태양광 발전. 스마트이미지 제공장마가 길어지거나 때아닌 무더위·한파가 닥쳐도, 태양광은 흔들림 없는 주력 발전원이 될 수 있을까?
자기집 안방에 핵폐기물을 저장해도 된다는 극단적인 원전주의자가 아니라면 누구나 원자력의 알 수 없는 여파를 두려워한다. 그럼에도 화석연료를 대신할 전력원으로 재생에너지가 아닌 원자력이 끊임없이 거론되는 것은 불안함 때문이다. 원전으로 인한 사고의 불안함보다 잦은 정전으로 인한 개인적·산업적 피해와 가파르게 오를 전기료 등이 더 현실적으로 와닿는다는 것이다.
한편 탈원전 진영에선 지금까지 원전에 쏟아부은 돈을 재생에너지에 썼다면 기술혁신이 이뤄지고도 남았을 것이라고 지적하기도 한다. 2050년 재생에너지가 우리나라 발전량의 70% 이상을 맡는 주력 기저전원이 되려면 막연한 불신·오해는 물론이고 낙관도 넘어서야 하는 상황이다.
재생에너지 변동성 해결, 어디만큼 와있나
정부가 지난해 10월 최종 발표한 2050 탄소중립 시나리오 A안에서는 재생에너지로 생산하는 전력량이 889.8TWh(테라와트시)로 전체의 70.8%에 달한다. 그런데 해당 보고서에는 현행 규제조건 하에 2050년 기술전망을 감안한 재생에너지 시장잠재량(실질잠재량)은 769.3TWh라고 추정한다. 목표치보다 잠재량이 적은 상황이다.
정부는 해당 시나리오에서 "(시장 잠재량 중 경제·정책적 요인을 제외한) 기술적 잠재량은 충분하다"며 "국토 입지규제 완화와 기술혁신, 국민적 수용성 확보 등으로 시장잠재량을 점차 확대할 수 있다"고 말한다.
그러나 국토 입지규제를 아무리 완화하더라도 태양광 패널을 깔고 풍력발전기를 세울 수 있는 땅엔 한계가 있다. 결국은 들쭉날쭉한 자연의 에너지를 충분히 저장해 필요할 때마다 꺼내쓸 수 있는 기술과 경제성이 확보되어야 한다. 에너지저장장치(ESS)인 배터리나 양수발전, 그린수소가 그 방법들이다.
에너지저장장치(ESS) 조감도. 효성중공업 ESS 카달로그 캡처배터리 ESS는 낮의 태양광이나 바람이 많이 부는 날 풍력을 저장해뒀다가 이들의 전력생산이 멈출 때 내보내는 장치다. 노트북이나 휴대전화 등에서 종종 배터리 화재사고가 발생하는 것처럼 ESS도 과충전 등 확실히 규명되지 않은 여러 원인으로 화재사고가 잇따른다는 것이 가장 큰 우려다.
리튬이온배터리의 가격 등 설치비용이 싸다면 발전사업자가 보다 많은 ESS를 들여 적정 충전율을 지키겠지만 현실적으론 그렇지 않다. 대부분 큰 빚을 내 ESS를 마련하기 때문에 가능한 한 많이 에너지를 저장했다가 전력 값이 비쌀 때 팔아야 손해를 면하는 구조다.
정부는 당장 혁신적인 기술발전보다 과충전을 막아 안전성을 높이는 쪽으로 정책 방향을 잡았다. 당초 정부는 ESS를 장려하기 위해 ESS 연계 사업장에는 신재생에너지공급인증서(REC)를 최대 5배 더 발급해 일반 태양광발전소보다 높은 수익을 보장했지만, 화재사고가 잇따르자 이 지원책을 폐지했다.
사고 건수는 줄었지만 2018년 900여개가 신규 설치됐던 ESS는 작년 100여개가 들어서는 데 그쳤다. ESS 업계에선 "수익성 문제로 가동을 멈춘 ESS가 늘어 사고도 줄어든 것"이라며 오락가락하는 정부 정책에 따른 고사 위기를 호소하고 있다.
양수발전소 상부댐 모습. 한국수력원자력 양수발전 홍보 영상 캡처이외에 남는 전력으로 물을 높은 곳으로 올렸다가 필요할 때 물을 떨어뜨려 전력을 발생시키는 양수발전의 경우 입지조건이 까다롭고 주민수용성도 문제가 된다. 남는 전력으로 물을 분해해 수소를 얻는 그린수소 기술은 아직 생산단가 문제 등에서 갈 길이 멀다.
재생에너지 안정화의 열쇠, '에너지정의'가 쥐고 있다?
이처럼 재생에너지의 저장이 기술과 비용 문제로 난관을 겪을수록 근본적인 해법은 '에너지정의'에 있다는 지적도 나온다. 기존 석탄발전처럼 특정 지역에 대규모의 발전소와 저장시설을 두고 전력을 수도권으로 끌어오는 것이 아니라 각 지역별로 전력자립을 해 저장의 문제를 최소화하는 것이다.
기존 화력·원자력 발전 방식과 마찬가지로 태양광 발전 역시 아직 지역불균형이 심각하다. 서울과 대전의 태양광 발전량은 태양광 발전량이 가장 많은 전남의 1% 수준에 불과하다. 전남의 전력자립도는 188%지만 서울은 11.2%, 대전은 1.8%에 그친다.
2050년까지 재생에너지를 주력 발전원으로 쓰기 위해선 각 지역별 에너지센터를 중심으로 송배전망에 집중적인 투자를 하고 주민 참여를 위한 이익 시스템을 설계하는 것이 급선무다.
산업자원통상부는 올해부터 지역에너지센터를 25개에서 50개로 늘렸지만 센터당 예산은 1억원 수준으로 아직 본격적인 역할을 하긴 어려운 상황이다.
기후변화 정책 관련 비영리 전문가단체인 기후솔루션은 '2022년 재생에너지 정책제안서'를 내고 "재생에너지 계통 접속을 위한 송배전망이 부족하고 자가소비형 태양광 설비 용량도 매우 적다는 점에서 분산에너지 확대가 더딘 실정"이라고 평가했다.
전력자립도를 높이기 위해서는 단순히 재생에너지 개발에 따른 피해를 보상하거나 주변 지역을 지원하는 소극적 방식을 넘어서야 한다는 점도 제시했다. 실질적인 투자 참여 없이 '보상금'의 형태로만 인식되는 주민참여방식은 요식행위에 불과하며 수익이 모두에게 고르게 분배되는지도 확인되지 않는다는 것이다.
지역 내 재생에너지 플랫폼으로 만들어진 대전 대덕구의 '에너지 카페'. 에너지 전환을 위한 체험과 교육, 정보 제공과 주민 소통, 주민 수용성 조사 등을 진행한다. 한국에너지공단 제공실제로 재생에너지가 주력 발전원으로 안착한 독일과 덴마크 등에서는 자국내 재생에너지 발전용량의 절반 이상을 시민이 소유하고 있다. 에너지협동조합을 통해 투자를 하면 국가가 세제혜택을 주는 식으로 참여를 유도하고 조합은 에너지 판매를 통한 이익금을 투자자에게 배당하거나 지역사회에 재투자한다.
기후솔루션은 "주민참여는 사업자와 지역사회의 자발적 선택으로 피해보상 측면이 아닌 투자 기회 제공으로 인식돼야 한다"며 "주민참여 현황과 정부지원 대출액, REC 발급량과 이익배분 현황 등을 관리할 '이익공유 등록시스템'을 마련할 필요가 있다"고 지적했다.