1. 에너지정책 전환과 분산형 전원
최근 우리나라 에너지정책의 패러다임이 변하고 있다. 단순히 원전 과 석탄 축소에서 신재생과 LNG발전 확대라는 ‘사용 에너지’의 전환 만이 전부가 아니며, 수요관리 강화, 분산전원 확대, 환경급전 반영 및 국민 참여 강화 등 에너지정책 자체가 전환되는 시기라고 볼 수 있 다. 과거 에너지정책은 경제성장과 산업 활동을 뒷받침하기 위해 ‘값 싸고 안정적인 공급’이라는 1차적 기능에만 초점이 맞추어져 있었으며, 그 결과 낮은 전기요금으로 인한 에너지소비의 전기화 현상과 맞물려 부족해진 발전량을 원전이나 석탄발전소 등 기저 발전 설비의 확충과 대규모 송전망 건설로 해결해 왔다. 그러나 이러한 공급 위주의 에너지정책은 국민 건강을 심각하게 위협하는 미세먼지의 증가, 밀양 송전탑 건설 반대 등 많은 사회적 부작용과 갈등을 증가시켜 왔다. 정부는 이러한 사회적 상황과 국민적 관심을 반영해 최근 의 제8차 전력수급기본계획에서는 공급위주에서 수요관 리 중심, 원전 및 석탄위주의 경제급전에서 원전축소 및 신재생 확대를 포함한 환경급전 원칙으로의 정책전환을 밝히 고 있다. 특히, 주목할 것은 2030년 총 발전량의 18.4%를 신 재생, 자가발전, 집단에너지(열병합발전) 등 분산형 전원 확 대를 통해 공급하는 것을 목표로 삼고 있다는 점이다. 이는 제7차 전력수급기본계획의 분산전원 확대 목표 보다 약 6%p가 상향된 수치이다. 또한 지난해 6월에는 국정운영 5 개년 계획 100대 과제에 분산형 전원 활성화를 위한 체계 적인 지원강화가 포함되었고, 지난해 11월에 개정된 집단에 너지사업법은 제1조(목적)에서 분산형 전원으로서 집단에 너지 열병합발전의 법적 지위를 명시하였다. 정부의 에너지정책 전환 중 분산형 전원 확대가 강조되는 이유는 지금까지의 해안가 대규모 발전단지 건설 방식은 발전 소 건설비용은 절감할 수 있으나 막대한 송전선로 건설비용과 불필요한 사회적 갈등을 증폭시키고 송전망이 건설된다 고 하더라도 전력의 장거리 수송에 따른 송전손실 증가 및 전 압 강하 등 전력계통의 안정성을 저해하는 보다 심각한 문제가 발생하기 때문이다. 2003년 발생된 미국 동북부와 캐나다에 걸친 대규모 광역정전 또한 장거리 송전선로의 문제로 발 생되었다는 점에서 ‘분산형 전원 확대’는 ‘사용 에너지의 전환’과 더불어 에너지정책 전환의 핵심이라고 할 수 있다.
2. 분산형 전원 : 신재생, 자가발전, 집단에너지(열병합발전)
제8차 전력수급기본계획에서는 신재생, 자가발전 및 집단 에너지를 분산형 전원의 예로 들고 있으며, 신재생의 경우 에는 배전선로(22.9kV)에 접속되는 40MW이하 소규모 발 전설비로 정의하고 있다. 집단에너지(구역전기 포함)와 자가용 설비는 송전선로(154kV)에 접속되는 500MW 이하의 수요지 인근 발전설비로 정의하고 있다. 이 중 신재생발전의 경우에는 대규모로 수요지에 위치하기가 쉽지 않고, 주거지나 상업지역에 위치한 소규모 신재생 은 전력수요 감소 효과는 있으나 전압 안정도 강화 등을 통한 대규모 정전 방지 등 분산형 전원으로서의 역할에 한계 가 있다 또한 간헐성과 출력 변동성에 따른 문제도 가지고 있어 분산형 전원 확대 기능 보다는 사용 에너지 전환의 의 미가 더 크다고 할 수 있다. 자가발전의 경우에는 발전비용 이 높아 현재의 낮은 전기요금 상황 하에서는 활성화에 한계가 있어 제8차 전력수급기본계획도 2031년 분산형 비중 18.7% 중 1.1%만 신재생을 제외한 자가발전의 비중으로 전 망하고 있다. 결국 분산형 전원으로 가장 핵심적인 역할을 수행할 수 있는 발전기는 대부분 수도권 내 아파트 단지에 대용량으로 위치하고, 중앙급전에 반응하여 송전망 건설을 실질적으로 회피할 수 있고 전압 안정도 강화 등 대규모 정전 방지에 기여할 수 있는 열병합발전(CHP)이라 할 수 있다.
3. 열병합발전의 사회적 편익
가. 열병합발전의 분산편익
열병합발전은 전력 수요지 내부인 도심에 건설되므로 소비 자에게 전력공급을 위한 계통에 직접 접속하게 되어 별도 의 송전선로 건설이 불필요하다. 또한 열병합발전은 관련 법령에 의해 일반 발전기(LNG복합 포함)와 달리 도심지역에서는 유일하게 건설이 가능한 발전소이며, 인근 주민과 상업시설에 저렴한 난방 및 냉방용 열을 함께 공급함으로써 발전소에 대한 주민 수용성도 매우 높은 특징을 가지고 있다. 이처럼 수요지에 위치한 열병합발전의 분산전원 편익은 크게 세 가지로 요약될 수 있다. 첫째, 수요지에서 직접 전 기를 생산해 공급하므로 송전선로 건설을 회피하는 역할 을 하며, 그 결과 송전선로 건설비용뿐만 아니라 밀양 송 전탑 사태와 같은 지역주민의 불필요한 민원을 방지할 수 있다. 둘째, 수요지에 위치하므로 장거리 송전에 따른 송 전손실 문제가 발생하지 않는다. 셋째, 지방에서 생산된 전력을 수도권으로 장거리 수송할 때 발생하는 전압강하 문제와 신재생발전의 간헐성과 출력변동성 문제 해결에도 기여할 수 있다. 이러한 열병합발전의 분산편익은 각종 연구결과에서도 잘 나타나고 있다. 국책 연구기관인 한국전기연구원의 연구결과에 따르면 열병합발전의 분산편익은 연간 약 3,366억원 으로 연구되었다. 또한 전력거래소 주관으로 전력산업연구 회에서 연구한 결과를 보면 수도권 분산전원으로 인한 송전편익을 송전설비 회피편익과 송전설비 건설지연에 따른 공급비용으로 정의하고 이에 대한 효과를 연간 약 3,354억 원으로 산출하였다.
나. 열병합발전의 환경편익
열병합발전은 발전부문의 온실가스 감축과 대기오염물질 저감에도 매우 효과적이다. 일반 LNG복합의 효율이 약 50% 내외인 점을 감안할 때 열과 전기를 동시에 생산할 경 우 약 80%의 높은 종합효율을 보이는 열병합발전은 전기 연구원에 따르면 LNG 발전대비 1kwh당 약 1.3원, 석탄발전대비 약 10.4원의 온실가스 배출 감축편익을 제공하고 있다. 2016년 한국지역난방공사 실적분석에 따르면 열과 전기를 따로 생산하는 개별 방식에 비해 에너지 사용량은 약 1,357 천TOE 절감(△30%)하고, 대기오염물질은 약 7,209톤(△ 59%), 온실가스는 약 7,375천톤 감축(△51%)한 것으로 나타났다.
4. 집단에너지사업 현황 및 전망
가. 사업자 현황 및 적자 원인
열병합발전의 전력계통 분산편익 및 각종 환경편익에도 불 구하고 우리나라 공동주택 중 20%에 달하는 약 2,478천 세 대에 난방열을 공급하는 집단에너지 사업자들의 경영여건 은 매우 어려운 상황이다. 지역난방을 공급하는 총 27개 사 업자(구역전기 제외) 중 16개 사업자가 경영 적자 상황이며, 적자 규모는 2016년 한 해에만 약 1,385억원에 달했다. 집단에너지사업의 적자는 필수재인 난방요금에 대한 정부의 규제, 사업자별 규모의 경제 차이를 반영하지 못한 열 요금 제도 등 다양한 원인이 있으나 전력시장에서의 열병합발 전량에 대한 정산 불이익과 분산편익 및 환경편익에 대한 보상이 미흡한 것이 주요 원인으로 분석되고 있다. 예를 들 어 중소규모 열병합발전기의 경우 전력시장에서의 변동비 보상이 전기 측 연료비의 70~80%수준에 불과하며, 이는 열 원가 상승 요인으로 작용하고 있다. 현실적으로 지역난방 열 요금은 소비자가 대체난방 방식으 로 열을 사용하는 경우보다 비싸게 책정되기 힘들다는 점을 감안한다면, 전기 측 변동비 보상 부족으로 인한 열 요금 상승은 집단에너지산업의 경쟁력 저하 문제는 물론, 전 력측면에서도 향후 민원 없이 수요지내 건설이 가능한 가 장 효과적인 분산전원을 확보하기 힘들어 진다는 문제가 발생한다.
나. 전력시장 전망
현재 건설되고 있는 원전 및 석탄 등 기저발전이 상업운전 을 개시하는 시점에서 열병합발전에 대한 전기 측 연료비 보상 부족 문제는 더욱 심각해질 것으로 전망된다. 한국지역난방공사가 연료가격 변화에 따른 영향을 제거하 기 위해 2016년 연료가격을 기준으로 제8차 전력수급기본 계획에 따라 자체 분석한 전력시장 가격 전망을 보면, 2019 년 이후에는 기저 발전량 증가로 전력시장 가격의 급격한 하락이 예상되며, 2016년 216시간에 불과한 석탄발전의 전 력시장 가격결정 시간이 2019년에는 약 1,900시간에 육박 할 것으로 예상된다. 이는 분산편익이 있는 수도권 열병합발전 생산전력에 대 해 가격을 결정한 지방 석탄발전기의 변동비만을 주게 되 는 불합리한 상황이 많아지게 되는 것을 의미하며, 이러한 전기 측 연료비 보상의 감소는 열 요금 인상에 한계가 있는 집단에너지사업의 수익성을 급격히 악화시켜 대표 분산전원인 집단에너지산업의 좌초를 가속화시킬 우려가 있다.
5. 열병합발전 활성화 방안
가. 전기 측 연료비 보상
현행 CBP(Cost Based Pool)시장 제도 하에서 변동비 회 수가 안 되는 발전기는 열병합발전이 유일하다. 즉 현행 전 력시장은 열병합의 열 제약 발전량에 대해 Min(MP, 증분 비) + 무부하비용 일부만을 지급하고 있어 전기 측 연료비를 다 회수하지 못하는 구조이다. 현 전력시장에서 열병 합발전의 생산전력을 원가에도 못 미치는 보상으로 구매 하는 것은 열병합발전의 분산편익 및 환경편익을 고려한 전기사업법 제31조(전력거래)의 집단에너지사업 생산전력을 우선 구매할 수 있도록 규정한 내용에도 부합되지 않는다.
건국대학교 박종배 교수의 연구에 따르면 2016년 8,784시 간 중 수도권 LNG 복합발전기가 계통제약으로 발전한 시 간은 8,587시간에 달한다고 한다. 이는 수도권 열병합발전 기가 열 공급을 위해 열 제약으로 가동할 때에도 비싼 발전 기를 추가로 가동해야 했음을 의미하며, 이는 열병합발전 기가 없었다면 적어도 열 제약 발전량만큼 수도권의 LNG 발전기를 추가로 더 가동해야 함을 보여주고 있다. 이처럼 계통제약 저감에 기여하고 있는 열병합발전의 열 제약(열 공급을 위한 공적제약)발전량에 대한 정산 시 불이익 산식 (Min)을 적용하거나 심지어 석탄발전의 변동비만을 주는 것은 매우 불합리한 것임을 알 수 있다. 따라서 분산전원 활 성화를 위해서는 열병합발전기의 열 제약 발전량에 대해 최 소한 전기 측 연료비는 보상해 주는 제도개선이 반드시 이 루어져야 할 것이다.
나. 분산 및 환경편익 반영
수요지에 발전기 건설을 유인하기 위해서는 도심 내 건설 에 따른 높은 투자비에 대한 보상이 이루어 져야 한다. 도심에 건설되어 수요지 내부에서 전기를 생산하는 열병합발전의 투자비에 대한 보상을 해안가에 발전단지 방식으로 건설 하고 송전선로 건설을 유발하는 일반발전의 투자비와 동일 선상에서 보상하는 것은 오히려 수요지보다 투자비가 싼 해안가에 발전기를 건설하라는 신호가 되기 때문이다. 미국의 경우 발전기의 수요지 건설을 유인하기 위해 지역별 가 격제도를 시행하고 있으며, 영국의 경우에는 송전망 이용요금 제도를 시행하여 런던 시내에 위치한 발전기의 경우 마이너스 송전요금을 부과하는 등 강력한 지역신호를 제공하여 수요지에 발전기 건설을 유인하고 있는 점을 참고할 필요가 있다.
우리나라도 분산형 전원 유인을 위해 2016년 지역별로 용량 요금을 차등하는 지역계수(LF : Locational Factor)를 도 입했다. 그러나 하위 1% 발전기의 정산금이 상위 1% 발전 기의 90%가 되도록 가중치를 조정해 지역별 차등을 제대 로 반영하지 못하고 있는 상황이며, 산정방법의 문제로 지방에 위치한 원자력발전이 수도권에 위치한 서인천복합보 다 LF가 높은 기현상이 발생하는 등 제도개선의 필요성이 큰 상황이다. 또한 친환경 전원 유인을 위해 2016년 용량요금에 연료전 환성과계수(FSF : Fuel Switching Factor)를 도입하였 으나 이 역시 석탄발전에 유리한 발전기여도를 80%나 적용하고 친환경 연료인 LNG에 유리한 환경기여도는 20% 적용하는데 그쳐 친환경 발전연료 사용 확대라는 제도 도 입 취지를 제대로 반영하지 못하고 있어 이에 대한 개선이 시급하다.
6. 맺음말
지난 2017년 한 해는 분산전원에 대한 관심과 확대 보급을 위한 논의와 기반조성이 그 어느 때보다 활발하게 이루어진 해로 평가된다. 집단에너지사업법에 분산전원 명시, 국정운 영 5개년 100대 과제에 포함된 분산전원 지원 및 제8차 전 력수급기본계획에 언급된 연료전환성과계수(FSF)와 지역 계수(LF) 개선 계획 등이 그 예이다. 하지만 열병합발전 사업자 입장에서는 지원방향만 난무하 고 실질적인 지원은 이루어지지 않아 희망과 실망으로 보낸 한 해이기도 하다. 대표적인 예가 최초로 정부가 주관하고 한전, 전력거래소, 학계 등이 참가한 ‘분산형 전원 활성화 TF’(2017년 4~5월)의 제도개선(안)이며, 이 역시 구체적인 실행은 새해로 미루어진 상황이다. 새해에는 전력시장운영규칙 개정 등 체감 가능한 제도개선 을 통해 지난 한 해 뿌려진 씨앗이 활짝 꽃 피울 수 있는 한 해가 되기를 기원한다.
