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《Zoom In》 국가첨단전략산업의 전력공급체계 마련

편집부 기자
입력 2023.06.21 00:00

국가첨단전략산업의 전력공급체계 마련

<제10차 장기 송변전설비계획> 발표

한국전력은 국가 에너지 안보 확립을 위한 안정적 전력계통 구축을 목표로 <제10차 장기 송변전설비계획1)>을 발표했다. 이 계획은 2022년부터 2036년까지 15년간의 장기 송변전설비 세부계획으로 <제10차 전력수급기본계획>의 전력수급 전망과 송변전설비 확충기준에 따라 수립되었다. 앞으로 ▲유연하고 안정적인 전력망 구축을 위해 계절 및 시간대별 시나리오 기반의 설비계획을 도입하고, ▲지역 간 전력융통망 보강을 통해 원전, 재생에너지 등 무탄소전원을 적기에 연계하고, ▲기존 전력설비의 활용을 극대화할 수 있는 신기술 및 전력망 건설 대안기술(NWAs, None-Wire Alternatives)을 확대하여 효율적이고 안정적인 전력계통을 구축한다는 계획을 밝혔다.

정리 편집부

자료 한국전력 외

우리나라의 봄·여름·가을·겨울과 아침·점심·저녁·심야 시간대별 전력계통 해석용 데이터베이스를 구축하여 재생에너지의 비중 확대에 따른 미래 불확실성을 사전에 분석한다. 이에 전력망 보강방안을 수립하게 되었다고 발표했다. 또한, 서해안-수도권 HVDC2) 기간망을 구축하여 재생에너지 등 무탄소 전력이 부족한 수도권으로 전력을 공급하고, 향후 빠른 속도로 세계시장이 확대될 것으로 전망되는 HVDC분야의 산업생태계를 견인할 예정이다.

<제10차 장기 송변전설비계획> 세부안
산업부 제282차 전기위원회 심의를 거쳐 최종 확정된 <제10차 장기 송변전설비계획>은 국가 온실가스 감축목표 상향에 따라 설비보강물량이 크게 증가하였고, 이러한 대규모 전력망 보강의 장기화에도 대비하고자 유연송전시스템(FACTS3)) 등 전력망 건설 대안기술(NWAs, None-Wire Alternatives)을 확대한다는 계획이다.

한전은 이번 계획이 국가 첨단전략산업의 적기·안정적인 전력공급에 기여하고, 향후 2050년 탄소중립 달성을 위한 전력인프라를 마련하기 위한 국가 차원의 시급하고 중대한 과제라고 강조하며 어려운 재무여건 하에서도 이번 계획을 차질 없이 이행하겠다고 밝혔다. 향후 지역별 전력수급 여건, 정부의 에너지정책 등을 반영하여 수립된 계획이 적정한지 지속적으로 검토할 예정이며, 본 계획에 포함된 개별사업에 대해서는 이해관계자 의견수렴 과정을 거쳐 구체적인 실행방안을 마련할 계획이다.

▲수립 배경으로 전기사업법 제25조(전력수급기본계획의 수립), 제27조(송전사업자 등의 책무)에 의거했다. 제10차 전력수급기본계획(산업통상자원부 공고 제2023-036호, 2023. 1. 13 )의 송변전설비 확충기준에 따라 <장기 송변전설비계획>을 수립했다. ▲계획 기간은 2022년 ~ 2036년으로 15년간이다. ▲주요내용으로는 전력수요 증가에 따른 송변전설비 신설 및 보강, 원전·재생에너지 등 발전소 계통연계, 탄소중립 달성을 위한 국가 기간망을 보강해 나간다. ▲수립 절차는 한전 이사회의 의결을 통해 전기위원회의 심의·확정으로 진행된다.

제10차 설비계획 수립 방향

국가 에너지 안보 확립을 위한 안정적 전력계통을 구축한다. 국가 에너지믹스 적기 이행을 위한 계통 수용능력 확보가 목표다. 이후 신규 원전의 적기 접속을 위한 설비계획을 수립하고 지역 단위 재생 에너지 예측 기반의 지역망 보강계획을 사전에 수립한다. 재생 에너지 집중지역의 생산 전력 활용을 위한 국가 기간망을 보강한다. 지역별 전력수요와 공급의 균형 제고를 통한 전력망 보강을 최적화한다. 미래 불확실성에 대응할 수 있는 유연한 전력망을 구축하고 계절 및 시간대별 시나리오 기반의 전력망 보강방안을 검토한다.

EMT4) 기반 동특성 분석 도입으로 계통해석의 정밀도도 제고한다. 또한 전력망 건설 대안기술(NWAs5)) 적용을 통한 계통 의 안정화를 구축하고 재생 에너지의 확산 및 인버터 설비 증가를 대비한 거버넌스를 강화한다. 송변전설비의 적기 건설을 위한 혁신방안도 마련한다. 송변전설비 건설에 대해 추진사업에 대한 공정관리를 강화한다. 또한 경제적 전력사용을 위한 발전제약 완화를 위한 특별대책을 수립하고, 신기술 적용을 통한 기존 송변전 설비의 활용을 극대화하여 추진한다. 마지막으로 송변전 설비에 대한 사회적 수용성을 강화해 나간다는 방향이다.

다음은 주요 추진 과제에 대한 내용이다.

국가 에너지믹스 적기
이행을 위한 계통 수용능력 확보

신규 및 계속운전 원전의 전력계통을 수용한다. 현재까지는 9차(19.4 GW, ’34년) 대비 10차 전기본(31.7 GW, ’36년)에서 원전은 68 % 증가했다. 계속운전하는 원전은 11기(9.5 GW)이며, 신규원전 건설(신한울#3~4, 2.8 GW)도 추진한다는 계획이다.

재생에너지 수용 확대를
위한 유연한 계통연계 계획 수립

지역단위 소규모 재생 에너지를 통한 선제적인 지역 전력망을 구축한다. 지역특성을 고려하여 소규모 재생 에너지의 공급물량 산출 및 재생 에너지 시장의 잠재량 달성을 위한 지역요소 기반의 상관관계를 분석하고 예측한다. 주기적으로 예측자료를 재조사하고, 건설 심의위원회 운영을 통해 설비계획 적정성을 검토한 후 확정해 나간다.

재생에너지 변동성에 대응하기 위한 ‘계통안정화 전용 플랫폼’을 도입한다.6)

재생 에너지 집적화단지 등 전력망 최적화를 위한 공동접속설비를 선투자한다. 해상풍력 보급 활성화, 개별접속에 따른 국토의 난개발 방지를 위해 <대규모 해상풍력 집적화 단지 및 공동접속설비>7)제도를 2022년 1월에 마련했다.

집적화단지 지정 후 산업부 요청이 있을 경우, 송전사업자(한전)는 공동접속설비를 선투자하고 추후 발전사업자로부터 비용을 회수한다. 수급불균형으로 재생 에너지의 출력제어가 증가하는 제주지역 특별대책을 수립한다. 재생 에너지의 지속적인 보급으로 2030년까지 약 4.1 GW(발전비중 약 72 %) 증가할 전망이다. 또한 제주지역 맞춤형 대응 방안도 마련한다. 육지-제주 간 제3연계선 준공 후 효율적 운전전략을 수립한다. 계통 관성 보강을 위한 동기조상기를 도입(100 MVar)하여 기존 동기 발전기의 최소발전량 축소로 재생 에너지의 출력제어량을 감소한다.8) 재생 에너지의 발전량을 관측하며 예측하고, 제어를 위한 관제시스템(LRMS9))을 구축한다.

서해안-수도권 연결 HVDC 기간망 구축

현재까지는 서해·호남지역은 해상풍력 및 태양광 등 재생 에너지가 집중되었고, 원전 수명 연장으로 지역 내 전력수요 대비 발전력이 과다할 것이라는 전망이다.

서해·호남지역의 잉여 발전력을 재생 에너지가 부족한 수도권으로 송전하기 위해 대규모 지역 간 융통선로가 필요하다. 건설여건을 고려하고 일부는 서해안지역에서 수도권으로 전력을 직접 수송하는 HVDC 방식을 도입한다는 계획이다. 장기적으로 수도권 발전력(서인천, 영흥화력 등) 감소에도 대비하고, 서해안-수도권을 연결하는 HVDC 기간망 구축을 통해 횡적으로 전력흐름 제어가 유연하고 효율적으로 계통운영 가능하다.

에너지 계획입지 제도 도입

재생 에너지의 잠재량은 ▲주민 수용성 ▲계통 여유도 등을 종합적으로 고려하여, 속도와 질서를 중시한 공공주도(정부·지자체)의 균형 있는 재생에너지 보급제도이다. 최적의 사업부지를 지정하고 발전사업자의 입주를 유도해 계통접속을 보장하고 인센티브를 부여한다는 계획이다.

계통여유지역으로 전력수요의 분산화 추진

현재까지는 전력수요의 수도권 집중은 장거리 송전선로 건설과 수도권 내 공급능력의 확충이 필요하며, 그에 따른 사회적 갈등과 비용 발생된다. 대책으로 정부 고시·법령 제·개정10)을 통한 수요분산을 추진한다. 신규 수요 공급 신청 시 ‘계통 신뢰도 유지가 곤란할 경우’전기 공급을 유예하고 거부하여 전력수요 분산을 유도한다. ‘전력계통영향평가’ 제도를 도입하여 적극적인 수요분산을 추진한다. 시기는 사업자가 해당 사업의 인허가를 받기 전 시행하고, 결과는 사업자에게 개선 필요사항을 통보하고, 이행 의무를 부과한다. 수요분산 신호를 능동적으로 제공11)하고, 계통 최적화를 추진해 나간다는 계획이다. <제10차 장기 송변전설비계획>에 대한 상세한 내용은 한국전력 홈페이지(http://www.kepco.co.kr)를 통해 확인할 수 있다.

1) 장기 송변전설비계획 : 전기사업법 제25조 및 제27조에 의거해, 2년 마다 15년 간 필요한 송전·변전설비 계획을 수립한다.

2) HVDC : High Voltage Direct Current, 초고압직류송전

3) FACTS : Flexible AC Transmission System, 유연송전시스템

4) EMT(Electro Magnetic Transient) : 전자기 과도현상 분석 기법

5) NWAs : Non-Wire Alternatives

6) 345 kV 신원주 개폐소, 신세종 개폐소 추진 중

7) 다수 발전사업자가 접속설비를 공동으로 구성하여 공용망에 연계하는 방식이다.

8) 고관성 동기조상기 및 폐지발전기 활용 기술개발이 추진 중이다.(’22~’25)

9) LRMS : Local Renewable Management System : 지역단위 신재생 발전 관제시스템

10) (1단계) 신뢰도 고시 개정, 공급 유예 → (2단계) 전기사업법 시행령 개정, 공급 거부

11) 신청지역의 계통이 혼잡할 경우 공급 가능(최적 분산)지역으로 사업계획을 변경하도록 의견(개선 필요사항) 송부