지난글 1. 7.6 01:32 국내발전시장에 대한 이해를 돕고자…(Featuring. 원자력) 

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          2. 7.7 23:56 국내 전력시장 이해 ① 예비력 논의를 위한 기초

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          3. 7.8 04:08 국내 전력시장 이해 ② 원전폐쇄-예비력 논란은 이제 그만 (긴글주의)

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          4. 7.8 15:02 국내 전력시장 이해 ③ 원전폐쇄-예비력 논란은 이제 그만-2 (긴글)

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"원전폐쇄와 관련한 국내 발전설비 용량과 예비력 이슈에 대해 논란"은 이번 글에서 마무리하겠습니다. 

대장정의 주제를 마무리하는 관점에서 이번 글에서는 현 시점의 계통운영 상황을 알려드리고자 합니다.  

- 총 발전설비 용량 

- 전력수요 변화

- 정지/정비 중인 발전설비 

- 최대전력과 예비력, 예비율의 개념

등을 다뤄보겠습니다. 

자료 출처 : 

① 2017년도 1분기발전소 건설사업 추진현황 (전력통계정보시스템 자료실/보고서/전력수급 

http://epsis.kpx.or.kr/epsisnew/selectEkifBoardList.do?menuId=090130&boardId=003130

② 2017년 5월 전력시장 운영실적

    2017년 5월 전력계통 운영실적 집계

    2017년 3월 시장감시 분석보고서  (KPX 종합자료실, http://kpx.or.kr/www/selectBbsNttView.do?key=100&bbsNo=8&nttNo=16237&searchCtgry=&searchCnd=all&searchKrwd=&pageIndex=1&integrDeptCode=)

((2017년 5월 기준 발전설비 용량)) 

■ 원본 이미지 수정없음

[분석 내용] 

1. 지난글에서 '16년말의 총 설비용량은 108.2GW라고 통계자료에서 말씀드렸는데, 

   '17.5월말의 총 설비용량은 112.9GW입니다.   

   - 집계시점 상 5개월의 차이를 두고 설비용량 4.7GW가 새롭게 전력시장에 진입하였습니다. 

   - 최신 원전 기준 3기 이상, 석탄화력설비 5기 수준의 설비용량이 추가된 것입니다. 

2. 발전사업허가증과 사용전검사필증의 설비용량 차이분 조정이라는 표현이 있습니다.  

   - 예를 들어 전력수급계획에 1,000MW(1GW) LNG복합화력을 반영시켰다고 3~4년후 1GW를 그대로 준공하게 되지는 않습니다. 

   - 발전사업허가는 인허가의 시작단계에서 확보하게 되는 것으로 해당 시점에는 어떤 설비를 적용할 것인지 사양 결정이 되기 전이기 때문에, 위와 같은 용량의 변화가 생기게 되는 것입니다. 설계단계를 거치면서 주기기 회사별 최신 주기기 기술, 가격, 사양(효율, 설비특성), LNG복합의 경우 Gas Turbine과 Steam Turbine의 구성 비율 등까지 다양한 조합의 비율을 종합적으로 검토하여 설비용량을 확정하게 되는 것입니다.  

3. 추가적으로 발전설비는 발전원별로 계절별/온도별 또는 각 설비 특성에 따라 최대 발전가능용량이 변합니다. 

   - 특히 LNG의 경우 온도에 따른 Gas Turbine 출력이 굉장히 큰 폭으로 변화합니다. 

   - 100MW Gas Turbine을 예로들면 한여름 최대출력이 80MW 수준으로 떨어지지만 겨울철 최대출력은 120MW를 상회하는 수준까지도 상승됩니다. 

   - 여름과 겨울에 각각 냉방과 난방 전기수요가 높은 우리나라 특성상 여름의 최대수요 관리가 보다 중요한 이유 중의 하나를 간단히 아셨다고 생각하시면 됩니다.

   - 예전에는 여름에 무조건 최대수요치를 달성했지만 최근 가스요금 상승과 상대적으로 낮은 전기요금 등으로 겨울철 중에도 혹한기 최대수요치가 여름보다 높은 경우도 있습니다.   

((2017년 1분기 건설중인 발전설비 현황)) 

■ 원본 이미지 수정없음

[분석 내용] 

1. '17년 1분기 건설 중인 발전설비 중 원자력은 총 5기로 7,000MW(7GW)입니다.  

   ① 신고리 원자력 4호기   1,400MW('17.11월 준공예정)  

   ② 신한울 원자력 1,2호기 2,800MW('19.2월 준공예정)
   ③ 신고리 원자력 5,6호기 2,800MW('22.10월 준공예정) - 문재인 정부 공사 잠정중단 지시 

       - 어떤 상황에서 중단된 것인지 함께 보시겠습니다.          

      - EPC 도급은 두산중공업과 삼성물산, 한화건설이 컨소시엄이 계약을 체결하였습니다. 

      - (개인의견)도급계약과 토목설계 등은 이루어졌겠지만, 제대로된 현장 가설사무소 정도만 세우는 준비 중이지 않았을까 싶습니다. 박근혜씨와 그녀의 비선이 여러모로 우리나라를 절묘한 시점에 구해낼 수 있는 기회를 주었다고 봅니다.  

      - 다시 원래의 분석으로 돌아가겠습니다. 

2. '17년 1분기 건설 중인 발전설비 중 석탄화력은 총 8기로 7,785MW(7.8GW)입니다.  

   ① 삼척그린파워 2호기 1,022MW 남부발전 ('17.6월 준공예정) - 현대건설 시공 

   ② 태안화력 10호기 1,050MW 서부발전 ('17.6월 준공예정) - 토건 : 대림산업/삼성물산/삼호, 기전 : SK건설/동아/현대산업

   ③ 북평화력 2호기 595MW GS동해전력 ('17.8월 준공예정) - STX중공업/대림산업/STX건설 

   ④ 신보령화력 1,2호기 2,038MW 중부발전 ('17.9월 준공예정) 

       - 토건 : 금호산업/삼부토건/도원이엔씨  - 기전 : 지에스건설/두산중공업/도원이엔씨/우석건설, 

       - 항만 : 삼부토건/서림종합건설/태성건설

   ⑤ 신서천화력 1,000MW 중부발전 ('19.9월 준공예정) 

       - 토건 : 한화건설/범양건영/태화건설   - 기전 : 한진중공업/대신건설/태화건설산업

   ⑥ 고성하이화력 1,2호기 2,080MW 고성그린파워(주) ('21.4월 준공예정) - SK건설

3. '17년 1분기 건설 중인 발전설비 중 LNG 복합화력은 총 6기로 1,660MW(1.7GW)입니다.    
   ① 서울복합화력 1,2호기 800MW 중부발전 ('18.11월 준공예정) 

       - 토건 : 포스코건설/경남기업/삼부토건

       - 기전 : 롯데건설/이테크건설/풍림산업/흥진건설

   ② 신평택천연가스발전소 942.9MW 신평택발전(주) ('19.11월 준공예정) - 포스코건설/서희건설 컨소시엄

   ③ 당진복합 4호기 950MW GS EPS ('17.4월 준공예정) - GS건설

   ④ 영남복합 1호기 470MW KOSPO 영남파워 ('17.11월 준공예정) - 포스코건설/포스코엔지니어링 컨소시엄 

   ⑤ 제주복합 240MW 중부발전 ('18.6월 준공예정) - 두산중공업/신화건설/동진건설 

      - 서울복합화력은 기존에 있던 노후화 발전설비를 대체하는 것이고, 제주복합도 제주도 안정적 전력망 운영을 위해 필요하다고 보겠습니다. 

      - 나머지 발전소들은 기존에 무수히 많은 LNG발전설비들과 레드오션에서 경쟁해야 합니다. 물론 최신기술 적용을 통해 경쟁우위를 가진 상태로 참여할 확률이 높습니다. 

4. '17년 1분기 건설 중인 발전설비는 원자력(건설중단 제외)-석탄화력-LNG복합화력 모두 합하여 13.645GW입니다. 

      - '18년내 단기간에 전력시장에 진입하는 설비들만도 7.765GW입니다. 

      - '17.5월 기준 총 설비용량이 112.9GW라는 점을 고려하면, '18년말 우리나라는 120GW를 상회하는 설비용량을 보유하게 됩니다. 

[설비용량변화] 

지금까지 현 시점의 설비용량 112.9GW, '18년말 120.7GW라는 수치를 말씀드렸습니다.

준공일정의 변화나 다른 변수를 고려하지 않을 수 없겠지만 위의 설비용량은 실현될 확률이 높습니다. 

[연간 정비계획 수립 운영] 

각 발전설비는 주기기 특성별로 계획예방정비를 해야 합니다. 

1,500도씨 이상의 연소를 통해 발전이 이루어지는 화력발전에서 가장 중요한 부분이 고온부품의 열화(고온에 노출된, 운전된 방식과 시간, Trip 발생여부 등에 따라 변함) 등으로 인한 고장/사고 발생을 막는 것입니다. 

워낙 비싸고 규모가 큰데다 한번 고장/사고가 발생하면 복구에 긴 시간이 걸리는 만큼 재보험(보험을 위한 보험 정도로 더 이상의 언급은 안하겠습니다.) 가입은 필수입니다.

따라서 각 발전소는 사전에 정해진 기준에 따라 예방정비가 필요한 시기를 저울질 해야 합니다. 보통 향후 5년 사이의 주요 정비계획을 월/분기 단위로 업데이트합니다.

이를 계통운영자 관점에서 바라보면 안정적 전력공급에 큰 위험요인이 될 수 있기 때문에 향후 2년간의 정비계획을 각 발전소로부터 받아 서로 조율하는 과정을 거칩니다. 또한 매월 정비계획을 확정하는 과정을 거칩니다. 

우리나라 수요는 여름 혹서기와 겨울 혹한기에 가장 높은 전력수요를 보이기 때문에, 계획예방정비가 필요한 발전기들은 최대한 봄, 가을에 정비가 될 수 있도록 하는 것입니다. 

이 때도 수요패턴 변화에 따라 각 계절별 수요를 예측하고 안정적인 적정 예비력을 확보하기 위한 계획을 수립하고 운영하는 것입니다. 설비별 변화하는 최대 발전가능용량도 고려합니다.

매순간 돌발변수에 의한 설비정지와 고장여부 확인, 간단/복잡한 정비 등이 발생할 수 있기 때문에 그러한 요소도 충분히 고려하여 계획을 수립합니다. 

[공급가능한 설비용량] 

우리나라가 현 시점 총 보유한 설비용량이 있습니다. 

정비/고장 중인 설비용량이 있습니다. 

발전기별로 시점별로 변화하는 설비용량이 있습니다.

총 보유한 설비용량이 있더라도 이를 모두 공급할 수 있는 것은 아니라는 것입니다.

입찰가능용량이라는 개념이 있습니다. 

발전설비 운영은 실시간이라는 말씀을 드렸고, 안정적 운영을 위해 하루 전에 오늘의 운영계획을 수립한다고 말씀드렸습니다. 이 때 일간 운영계획 수립의 기초가 되는 것이 각 발전소의 시간대별 입찰가능용량입니다.

그리고 각 발전소의 입찰가능용량의 총합이 오늘 공급가능한 시간대별 발전설비용량의 최대치인 것입니다. 

간단히 표현하면 수요예측에 따라 운영계획이 수립되고 가장 마지막 운영계획에 포함된 발전기가 가격결정발전기가 되고, 나머지 발전설비들이 예비력이 된다고 보시면 되겠습니다. 

이에 대한 개념을 보다 자세히 이해하고 싶다면, 월별로 리포팅되는 시장감시 분석보고서를 확인(출처 참조)하는 것을 추천드립니다. 

[최대전력수요]

수요는 순간순간 변화하기 때문에 최대전력수요라는 말은 수요가 최대인 순간(Peak)을 의미할 수도 있고, 1시간 단위로 분할해서 1시간 수요량 관점에서 최대전력수요라고 할 수도 있습니다. 

그래서 최대전력수요라는 용어를 사용할 때는 꼭 Peak/1시간수요량단위인지 연중/월간인지를 함께 사용해 줍니다. 

그리고 그 때 시간대별 입찰량 총합이 공급가능 최대용량인 것이고, 입찰대비 공급안한 용량이 예비력, 수요대비 예비력의비율이 공급예비율이 되는 것입니다.

또한 설비 운영 중인 발전소 출력량을 조절하여 갑작스런 수요변화에 대응하기 위한 운영가능 발전용량을 운영중 예비력, 수요대비 운영중 예비력의 비율을 운영예비율이라 합니다. 

 - '물론 입찰량을 크게 좌우하는 예측치(기상청 예보 기준) 대비 실제 온도에  따라 정말 그 순간에 공급이 가능했던 용량은 무엇이었는가'는 조금 다른 개념일 수 있으나 이정도로 표현하겠습니다. 

 - 순환정전 전후로 용어가 조금더 세분화 된 것으로 어설프게 알고 있으니 현업에 계신 분들이 사용하시는 용어와는 제가 정리한 것과 개념에 차이가 있을 수 있으니 양해바랍니다. 

대략 이런거구나 하면 되는 것입니다.(라는 변명으로 더 이상의 검토, 확인은 생략합니다.)

((2016년 7월 ~ 2017년 5월 기간 계통 주요지표 변화)) 

■ KPX 종합자료실 월별 주요 계통운영 분석자료 종합

[분석 내용] 

1. '16.7월과 8월에 전력공급예비율은 각각 9.60%와 8.50%수준까지 하락했습니다.     

   - 공급예비율 9.60%와 8.50%가 낮은 것이냐라는 관점에서는 사람마다 관점의 차이가 있을 수 있습니다. 

   - 그 이전의 자료를 추가로 정리하면 바로 비교가 가능하겠으나, 드리고 싶은 말씀은 그 정도의 공급예비율이면 계통운영자가 조금 신경써서 관리하는 수준에 불과합니다. 

   - 즉시 가동이 가능한 설비가 7GW이상 대기하고 있는 상태인 것입니다. 

   - 최신 원자력 5기에 달하는 용량입니다.

2. '16.7월 및 8월과 유사한 최대전력수요를 보인 시기는 '17년 1월 및 2월입니다.   

   - 지속적인 설비확충의 결과 유사한 최대전력수요 상황에서 공급예비율은 14.1%와 18.0%로 양호합니다. 

3. SMP의 변화는 참조용입니다.  

   - 수요와 공급에 따른 변화폭보다 국제유가 중심의 연료가 변동(통제불가능변수)에 따른 SMP 변화가 더 큰 상황이라 수급 논의하는 자리에 더 깊이 이야기할 필요는 없다고 생각합니다.

   - 단, Cost Based Pool(발전단가가 낮은 발전기부터 우선적으로 가동) 시장을 운영하는 나라에서(그로인해 LNG복합의 경우 극단적 효율경쟁으로 번지고 있는) 발전단가와 시장가격이 독점공급되는 국제유가에 의해서 큰 폭으로 변화하고 있는 상황은 기존에는 나타나지 않았던 블랙스완과 같은 존재임에는 분명하겠으나, 현재 국가 전력공급 체계와 가동순위 산정방식이 정말 합리적인 것인가라는 관점의 고민은 필요하겠습니다. (솔직히 너무 거대한 논의라 천재지변을 예측하지 못했다고 나무라는 수준입니다.) 현 상황에 대한 깊이있는 고민과 논의가 전 정권들에서는 부족했다고 보고, 일부 민간기업이 세일가스 등 LNG를 직도입하는 시도를 하고 있으며, 그러한 시도를 국가 에너지안보라는 측면, Captive Market이 충분치 못한 상대적 소규모 민간발전사가 직도입을 함에 따라 향후에 발생가능해지는 더 큰 블랙스완(Risk)는 무엇일까 등에 대해서도 고민이 필요하겠습니다. (앞가림하기 바쁜 제가 할 고민은 아닙니다만...)

[맺음말]     

지금까지 예비력에 대해서 말했던 내용을 정리해보면, 

① 2년단위 수립되고 향후 15년을 준비하는 전력수급계획이 있는데, '13년 2MB 시절 제 6차 전력수급계획에서 다수의 신규 민간발전사(대기업)에게 대규모 LNG복합화력과 석탄화력 신증설을 승인해 주었습니다.

② 그 이전 5차 전력수급계획에 따라 건설한 발전소들이 최근 몇년사이 전력시장에 진입한 것으로, 제 6차 전력수급계획으로 건설 중인 발전소들은 '18~'20년도에도 계속해서 시장에 진입할 예정입니다. 

③ '10년도 이후 발전설비용량은 과거 증설수준에 맞춰 추가되었지만, '10년도 이전 대비 이후의 전력수요 상승폭은 크게 둔화되었습니다. 

    - 즉, 발전용량이 충분히 남는 상황이라는 것입니다. (관련 근거도 충분히 제시했습니다.)

④ 고리원전 1호기 폐쇄는 이미 '15년도에 한수원 이사회 승인이 되고, 제 7차 전력수급계획에도 폐쇄로 반영된 것으로 현 문재인 정부와는 무관한 결정에 의한 것이었으며 취임이후 폐쇄 기념식에 참석하여 기념사를 한 것입니다.

⑤ 기념사의 주요 내용도 "원전 정책을 전면적으로 재검토해 원전 중심의 발전정책을 폐기하고 탈핵시대로 가겠다"는 수준으로 당장 원자력 발전소를 모두 폐쇄하겠다는 것도 아니었고, 건설중인 신고리 5,6호기 중지도 충분히 가능한 조치인 것입니다. (이는 오히려 기존 운영중인 발전사들에게는 구원과도 같은 친기업적 조치입니다.)

⑥ 종종 시사 게시판을 보면 원전폐쇄는 예비력 부족과 직결되므로 반대한다는 식의 주장이 있어 대장정이 시작된 것으로 최소한 예비력 등으로는 원전에 대한 논의가 왜곡되지 말았으면 합니다.

여러차례 언급한 글을 다시 한번 남깁니다.

원자력 없는 우리나라를 만들겠다는 사회적 합의는 충분한 논의를 거쳐 이루어져야 합니다.

하지만 그 논의의 과정에서 예비력 때문에 안된다는 것은 반대논리로 부족합니다.

원자력을 모두 폐쇄한다는 의사결정(물론 시간을 두고 단계적으로 하는 방법론까지 결정이 되겠지요)이 이루어지면, 원자력을 어떤 발전원으로 대체하여 안정적 전력수급을 할 것인가가를 미리미리 논의하여 준비하면 되는 문제인 것입니다.

지금까지 "원전폐쇄와 관련한 국내 발전설비 용량과 예비력 이슈에 대해 논란"에 대한 제 개인적 생각과 그 근거였습니다.

읽어주셔서 감사합니다.

ps. 전력시장에 대해 궁금하신 분들은 제가 출처로 제시한 사이트에 가보시면 좋은 정보를 직접 확인하실 수 있습니다. 

보시다가 이해가 안가시는 부분 말씀주시면 아는 한도 내에서 답변드리겠습니다.