본문 바로가기
News/ESS-스마트그리드-전력망

신재생에너지 출력 제한, 어떻게 보상할 것인가?

by R.E.F. 17기 이명현 2020. 9. 6.

신재생에너지 출력 제한, 어떻게 보상할 것인가?

대학생신재생에너지기자단 17기 이명현

 

발전설비 출력 제한의 필요성

신재생 발전설비 출력 제한 (VRE Curtailment) 이란 태양광, 풍력 등 재생에너지 발전 전력량이 과도하게 많은 시점에 송배전망 사업자 (TSO)가 계통 안정을 위해 재생에너지 발전 설비의 출력을 직, 간접적으로 차단하는 제도와 시스템을 가리킨다. 재생에너지 출력 제한은 재생에너지 발전설비의 연료 절약, 환경적 편익과 같은 경제적 이점을 감소시킨다. 계통의 유연성이 확보되지 않는 한 신재생 설비가 추가될수록 출력 제한 발생률은 점차 상승하여, 결과적으로 신재생 설비가 이윤을 가져다주지 못하는 상황까지 이어진다 (Rogers et al., 2010; Bird et al., 2014; IRENA, 2018).

2018년 산업통상자원부가 고시한 ‘소규모 신재생에너지 발전전력 등의 거래에 대한 지침’에 따르면 전기판매사업자(한국전력공사)는 공급신뢰도 및 전기 품질(전압, 역률, 주파수) 유지, 전기설비 유지관리, 계통 보호장치 동작이나 기기·선로 유지 보수 및 점검, 그리고 기타 계통설비 손상을 방지하기 위해 전력 공급자와 전력거래를 거절할 수 있다. 산업부는 2019년 11월 개정된 ‘전력계통 신뢰도 및 전기품질 유지기준(이하 신뢰도 고시)’에 따른 후속 조치로 이 신뢰도 고시 17조에 ‘신재생 발전기에 관한 계통운영 및 관리’ 조항을 신설하여, 전력거래소와 한전(송배전 사업자)이 전력계통을 안정적으로 운영한다는 명목으로 풍력과 태양광 등 신재생 발전기에 대한 출력 감시와 예측, 평가, 제어를 할 수 있게 했다.

 

현 출력 제한 실태

이투뉴스 보도의 한전 관계자의 발언에 따르면, 전국 재생에너지 보급량의 40%가 호남지방에 몰려 있으나 해당 지역의 자체 수요는 12%에 불과하다. 보급된 설비를 완전히 가동한다면 그중 28%가량을 에너지 저장 장치나 육상-해상 연계 그리드로 수용해야 한다는 뜻이다. BESS의 수용력에도 한계가 있고, 제주와 육지를 연결하는 전압형 HVDC(초고압 직류송전) 연계선로의 확충은 이 전력을 다시 수요지로 송전할 별도의 송전선로를 추가 건설해야 한다는 점에서 실익이 크지 않다고 한다.

[연도별 제주도 풍력발전 출력 제한 횟수]

출처: CEO스코어데일리

 

제주도 풍력발전설비 출력 제한 건수는 2015년 3건, 2016년 6건, 2017년 16건, 2018년 17건에서 2019년 46건, 2020년 7월 말까지 45건으로 폭증했고, 이로 인해 재생에너지 장기계약자 평균 적용 금액 (180원/kWh) 기준 수십억 원의 손실이 발생했다. 그러나 발전사업자의 손실에 대한 보상 제도는 제대로 확립되지 않았다.

뉴스1 제주의 보도에 따르면 제주도와 육지를 잇는 제3해저연계선이 완공되면 제주지역 신재생에너지 접속 한계 용량은 현재 590MW에서 2024년 최대 1237MW까지 늘어난다. 그러나 현재 제주에서 신규로 추진 중인 풍력, 태양광 발전은 1200MW 규모 이상에 달하여, 향후 출력 제한 문제는 더욱 심화될 전망이다.

 

해외 사례

영국의 경우 송배전망 설비가 충분히 확보되어 2017년 1.5 TWh의 풍력 발전 전력 손실이 있었는데 이는 영국 전력수요의 0.4%에 지나지 않았다. 풍력발전 기업들은 사전 계약을 통해 발전 제한에 따른 전력 손실에 대해 “발전제한 지불금(constraint payments)”을 지급받는다. 작년(2019년)까지는 영국 풍력발전에 대한 지불금이 전체 전력시장에서 차지하는 비중이 크지 않았으나, 풍력발전이 확대되고 계통이 보완되지 않는다면 이 비중은 점차 증가하여 사회적 부담으로 작용할 수 있다.

과거 인도의 전력수급계약(PPA: Power Purchase Agreement)은 출력 제한으로 발생하는 금전적 손실을 체계적으로 보상하지 못했다. Ind-Ra에 따르면 기존 연차채무상환비율(DSCR: Debt Service Coverage Ratio)은 출력 제한의 10%에 대해 0.12회가량 누락을 발생시켰고, 사전에 별도 비용을 지불하는 50% 보상 계약은 이러한 손실을 0.06%로 줄일 수 있었다. 발전사업자들은 이러한 차액을 별도의 채무 서비스나 스폰서 지원 등으로 개인적으로 조달해야 했다.

2017년 개정된 인도의 PPA는 출력 제한으로 발생하는 금전적 손실의 상환을 완전히 보장하여, 풍력과 태양광 발전 사업자의 경영 환경을 개선했다. 이는 송배전망 사업자로 하여금 출력 제한 횟수를 줄이도록 하는 인센티브로 작용할 수도 있다.

미국은 태양광의 경우 최소 공급의무(Minimum Supply Obligation)제도로 연간 175시간을 초과하는 출력 제한에 대해 보상하도록 했고, 풍력은 연간 50시간을 초과하는 계통 한계로 인한 출력 제한에 대해 향후 3년간 전력 손실분에 해당하는 초과 발전을 허용함으로써 보상했다. 2017년 PPA 개정으로 태양광, 풍력 월평균 발전량의 50%를 보상하도록 했다.

 

결론: 합리적 보상체계

ENERGYPOST에 따르면 태양광, 풍력 발전단가가 충분히 하락할 경우 출력 제한으로 인한 전력 손실의 금전적 가치가 작아 문제가 되지 않는 시점이 오게 된다고 한다. 그러나 변동성이 큰 실정인 재생에너지 기반의 전력계통 운영에서 출력 제한은 불가피하다. 현재 빈번히 발생하는 출력 제한에 대해 지나친 비용 부담으로 이어지지 않으면서 발전사업자들이 사업을 지속할 수 있도록 보상체계에 대해 합의점을 찾는 과정이 필요하다. 결국 한전과 전력거래소가 출력제한으로 인한 비용을 부담하게 되므로, 발전설비를 추가로 도입할 이를 수용할 있도록 계통망을 확충하고 시장 유연성을 확보하여 출력제한 발생건수와 규모를 최소화하는 것이 최우선 과제가 것이다.


참고문헌:

[발전설비 출력 제한의 필요성]

1. IRENA, “Power System Flexibility for the Energy Transition, Part 1: Overview for policy makers”, International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi, 2018.

2. 김관모, “[단독] 전력 과잉공급 시 태양광 전력 거래 앞으로 막힌다”, 인더스트리뉴스, 2020.03.03.

3. 전기신문, “신재생에너지 출력 제한, 대상・보상 기준 논의부터”, 2019.04.19.

 

[현 출력 제한 실태]

1. 이상복, “재생에너지 전기, 제주도에 갇혔다”, 이투뉴스, 2020.06.29.

2. 유영준, “전력거래소, 신재생 설비 ‘출력 제한 기준’ 만든다”, CEO스코어데일리, 2020.07.01.

3. 강승남, “'툭하면' 멈추는 제주 풍력발전…접속용량 확대 시급”, 뉴스1 제주, 2020.08.19.

 

[해외 사례]

1. Dave Elliot, “Curtailment: losing green power“, 2019.07.10.

2. The Economic Times, “Compensation for grid curtailment to benefit renewable sector: India Ratings”, 2017.05.23.

3. Anjali Viswamohanan and Manu Aggarwal “Rethinking Renewable Energy Power Purchase Agreements: Curtailing Renewable Energy Curtailment”, CEEW, 2018.06.

 

[결론: 합리적 보상체계]

1. Richard Perez and Karl Rabago, “Overbuild solar: it’s getting so cheap curtailment won’t matter”, Energypost, 2019.06.

 

댓글15

  • 실제 제주도는 풍력, 태양광 발전설비 용량을 2GW 넘게 목표로 설정해두었죠. 지금도 출력제한과 해저케이블 자체가 문제가 되기 때문에 하루빨리 출력제한에 대한 방안을 조취하는것에 공감합니다.
    좋은기사 잘 읽었습니다 😊😊
    답글

  • 제주도는 우리나라의 재생에너지 설치 10년 후를 보여준다고 들었습니다.
    머지않아 육지에서도 일어날 문제들을 미리 보여주는 것 같네요.
    에너지 전환의 과도기인 만큼 곳곳에서 송배전 문제, 출력 제한 보상 문제 등 다양한 문제들이 발생하고 있는 것 같습니다.
    그럼 지금 현재 제주도 재생에너지 사업자들은 출력제한이 일어났을 시 금전적 보상을 전혀 받고 있지 않나요?
    제주도 풍력발전 사업자들이 잦은 출력제한으로 불만이 많다고 들어서 이 문제에 관심이 많았었는데 좋은 기사 잘읽었습니다:)
    답글

  • R.E.F. 18기 오연지 2020.09.08 12:35

    균형감 있는 발전의 중요성을 다시 한번 되새길 수 있는 기사였습니다.
    호남지역 신재생 에너지 보급량 중 지역 자체 수요 에너지를 제외하면 절반 이상의 에너지가 잉여로 돈다는 점..
    신재생에너지 출력 제한과 합리적 보상체계의 합의점이 절실해 보이네요.
    좋은 기사 잘 읽었습니다^^
    답글

  • R.E.F 18기 김도희 2020.09.08 20:49

    재생에너지의 간혈적인 에너지 생산으로 출력제한이 필요하고 비용이 많이 발생한다는 것을 처음알게 됐습니다 ㅠㅠ 무엇보다 공급이 많은 지역의 재생에너지를 수요가 많은 지역으로 공급할수있는 인프라의 보급이 절실해 보이네요 ! 좋은 정보 주셔서 감사합니다! 많은 논의가 필요한 부분인것 같습니다!
    답글

  • 신재생 에너지 또한 전력계통을 구성하고 있는 만큼 전력계통의 건전성에 대한 많은 검토가 필요했을 것 같은데, 이렇게 출력제한을 해야 될 만큼 수급자체에 문제 있는 것은 신재생 에너지에 대한 많은 검토가 이루어지지 않은 결과가 아닌가 싶습니다.
    더 좋은 인프라와 제도를 통하여 이런 문제가 해결 되기를 바랍니다.
    답글

  • 현재 추진중인 발전사업들까지 고려하면 이 문제가 얼마나 심화될지 우려가 됩니다. 제주도가 우리나라 재생에너지 설치 10년후를 보여준다는 희진님의 댓글에 많은 생각이 듭니다.
    무리한 신재생에너지 확대 정책으로 인해 안정적인 전력 수급에 차질이 생기게 된 것 같습니다. 풍력발전설비 출력제한에 따른 발전사업자들의 손실 보상제도도 빠른 시일내에 확립되었으면 좋겠습니다. 잘 읽었습니다!
    답글

  • 궁금하던 문제를 이렇게 풀어주셔서 감사합니다. 출력제한에 대한 보상도 충분히 이뤄지는것은 필요하지만 결국 궁극적으로는 계통이 해결 되어야 다음 단계로의 재생에너지 발전 시스템을 꿈꿀수 있겠다는 생각을 하게 되었습니다.
    답글

  • 현 출력제한 실태를 보고 발전사업자의 손실이 심화되고 있는 상황을 한눈에 볼 수 있었습니다. 신재생에너지 설비가 확대되기 위해서 계통망 확충과 이를 뒷받침할 보상체계가 필히 필요함을 느끼게 한 기사였습니다 ! 좋은 기사 잘 읽었습니다 :)
    답글

  • 신재생에너지 발전 설비를 무턱대고 확대할 수 없다는 것을 보여주는 좋은 예시인 것 같습니다. 생산된 전기를 알맞게 사용하고 분배할 수 있는 전력망 구축이 과도기를 빠르게 넘길 수 있는 방법이라는 생각이 드네요. 흥미롭게 잘 읽었습니다.
    답글

  • 최근 제주도의 신재생에너지 사업에 많은 관심이 생겨서 많은 기사를 찾아봤었는데, 제주도의 출력제한이 원래 일년에 약 40번..? 그정도였다는데 올해는 상반기에만 벌써 40번이 넘었다는 기사를 봤었습니다 ! 공급이 너무나도 많아 송배전 등에 문제가 생길 수도 있다는 문제를 봤었기에 이번 기사가 더욱 와닿은 것 같습니다 ! 기사 잘 읽었습니다 !
    답글

  • 1인기사인데도 불구하고 양질의 내용 정말 잘읽었습니다. 개인적으로 중요한 포인트는 어떻게 보상하냐보다 출력제한으로 인한 에너지 손실인것 같습니다... 아직은 신재생에너지가 전국적 수요를 감당하기는 어렵다는 증거가 될 수 있겟네요...에너지 손실없이 온전히 전기를 출력한다면 정말 가능성있는 미래가 더 가까워질 것 같네요!
    답글

  • 신재생에너지 설비의 수를 늘리는 것보다 제도적으로 먼저 개선이 되어야하고 궁극적으론 계통의 안전성이 먼저 해결이 되야될 것 같네요. 그러면 혹시 현재 국내에서 이를 해결하기위해서 제도적으로 노력하고 있는 부분이 있나요?
    답글

  • 빠른 발전에 맞춘 전력계통망과 출력 예측이 중요하다는 것을 다시 한번 느끼고 갑니다!! 정말 발전을 장려하는 것 뿐만 아니라 이를 뒷받침하는 정책들도 절실하다는 것을 알게 해주는 기사인 것 같습니다.
    답글

  • R.E.F 18기 최별 2020.09.09 21:57

    앞의 제주도 신재생 에너지 관련 기사를 읽으며 제주도 외 다른 지역의 신재생 에너지 관련 출력제한과, 우리나라의 전반적인 전력계통망에 대해 궁금한 점이 많았는데 이 기사를 읽으며 많이 해소 해 낼 수 있었던 것 같습니다. 재생에너지 발전도 중요하지만 그 전에 출력 예측과 충분한 계통 안전성이 선행되어야 했는데 발전 설비의 확대에만 치중되어 중요한 부분을 많이 놓쳤던 것은 아닌가하는 아쉬운 마음이 듭니다. ㅠㅠ

    또한 미국과 인도, 영국 등 타 국가의 출력 제한에 따른 손실의 보상제도를 제시 해 주셔서 좋았습니다. 구체적인 퍼센테이지까지 함께 제시하며 해외의 손실 보상 체계를 소개 해 주셔서 막연히 '발전 사업자들에게 보상이 필요하구나'라고 추상적으로만 인지하고 넘어가지 않고 어떤 방식과 수준의 보상 제도가 우리나라의 상황에 적합할지를 자발적으로 고민 해 보며 읽을 수 있었던 것 같습니다.

    재생에너지 발전 설비 속도에 맞게 전력계통망과 보상체계 등의 다른 제도적, 기술적 필요 요소들도 발빠르게 발전하여 안정성있게 이점만을 누릴 수 있는 날이 빨리 왔으면 좋겠습니다 :-)

    이명현님 좋은 기사 작성 해 주셔서 감사하고 고생하셨습니다 :)
    답글

  • 신재생에너지를 통한 발전량을 늘리려면 신재생에너지 설비를 늘려야해!라고 단순히 생각할 문제가 아니라는 점을 이 기사를 통해 다시한번 느낄 수 있었습니다.
    출력제한으로 인한 사업자들의 금전적 손실, 그에 따른 적절한 보상제도가 필요한 것 같아요. 더 나아가 신재생에너지의 발전설비를 꾸준히 늘릴 수 있는 여러 정책과 인프라 구축도 마련되었으면 좋겠습니다.
    좋은 기사 잘 읽었습니다!!!
    답글