“‘원전·재생에너지 조화’ 어렵다”···기술·제도적 보완 필요

한빛원자력발전소와 태양광 패널. [사진=연합뉴스]

[이뉴스투데이 노태하 기자] 이재명 정부가 원전과 재생에너지의 병행 확대를 통한 ‘조화로운 에너지 구성’을 정책 기조로 내세우고 있지만, 전문가들은 기술적·제도적 한계로 두 전원을 병행해 성장시키겠다는 에너지 정책은 쉽지 않을 것이라고 우려하는 목소리가 나온다. 

원전과 재생에너지는 각각 출력 조절이 어렵고 출력 변동성이 커, 한쪽의 발전량이 늘어나면 다른 한쪽은 줄여야 하는 상황이 생긴다. 이에 두 전원을 동시에 함께 확대할 경우 전력 계통 시스템이 불안정해지거나 전체 발전 효율이 떨어지는 문제가 생길 수 있기 때문이다.

16일 업계에 따르면, 현 정부가 추진 중인 ‘원전과 재생에너지를 함께 늘리는 정책’에 대해 현실에서는 어려움이 많다는 지적이 나오고 있다. 유승훈 서울과학기술대학교 에너지정책학과 교수는 원전과 재생에너지를 동시에 확대하면 기술적으로 충돌이 생길 수밖에 없다고 진단했다.

유 교수에 따르면 태양광과 풍력 같은 재생에너지는 날씨 변화에 따라 출력이 급격히 변동하기 때문에, 계통에 안정적으로 연계하기 위해서는 유연한 출력 조절이 가능한 전원이 필요하다. 그러나 우리나라 대형 원전은 설계상 출력 조절이 거의 불가능하며, 원전을 억지로 감발(일시적으로 발전량을 줄이는 것)할 경우 원전의 안전성과 안정적인 운전에 위협이 될 수 있어 두 전원의 조화로운 구성은 쉽지 않다. 

태양광 발전이 많은 지역의 경우 설계상의 안전성 위험에도 전력 계통 안정화를 위한 원전 감발에 나서기도 한다. 전력거래소 관계자에 따르면 태양광 비중이 높은 전남 지역에서는 봄·가을철처럼 전력 수요가 낮은 시기, 낮 시간대 잉여 전력이 많아져 원전 출력까지 줄이기도 한다.

유 교수는 “프랑스 원전은 수십 퍼센트 수준의 출력 조절이 가능하도록 설계돼 있지만, 한국 원전은 설계상 출력 조절이 불가능하도록 만들어져 원칙적으로는 감발하지 않는 것이 바람직하지만 억지로 조금씩 하고 있는 상황”이라고 말했다.

석광훈 에너지전환포럼 전문위원은 “두 전원 모두 갑작스러운 출력 변화에 대비해 가스발전 같은 유연성 전원이 반드시 필요한데, 하나가 늘어나면 다른 하나의 안정적 운전에 필요한 유연성이 줄어드는 제로섬 구조”라고 설명했다.

현재 이재명 정부는 원전과 재생에너지의 병행 추진을 통해 실용적 에너지 믹스 구성을 추진하고 있다. 최근 산업·환경 부처 장관 후보자들의 발언에서도 두 에너지원의 조화로운 구성을 정책 기조로 삼겠다는 방향성이 뚜렷하게 드러났다.

김정관 산업통상자원부 장관 후보자와 김성환 환경부 장관 후보자는 각각 인사청문회 과정에서 원전과 재생에너지의 조화로운 구성이 대한민국 에너지 정책의 핵심 방향임을 강조했다. 김 후보자는 전력 수급과 온실가스 감축을 위해 양 에너지원의 병행 추진이 필요하다고 밝히며, 재생에너지 보급 확대와 함께 AI 시대 전력 수요 대응을 위한 원전 수출 시장 공략에 나서겠다고 했다. 김 후보자 역시 재생에너지의 간헐성과 원전의 위험성을 함께 고려한 균형 잡힌 접근이 필요하다며, ESS·히트펌프 등 탈탄소 산업군을 병행 육성해 빠른 에너지 전환을 추진하겠다는 입장을 내놨다. 

한편 원전과 재생에너지 간 구조적 충돌을 완화하기 위해 기술적·제도적 해법이 병행돼야 한다는 목소리도 나온다. 

유 교수는 "신규 원전에는 출력 조절 기능을 반드시 포함시켜야 한다"며 "제11차 전력수급기본계획에 포함된 신규 대형 원전과 SMR(소형모듈원전)은 재생에너지의 출력 변동성에 대응할 수 있도록 설계 단계부터 유연성을 확보해야 한다"고 말했다. 이어 "구조적으로 출력 조절이 어려운 기존 대형 원전의 경우 재생에너지 출력이 급증하는 시기에는 원전 정비를 집중 배치해 계통 내 갈등을 최소화하는 방식이 필요하다"고 덧붙였다.

또한 유 교수는 중장기적으로는 재생에너지의 출력 제한에 대한 시장 기반 보상 제도 도입이 필수적이라고 지적했다. 프랑스 등의 국가처럼 원전 사업자가 출력 조절 대신 재생에너지 사업자에게 보상금을 지급해 발전을 줄이도록 유도하는 구조를 우리 전력시장에도 도입해야 한다는 주장이다. 이를 위해 전력 시장에서 재생에너지 출력 제한 시 가격을 입찰받고, 재생에너지 발전 사업자가 해당 가격을 수용해 거래가 이뤄지는 방식의 경쟁 기반 보상 시스템을 정착시키는 것이 양 전원의 조화를 위한 현실적 해법이라고 설명했다.

업계 한 관계자는 “정부가 강조하는 원전과 재생에너지의 조화로운 병행은 기술적으로도, 제도적으로도 준비가 전혀 되지 않은 상태에서 꺼낸 포퓰리즘적 정치 수사에 불과하다”고 비판했다. 그는 “출력 조절이 어려운 원전과 간헐성이 큰 재생에너지를 동시에 확대하겠다는 건 결국 국민 눈치를 보며 둘 다 잡겠다는 말일 뿐”이라며 “제대로 된 제도 설계 없이 조화만 외치다가는 양쪽 모두를 제대로 활용하지 못하고 계통 불안만 키울 수 있다”고 지적했다.