전력은 산업의 쌀이고, 특히 제조업 수출로 먹고 사는 우리나라는 매우 중요합니다. 전력의 품질과 공급의 안정성, 전력단가는 우리나라 기업의 수출경쟁력을 좌우하고, 해외기업의 국내 유치에도 영향을 미칩니다. 특히 전력단가는 전력비가 제조원가에 차지하는 비중이 큰 철강, 화학, 반도체, 제지 기업에게 매우 민감한 사안입니다.

따라서 우리나라의 에너지원별 전력 Mix. 전력 공급과 수요 예측과 관리는 매우 중요하며, 어떤 방향으로 전력정책을 수립하느냐에 따라 우리 기업과 우리 경제에 미치는 영향은 매우 큽니다. 한번 정해진 방향으로 시행될 경우 변경하기도 쉽지 않고, 사후 문제점을 해결하는 데에 많은 비용이 들어가게 되어 올바른 방향의 정책 수립이 무엇보다도 중요합니다.

이재명이 1차 토론회에서 보인 에너지(전력) 정책을 보면 매우 우려스럽습니다. 이재명은 그 동안 문재인의 탈원전 정책에서 탈피하는 듯한 뉘앙스의 발언을 자주 했고, 민주당도 그런 방향으로 갈 것처럼 밝혔으나, 1차 토론회에서 이재명이 후쿠시마, 체르노빌 원전 사고를 들먹이는 것으로 보아 원전에 대한 이해가 아직 부족한 것 같습니다.  

그리고 대규모 해상풍력단지를 건설하여 그 곳에 데이터센터를 유치하겠으며, 신재생에너지 비중을 대폭 늘리겠다고 밝히는 것으로 보아 이재명과 민주당은 여전히 탈원전 기조를 유지할 것으로 보입니다. 물론 문재인처럼 원전 연장 운영 허가를 내주지 않고 원전 조기 폐쇄를 하는 등의 완전한 탈원전으로 가지는 않겠지만, 이재명은 신규 원전을 건설하거나 SMR 개발을 적극적으로 할 생각은 없는 것 같습니다.

이재명은 후쿠시마와 체르노빌 원전 사고를 언급하며 원전의 위험성을 강조하면서 중국의 원전에 대해서는 함구하며 중국에 “셰셰‘하고 있습니다. 우리나라 서해와 인접한 중국 동부 해안에는 102기의 원전이 집중되어 있습니다. 이재명의 논리대로라면 중국 동부 해안에 있는 원전들의 사고로 우리나라는 막대한 피해를 입게 되는데, 원전의 위험성을 말하면서 중국의 원전에 대해서는 한 마디 말도 못하는 것은 모순입니다.

극동 아시아의 바람 방향은 서에서 동으로 주로 붑니다. 이번 경북지역 산불을 보더라도 이를 알 수 있다. 의성 지역에서 난 산불이 서에서 동으로 번져 동해안 영덕까지 불태웠습니다. 백두산이 화산 폭발하면 그 피해는 남한보다는 일본일 것이라고 보는 것도 그렇습니다. 만약 중국의 원전이 사고가 나면 중국보다 한국이 더 피해를 입을 수 있다. 한국 원전의 안전성을 부정한다면, 중국의 원전들에 대해서 중국 정부에 강력하게 항의해야 되는 것이 아닌가요?  

이재명이 신재생에너지발전 비중을 크게 늘리고, 특히 대규모 해상풍력발전소를 건설해 풍력발전설비용량을 대폭 늘리겠다고 했는데, 이재명은 우리나라가 해상풍력발전을 하기 좋은 적절한 바람의 질을 갖고 있는지, 해상풍력발전소 건설에 얼마가 소요되며, 해상풍력발전원가가 얼마나 되는지 아는지 모르겠습니다. 

그리고, 향후 풍력발전원가가 낮아져 Grid parity에 도달할 수 있는지, 해상풍력발전산업에 우리나라 기업들이 경쟁력을 가질 수 있는지, 해상풍력발전소를 건설하면 누가(어느 국가)가 수혜를 입게 되는지 따져 보았는지 의심스럽다. 대규모 풍력발전에 따른 간헐성 문제를 어떻게 해결할 지에 대한 대책도 없는 것 같습니다. 

풍력발전은 우리나라에서는 적합하지 않은 에너지원입니다. 한국은 풍황이 좋지 않아 용량 이용률이 북유럽 국가들에 비해 그 절반 정도 밖에 되지 않습니다. 8.2GW의 대규모 해상풍력발전소 건설을 추진 중인 신안 앞바다의 경우, 풍속이 평균 6.5~7.0 m/s 수준으로 용량 이용률 약 25% 예상되는 데에 비해, 덴마크나 영국 등은 40~55% 수준으로 두 배나 높습니다. 또 한국은 태풍도 자주 불어 이 기간 동안 풍력발전을 할 수 없는데다 그 피해로 인해 유지보수비도 더 들어갑니다.  

한국의 해상풍력 발전 전력생산원가(LCOE, 균등화 발전원가)는 2024년 기준, 271~300원/kWh 수준으로, 이는 다른 재생에너지보다 월등히 높은 수치입니다. 2022년 기준, 세계 해상풍력 평균 LCOE는 102원/kWh였으나, 한국은 295원/kWh로 약 3배에 달했습니다.

서남해 해상풍력단지의 실제 전력 판매단가 사례를 보면, 2023년 1분기 기준 전력 판매단가는 357원/kWh로, 원자력(46원), 석탄(160원), LNG(279원)보다 훨씬 높았습니다. 이 기간은 우크라이나 전쟁으로 석탄, LNG 가격이 폭등해서 석탄과 LNG 발전원가가 급등했을 뿐이지, 현재의 석탄 발전단가(110원/kWh)와 LNG 발전단가(약 150원/kWh)와 비교하면 거의 3배 수준입니다. 1MW 급 태양광발전소의 BEP 발전생산원가는 80원~100원/kWh인 것을 감안하면 태양광발전보다 3배에 이르는 수준입니다. 

이렇게 우리나라의 해상풍력발전원가가 높을 수밖에 없는 것은 바람의 질이 좋지 않은 것이 근본적인 이유이고, 해상풍력은 설치와 유지보수에 드는 비용이 높아, 전체 LCOE의 62~65%를 차지하고, 다른 신재생에너지 발전에 비해 운영비도 30원/kWh 정도가 많이 들어가기 때문입니다. 태양광발전의 운영비는 10~12원/kWh 정도입니다.

우리나라에서 1GW 규모의 해상풍력발전소를 건설하는 데는 약 7조 원의 비용이 소요됩니다. 

- 풍력발전설비 비용 : 약 2.4조 원,

- 터빈, 타워, 나셀, 로터 등 주요 설비 설치비용 : 약 1.4조 원, 하부구조물(파운데이션),

- 해상 설치 작업 등 인허가비용 : 약 0.3조 원,

- 공유수면 점용료, 환경영향평가, 전기사업허가 등 계통연계비용 : 약 1.2조 원,

- 변전소 건설, 해저케이블 설치 등 송전선로 구축 비용: 약 1.0조 원,

- 육상 송전망 연결, 접속설비 구축 등.

물론 이러한 비용 구조는 프로젝트의 위치, 해양 조건, 기술 사양 등에 따라 차이는 있겠지만, 대략 1GW 해상풍력발전소 건설에 7조 정도가 들어가는 것으로 알려져 있다. 7조면 1,400MW(1.4GW) 2기의 원전을 지을 수 있는 비용입니다. 

1GW 해상풍력발전소의 연간 운영 및 유지보수 비용은 약 486억 원, 연간 발전량은 1GW*365일/년*24시간/일*25%(용량 이용률) = 2,190GWh로 추정됩니다. 해상풍력발전소의 설계 수명은 일반적으로 20~25년입니다. 

위 사항들을 종합해 우리나라 해상풍력발전소(1GW)의 생산발전원가를 추정해 보도록 하겠습니다. 건설비 7조, 연간 운영비 486억 원, 연간 발전량 2,190GWh, 사업기간(풍력발전소 수명) 25년, 조달금리(이자율) 4%로 가정해 연간 총비용을 산출해 봅시다.

투자비 7조 전액을 감가상각하는 것으로 하고 감가상각기간을 25년으로 하면 연간 감가상각비는 2,800억 원, 감가상각비를 매년 투자비 상환하는 것으로 했을 경우 연간 평균 금융 비용(이자)은 7조*4%/년*1/2 = 1,400억 원, 연간 운영비 486억 원을 합치면 총 연간 비용은 4,686억 원이 됩니다. 연간 발전량이 2,190GWh임으로 1kWh 생산발전원가는 4,686억 원/ 2,190GWh = 214원입니다. 

향후 해상풍력발전 건설비용이 줄어든다고 해도 우리나라는 풍황이 좋지 않은 근본적인 한계 때문에 해상풍력발전은 Grid Parity를 달성하기 어려워 풍력발전설비가 확대 되면 전력요금의 대폭 인상은 불가피하고, 간헐성 문제도 심각해져 전력의 안정적인 공급이 어려워지게 됩니다. 

이재명이 해상풍력단지 인근에 데이터센터를 유치하겠다는 것도 망상에 불과합니다. 데이터센터는 신재생에너지 발전 전력 사용이 세계적 표준이라며 풍력발전 전력으로 데이터센터를 운영하겠다고 합니다.

만약 풍력발전단지(해남, 신안) 인근에 데이터센터를 짓고 풍력발전 전력만을 사용한다면 이 데이터센터가 제대로 운영될 수 있을까요? 풍력발전의 간헐성 문제를 해결하고 안정적인 전력 공급을 위해서는 풍력발전설비의 3배 가까운 ESS 설비를 갖춰야 할 것인데, 1MW ESS의 가격이 8억원이고 그 수명이 15년이 안 된다면 그 설치비용이 얼마나 될까요? 1GW의 해상풍력발전소라면 3,000개의 1MW ESS 설치가 필요하니 그 비용만 2조 4천억이고, 풍력발전 수명이 25년이고 ESS 수명이 25년이니 한 번의 ESS 교체가 있어야 하니까 4조8천억의 ESS 설치 비용이 추가되게 됩니다. 

이럴 경우 데이터센터가 풍력발전소로부터 공급받는 전력단가가 350원/kWh은 넘어 갈 텐데, 어느 기업이 데이터센터를 해남이나 신안에 짓겠습니까? 앞서 살펴본 대로 ESS 설비를 하지 않는다 하더라도 풍력발전 전력생산원가는 200원/kWh이 넘어 가는데, 이 전력요금을 부담하면서 데이터센터를 해남이나 신안에 지을 AI 기업이 있을까요?

AI 전용 데이터센터는 고성능 AI 칩과 대규모 서버를 운영하며, 이에 따라 막대한 전력을 소비합니다. NVIDIA의 AI 전용 칩인 DGX H100은 한 대당 약 10kW의 전력을 소비한다고 합니다. 현재 한국의 데이터센터의 1개당 평균 연간 전력 소비: 약 57.2GWh이며, 하계 최대 전력 수요는 7.5MW에 달합니다. (한국에너지경제연구원) 전력단가가 10원/kWh만 차이가 나도 이 데이터센터의 전력비는 57,200,000kWh*10원/kWh = 572백만원 차이가 납니다. 100원 차이면 57.2억원 차이가 나구요.

전력단가에 민감할 수밖에 없는 데이터센터가 한전으로부터 수전하는 전력요금보다 2배 이상 전력요금이 비싼 지역에 왜 데이터센터를 짓겠습니까? 앞으로 우리나라 IT, AI 기업이나 해외 AI 기업이 국내에 지을 데이터센터(해외 대형 데이터센터는 300MW, 연간 전fur사용량 2,628GWh)는 현재보다 훨씬 규모가 클 텐데 더욱더 전력단가에 민감할 수밖에 없고, 안정적인 전력 공급을 요구할 텐데 이재명의 주장에 따라 해남이나 신안에 신규 데이터 센터를 지을까요?

상기에서 살펴본 대로 이재명의 공약처럼 우리나라 에너지(전력) 정책이 수립된다면, 전력의 안정적인 공급도 장담하지 못할 뿐아니라 전력단가의 급등으로 우리나라 제조업, 특히 수출 제조업은 전력비 부담으로 급격히 경쟁력을 상실하게 될 것이고, 물가 상승도 부추켜 가계 살림이 어려워 질 것입니다.

참고로, 태양광발전이 많은 장점이 있음에도 불구하고 일부 친원전주의자들이 태양광발전을 폄하하여 원전 확대만 주장하고 태양광발전 육성과 확대는 반대하는 경향이 있습니다. 태양광발전에 대한 오해를 줄이기 위해 태양광발전 발전원가 중심으로 태양광발전에 대해 설명을 하겠습니다.  

저는 친원전주의자이고, 문재인의 탈원전에 대해 극렬하게 저항한 사람임을 먼저 밝힙니다. 하지만, 우리나라의 원전 발전비중은 40%가 적당하고, 태양광발전도 적정 수준(전체 발전 비중의 약 10%)까지는 확대해야 한다고 생각합니다. 2024년 기준 태양광발전 비중은 4.7%입니다. 지금보다 2배 정도 태양광발전설비용량이 늘어나도 괜찮다고 보는 것이죠.

원전 비중을 40% 이상, 태양광발전을 10% 이상 높게 Mix를 하면 원전의 경직성과 태양광발전의 간헐성을 해결하기 위해 많은 비용이 소요될 뿐아니라 전력의 수요공급관리에 문제가 생겨 블랙 아웃의 위험이 있다고 보기 때문입니다. 나머지 50%는 수력, 바이오매스, 연료전지 등의 간헐성이 없는 신재생에너지 10%, LNG 발전 30%, 석탄 발전 10%가 2038년까지는 적정한 에너지원 Mix라고 보지요. 

향후 SMR의 개발 정도, 수소 가격의 하락 정도를 보아 SMR과 수소 발전이 석탄발전을 전면 대체하고, LNG 발전의 일부량을 대체하는 것이 바람직하다고 봅니다. 하지만 LNG발전은 적정 수준 이하로 축소해서는 안 되고 원전, 태양광발전의 경직성과 간헐성을 커버하기 위해 설비용량은 일정 정도 유지해야 합니다. 

많은 분들이 태양광발전에 대해 많이 오해를 하고 있습니다. 태양광 패널에 중금속이 있고, 세척에 의한 토양 오염을 유발한다는 등 태양광발전 괴담을 이야기하지만 다 허위이고, 태양광발전은 전력요금 인상의 원흉이라고 주장하지만 사실은 태양광발전생산원가는 그렇게 높지 않아 향후 전력요금 인상 부담을 주지 않을 것입니다.

체결(낙찰된) 태양광발전 장기계약 단가를 봐도 이를 알 수 있습니다. 2021년 상반기 낙찰 평균단가가 136원입니다. 평균단가가 이 정도이니 낙찰된 태양광발전소 중에는 130원 이하도 있다는 이야기이고, 130원만 되어도 사업성이 나온다는 이야기이죠.

혹자는 2022년, 2023년, 2024년 상반기에는 낙찰가 평균이 150원 이상이고, 응찰한 태양광발전소가 적다며 마치 태양광발전생산원가가 높기 때문인 이런 일이 일어난 것처럼 이야기하지만, 그 이유는 다른 데 있습니다. 이 시기는 우크라이나 전쟁으로 인해 석탄과 LNG 가격이 폭등해 SMP 가격(200원을 상회)이 폭등한 시기이고 REC 가격도 50원/kWh 정도였어 태양광발전사업자들이 단기적으로 장기계약을 할 이유가 없어 높은 SMP와 REC 판매가 당장은 훨씬 유리했기 때문이고, 응찰에 임한 태양광발전사업자들은 우크라이나전에 따른 일시적 SMP 폭등은 오래 가지 못할 것이니 SMP+REC 장기계약단가가 자신들의 발전생산원가에 적정 마진만 생기는 수준이라면 장기계약에 응한 것이 좋다고 생각했기 때문에 응찰한 것뿐입니다.

1MW 태양광발전소 건설비용은 약 15억원, 연간 운영비는 1,500만원 수준이며, 연간 발전량은 130만kWh(하루 3.6시간 발전 기준, 용량 이용률 15%) 정도입니다. (실제는 140만 kWh/년도 나옵니다)

조달금리가 4%라고 하고, 태양광발전 수명은 25년(요즈음은 30년 이상이 갑니다)으로 잡아 태양광발전원가를 계산해 보면, 왜 130원/kWh에 장기계약에 응하는 태양광발전소가 있는지 이해하실 겁니다. 15억원을 25년간 감가상각한다면(투자비 15억을 25년 동안 회수한다면) 연간 감가상각비는 6천만원, 평균 연간 금융 비용(이자)은 15억*4%/년*1/2 = 3천만원, 연간 운영비 1.5천만원, 총 연간 비용은 1억 5백만원이 됩니다.

연간 발전량이 130만kWh이니까 1kWh당 발전생산원가는 즉, BEP 원가는 80.8원입니다. 여기에 이윤 40원/kWh을 더해 120.8원 정도에 판매해도 연 3.5% 수익률은 나옵니다. 만약 자신의 자금 5억을 투자하고, 10억원을 대출 받아 1MW 태양광발전소를 지어 운영하면 120원/kWh에 판매할 경우 연간 수익이 81백만원, 수익률은 16.2%가 나옵니다. 1MW 태양광발전소 건설비(부지 구입비 포함)가 20억이 소요된다고 하더라도 BEP 발전원가는 144.8원/kWh입니다. 테양광발전은 LNG 발전원가보다 하회해서 이미 Grid Parity를 달성했죠. 

태양광발전 1차 사업을 25년 동안 한 후에 그 자리에 2차 태양광발전을 하게 되면 태양광발전원가는 원전발전원가와 비슷한 수준으로 떨어지게 될 것입니다. 2차 사업을 할 때는 1차 사업 시에 소요되었던, 부지 구입비, 인허가 비용, 민원 해결 비용, 계통연계비, 개발부담금, 부지 조성비, 부지 경계 설치비 등이 들어가지 않기 때문에 1MW에 10억도 들어가지 않게 될 것입니다.

1MW 태양광발전소를 10억에 건설하면 발전원가는 58원/kWh으로 뚝 떨어지게 됩니다. 거의 원전발전원가와 비슷해지지요. 제가 2차 태양광발전을 하는 사업자에게는 REC 등 일체의 지원을 하지 말 것을 주장하는 이유도 이것 때문입니다. 

미국, 호주 등이 원전보다 태양광발전원가가 싸다고 하는 것은 과장이 아닙니다. 이들 국가들은 원전 건설비용과 운영비용이 우리나라보다 더 들어가기 때문에 원전발전원가는 우리보다 1.5배 이상 비싸지만, 일조량이 많아 태양광발전 용량 이용률이 높고, 인허가 등 규제도 적어 태양광발전소 건설비용은 우리보다 저렴하기 때문에 태양광발전원가는 우리나라보다 낮습니다. 

친원전주의자들이 원전을 강조하는 것도 이해하고, 원전 비중을 확대해야 한다는 것에도 동의하지만, 태양광발전을 실제와 다르게 폄하하는 것은 곤란합니다. 원전과 태양광발전은 상호보완 관계이기도 하고 경쟁하거나 배척하는 관계이기도 합니다. 평일의 경우는 낮 시간대는 전력 수요가 많고, 심야 시간대는 적기 때문에 낮 시간대의 태양광발전 시에는 실시간으로 사용하고, 심야에는 원전 발전으로 남아도는 전력을 양수발전이나 ESS에 축전하면 되어 원전의 경직성과 태양광발전의 간헐성이 양수발전이나 ESS 이용에 충돌하거나 혹은 중첩되지 않습니다. 

하지만 봄, 가을의 토,일,공휴일의 낮 시간대는 전력 수요가 적기 때문에 원전과 태양광발전은 양수발전이나 ESS를 이용해야 하는 경쟁관계에 놓이게 되어 원전과 태양광발전을 동시에 출력제어 하거나 한 에너지원만 출력제어 해야 하는 상황이 발생합니다. 

원전과 태양광발전이 경쟁하는 시간은 봄, 가을의 토,일,공휴일의 낮 시간대만이고 그 외의 계절과 시간대는 충돌하지 않습니다. 따라서 충돌하는 시간대의 출력제어를 해야 하는 에너지원에 대해 적정하게 보상하는 제도만 주어지면 공급관리가 될 수 있죠. 기존 원전은 출력제어가 쉽지 않고 출력제어를 하게 되면 부작용이 많기 때문에 양 에너지원이 공급 시에 충돌이 생길 경우, 원전보다는 태양광발전소의 출력 제어를 하는 것이 바람직하다고 생각합니다.

DR제도(전력수요관리)와 반대로 전력공급관리제도를 만들어 출력제어에 동의하는 태양광발전소에 대해서는 적정 보상을 하여 전력 공급 과잉이 발생할 때 출력 제어를 원만히 할 수 있게 할 필요가 있습니다. 

DR제도는 수요관리를 위해 수요가 많은 시간대에 공급이 부족할 것이 예상될 때에 이 제도에 가입한 기업이 조업을 중단하고 전력 사용을 하지 않음으로써 전체 전력 수요를 줄여 블랙 아웃을 예방하고, 대신에 이 제도에 가입하고 긴급절전에 응한 기업에게는 적정한 보상을 해주는 수요관리 제도입니다. 

이와 유사하게 공급관리 측면에서 전력 공급 과잉이 예상될 때에 태양광발전 출력 제어를 하여 전체 전력 수요와 공급의 균형을 맞춰 공급 과잉에 의한 블랙 아웃을 예방하는 공급관리 제도를 만들 필요가 있습니다. 

이런 제도를 도입하고 출력제어에 대한 보상책을 마련하면 태양광발전업체의 자발적인 가입을 유도할 수 있고, 공급관리를 보다 용이하게 할 수 있을 것입니다. 현재는 한전이 일방적으로 출력제어 지시를 내리고 강제 이행을 실시하지만, 아무런 보상책이 없어 태양광발전업체의 불만이 극에 달하고 소송전도 벌어지고 있는 형국이죠.