산업부, ‘제11차 전력수급기본계획’ 실무안 공개
산업부, ‘제11차 전력수급기본계획’ 실무안 공개
  • 박재구 기자
  • 승인 2024.06.03 17:39
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신규전원은 무탄소 우선 2038년 발전량 중 무탄소전원 비중 70% 목표
태양광, 풍력은 2030년까지 2022년 실적 대비 3배 이상인 72GW 전망
신규 대형원전 4.2GW(3기)까지 가능, SMR은 0.7GW(1기) 실증분 반영

제11차 전력수급기본계획 총괄위원회(위원장 정동욱 중앙대 교수/이하 총괄위)는 5월 31일 ‘제11차 전력수급기본계획(이하 11차 전기본, 2024~38년)’의 실무안을 공개했다. 

2023년 7월 18일 전력정책심의회에서 11차 전기본 수립에 착수키로 결정함에 따라 총괄위, 4개 소위, 7개 워킹그룹의 91명의 전문가가 총 87회의 회의를 집중적으로 개최했으며, 5월 29일 총괄위에서 실무안을 최종 확정했다.

11차 전기본 실무안에 따르면 우리나라의 2038년 최대 전력수요는 129.3GW로 전망됐다. 적정예비율(22%) 고려 시 2038년까지 필요한 설비는 157.8GW이며, 재생에너지 보급전망(2038년 120GW, 실효용량 기준 13GW) 등을 감안할 때의 확정설비는 147.2GW이다. 이에 따라 10.6GW의 발전설비가 추가로 필요하고, 추가 발전설비 10.6GW는 대형원전, SMR, 그리고 LNG 열병합 등으로 충당하는 계획을 제시했다.

■ 전력수요 전망
전기본의 전력수요 전망은 중장기 전력수급 전망 및 설비계획을 위한 첫 단계이다. 목표수요는 ▲경제성장률·인구전망 등을 반영한 계량모형을 통해 도출한 수요에 ▲데이터센터, 전기화 수요 등 모형이 고려하지 못한 추가수요를 계산해 합산한 후 ▲수요관리량을 차감해 산출됐다.

11차 전기본 총괄위는 첨단산업 투자 확대에 따른 추가 전력수요를 반영하고, 검증 가능한 수요관리 목표를 설정하는 등 보다 과학적이고 체계적인 수요전망을 도출하는 데 집중했다.

모형수요 - 경제성장, 기후변화 영향, 산업구조 및 인구변화 전망 등을 반영한 계량모형을 통해 전력수요의 증가추세를 예측한 결과, 2038년 전력수요는 2023년 최대수요(98.3GW, 전력계통 수요 기준) 대비 30.6GW가 증가한 128.9GW로 전망됐다.

추가수요 - 반도체 클러스터 조성 등으로 향후 투자 급증이 예상되는 반도체 산업, AI의 확산으로 큰 폭 증가가 예상되는 데이터센터, 산업부문을 중심으로 한 전기화 수요 등 계량모형이 예측한 추세 이상으로 증가할 것으로 예상되는 전력수요를 합산해 2038년 16.7GW의 전력수요를 추가로 반영했다. 특히 AI의 영향으로 반도체 및 데이터센터의 전력수요가 2030년에는 2023년 수요의 2배 이상으로 증가할 것으로 전망됐다.

수요관리 - 2038년 수요관리 목표는 한전 등이 참여하는 ‘에너지공급자 효율향상 의무화제도(EERS, Energy Efficiency Resources Standards)’ 목표를 기초로 수요반응자원(DR) 확대 등 기타 수요관리 수단을 반영해 16.3GW로 도출됐다.

■ 전력공급 계획
전력공급은 수요전망 단계에서 도출된 목표수요에 기준 설비예비율을 고려한 ▲연도별 목표설비를 도출하고, ▲기계획된 설비 건설 및 폐지, 신재생에너지 보급 등을 고려해 전망한 연도별 확정설비를 목표설비에서 차감해 ▲연도별 신규 필요설비를 도출한 후 전원믹스를 확정했다.

11차 전기본에서는 전력공급의 안정성을 최우선으로 경제적·사회적으로 수용이 가능하면서 NDC 달성 등 무탄소전원(CFE)으로의 전환을 가속화하는 전원믹스를 구성하는 데 중점을 두었다. 특히 최근 포화상태에 이른 전력계통 상황을 고려하면서도 다양한 정책적 수단을 활용해 신재생에너지 보급전망을 도출하는 데 노력을 기울였다.

목표설비 - 발전설비의 불시고장, 정비소요, 건설지연 가능성 등을 고려한 기준 설비예비율은 단기(2024~28년) 20%, 중기(2029~32년) 21%, 장기(2033~38년) 22%로 도출됐다. 이는 ‘10차 전기본’에서 적용됐던 기간별 예비율과 동일한 수준으로 예비율을 감안한 2038년 목표설비는 157.8GW로 산출됐다.

확정설비 - 신재생에너지 설비 보급전망과 기계획된 화력, 원자력발전 등의 건설 및 폐지 계획 등을 반영한 2038년 확정설비는 147.2GW(실효용량)로 추산됐다.

‘신재생에너지’는 설치 잠재량과 전력계통 여건, 다양한 정책적 수단을 종합적으로 고려해 보다 과학적으로 보급경로를 전망했다.

2030년의 경우 현재의 계통여건과 추진환경을 반영한 태양광·풍력의 보급전망은 ‘10차 전기본’에서 예상된 보급전망(65.8GW) 대비 낮은 수준이지만 NDC 달성을 위해 산단태양광 활성화, ESS 조기보강, 이격거리 규제개선 등의 정책적 수단을 반영해 72.0GW로 상향 전망했다. 그 결과 태양광·풍력 설비용량은 2022년 23GW에서 2030년 72GW로 확대돼 COP28에서 합의된 재생에너지 3배 확대 목표를 달성할 전망이다.

2038년까지 태양광·풍력을 중심으로 재생에너지 보급은 꾸준히 증가해 태양광·풍력 설비용량은 115.5GW, 수력·바이오 등을 포함한 재생에너지 전체는 119.5GW까지 증가할 것으로 전망됐다.

‘화력발전’의 경우 ‘10차 전기본’에서 확정된 노후석탄의 LNG 전환은 유지하면서 2037~38년에 설계수명 30년이 도래하는 석탄발전 12기는 양수·수소발전 등 무탄소전원으로 전환하는 계획을 반영했다. 불가피하게 LNG 등으로 전환하더라도 열공급 등 공익적 사유가 명확한 경우에 수소혼소 전환 조건부 LNG로 제한해 화력발전의 총용량은 늘어나지 않도록 관리할 것을 권고했다.

‘원자력발전’의 경우 건설 중인 새울 3·4호기, 신한울 3·4호기 등 ‘10차 전기본’까지의 준공계획 및 계속운전 계획을 반영했으며, 현재 26기에서 2038년 총 30기가 가동될 계획이다.

필요설비 - 신규 필요설비는 2038년까지 10.6GW 규모가 필요한 것으로 산출됐다. 연도별 확정설비와 기간별 설비예비율을 감안 시 2031년 이후부터 설비가 부족할 것으로 예상되는바 전원별 건설기간과 미래 기술여건 등을 고려해 기간별 신규건설 수요를 도출했다. 특히 대형원전의 경우 부지확보 등 기간을 포함 167개월(13년 11개월)의 건설기간이 필요할 것으로 예상돼 2037년 이후 진입이 가능할 것으로 보고 설비계획을 마련했다. 

2031년부터 32년까지 2.5GW의 신규설비가 필요할 것으로 예상된다. 이 기간에는 무탄소전원의 기술개발 속도를 고려할 때 진입 여부가 아직 불명확하므로 LNG를 활용한 열병합발전으로 필요한 설비를 충당키로 했다. 신규 사업자는 필요물량 내에서 입찰시장을 개설해 선정하는 것으로 결정해 ‘10차  전기본’의 2032년 필요물량 1.1GW에 대해 시범입찰을 통해 충당키로 했다. 그 다음 11차 전기본 확정 이후 필요사항을 보강해 추가물량에 대해 사업자를 선정할 것을 제안했다.

2033년부터 34년까지 1.5GW의 신규설비가 필요할 것으로 예상된다. 이 기간에도 무탄소전원의 기술개발 속도를 고려할 때 진입 여부가 아직 불명확하다. ‘수소혼소 전환 조건부 열병합 또는 무탄소’ 물량으로 두고, 차기 12차 전기본에서 전원을 결정할 것을 권고했다.

2035년부터 36년까지 2.2GW의 신규설비가 필요할 것으로 예상된다. 이 기간에는 현재 개발 중인 SMR의 상용화 실증을 위해 0.7GW 분량을 할당하고, 나머지 1.5GW는 추후 수소전소 등 다양한 무탄소전원 간의 경쟁이 가능한 무탄소 입찰시장을 도입해 최적의 전원을 결정할 것을 권고했다.

2037년부터 38년까지 4.4GW의 신규설비가 필요할 것으로 예상된다. 1기당 1.4GW인 APR1400을 건설한다고 가정할 경우 산술적으로 최대 3기 건설이 가능한 물량이지만 2038년까지의 건설 기수는 부지확보 등 추진일정, 소요비용 등을 종합적으로 고려해 정부가 사업자와의 협의를 통해 최적안을 도출할 것을 권고했다.

■ NDC 달성 방안 및 발전량 전망
작년 3월 정부에서 발표한 ‘국가 탄소중립·녹색성장 기본계획’에 따르면 전환부문의 2030년 국가온실가스감축목표(NDC)가 400만 톤 상향됐다. 이번 11차 전기본 실무안에 반영된 설비계획이 이행된다면 ‘10차 전기본’ 대비 증가한 신재생 및 수소발전에 힘입어 상향된 NDC 목표를 달성할 수 있을 전망이다.

2038년에는 신규원전이 진입하고 수소발전이 보다 확대되는 한편, 태양광·풍력 등 신재생 발전도 대폭 증가하면서 2023년 40%에 못 미쳤던 무탄소에너지(CFE)의 비중이 70%에 달해 본격적인 무탄소에너지 시대에 접어들 것으로 기대된다. 또한 2030년부터는 무탄소에너지 비중이 50%를 넘어설 것으로 전망됐다.

참고로 원전과 신재생에너지의 2030년 발전량은 ‘10차 전기본’ 대비 증가했으며, 발전 비중은 유사한 것으로 분석됐다.

재생에너지 확대에 따른 안정적인 계통운영을 위해 2038년까지 21.5GW의 장주기 ESS가 필요할 것으로 분석됐으며, 양수발전과 BESS로 구분해 충당할 예정이다. 아울러 작년에 ‘10차 전기본’에 따라 선정했던 신규 양수발전(6개소)의 경우 우선·예비사업자 모두 11차 전기본의 확정설비(3.9GW)로 반영했다.

‘11차 전기본’은 재생에너지와 원자력의 조화로운 확대로 탄소중립에 적극 대응하고, 화석연료의 해외의존도 감소를 통해 에너지안보 향상에 기여할 것으로 기대된다.

우선 첨단산업, 데이터센터 등 전력수요 변화요인을 체계적으로 반영하고, 검증 가능한 수요관리 수단을 도입함으로써 미래 수요를 최대한 과학적으로 전망했다. 

공급에 있어서는 무탄소전원의 큰 축인 원전과 재생에너지의 균형있는 확대를 도모했다. 재생에너지 보급은 역대 최초로 전력계통 등 현실적 제약요건을 고려해 합리적인 전망을 도출하면서도 다양한 정책 수단을 적극 반영해 도전적이지만 실행 가능한 계획을 제시했다. 

또한 2038년 전력수요 대응과 안정적인 전력공급을 위해 필요한 신규원전 물량을 도출해 원전 생태계의 정상화를 견인하는 한편, 2038년 무탄소에너지(CFE) 70% 달성으로 ‘CFE 연합’을 이끄는 책임있는 국가로서 그에 걸맞은 목표를 제시했다. 아울러 다양한 무탄소전원의 경제성을 시장에서 평가하고 기술경쟁을 촉진키 위해 ‘무탄소 경쟁시장’ 도입을 제안했다. 

마지막으로 화력발전에 있어 노후 석탄발전의 일반 LNG 전환을 중단하고, 양수·수소발전 등으로 전환토록 권고해 무탄소에너지 전환을 가속화하는 한편, 열병합발전은 전기본 체계 하에서 합리적으로 용량을 관리해나가는 방안을 제안했다.

산업통상자원부는 이번 실무안을 바탕으로 후속 절차를 거쳐 ‘11차 전기본’ 확정을 추진할 계획이다. 전략환경·기후변화영향평가, 탄소중립녹색성장위원회 등 관계부처 협의를 거쳐 정부안을 마련하고, ‘전기사업법’에 규정된 공청회, 국회 상임위원회 보고 등을 진행한 후 전력정책심의회의 심의를 통해 11차 전기본을 최종 확정할 계획이다.
 


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