태양광과 가스발전

[태양광과 가스발전]

5월은 국내에서 태양광 발전량이 일년 중 가장 많은 달입니다.
이 계절의 발전시장 data를 살펴보면, 통념과 실제의 차이와 함께 향후 발전 시장이 어떻게 전개될지 예측할 수 있습니다.

1. 기저 발전 역할을 하는 LNG 발전소
흔히 LNG발전소는 유연하게 운전가능하나 연료 가격이 비싸므로 심야에는 발전을 하지 않고, 부하가 몰리는 낮시간에만 많이 돌린다고 생각합니다.
데이터를 보면 그렇지 않습니다.
심야에도 LNG발전소는 가동되며, 온 종일 꽤 일정한 수준으로 전력을 공급합니다.

전력 수요가 급히 늘어나는 시점에서는 평소 가동을 하지 않는 LNG 발전소도 투입해야 하므로 SMP(도매 요금)가 급격하게 늘어난다고 알려져 있습니다.
하지만, 우리나라에서 그런 패턴은 약합니다. 5/29 기준 1시부터 태양광 발전량이 감소하면서 LNG 발전량이 늘어나면서 SMP 가격은 소폭 상승하지만, 변동폭은 10원/kwh 수준에 그칩니다.

2. 태양광의 피크 발전 감축 기능
LNG 발전소가 기저 발전 역할을 하게된 주요 이유는 낮 시간대의 증가되는 수요를 태양광 발전이 채워주기 때문입니다.
5/29 1시에는 태양광 발전량이 총 수요의 33.6%를 차지했으며, 이는 이 시간대의 산업용 전기 수요의 1/3 이상을 태양광 전력으로 충당했다는 의미입니다.

태양광 발전기는 BTM으로 존재하든, 전력시장에 거래를 직접 하든, 한전 PPA로 공급되든 연료비가 0이므로 SMP 시장에서는 가장 먼저 낙찰됩니다.
산업 생산이 주간에 집중되고 해가 그 시간에 뜨는 패턴에서는 피크 수요를 연료비 0원인 발전기가 감당하는 날이 늘어납니다.
이렇게 되면 피크 수요 충당을 위해 비싸지만 유연한 LNG 발전기를 써야 한다는 필요성이 약화됩니다.

LNG 발전기들은 이제 두 그룹으로 분화됩니다. 효율이 좋고 연료비가 낮은 발전기들은 심야에도 꽤 낮은 단가로 전력을 공급해서 수익을 내지만, 그렇지 못한 발전기들은 용량요금(CP)만 받고 있다가 태양광 발전이 안 되거나 전력 수요가 80GW를 넘는 날에만 장사를 합니다.
LNG 발전기들 전체를 보면 발전량이 줄어들고 수익성이 악화될 가능성이 높아졌습니다.

3. 늘어나는 태양광으로 인해 변화하는 발전원별 경제성
원전은 24시간 발전량이 동일합니다.
사실 석탄 발전도 그렇게 가동하는게 경제성 측면에서는 좋지만, 이미 태양광으로 인해 그렇게 운영하기는 어려워졌습니다.
30GW 수준의 태양광이 매년 3GW씩 늘어난다면, 5년 후 5월에는 석탄 발전기를 낮 시간에는 완전히 꺼야 할 수도 있습니다.
계통 운영을 위해 (관성 공급 차원) 그렇게 하기 어렵다면 피크 수요를 위해 LNG 발전소가 아닌 태양광 전력을 흡수하고, 필요하면 방출하는 ESS가 종합적인 경제성 측면에서 더 나을 수 있습니다.

거기서 5년이 더 지나 15GW의 태양광이 더 추가된다면, 석탄 발전기를 완전히 끄고 관성을 공급하기 위한 다른 전용 설비를 도입하거나, ESS에 그리드 포밍 인버터를 대거 적용하거나, 석탄 발전기의 가동 모드를 바꾸는 등 변화가 필요할 것입니다.

4. 5월 SMP는 120~130원/kwh 수준이며 심야에는 100원, 피크 시간대에는 150원 수준입니다.
이는 6개월전 유가(75불/배럴)와 환율(1430원) 기준이므로 6개월 후에는 여기서 각각 10% 이상 낮아질 가능성이 있습니다.
이 경우 SMP는 110원 이하가 될 것입니다. 산업용 전기 요금 190원과의 차이가 벌어지므로 기업들은 도매시장에서 직접 전기를 사거나, 직접 LNG 발전기 혹은 태양광 발전을 시도하려는 유인이 강해질 것입니다.

5. 석탄 발전과 LNG 발전은 태양광이 늘어나면서 돈을 벌 수 있는 가능성이 점점 줄고 있습니다.
이 상황에서 만약 대형 원전이 대폭 늘어난다면 피크 전력 수요를 감당하기 위해 LNG 발전은 남겨두더라도 석탄 발전은 대부분은 문을 닫아야 할 것입니다.

이래저래 국내에서 석탄 발전의 미래는 어둡고, LNG 발전은 불투명합니다.