인구 천만 대도시 서울, 에너지 자립이 필요한 이유

YTN라디오(FM 94.5) [YTN 뉴스FM 슬기로운 라디오생활]

□ 방송일시 : 2020년 12월 28일 월요일
□ 진행 : 최형진 아나운서
□ 출연 : 강신홍 서울에너지공사 본부장

- 서울 에너지 자립률 6%..2024년 열병합발전소 준공시 8%로
- 대규모 발전시설에서 지역 이동시 발생하는 송전손실 줄이기 위한 분산에너지
- 환경 영향이 큰 신재생에너지.. 안전성 위한 예비 에너지 필요

* 아래 텍스트는 실제 방송 내용과 차이가 있을 수 있으니 보다 정확한 내용은 방송으로 확인하시기 바랍니다.

◇ 최형진 아나운서(이하 최형진): 2부는 도시의 에너지에 대해 알아보는 에너지 자립을 말하다 시간입니다. 어두운 밤을 밝히고, 라디오를 듣고, TV를 보고 밥을 짓기도 하고요. 이렇게 도시에서 매일 사용하는 에너지는 어디에서 오는 걸까요? 전 국민의 5분의 1이 살고 있는 서울시, 국내에서 생산되는 에너지의 대부분은 서울에서 사용되고 있는데요, 하지만 정작 서울시에서 에너지를 생산하는 시설을 찾아보기란 쉽지 않습니다. 만약 지역별로 에너지를 조달해야 한다면, 서울은 어떻게 되는 걸까요? ‘에너지 자립을 말하다,’ 첫 번째 시간에는 서울의 에너지자립을 위해 기초적으로 필요한 몇 가지 살펴보려고 하는데요, 자세한 내용 서울에너지공사의 강신홍 본부장 연결해서 살펴보겠습니다. 본부장님 안녕하세요?

◆ 강신홍 서울에너지공사 본부장(이하 강신홍): 네, 안녕하세요.

◇ 최형진: 그럼 본격적인 내용 살펴보죠, 서울에는 인구수만큼 에너지 사용량도 상당할 것 같은데요, 그에 비해 스스로 만들어내는 에너지의 양은 아주 적은 편이라고요, 서울의 에너지 자립률은 어느 정돈가요?

◆ 강신홍: 2018년까지 서울의 에너지 자립률이 2%정도였다고 합니다. 그런데 서울시민들이 아파트에 미니 태양광도 설치하고 에너지 절약도 많이 해서 2019년에는 당인리 발전소라고 하는 서울복합화력이 새 단장을 하게 됐죠. 그래서 6%대까지 올랐다고 합니다. 2024년에 열병합발전소가 준공되면 8% 수준이 될 것이라고 합니다. 서울은 에너지 생산을 아주 조금하고 에너지 소비를 많이 하는 에너지 소비 도시인 샘이죠.

◇ 최형진: 그럼 이런 에너지 자립을 위해 필요한 기초 중의 기초 어떤 것들이 있습니까?

◆ 강신홍: 제가 에너지 전환과 분산 에너지에 대해서 설명을 드리겠습니다. 에너지 전환은 우리가 흔히 알고 있는 석탄이나 석유와 같은 화석 에너지를 태양광이나 풍력, 수력, 지열 같은 재생 에너지와 수소 에너지 같은 신에너지로 바꿔서 사용한다는 의미입니다. 에너지 전환이 왜 필요한지는 기후변화위기 때문이죠. 땅속의 석탄이나 석유, 천연가스로 약 수억 년에서 수백만 년간 묶여있던 화석연료가 산업혁명 이후에 자동차 연료나 난방 연료로 사용되면서 온실가스가 증가하고 있고 기온이 점점 상승하면서 기후위기를 일으키고 있습니다. 이런 기후위기와 악순환을 막기 위해 전 세계는 자발적으로 온실가스 감출하겠다는 파리협정을 체결하기에 이르렀습니다. 우리는 파리협정을 이행하기 위해 우리 스스로 정한 온실가스 감축 약속과 탄소중립전략을 이행해야 합니다. 그러기 위해서 더 이상의 화석연료 사용은 지양해야 하고 보다 깨끗하고 안전한 에너지로 사용할 수 있도록 해야 합니다. 태양광이나 풍력 같은 신재생에너지를 확대하고 보급해야하는 이유가 여기에 있습니다.

◇ 최형진: 그런데 가장 좋은 방법은 에너지를 안 쓰는 방법이겠지만, 현대 사회에서 에너지를 사용하지 않고 살아갈 순 없는 상황이잖아요. 환경과 에너지 모두를 위한 게 신재생에너지라는 건데, 그럼 나머지 하나 분산 에너지는 뭔가요?

◆ 강신홍: 설명하는 용어들이 복잡할 수 있어요. 분산에너지는 에너지를 사용하는 사용자 또는 수요지 인근에 위치한 에너지공급설비를 말합니다. 분산에너지를 이해하려면 신재생에너지의 특성이 무엇이고 우리나라 전력 상황에서 어떤 문제가 있는 살펴봐야 합니다. 그래서 간단히 설명 드리자면 우리나라의 전력생산방식은 수도권이나 대도시에서 멀리 떨어진 원격지에서 대규모 화력발전과 원자력발전에서 전기를 생산하고 먼 거리의 송전을 통하여 소비지인 수도권이나 대도시로 보내는 전국 단일 전력망으로 구성되어 있습니다. 그래서 전국이 하나의 단일계통망으로 되어 있기에 전력망에 이상이 생기면 전국이 정전상태가 되는 것이죠. 그래서 전력 예비율을, 보통 전기 PEAK TIME 시의 15%이상 유지해야 됩니다. 결국 15% 이상 전기가 낭비되는 셈이죠. 여기에서 원거리 송전에서 발생되는 송전손실 또한, 약 10% 이상에 이르는 것으로 알려지고 있습니다. 그런 문제도 있고 또한 원격지의 대규모 발전소에서는 원자력이나 석탄 천연가스 등과 같은 화석에너지를 태워서 얻은 열로 끓인 물을 이용해 증기터빈을 돌려 전기를 생산하는데요. 이때 에너지효율은 약 40~50%에 이르고 남은 50% 이상의 열에너지는 모두 폐열로, 강이나 바다에 버려집니다. 이처럼 발생하는 에너지손실을 최소화하기 위하여 원격지 대규모 발전시설에서 오는 송전손실을 줄이고 발전과정에서 나오는 열을 난방과 냉방에 사용하는 열병합발전소를 도시인근에 설치하여 에너지효율을 높이는 것이 분산에너지의 목적입니다.

◇ 최형진: 네. 분산에너지, 말 그대로 필요한 곳곳의 도시에 분산해서 에너지 발전소를 만드는 거네요, 그런데 이 분산에너지와 신재생에너지는 어떤 관계인 건가요?

◆ 강신홍: 분산에너지가 꼭 필요한 이유가 신재생에너지 때문입니다. 신재생에너지는 간헐적 발전의 특성이 있습니다. 간헐적 발전이라고 하면 바람이 불 때나 태양광이 있을 때만 발전을 하게 되는 것이죠. 간단히 설명을 드리면 우리가 사용하는 전기는 1초에 +, - 전기가 60cycle 로 바뀌는 주파수가 60Hz 전기를 사용하고 있습니다. 주파수가 일정하지 않으면 전기기구가 고장이 나거나 작동을 하지 않습니다. 일반적으로 24시간 운영되는 원자력발전과 석탄발전이 기저발전이라고 하여 주파수를 60Hz로 일정하게 유지하는 역할을 하게 됩니다. 그런데 전기 부하가 증가하게 되면 주파수와 전압이 떨어집니다. 그렇게 되면 양수발전이나 가스발전기를 돌려 주파수를 조절하여 60Hz로 유지하는 역할을 하게 되는데 이런 기능을 첨두부하발전이라 합니다. 그런데 태양광이나 풍력은 햇빛이 구름에 가려지거나 바람이 불지 않을 때는 전기가 생산되지 않기 때문에 재생에너지가 많을수록 전력망, 즉 전력계통이 불안해 집니다. 단일전력망에서는 보통 15%이상의 전력예비율이 필요한대, 간헐적 발전을 하는 신재생에너지가 늘어날수록 이런 예비율도 더 필요하게 됩니다. 그래서 과거에는 전력망을 불안하게 하는 신재생에너지는 예비전력으로 이용하거나 발전을 하더라도 그냥 버려지기도 하였습니다. 요즘은 IT가 발전하면서 되도록 버리지 않고 많이 사용하고 있습니다.

◇ 최형진: 우리가 전기기구를 쓰기 위해선 일정한 주파수가 유지돼야 하는데, 자연에서 얻는 신재생에너지는 불안정한 상황이라는 거네요. 그 불안정함을 막기 위해 분산에너지가 필요하다, 이런 얘긴 거죠?

◆ 강신홍: 네, 신재생에너지가 전력망에서 버려지지 않고 활용되기 위해서는 분산에너지 환경이 되어야 하죠. 지역단위로 전력망을 구축하고 지역에서 발생한 전기는 지역에서 먼저 사용하고, 모자란 전기만 한전이나 상위의 계통망에 요구하여 받게 되는 겁니다. 이렇게 지역단위의 전기를 교환하고, 그렇게 해도 불안해지면, 국가 단위로 남는 전기와 모자란 전기를 교환하는 것이 슈퍼 그리드이고요. 지금 북유럽슈퍼그리드는 에너지 효율면에서 대단히 성공하였다고 알려지고 있고 최근에는 여기에 자극받아 동북아 슈퍼그리드를 추진하고 있기도 합니다. 결론적으로 분산에너지 환경이 되어야만 신재생에너지가 제대로 활용될 수 있고, 전력예비율이나 원거리 송전으로 낭비되는 전기도 없는 겁니다. 여기에 열병합발전소를 통해 발전 시 버려지는 열을 이용해 난방과 냉방을 하게 되면 에너지 효율을 더 높이고 온실가스 감축의 효과가 큰 것입니다. 현재 분산에너지가 발전한 유럽에서는 열병합발전소와 스마트그리드가 전기의 질을 일정하게 하는 기저발전과 첨두부하발전을 하며 신재생에너지의 간헐적 발전의 문제를 해결하고 있습니다.

◇ 최형진: 그렇군요. 좀 전에 유럽에서는 분산 에너지가 활성화됐다고 했는데, 우리나라 서울은 어떤 상황인가요?

◆ 강신홍: 아쉽게도 아직 우리나라는 분산에너지 환경이 구축되었다고 할 수 없습니다. 중앙집중형 전력계통망이 지능형전력망으로 전환 되어야 합니다. 미래 사회의 변화방향인 메가트렌드에 맞추어 우리나라 전력산업의 개편이 이루어져야 합니다. 그 변화 방향으로는 첫 번째로 신재생에너지를 통한 저탄소 발전이 더 많아져야 하며, 두 번째로 전력시장에서 판매시장이 경쟁체제가 되어야 하며, 세 번째로 재생에너지 증가로 인한 분산전원이 확대되어야 합니다. 이런 것들이 되면 서로 다른 업종 간의 융복합을 통한 에너지 신산업 확산이 될 것이라고 전문가들은 이야기 하고 있습니다. 스마트그리드를 설명을 못드렸는데 일반적으로 스마트그리드는 전력망을 뜻하는 Grid와 똑똑한 의미의 단어인 Smart와 결합한, 똑똑한 전력망 또는 지능형전력망을 이야기 합니다. 우리나라 전기는 발전자회사에서 전기를 생산하고 한전이 송전과 배전을 독점하고 있죠. 그래서 소비자에게 공급하는 공급자중심 일방향의 전력 공급 체계였습니다. 분산에너지 환경이 되면, 한전과 전력 소비자 같은 공급자와 수요자만 있는 것이 아니라 우리가 대규모 태양광을 설치하면, 소비자이면서 전기 생산자가 되는 프로슈머가 되게 됩니다. 그래서 전기가 모자라고 남고 하는 정보를 실시간으로 교환하여 소비자가 직접 전기를 사고 생산자가 되어서 전기를 팔고 할 수 있게 됩니다. 지금처럼 공급자와 수요자 일방향성이 아니라 양방향성으로 변하게 되는 것이죠. 정리하자면 기존 전력망에 정보·통신기술을 접목하여, 공급자와 수요자간 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 가상발전소를 역할도 할 수 있게 하고, 전력망의 지능형 수요관리와 신재생 에너지 연계하고 전기차 충전 등을 가능케 하는 차세대 전력인프라 시스템이 스마트그리드 입니다. 이 스마트그리드가 완성되어야 비로써 분산에너지로 에너지 전환이 이루어진다고 할 수 있습니다.

◇ 최형진: 에너지 전환, 분산 에너지 이외에도 현재 서울시에서 진행 중인 에너지 자립 정책은 어떤 것들이 있습니까?

◆ 강신홍: 그동안 서울시가 추진한 에너지 자립정책을 보면 원전 1기 줄이기, 에너지살림도시, 태양의 도시 서울을 비롯하여 마곡스마트시티 조성, 마곡 열병합발전소 건설 등이 있습니다. 그리고 에너지자립마을이 있지요.

◇ 최형진: 네 오늘 말씀 여기까지 듣겠습니다.

◆ 강신홍: 네 감사합니다.

◇ 최형진: 지금까지 서울에너지공사의 강신홍 본부장이었습니다.