[전기는 부족해도 ‘정전’, 많아도 ‘정전’]

[재생에너지·원전·가스복합… 전력 공급이 넘치는 이유]

우리는 ‘대한민국은 에너지 부족 국가’라고 교육받아왔습니다. 우리가 살고 있는 국토에는 석유와 가스 같은 대표 자원이 없기 때문입니다. 

하지만 아이러니하게도 지금 국내 전력시장에서는 전기의 ‘부족’이 아닌 ‘과잉’으로 인한 문제가 생기고 있습니다.

재생에너지의 성장과 계속되는 원전 및 가스복합 발전 설비들의 증설로, 

현재 우리나라의 국가 전체 발전 규모는 크게 늘었고, 예비율도 넉넉합니다. 

LED조명 사용하기, 에너지효율등급과 같이 에너지효율을 높이는 노력도 기여를 했죠.

국가발전설비현황(출처 전력통계정보시스템)

실제로 지난해 말 기준 국가 전체 발전설비 규모는 153GW에 달했습니다. 

일반적인 원전 150여 기에 달하는 규모입니다. 

반면, 우리가 사용하는 전기의 최대전력 사용량은 100GW를 넘기지 않습니다. 

이렇다 보니 전기가 남는다는 평가가 나오기도 하며, 실제로 지난 2025년 5월 4일의 예비율은 55%에 달하기도 했습니다.

[전기, 남아도 문제? ‘출력 제어’가 필요한 시대]

2025년 5월 4일 공급예비율 현황(출처 전력통계정보시스템)

공급능력이 많다 보니 최근에는 발전량 조절하는 출력 제어가 쟁점이 되고 있습니다. 특히 인위적으로 발전량을 조절할 수 없는 재생에너지는 출력 제어로 인해, 생산된 전력을 판매할 수 없어 불만이 제기되기도 합니다. 

생산된 전력은 있지만 전력계통에서 이를 받아들이지 않는 셈입니다.

어찌 보면 생산된 전력을 그냥 버리는 셈인데, 이는 부족하면 부족한 대로 남으면 남는 대로 문제가 발생하는 전기의 특성 때문입니다. 

전기는 현재 사용되는 전력량과 이에 맞춰 발전 공급량을 맞추는 균형이 매우 중요합니다. 

전력 업계에서 말하는 ‘전력수급 안정’, ‘전력계통 안정성’이 모두 이를 의미하는 것입니다. 

전기가 부족하면 정전이 발생하는 것은 우리가 잘 알고 있습니다. 2011년 9월 15일 정전사태를 직접 경험해보기도 했습니다. 

반대로 전기는 남아도 정전이 발생합니다. 

좀 더 정확하게 표현하면 계통에서 수용할 수 없는 수준의 전기가 공급될 때 전체 시스템이 무너지게 됩니다. 

좁은 도로에 갑자기 차들이 몰리면 교통 혼잡을 일으키는 것과 비슷합니다. 

[주파수, 전력계통의 ‘심장박동’]

스페인-포르투갈 정전 당시 포르투갈 연안 도시 모습(출처 모션엘리먼츠)

전력 과잉으로 발생하는 문제 중 계통에 심각한 타격을 줄 수 있는 것은, 주파수 불일치입니다. 우리나라의 경우 발전소에서부터 송배전망 그리고 기계와 가전제품 모두는 60HZ(헤르츠)의 전기에 맞춰져 있습니다. 전기를 생산하는 발전소 터빈도 1초에 60번을 회전합니다. 

주파수는 전기가 1초에 얼마나 빠르게 진동하는지를 나타내는 값이며, 대한민국은 60Hz(헤르츠)가 표준입니다. 전력 계통에서의 수급 균형도 60Hz 주파수를 유지하는 것이 핵심입니다. 전기 공급과 수요의 균형이 깨지면 이 주파수는 흔들리게 되고 60Hz에 맞춰진 모든 기기들은 손상을 받습니다.

발전기 역시 주파수 불일치로 인해 전압 변동, 전류 증가 등이 발생하면, 내부 절연재가 손상되고, 이로 인해 설비 자체가 고장날 수 있습니다. 때문에 발전소들은 전력계통에서 주파수가 제대로 유지되지 않을 때 설비를 지키기 위해 전체가 탈락(정지)하는 경우도 있습니다.

이 과정에서 정전이 발생하게 되는 것입니다.

태양광, 풍력 등 자연에 의존하는 발전기들의 운영이 어려운 점도 이 때문입니다. 날씨가 맑고 바람이 좋아 전력 생산이 많으면 많은 대로,밤이 되거나 바람이 나빠 전력 생산이 없으면 부족한 대로 계통은 주파수 변동의 부담을 가지게 됩니다.

[전력의 미래는 ‘예측과 조절’에 달려 있습니다]

태양광과 풍력이 100의 전기를 생산할 수 있다고 해도, 100 모두를 재생에너지에 맡기지 않고 일부는 원전과 화력발전소에 분담해야 하는 것도 같은 이유입니다. 

그래야 낮에 갑자기 늘어난 전기와 해가 진 후 급격히 줄어드는 전기 사이에서 전력계통의 주파수를 안정적으로 유지할 수 있습니다. 

부족해도 넘쳐도 발생할 수 있는 정전, 전력 에너지로 움직이는 현재와 미래 사회에서 정확한 수요예측과 공급은 우리 생활을 지키는 필수요소입니다.