월간전기



[트랜드 리포트]성능시험 표준 적용확대 위한 논의의 장 마련

2019-08-01

성능시험 표준 적용확대 위한 논의의 장 마련 대전서 ‘제9회 KEPIC 성능시험 워크숍’ 열려 대한전기협회는 한전 전력연구원, 에네스지와 공동으로 지난 6월 28일 대전 계룡스파텔(대전광역시 유성구 소재)에서 ‘제9 회 KEPIC 성능시험 워크숍’을 개최했다. 성능시험을 주제로 열리는 ‘KEPIC 성능시험 워크숍’은 관련 기술자들의 기술력 향 상과 폭넓은 교류 확대를 위해 지난 2011년부터 매년 개최되고 있다. 이번 워크숍에서도 발전소의 최신 기술을 공유하고 폭 넓게 교류하는 자리가 되었다. 워크숍은 발전사와 설계·제작·시공사 등 성능시험 유관기관 관계자 약 150여 명이 참석한 가운데 진행됐다. 정리 강창대 기자 ‘제9회 KEPIC 성능시험 워크숍’에서는 손정락 한국기 계연구원 박사가 ‘발전용 가스터빈 기술 및 산업 동향’ 이란 주제로 특별강연을 펼쳤다. 이어 ▲전력시장 운 영 현황 및 개선(황봉환 전력거래소 팀장) ▲노후 화력 발전소의 고효율 친환경 성능개선을 위한 Repowering 설계 개념(백세현 한전 전력연구원 부장) ▲R&M (ROMM) 사업의 이해 및 성능진단(김태형 한국남동발 전 부장) ▲대형 가스터빈 설계검증 현황 및 향후 계획 (류제욱 두산중공업 수석) ▲증기터빈 성능시혐 MPT 6.0(화력) VS MPT 6.2(복합화력)(김동영 에네스지 실 장) ▲초임계 이산화탄소 발전기술 연구 동향(백영진 한국에너지기술연구원 박사) ▲1,000㎿ 화력발전 주기 기 특성 및 매칭 설계(이종선 한국전력기술 차장) 등 총 7개의 주제발표가 이루어졌다. 이 가운데 전력거래소 의 황봉환 팀장의 발표 내용을 간추려 소개한다. 신재생에너지와 함께 성장한 전력시장 황봉환 팀장은 전력시장의 운영실적을 개괄한 후 전력 시장의 개선 방향에 관해 발제를 이어갔다. 2018년 집계된 바에 따르면, 전력시장에 참여하고 있는 회원사 는 2,808개사이고, 2014년부터 매년 평균 47.7% 증가 해왔다. 회원사의 증가는 대부분 신재생 발전사업자의 참여로 이루어졌다[표 1]. 한국 전력시장 참여 설비용량은 2018년 기준으로 11,566만㎾에 이른다[그림 1]. 이는 OECD 주요국의 설 비용량 가운데 7위에 이르는 규모다. 연간 전력시장 가격은 2016년 상반기까지 국제유가 등의 영향으로 지속 적으로 하락하는 추세였으나 같은 해 하반기부터 국제 유가가 반등하면서 2018년까지 상승세를 이어 왔다. 2018년 SMP는 95.2원/㎾h를 기록했다. 이 해에 전력 시장 가격은 국제유가 등의 영향으로 LNG 발전기의 열량단가가 상승했고, 기저발전기의 평균 예정정비가 늘어나면서 입찰참여가 감소한 것에 영향을 받았을 것 으로 추정된다. [그림 1] 전력시장 참여 설비용량 현황 전력거래량 가파른 성장세 이어질까? 한국 전력시장은 그 특성상 발전원 간 연료가격의 차 이가 비교적 큰 편이라고 한다. 예를 들어, 석탄에서 LNG 연료원으로 변곡되는 분기점이나 또는, 저효율 발전기 구간에서 입찰량이 변동할 경우 일반적인 경우 보다 SMP 변동이 크게 나타날 수 있다고 한다. 참고로, 우리나라 전력시장은 변동비 반영 전력시장 (CBP: Cost Based Pool)이면서, 발전부문에서만 경쟁 이 이루어지는 단방향 전력시장 형태를 띤다. 그리고 시장가격은 거래일 하루전에 결정되는 사전결정(exAnte)방식을 취하고 있다. 흔히, 시장은 공급과 수요에 따라 가격이 조절되는 것으로 알려져 있다. 따라서 발전부문과 판매부문의 입찰에 의해 균형가격과 균형거 래량이 결정될 것으로 생각하기 쉽지만, 한국의 전력 시장에서 전력의 공급과 수요가 조절되는 방식은 다르 다. 수요곡선은 전력거래소가 예측하는 시간별 전력수 요에 의해 만들어지고, 공급곡선은 발전회사의 공급 가능용량 입찰에 의해 이루어진다. 이때 가격정보는 입찰이 아니라, 사전에 정해진 비용평가자료에 의해 적용된다. 이로 인해 매일 입찰 시점의 가격(비용)정보 와 사전에 정해진 비용 사이에는 괴리가 있을 수 있고, 가격정보 역할을 하는 연료비가 반영되는 구조의 개선 과 관련한 논의가 진행돼 왔다.1 이외에도 연료가격은 세제의 영향을 받기도 한다. 올해 4월부터 개별소비세 및 수입부과금 등의 세제 개편이 적 용되고 있다. 석탄 개별소비세는 전력시장에서 6월부터 적용돼 킬로그램(㎏)당 36원에서 46원으로 올랐고, LNG 개별소비세는 전력시장에서 5월부터 적용되고 있다. 이 에 따라 발전용은 킬로그램당 60원에서 12원, 100㎿ 초 과 열병합용은 29.4원에서 8.4원으로 내렸다[그림 2]. 최근 5년간 전력거래량은 지속적으로 증가하고 있는 것으로 집계됐다. 황 팀장의 설명에 따르면, 2012년부 터 2015년까지 산업용 전력소비 증가율이 둔화되는 가운데 전력수요관리 등의 영향으로 전력거래량의 증가 는 다소 완만했다. 그러다 2016년부터 2017년까지는 기록적인 폭염이 있었고, 경기가 개선됨에 따라 2%대 의 증가율을 유지했다. 그러나 2018년에는 겨울과 여 름에 한파와 폭염이 닥치는 등 기후요인에 의해 증가 세가 좀 더 가팔라졌다. 2017년에 521 TWh였던 전력거 래량은 2018년에 537 TWh로 3.1% 증가했다. [그림 2] 세제개편에 따른 2019년 전력시장 적용 연료가격의 변화 이때 전력거래금액도 크게 증가했다. 최근 5년간 전력 거래금액은 40조 원대를 유지해 오다가 2016년부터 정 산단가 변화와 전력거래량 증감 등의 영향으로 SMP가 상승하기 시작했다. 이후 용량요금 현실화 등의 영향 으로 전력거래금액은 증가추세를 이어가고 있으며, 2018년에는 약 50조 원대를 기록했다. 50조 원대를 돌 파한 것은 전력시장 개설 이래 처음이라고 한다. 한편, 한국 전력시장에서 신재생에너지의 비중은 꾸준 히 상승해 왔다. 전력시장 참여 회원사 현황[표 1]에서 보이는 것과 같이 신재생 회원사가 늘면서 신재생 설비 의 용량도 늘었다. 이러한 추세와 함께 신재생 전력거래 량과 전력거래금액도 지속적으로 상승하고 있다고 한다. 제도 개선의 추진 현황과 방향 전력시장의 현황을 개괄한 황봉환 팀장은 이어서 최 근 진행된 전력시장 제도개선 실적을 소개했다. 2018년도 전력시장과 관련해 개정된 규칙으로는 ▼복합으 로 가격결정 반영 후 급전지시로 GT 운전시 정산기준 변경, ▼발전사업자의 계량기 봉인을 위한 상업운전개 시 신고기준 변경, ▼결제차수 간소화(월 6차→4차)로 회원사 업무과중 해소 및 결제리스크 완화, ▼자가용 발전기로 수요자원 시장 참여시 의무 기준 신설, ▼수 요자원시장 규정 개정 등이 있다. 그리고 올해 상반기 에도 전력시장 규칙이 일부 개정되었는데, 그 내용은 △구역전기사업자의 구역수요 초과량 입찰 및 용량요 금 정산기준 신설, △제주지역 바이오중유 연료원 사용 발전기의 중앙급전발전기 예외조항 신설, △공급용량 계수 산정기준 변경, △환경개선비용의 열량단가 추가 반영, △REC 계약시장 전자계약서 도입, △복합발전기 계통제약에 의한 추가 운전시 정산기준 변경 등이다. 마지막으로 황 팀장은 향후 전력시장 제도 개선의 방 향으로 ▲전력시장과 계통운영 연계성 강화와 ▲비용 평가 업무 개선, ▲실시간 발전기동정지계획(RTUC), ▲복합발전기 비용의 현실화 등을 제시했다. 우선 황 팀장은 현재 전력시장 및 계통과 관련해 양자 간의 운영격차가 지속적으로 확대되고 있다고 지적했 다. 그리고 공급 가능한 용량과 기술특성자료가 이원 화돼 있고, 기술특성자료에 대한 평가체계가 미흡하 다는 점에 이어, 전력시장에서 발전기의 실시간 고장이나 정지 상태에 대한 확인 부족으로 입찰오류가 끊 임없이 발생한다고 지적했다. 이에 가격결정과 운영 발전계획(실시간 운전)을 위한 입찰자료의 일원화, 응동 유연성 확보를 위한 단기적 인 인센티브제도 구축, 그리고 이를 시장 개선과 연계 할 필요성 등을 제기했다. 또한, 시장 계통 간의 발전 기 고장 및 정지와 관련한 정보를 공유하는 체계의 구 축과 수력·양수 발전기의 호기별 입찰 및 복합발전기 입찰기준 개선 등의 필요성을 제기했다. 비용평가 업무와 관련해 황 팀장은, CBP시장 도입 후 지속된 제도개선으로 비용평가 관련 업무가 복잡한 양상을 보이고 있다는 점, LNG 직도입 발전기의 증가 와 연료도입이 다양해졌고, 이에 개별원료비 제도 도 입을 검토하고 있다는 점, 발열량 측정이나 시료보관 등 ‘전력거래 실태 감사’ 후속조치가 필요하다는 점을 지적했다. 따라서 비용평가와 관련한 규정을 비롯해, LNG 직도입 발전기의 원료비/공급비 열량단가 산정기 준을 재검토하고, 개별연료비 도입에 따른 영향이나 석탄 열량단가를 산정할 때 발열량 산정 기준을 검토 할 필요가 있다고 언급했다. 이외에도 발전비용 성능시험과 관련해 현 규정이 “동 일 조건하에서의 공정공쟁을 위해 효율 반영을 목표 로 한 것”으라 풀이하면서도 발전공기업만 참여해 규 정이 제정됐던 때와는 시장 환경이 변했다는 점을 지 적했다. 게다가 발전기별 특성이나 회원사별 전략 등 에 따라 요청사항이 다양할 수 있다고 덧붙였다. 황 팀 장은 이와 관련해 추후 발전사와 한국전력, 외부 전문 가 및 성능시험기관 등의 의견 수렴 후 추진될 예정이 라고 했다. 황 팀장은 또, 신재생에너지의 변동성에 대응하는 안 정적인 계통운영을 위해 ‘실시간 발전기동정지계획 (RTUC)를, 유연성 자원을 유인하는 전력시장을 위해 ‘ 통합다중전력시장’의 도입을 주장했다. 이를 위해 황 팀장은, 유연성 자원의 예비력 제공을 보상할 수 있는 ‘예비력시장’과 변동성이 커진 에너지의 실시간 가치를 반영한 시장가격을 결정할 수 있도록 ‘실시간시장’을 도 입해야 한다고 덧붙였다. 더불어 LNG 복합발전기의 연료비 손실을 막기 위해 그 비용을 현실화할 것을 제 안하기도 했다. 이를 위해 복합발전기 비용함수 산정 및 전력시장 적용방식을 개선해야 한다고 지적했다. ------------------------ 1 ‘전력시장내 연료비 시차발생 현황 및 개선방안에 관한 연구’ 김광철, 황봉환, 대한전기학회, 2012.07 < Energy News >