요성이 높아지고 있다.

정부는 분산에너지 활성화를 위한 제도 마련을 위해 ‘분산에너지 활성화 특별법’ 제정 추진을 계획하고 있다고 언급했다.

분산에너지 활성화 추진전략은 변동성 재생에너지(VRE) 증가세에 따른 전력계통의 불안정성을 해소하고, 2050 탄소중립 목표를 감안해 분산에너지 확대 가속화를 지원하는 것이 주요 골자로 한다.

세부적으로는 △재생에너지 증가에 따른 전력계통의 관리·수용 능력 강화 △분산에너지의 생산·소비 확대 △분산에너지의 전력시장 참여를 위한 시장·제도 조성을 추진하게 된다. 이 전략을 통해 발전 부문 투자 확대(83.7조 원)와 온실가스 감축 편익(16.8조 원) 등이 이뤄질 것으로 기대된다.

한화투자증권 이재연 연구원은 정부의 분산에너지 활성화 추진전략에 대해 '전력부문 탄소중립을 위한 첫걸음'이라고 평가했다.

현행 법은 분산형 전원을 전력수요의 지역 인근에 설치해 송전선로의 건설을 최소화할 수 있는 40MW 이하의 모든 발전설비나 500MW 이하의 집단에너지, 구역전기, 자가용 발전설비로 규정하고 있으며 이에 재생에너지, 연료전지 등이 주로 해당된다.

우리나라는 2020년 10월에 2050년까지 순탄소배출량을 제로(0)로 하는 탄소중립 목표를 발표했는데, 현재 탄소배출량 중 에너지(전력·열) 부문의 비중이 40%에 달하기에 저탄소전원 확대가 필요한 상황이다.

이 연구원은 “재생에너지원은 기상환경에 따라 출력 변동성이 높은 데에 반해 현재 시장은 중앙집중형 발전에 적합한 ‘하루전 시장’ 중심으로 운영중이기에 재생에너지 확대에 따른 수급 불안정 발생 우려가 존재한다”며, “이에 따라 분산에너지 관련 시장 인프라 구축 및 잉여 재생에너지 전력의 사용처 확보를 통해 분산에너지원 확대 기반을 만드는 것이 탄소중립을 위해서 필수적”이라고 말했다.

연구 보고서에서는 분산형 에너지 활성화 추진 과정에서 발전용 연료전지 시장이 성장하고, 신재생에너지 자가소비가 확대되며, VPP시대가 도래할 것이라고 예상했다.

국내 전력소비는 수도권에 집중돼있는 반면 전력생산은 비수도권(충남 22.7% 등)에 주로 설치돼 있어 수도권 지역의 에너지자립도가 낮은 상황이다. 이에 따라 전력 소비를 분산하는 한편 광역별 전력자급률 제고를 위해 분산에너지의 편익 보상책이 마련될 것으로 전망된다.

특히 지역난방 열병합발전설비에 대해 지원할 것으로 보인다. 이로써 전력과 열을 같이 판매할 수 있는 도심형 발전용 연료전지 수요가 확대될 것으로 예상된다. 제3차 에기본에서 도 수요지 인근 분산전원 확대를 위해 연료전지 열을 집단에너지 열공급과 연계하는 방안을 과제로 삼은 바 있다.

한편, 국내 신재생에너지는 자가소비보다는 전력판매형에 집중되고 있다. 이는 전력판매형 신재생에너지 발전은 재정적인 보상(SMP+REC)을 수반하나, 자가소비용 발전은 전기요금 상계만이 가능해 자가소비형 설치 유인이 상대적으로 낮기 때문인 것으로 분석됐다. 전력 자가소비는 국가적인 전력망 투자를 최소화할 수 있고, 에너지 자립률(시스템 안정성)도 높일 수 있다는 장점이 존재하기에 신재생에너지 자가소비에 대한 인센티브 부여가 검토될 예정이다.

이는 결과적으로 산업용·주택용 지붕형 태양광 설치 및 BIPV, 건축물 신재생설비 설치 확대로 이어질 것으로 보인다.

이러한 일련의 활동을 기반으로 소규모 분산전원 및 자가소비 후 잉여전력을 전력시장에 연결해 거래할 수 있도록 하는 VPP(가상발전소/한국형 통합발전소) 시스템 제도가 도입될 것으로 예상된다.

VPP의 필요성은 꾸준히 부각돼 왔으나 기술 미비 및 관련 제도 부재로 인해 VPP 구축이 지연된 바 있다. 현재 VPP 시스템 개발에 필요한 발전수요 예측·전력거래 등 소프트웨어 기술이 발달한데다, 제도적 지원책도 마련될 것으로 보여 VPP 활성화 가능성이 어느때보다 커졌다는 분석이다.

글로벌 탄소중립 기조에 따라 국내 발전업계도 변동의 시기를 지나고 있으며, 특히 K-RE100 캠페인 참여 기업들이 늘어나며 재생에너지 전력 구매 수요는 향후 더 커질 것으로 예상된다.

향후 에너지 패러다임은 재생에너지 설치량 확대에 따라 중앙집중형에서 분산형으로, 대규모에서 소규모로, 하드웨어 중심(대형 인프라)에서 통합 소프트웨어(모니터링, 제어 시스템) 중심으로 변모할 것으로 판단된다.

장기적으로는 대형 해상풍력 발전단지 구축이 본격화 됨에 따라 재생에너지도 중앙급전자원의 역할을 수행하는 한편, 분산에너지 전원(태양광·연료전지)은 VPP를 통해 거래가 활성화되며 발전원의 중심 축으로 자리잡을 전망이다.