양이원영 국회의원이 산업통상자원중소벤처기업위원회 종합감사에서 2천억 원 기본정산금을 지급하고도는 신뢰성 DR(수요감응) 감축이 거의 없는 현실과 국내 전력계통에 확대 설치되고 있는 ‘초고압직류송전(HVDC)’의 안정성과 경제성 문제에 대해 집중 질의했다.

잘 활용하면 신규발전소 건설을 대체하거나 비싼 발전소 운영을 줄이는 효과를 가져올 수 있다고 알려진 수요 반응(DR:Demand Response)시장을 활성화하면 안정적인 전력 수급을 확보할 수 있지만, 전기사용자가 아낀 전기에 대해 보상하는 이러한 제도를 제대로 활용하지 못하고 있다는 비판이다.

양의원이 거래소로부터 입수한 자료에도 2014년부터 2020년까지 전력 소비 감축에 자발적으로 참여한 기업들의 수요 반응시장에서 9,426억 원의 경제적 효과를 낸 것으로 나타났고, 7월 기준으로 5,154개 사의 수요 반응자원 4.65GW의 의미는 원전 5기의 용량에 맞먹는다고 했기 때문이다.

DR은 용량이 부족할 때와 비싼 시간대로 나뉘면서 전력거래소 전력 수급 상황에 따라 감축 지시를 발령하면 의무적으로 약정한 감축량만큼 절감해야 하는 ‘신뢰성 DR’과, 전력시장에서 가격이 비싼 시간대 수요를 줄이는, 다시말해 비싼 발전기 대체 효과로 발전량을 줄이는 절감형 ’경제성 DR’ 등 목적에 따라 두 가지로 나뉜다.

의무감축 없는 ’신뢰성 DR‘ 2천억원 기본정산은 밑 빠진 독 물 붓는 연례 행사

2014년 DR제도 시행 초기에는 신뢰성 DR 활용도가 높았지만 발령기준 등이 까다로워진 2020년부터는 예비력 5.5GW 미만일 경우에만 발동되는 것으로 변경됐고, 이로 인해 기능을 잃었다고 한다.

2019년부터 자리 잡은 소규모 수요 반응자원과 달리, 변경 이후 신뢰성 DR은 전혀 활용된 적 없는 제도로 전락 되면서 사장된 것과 다를 바 없다고 전해진다.

문제는 약 4.6GW에 달하는 수요 반응자원이 개점 휴업인 상태인데도 기본정산금은 아직도 2019년 2천128억 원, 2020년 1천985억 원이 지급되고 있다는 데 있다.

이에 대해 양이원영 의원은 “수요관리에 유용한 자원을 확보해 놓고도 엄격한 기준적용으로 활용되지 않는 것은 비효율적”이라는 지적과 함께 수요 반응자원의 적극적인 활용을 통해 DR시장을 키울 수 있는 제도 개선 방안을 주문했다.

양 의원은 이와 함께 2019년 가정과 소형점포 등을 상대로 시행 중인 소규모 수요 반응자원 ‘국민 DR’을 예로 들며 최근 1년 사이 3배 이상 증가한 것과 비교했다.

국민이 직접 참여하는 국민 DR은 단순한 수요관리 차원을 넘어 사회적 에너지절약 문화확산 의미로 확산되면서 2020년 883세대 참여에서 2021년 9월 기준 3,124세대로 늘어나면서 점차 확산되는 분위기다.

발령요건 완화와 피크요금제 등 수요 반응(DR)시장 활성화는 중요

아울러 최근에 시행하고 있는 계시별 요금제는 피크 시간대에 맞추어 촘촘하게 설계되지 못한 문제가 있는 만큼 국민 DR 활성화를 위한 개선을 요구했다. 또한, 신뢰성 DR 발령요건 완화와 국민과 기업참여 활성화로 최대전력수요(피크타임 전력수요) 감소 효과를 볼 수 있는 피크 요금제 등의 장점과 비교하면서 개선을 주문했다.

1년 동안 단기적으로 나타나는 전력수요 충족을 위한 발전소 추가 건설보다는 수요관리시장 활성화가 국가적으로 탄소중립에 훨씬 큰 이익이라는 점을 강조한 것이다.

계시별과 피크 요금제는 DR개념과 유사하지만 ‘계시별’은 계절별이나 시간대별 중에서 전력수요가 많아질 때 높은 요금 단가를 적용하고, 전력수요가 적을 때는 낮은 요금 단가를 적용하는 요금이완 제도다. 피크 요금제는 전력수요가 최대치에 달하는 피크 시간 대 더 많은 요금을 부과하는 방식으로 최대수요 억제를 유도하는 요금제다.

고장 잦은 초고압직류송전(HVDC) 파행운영 셧다운 공포와 전력계통 불안 가중 

양이원영 의원은 같은 날 산업통상자원중소벤처기업위원회 종합감사에서 국내 전력계통에 확대 설치되고 있는 ’초고압직류송전(HVDC)‘의 안정성과 경제성 문제를 질의했다.

질의에서 양이 의원은 올 초 삼성전자가 소재한 평택 지역의 안전한 전력공급을 위해 가동 중인 북당진~고덕 간 HVDC가 가동 이후 9개월 동안 무려 9번의 고장을 냈고, 8월에는 변압기 부싱이 고장 나면서 HVDC 설비 자체가 약 15일간 정지된 이유를 비롯, 9월에도 연차 점검 시행 중으로 이어진 설비의 파행 운영과 배경을 추궁했다.

특히, HVDC 변압기 부싱 고장과 관련해 한국전기안전공사에 문의한 결과에 따르면 변압기 부싱 고장은 ’변환소 화재‘로 이어질 수도 있는 심각한 사고였으며 제어기 오작동과 보호계전기 고장 등도 심각한 문제인 것으로 확인됐다고 한다. 

이와 관련해 양이 의원은 “20년이나 된 해남-제주 간 HVDC 설치 1회선은 고장 20회를 일으켰고, 진도-제주 2회선은 17회의 고장과 관련해서 만약 진도-제주 간 2회선이 고장이 나면 제주 전역의 광역 정전사태로 비화 될 수 있다”면서 빈번한 HVDC 고장 사고를 낸 한국전력공사를 비난했다.

덧붙여, 한국전력공사는 수조 원이 투자된 HVDC 설비 고장으로 가동이 정지되면 다른 발전소와 다른 전력망을 이용해 전력을 우회 공급하는 방식으로 HVDC 문제 노출을 숨겨왔다고 질타했다.

정전 없었기 때문에 문제도 없다는 한국전력공사 측의 무책임한 보고에 대해 문승욱 산업부 장관은 “답변이 잘못됐다”고 시인한 것으로 알려지고 있다. 

또 HVDC 송전단 설비 정지로 발생하는 손실뿐 아니라 인근 발전소나 전력망 사용에 따른 손실에 대한 조사 요청과 함께 산업부통상자원부 장관에게 손실 비용검토도 요구했다. 

이어 HVDC 설비는 중국처럼 수천km씩 대륙을 지나는 장거리 송전에 필요한 데 한국은 고작 34km 구간인 북당진~고덕과 230km 신한울~수도권 단거리 설치 후 에 그것도 단독이 아닌 기존 교류망과 섞어 사용하기 때문에 전체 전력망에 대한 위험 소지 이상의 안전성을 떨어뜨릴 수 있다는 우려도 표했다.  

국가전력망 시험설비(Test-Bed)전환은 기술검정과 실증통과 신뢰기술 전제돼야 

이는 만약 신한울 원전과 석탄발전 지역에서 수도권까지 8GW짜리 HVDC 설비를 가동했다가 고장이 나 멈춰버리면 광역 정전까지 우려되는 사안인 만큼, 시험설비(Test-Bed)가 아닌 국가 전력망 활용은 테스트가 끝난 안정적인 기술에 더해 실증을 넘어선 신뢰할 수 있는 기술만이 채택돼야 한다고 일침을 놓았다.

게다가 “앞으로 재생에너지가 늘어나면 전력망의 안정적 확보가 더욱더 중요할 수밖에 없는 현실인데 이렇게 고장이 수시로 발생하는 HVDC 설비를 더 확대하는 송배전 계획은 당연히 재고됨이 마땅하다“는 전제와 함께 전반적인 내부 검토와 점검을 산업통상자원부 장관에게 주문했다. 

LNG 대비 온실가스배출량 1.4배, 가격 1.5배 비싼 ’연료전지‘는 탄소중립 걸림돌

뿐만 아니라 양이원영 의원은 연료전지 문제점 보도와 관련해 설명자료를 배포한 산업자원부를 향해 “발전용 연료전지의 온실가스 배출량은 천연가스 발전소 온실가스 배출량보다 높은 것이 진실”이라고 반박했다.

이 공방은 LNG 대비 온실가스 배출량이 1.4배 높고, 가격은 1.5배 비싼 ’연료전지‘가 탄소중립 가로막는다는 양이의원 발표로 시작됐다. 산업부는 현재 주로 설치되고 있는 2가지 발전용 연료전지 모델의 탄소 배출량은 각각 358g/kWh, 261g/kWh 수준이고, 이는 2019년 평균 열 활용률 72%를 산정한 배출 계수로 LNG 발전소 배출 계수 389g보다 수치가 낮다고 해명했다. 

석유화학 등의 공정에서 생성되는 부산물인 ’부생수소‘를 사용하는 연료전지 발전소는 별도의 CO2를 배출하지 않기 때문에 정부는 이러한 부생수소 사용을 적극 권고하고 있다고 했다.

하지만 양이원영 의원은 산업통상자원부가 수치를 교묘하게 이용해서 진실을 가리고 있다면서 재차 ’그레이 수소‘를 사용하는 연료전지 온실가스 배출 문제를 해결해야 한다고 받아쳤다.

발전용 연료전지 재공정 온실가스 배출량 LNG 발전보다 당연히 높을 수밖에...

산업부가 주장하는 연료전지의 kWh당 261g 배출은 열 활용률 72%를 기준으로 산정한 배출 계수이기 때문에 전력 온실가스배출계수에 열 활용까지 더하면 당연히 온실가스배출계수는 절반 정도로 낮아지는 건 당연하다고 했다.

때문에 “같은 양의 연료를 사용해서 전기만 생산하고 열은 버리는 경우와 전기와 열을 같이 사용하는 경우와 비교하는 자체가 어불성설이고, 열을 활용하는 연료전지 온실가스배출계수는 LNG 발전의 온실가스배출계수가 아닌 열병합 가스발전 온실가스배출계수가 돼야 한다”고 말했다.

또한, 주장하는 연료전지 kWh당 358g은 연료전지 업체인 블룸에너지 홈페이지에 올려진 789파운드/MWh를 환산한 수치인데도 연료전지 업체의 이론 이론적 수치를 중앙정부 부처가 인용 주장하고 있다고 토로했다.

양이원영 의원실에서 제시한 수치는 발전5개사로부터 받은 27개 발전기에 대한 2020년 실제 발전량과 이산화탄소 배출량을 근거로 계산한 실측 데이터이기 때문에 전체5개 발전사의 연료전지 발전기별 온실가스 배출량을 연간 생산하는 전체 전력량으로 나눠서 산출한 값이라고 양이 의원실은 설명했다.

추가로 5개 발전사에서 제공한 2018~2020년 사이 발전사별로 3년치 연료전지 온실가스배출계수 평균값을 그대로 반영하더라도 산업부 503.6g/kWh 수치와는 큰 차이를 보이는 만큼, LNG 발전의 온실가스배출계수 389g/kWh보다 월등히 높다고 했다.

부족한 ’그레이 수소‘사용 연료전지 발전에 가중되는 또다른 온실가스 배출 문제

석유화학 공정에서 얻어지는 부산물이라서 추가 온실가스 배출이 없다는 부생수소 강조에 대해서는 최근 5년간 허가받은 177개의 연료전지 발전 중 ’부생수소‘ 이용 발전 허가를 받은 곳은 단 한 곳밖에 없다고 강조했다.

여기에 더 부언하자면 국내에서 부산물로만 보는 부생수소 생산량이 그리 많지 않기 때문에 일부로 만들거나 또는 수입으로 충당해야 하는 데, 국내 공정일 경우는 양이원영 의원 지적처럼 또 다른 온실가스 배출원인이 될 수밖에 없다고 판단된다.

기술별 차이로 발전효율이 다르기 때문에 전력 온실가스배출계수가 다르다는 주장에 대해서는 미국의 에너지부 자료를 인용했다.

발전효율이 39~57% 대인 미국의 연료전지 성능을 근거로 발전효율이 57%를 넘지 못하는 현실을 직시한 가운데 ’LNG 복합발전‘의 상대적 효율은 57~63%에 육박한다고 설명했다.

게다가 연료전지는 가스를 바로 쓰는 가스발전과는 달리 가스를 개질하는 과정을 통해 추출한 수소를 사용하는 문제 때문에 에너지효율은 당연히 더 떨어지고 온실가스를 더 배출시키는 양상이라고 꼬집었다.

끝으로 비싼만큼 비효율적인 ’그레이 수소‘의 단점으로 볼 때 온실가스가 오히려 더 나오게 된다는 점을 강력하게 어필한 양이의원은 "이제는 어떻게 개선 시킬지에 대한 방향을 잡는 것이 산업통상자원부 역할"이라고 단언했다.

교통뉴스 김경배 교통전문위원 다른기사 보기