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한국에너지정보문화재단 : 네이버 블로그
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동북아 슈퍼 그리드
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[팩트체크] ‘동북아 슈퍼그리드’가 에너지 속국 자초하는 일?
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![[팩트체크] '동북아 슈퍼그리드'가 에너지 속국 자초하는 일?](https://img.lb.inews24.com/image_joy/201812/facebookexternalhit/face/626x352/1522056232204_1_170652.jpg)
특별기획 – 슈퍼그리드 개요 및 전망 – 기술과혁신 웹진
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특별기획 – 슈퍼그리드 개요 및 전망
(사)한국산업기술진흥협회
동북아 슈퍼 그리드
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‘동북아 슈퍼그리드’, 한·중·일·러 청정 전력망 연계 에너지 수급 안정성 확보 – 한국에너지신문
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힘을 내요 슈퍼그리드 파~월~ : 동북아 그리드의 미래는?
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동북아 슈퍼그리드·남북 전력 협력으로 ‘그린 데당트’ 열릴까
북한 리스크 제거가 최우선… 미·중 세력 경쟁도 걸림돌
미국과 유럽연합이 외국의 탄소집약적 상품에 탄소조정세를 부과하려는 움직임을 구체화하면서 재생에너지 확보가 지상과제가 됐다. 글로벌 기업은 기업 활동에 재생에너지만 사용하는 ‘재생에너지 100(RE 100)’을 앞다퉈 선언하고, 공급업체에도 재생에너지 사용을 압박하고 있다. 탄소중립으로의 체질 개선에 한발 앞선 국가·기업들이 헤게모니를 유지하려고 무역과 공급망 구축에서 재생에너지를 강하게 밀고 있다.
‘깨끗한 전기’를 얻기 위한 총력전이 눈앞에 온 상황에서 한국의 선택지는 많지 않다. 재생에너지 100%를 지향해야 하지만 한국 내에서만 해결하는 데는 한계가 있다. 결국 부족한 재생에너지를 외국에서 일부 조달하는 전력망(그리드) 연계가 불가피하다. 재생에너지를 확대할 경우 기상조건이나 밤낮에 따라 출력이 달라지는 간헐성 문제도 커진다. 이를 보완하기 위해서도 전력망의 지리적 범위를 넓힐 필요가 있다. 제 8·9차 전력수급기본계획에서 ‘동북아 슈퍼그리드’를 한 대안으로 제시한 까닭이다.
동북아 슈퍼그리드는 한국과 중국, 일본, 러시아, 몽골 사이에 송전망을 구축해 극동 시베리아 및 몽골 고비사막의 청정에너지(풍력·태양광·천연가스)를 동북아 국가가 공동 사용하는 것이다. 동북아 슈퍼그리드로 주변국과 예비 전력을 공유하면 한국은 ‘에너지 섬’이라는 한계를 극복하고, 재생에너지 수급 우려를 해소할 수 있다. 전력 공유를 위한 협력 과정에서 동북아 역내 긴장 완화도 기대할 수 있다. 이런 장점 때문에 2011년 손정의 소프트뱅크 회장이 비슷한 개념의 ‘아시아 슈퍼그리드’를 제안하기도 했다.
중국 전력회사 노동자들이 2018년 5월 29일 중국 광둥성 둥관시에서 송전탑을 잇는 송전선로를 점검하고 있다. 로이터연합뉴스
재생에너지발 전기는 미래의 ‘석유’
탄소중립을 위해선 산업 분야와 이동 수단에서 화석연료 대신 전기를 쓰는 ‘전기화(electrification)’가 불가피하다. 그리고 그 전기는 깨끗한 에너지원에서 얻어야 한다. 미래에는 깨끗한 전기를 확보하는 일이 과거 석유 확보와 같은 중요성을 갖게 된다. 미국의 외교전문지 ‘포린어페어스’가 최근 ‘전기는 새로운 석유’라는 제목의 기사를 낸 것도 이런 맥락에서 이해할 수 있다. 재생에너지로 전기를 안정적으로 확보하는 일이 중요해지면서 과거 수년간 제자리걸음을 했던 동북아 슈퍼그리드나 남북 전력 협력 논의가 새롭게 탄력을 받고 있다. 김진수 한양대 자원환경공학과 교수는 “그간 동북아 슈퍼그리드 논의가 경제성이 확보되고 협력이 될 경우 하자는 분위기였다면, 이제는 탄소중립을 하려면 선택이 아닌 필수로 받아들여지면서 다시 검토되고 있다”고 말했다. 김 교수는 “유럽의 경우 재생에너지의 간헐성 문제를 그리드로 대응하고 있다”면서 “우리나라 안에서는 간헐성 문제를 해결하기 어렵지만, 유럽 정도의 크기라면 한군데에서 문제가 있어도 다른 데서 송출하거나, 전력을 자유롭게 거래할 수 있으면 구매해서 해결할 수 있다”고 설명했다. 동북아 슈퍼그리드가 재생에너지 간헐성 문제에서 일종의 안전판 역할을 할 수 있다는 것이다. 김진수 교수는 “한·중 전력 연결은 미국을 신경쓸 수밖에 없고, 한·일 관계는 최악의 상황이라 에너지 측면만 놓고 볼 때는 반드시 해야 하지만 정치 상황을 해결할 수 있을지는 지켜봐야 한다. 하지만 탄소중립 2050을 목표로 한다면 준비는 지금부터 해야 한다”고 말했다.
국제에너지기구(IEA)의 분석에 따르면 2025년 시점에서 원자력의 균등화 발전단가(중간값 기준 ㎿h당 69달러·설치비, 연료비, 운영·폐쇄 비용 등 발전 전과정에 걸친 비용을 발전량으로 나눠 계산)는 수명 연장을 통한 장기 운영을 제외하면 태양광(56달러)·육상 풍력(50달러)과 비슷하거나 높은 것으로 나온다. 각국에서 재생에너지가 가장 저렴한 에너지원이 되고 있는데, 한국과 일본에선 여전히 재생에너지 가격이 높다. 동북아 슈퍼그리드가 있다면 재생에너지 가격도 크게 낮출 수 있다. 김 교수는 “몽골의 재생에너지 발전가격은 우리나라 원자력 발전의 반도 안 되는 수준이다”면서 “고비사막은 일조량과 풍량이 좋아 대규모 단지를 만들 수 있어 우리나라보다 훨씬 유리한 조건으로 재생에너지 발전이 가능하다”고 말했다. 전력망 구축과 스마트 그리드 기술이 앞선 한국이 투자할 만하다.
변수는 지정학적 요인이다. 동북아에는 러시아와 몽골이라는 거대한 에너지 생산국과 한·중·일이라는 3대 에너지 수입국이 있어 전력망을 연계할 경우 얻을 수 있는 이익이 크다. 하지만 그간 역내 정치적 갈등과 자원 민족주의 탓에 그리드 연결은 타당성 검토 단계를 넘어서지 못했다. ‘북한 리스크’ 역시 상존하면서 북한을 통과해야 하는 러시아의 천연가스(PNG) 파이프라인이나 중국과의 전력망 연계 사업의 성사가 어려웠다. 이런 난점은 지금도 해결되지 않았다. 여의치 않을 경우 동북아 그리드 연결은 북한을 거치지 않아도 가능하다. 한중 간에 해저 전력 케이블을 연결하면 되기 때문이다.
하지만 미중 간의 세력 경쟁이 본격화하면서 중국과의 전력망 연결도 미국의 눈치를 봐야 하는 상황이다. 중국 시진핑 주석은 2015년 ‘글로벌 에너지 연계’라는 전력판 일대일로 사업을 발표했다. 2050년까지 50조달러를 투입해 북극의 바람과 적도의 태양자원을 통합 연계하는 사업이다. 중국은 이를 위해 세계 각지에 해저 전력 케이블을 깔고 있다. 미국 입장에선 전력 인프라로 개도국을 중국 영향력에 넣으려는 것도 문제이지만 해저 케이블은 잠수함 탐지 기능을 동시에 하기 때문에 더 껄끄럽다. 김연규 한양대 국제학부 교수는 “전체 전력의 일부분, 약 5% 정도를 연계해 수도권의 전력 과밀을 해소하면 전력망의 유연성을 확대하는 의미가 있지만 중국의 일대일로가 연상되면서 현 단계에서는 완전히 다른 게임이 되고 있다”고 말했다. 김 교수는 “전력망이 디지털화하면서 트럼프 행정부 이후 미국은 전력망이 가스관보다 훨씬 안보에 위협이 되는 것으로 인식하고 있다”면서 “한중 사이에 전력을 해저 케이블로 연결하는 사업을 미국이 민감하게 보고 있다”고 밝혔다. 중국의 전력 수요가 급증하고, 일본이 무관심한 태도를 보이는 것도 동북아 슈퍼그리드 현실화에 걸림돌이 되고 있다.
재생에너지로 남북 ‘그린 데탕트’ 가능성
동북아 슈퍼그리드는 탄소중립위원회가 지난 6월 23일부터 심의에 들어간 ‘2050 탄소 중립 시나리오’에도 포함됐다. 9차 전력기본계획에 나온 대로 중국(2.4GW)과 러시아(3GW)에서 전기를 끌어오는 것이다. 우리나라 전체 발전 설비 용량(119.1GW)의 4.5% 수준이다. 최근에는 재생에너지를 중심으로 북한과 전력 협력에 나서야 한다는 논의도 나온다. 풍력과 태양광 자원이 남한보다 풍부한 북한과의 협력은 얻을 수 있는 이익이 많다. 하지만 이는 유엔의 대북제재 해제를 전제로 한다. 신정수 에너지경제연구원 연구위원은 “대북제재 해제의 핵심적인 결정을 하는 미국의 의지가 중요하고, 중국과 러시아의 입장도 변수가 될 수 있어 복잡하고 갈 길이 멀다”면서 “물꼬가 확 트일 것이라는 기대보다 중장기적인 안목을 갖고 긴 호흡으로 대북 문제, 한·미·일 공조 전략을 짜야 한다”고 말했다.
정부는 장기적으로 재생에너지를 중심으로 한 남북 전력 협력 사업을 염두에 두고 있다. 남북 간에 재생에너지 협력을 토대로 ‘그린 데탕트’가 열릴 가능성이 있는 것이다. 김광길 통일부 교류협력정책관은 “기후변화는 인류가 맞닥뜨린 가장 큰 위기라 앞으로 남북 협력이 진행된다면 이에 공동으로 대응하는 것이 한 방향성이 될 수 있다”면서 “구체적인 아이템은 없지만 과거부터 해온 남북 간 산림협력을 넘어 그 이상의 협력을 할 가능성도 검토가 필요하다”고 말했다. 김 정책관은 “모든 협력 사업은 남북·북미 대화의 진전을 전제로 하지만 인류가 당면한 기후변화나 환경파괴에 대응한다는 당위적 측면에서 남북이 공동으로 대응해야 한다는 데 국제사회가 공감대를 가질 수 있다”고 말했다. 김연규 교수는 “최근 성김 미국 대북정책특별대표가 방한했을 때 금강산 관광을 포함해 에너지 협력 사업을 북한과 할 수 있도록 미국의 의사를 물어봤을 수 있다”면서 물밑 논의가 이뤄질 가능성을 제기했다.
‘북한 리스크’ 제거 선행해야
신 연구위원은 남북 에너지 협력이 장기 지속하려면 민간의 참여가 필요하고, 이를 위해서는 ‘북한 리스크’ 제거가 선행돼야 한다고 강조했다. 신 연구위원은 “북한은 유효한 구매력이 없어 북한에 발전시설을 투자할 경우 희토류 등 자원을 받는 식으로 투자금을 회수할 수밖에 없다”면서 “이런 방식으로 경제성을 확보하면 민간 참여를 어느 정도 유입할 수 있지만 지속가능하려면 사업 안정성에 영향을 주는 북한 리스크도 줄여야 한다”고 말했다. 신 연구위원은 러시아의 천연가스 라인이 북을 거쳐갈 때 북한에 사용료를 가스로 지급하거나, 북한에 영향력을 발휘할 수 있는 중국과 러시아를 사업에 참여시키면 북한이 함부로 행동할 가능성을 줄일 수 있다고 봤다.
북한은 대북제재로 전략물자 반입이 금지돼 철강을 수입할 수 없다. 보일러도 못 들어가는 상황이다. 태양광 셀이나 전선도 마찬가지다. 김윤성 녹색에너지전략연구소 책임연구원은 그래서 우선 대규모 협력보다 인도적 협력에서 시작할 필요가 있다고 봤다. 김 연구원은 “북한은 전력 보급이 아프리카 사하라사막 이남 국가보다 열악한 상황”이라면서 “모성 보건과 어린이 교육 등 인도적 협력 차원에서 마을이나 병원, 학교에 소규모 재생에너지 시설을 설치할 경우 군사 전용 우려가 없고, 서로 간의 신뢰를 쌓아 더 큰 규모의 협력을 이어가는 계기가 될 수 있다”고 말했다. 그는 “바이든 대통령이 취임 후 파리기후변화협약에 재가입했고, 기후변화와 탄소중립에서 리더십을 발휘하겠다고 한 만큼 에너지 빈국 문제에서도 리더십을 발휘할 가능성이 있다”고 말했다. 기후변화 대응에 모든 국가가 동참할 필요가 있다는 점에서 미국의 전향적 변화를 기대할 만하다는 뜻이다.
[팩트체크] ‘동북아 슈퍼그리드’가 에너지 속국 자초하는 일?
[아이뉴스24 조석근 기자] 문재인 정부의 탈원전 정책에 대한 공세가 다시 강화되고 있다. 이번엔 ‘동북아 전력계통 연계사업’ 일명 ‘동북아 슈퍼그리드’가 도마에 올랐다. 동북아 슈퍼그리드는 남북한과 한·중·일, 러시아를 잇는 전력망 연결사업이다.이 슈퍼그리드가 졸속적인 탈원전 정책의 결과로 중국, 러시아로부터 전기를 수입하려는 것으로 에너지 주권의 심각한 침해가 예상된다는 게 공세의 핵심 포인트다. 동북아 슈퍼그리드 구축에 7조~8조원이 소요될 것으로 전망된다는 한국전력의 보고서가 공개되면서 탈원전 정책을 둘러싼 정치적 논란이 다시 불거지는 상황이다. 동북아 슈퍼그리드가 정말 현 정부가 추진하는 탈원전 정책의 산물일까?
자유한국당 정용기 신임 정책위의장은 지난 13일 당 지도부 회의에서 “한국전력이 중국과 러시아에서 전기 수입을 추진하려는 계획이 언론에 보도됐다. 졸속적인 탈원전 정책으로 문제를 일으키고, 이제 와서 중국과 러시아로부터 에너지를 수입하겠다는 것은 상식 밖의 일”이라고 현 정부를 강하게 질타했다.
정용기 정책위의장은 “(슈퍼그리드는) 당사국들도 찬성하지 않을 일. 에너지 종속국으로 스스로 나서는, 정말 국민적 공분을 불러일으키는 일”이라고 목소리를 높였다. 같은 당의 윤영석 수석대변인도 “전력 수입으로 인한 경제적 의존도가 높아지고, 상대국이 이를 무기로 삼는다면 그 타격은 엄청날 것”이라고 우려를 나타냈다.
우선 동북아 슈퍼그리드의 기본 개념부터 살펴보자. 산업통상자원부의 제8차 전력수급 계획에 따르면 동북아 슈퍼그리드는 한·중·일, 한·러 송전망 구축으로 시베리아, 몽골의 태양광과 풍력, 천연가스(LNG) 등 청정에너지를 동북아 국가들이 공동으로 사용하는 계획이다. 주변국들과 예비전력을 공유해 각 국의 전력수급 우려를 해소하자는 취지다.
정부는 내년까지 슈퍼그리드 대상 각국 정부·민간과 협력채널을 구축하고 기술적 가능성과 장애요인 분석, 사업모델과 비용 검증 등 실무작업을 진행한다는 계획이다. 내후년 상반기까지 공동해양 조사와 자금조달 등 후속작업을 거쳐 2022년까지 일부 구간 착공에 들어간다는 것이다.
한국전력의 외부 용역을 통한 추산으로는 전력망 구축에 7조2천억~8조6천억원이 소요될 전망이다. 중국 웨이하이~인천 370km 해저케이블 2조9천억원, 러시아 블라디보스토크~경기 북부까지 북한을 경유한 1천km 2조4천억원, 일본 기타큐슈 또는 마츠에~경남 고성 최장 460km 1조9천억~3조3천억원 등이다.
정용기 정책위의장의 언급처럼 한 언론사가 한국전력의 이 보고서를 한국당 정유섭 의원실을 통해 입수, 보도하면서 정치권의 탈원전 논란을 재촉발시켰다. 한반도 비핵화 협상이 진행 중이지만 북한발 리스크가 여전한 데다 중국, 러시아로부터의 ‘에너지 속국화’가 우려된다는 것이다.
동북아 슈퍼그리드는 2011년 9월 일본 소프트뱅크 손정의 회장이 제안한 개념이다. 그해 3월 동일본 대지진으로 인한 후쿠시마 원자력 발전소 폭발사고로 원전에 대한 불안감이 일본은 물론 세계적으로 퍼졌다. 손 회장은 신재생 에너지를 확대하는 한편으로 2조엔(20조원)을 투입, 총연장 2천km의 송전망으로 한국과 러시아를 연결해 전력을 공유하자는 구상을 발표했다.
당시 이명박 정부도 슈퍼그리드에 대한 관심을 나타냈다. 정부가 한국과 러시아의 전력망 연계에 대한 공동연구를 추진하는 가운데, 한국전력 김중겸 전 사장도 재임 당시 손정의 회장과 전력망 연계를 논의하기도 했다.
박근혜 정부도 2014년 제2차 에너지기본계획에서 ‘동아시아 전력망 연계방안’을 반영했다. 한국과 러시아 사이 북한을 관통하는 2~5기가와트(GW) 규모 1천km~1천200km의 전력망을 구축하자는 내용이다. 국내 전력설비의 효율적 이용과 함께 “남북관계 개선의 카드로 활용할 수 있다”는 전망도 반영됐다.
산업통상자원부는 최근 슈퍼그리드를 둘러싼 논란과 관련해 “‘계통섬(연결이 이뤄지지 않은 지역)’이라는 지리적 한계를 탈피하기 위해 과거 정부에서부터 추진해왔던 사업”이라며 “탈원전, 탈석탄 등 에너지 전환정책 때문에 동북아 슈퍼그리드를 추진한다는 주장은 사실이 아니다”고 반박했다.
동북아 슈퍼그리드가 현실화할 경우 중국이나 러시아로부터 전력 수입이 이뤄지면 에너지 주권이 침해받을 가능성은 없을까. 전력망이 구축되면 예비전력의 수입과 함께 수출도 가능해진다. 국내 발전설비가 고스란히 가동되는 상황에서 전력수입이 이뤄져도 전체 전력수요의 2%가량이라는 전망도 나온다.
해외에선 프랑스 영국 독일 아일랜드 노르웨이 등 유럽 10개국이 2009년부터 슈퍼그리드를 추진 중이다. 2020년까지 북해에 40GW급 풍력발전 단지와 송전망을 구축, 참여국들에 안정적으로 공급하고 향후 2030년까지 150GW까지 발전 규모를 늘린다는 것이다.
민주당 홍익표 수석대변인은 “그리드 체계를 만들어 상호 교환하는 거래방식은 무역의 기본이자 에너지 거래의 핵심”이라며 “(슈퍼그리드 구축이 에너지 속국화라면) 우리나라가 중국, 일본 등 다른 나라들과 (금융통화 안정을 위한) 통화스와프를 체결하는 것도 금융 속국이 되는 것인지 되묻고 싶다”고 말했다.
슈퍼그리드 개요 및 전망
특별기획 – 슈퍼그리드 개요 및 전망
‘슈퍼그리드’는 경제적 이익 극대화 및 공급신뢰도 향상을 위하여 넓은 지역(대륙간) 혹은 서로 다른 국가 간에 전력계통을 연결함으로써 전력을 상호 융통하는 에너지 수송 네트워크로 정의할 수 있다.
슈퍼그리드가 구성되면 연료비 차에 의한 경제적 전원 확보로 전력구입비 절감이 가능하고 국가 간 경제적인 전원의 공동 활용으로 전체 연계계통 운전비용 절감이 가능하다.
또한 상호 간 전원설비 공유를 통한 설비/공급 예비력 추가확보가 가능하고 해외전원 개발을 통한 경제성 및 전원입지난 해소가 가능하다.
마지막으로 시간대별로 전력 수요가 급증하는 데 따른 부작용을 줄일 수 있다.
슈퍼그리드(Super Grid) 개요
전력망으로부터의 효율적이고 신뢰성 있는 전력 공급은 산업 발전과 경제 성장에 매우 중요한 요소이다.
이런 산업화 추세와 전 세계적으로 증가하는 전력수요는 양적으로나 질적으로 높은 수준의 전기 서비스를 요구한다.
따라서, 선진국을 중심으로 많은 국가에서 노후화된 전력 인프라의 교체 및 재정비 작업을 통해 비용을 절감하고, 기존의 생산 설비를 그대로 가지고 산업 생산력을 유지하기 위한 노력이 행해지고 있다.
또한, 에너지 고갈 위기와 지구온난화 등의 환경위기에 따른 대안으로 신재생에너지원의 계통 연계가 늘어가고 있으나 신재생에너지원을 포함한 대부분의 발전시설이 대규모 수용가로부터 멀리 떨어진 곳에 위치하여 장거리 전력전송을 위한 송배전 인프라 구축 수요가 늘어가고 있다.
이러한 필요성에 의해 고효율, 저비용으로 장거리 전력전송이 가능한 슈퍼그리드가 대두되었다.
‘슈퍼그리드’는 경제적 이익 극대화 및 공급신뢰도 향상을 위하여 넓은 지역(대륙간) 혹은 서로 다른 국가 간에 전력계통을 연결함으로써 전력을 상호 융통하는 에너지 수송 네트워크로 정의할 수 있다.
또 다른 용어로는 메가 그리드(Mega Grid)라고 지칭하기도 한다. 01
슈퍼그리드 사업은 경제적 이해 및 에너지 안보 측면에서 주변국과 정치, 경제, 사회적으로 매우 밀접하게 관련되어 있다.
이들 사업은 국가 간 협력 사업이면서, 동시에 대규모 투자를 필요로 하는 대형 사업이므로 국가 간 계통연계사업의 실질적 추진에 앞서 국가의 이익을 최대한 확보하기 위한 정책적 결정과 사전 연구가 필요하다.
또한 슈퍼그리드 구성 시 전력거래 계약조건에 따라 국가와 전력회사의 이익에 미치는 영향이 막대하고, 미래의 온실기후협약에 따른 환경 영향 등을 고려하기 위하여 경제적, 환경적, 제도적 검토가 필요하다.
기술적으로도 서로 다른 기술 기준(Standard)과 계통 운영상에 일어날 수 있는 문제들에 대한 해결책이 필요하고, 이에 따라 능동적 제어가 가능하고 상호 계통영향을 최소화할 수 있는 연계 방식인 초고압직류송전시스템(HVDC)의 설치/운영 사례가 많다.
국내의 경우 HVDC 기술이 현재 초기 개발 중이나 글로벌 트렌드가 멀티레벨 전압형 HVDC 등으로 바뀌는 추세에 있고 기타 미래 핵심 기술에 대한 검토와 확보가 필요한 상황이다.
이 밖에도 국가별로 서로 다른 법률 체계나 국가 에너지 안보, 재원조달 방안 역시 고려가 필요하다. 02
슈퍼그리드 현황
현재 진행 중인 대표적인 슈퍼그리드로는 북유럽의 Nordic-EU Super Grid를 비롯하여 남유럽-북아프리카의 Sud EU-Magherb Super Grid, 남아프리카의 Grand Inga Project, 북아메리카의 계통 연계 등이 있다. 03
북유럽 슈퍼그리드는 서유럽의 신재생에너지원 발전을 이용한 그리드로 영국, 독일의 해상풍력발전과 노르웨이의 수력발전, 독일 북부의 육상풍력발전으로부터 에너지를 공급받아 유럽지역 전력시장에 에너지를 공급한다.
1단계의 용량은 25~30GW 정도이고 최종적으로 약 500GW를 목표로 하는 슈퍼그리드이다.
남유럽-마그레브 슈퍼그리드는 사하라 사막의 태양열, 태양광 발전을 통해 에너지를 공급받고 2050년까지 470GW의 용량을 목표로 진행 중이다.
그랜드 잉가 프로젝트는 콩고의 수력발전자원(Inga댐)으로부터 전력을 공급받아 북으로는 이집트 카이로, 남으로는 남아공 요하네스버그까지 전력을 공급한다.
용량은 100GW정도로 이는 아프리카 전체 전력수요의 3배를 차지한다.
북아메리카 계통 연계는 NPCC(Northeast Power Coordinating Council), ECAR(East Central Area Reliability Coordination Agreement), MAPP(Mid-Continent Area Power Pool) 등으로 이루어져있다.
세계 최대의 전력계통 규모를 지니고 있으며 현재 약 830GW를 생산하고, 230,000km의 장거리 송전이 가능하다.
동북아 지역의 국가 간 계통연계는 6개국(한국, 북한, 러시아, 중국, 일본, 몽고)을 대상으로 1990년대 초부터 기본전략수립 연구가 진행되었다.
1990년대 중반 이전은 동북아 전력협력이 최초로 대두되는 시기로, “러시아-일본”, “러시아-중국” 계통 연계가 논의되었다.
1990년대 후반부터는 러시아의 적극적인 연구와 더불어 “남한-북한-러시아” 연계망이 급속도로 대두되었고, 2005년 이후 동북아 및 남북한 전력협력이 본격적으로 논의되었다.
이와 함께 “핵폐기를 전제로 한 직접송전방식의 200만kW 지원(안)”이 발표되었고, 개성공단에 154kV 송전선로와 평화변전소가 건설되면서 10만kW가 공급되었다.
그리고 현재, 동시베리아 및 극동지역 전원 개발에 따른 수요처 확보 관점, 한국/북한 국내 전력 수요에 대한 전원확보 관점과 더불어 후쿠시마 원전사고 이후 “한국-일본” 전력망 연계에 있어서도 적극적인 움직임과 함께 최근에는 한국-러시아 간의 전력 계통 연계 사업이 실질적으로 추진되며 이슈화 되고 있다.
슈퍼그리드 당위성
슈퍼그리드가 구성되면 연료비 차에 의한 경제적 전원 확보로 전력구입비 절감이 가능하고 국가 간 경제적인 전원의 공동 활용으로 전체 연계계통 운전비용 절감이 가능하다.
또한 상호 간 전원설비 공유를 통한 설비/공급 예비력 추가확보 가능하고 해외전원 개발을 통한 경제성 및 전원입지난 해소가 가능하다.
마지막으로 시간대별로 전력 수요가 급증하는 데 따른 부작용을 줄일 수 있다.
전력 수요가 가장 많은 피크타임이 시차를 두고 발생해 공급이 부족한 나라에 전기를 공급해 줄 수 있는 것이다.
추가적 당위성은 다음과 같다. 04
첫째, 송배전 산업 기술의 향상과 전력망 업그레이드이다.
송배전 산업의 기술적 향상은 전기를 원거리 발전지역으로부터 도심 지역의 집중 부하단으로 효율적이고 값싸게 전송하는 것을 가능케 하였다.
HVDC, 컨버터 스테이션 기술의 향상은 장거리, 고용량, 저손실의 전력 송전을 가능케 하였으며 장거리 송전에서의 DC 사용과 소규모 지역 배전망에서의 AC 변환을 쉽게 만들었다.
통합된 AC/DC 망은 상이한 전송 설비를 지닌 다른 지역 간의 연계가 가능하게 해준다.
그리고 현재 많은 나라의 송배전망은 노후 되었다.
또한 수요가 증가해 설비용량을 앞지름에 따라 많은 나라와 지역들은 송전 시스템을 업그레이드 하려고 하고 있다.
이런 업그레이드 또한 슈퍼그리드의 구축을 가능하게 해준다.
둘째, CO2 배출 감소에 있다. 오늘날 CO2 배출을 줄이는 것은 큰 이슈이다.
그 이유는 환경 문제에 대한 관심 고조되었기 때문이다.
오바마 미국 대통령은 2030년에 CO2 배출을 2005년 수준 대비 42% 줄일 것이라 하였고, 영국의 기후 변화 법률(2008)은 2050년 온실가스 배출을 1992년 수준 대비 80% 줄이도록 목표를 정하였다.
EU는 온실 가스 배출을 2020년까지 1990년 대비 20.0% 줄일 것을 목표로 하고 있다.
또한 중국은 에너지 1 단위 생산에 사용되는 CO2의 양인 탄소강도(carbon intensity)를 줄이기로 하였다.
이러한 다양한 CO2 배출 감소 정책들의 도입을 위해서는 보다 많은 신재생에너지원을 계통에 연계시켜야 하며 대규모의 송배전 인프라로 바뀌어야 한다.
현재 유럽의 신재생 에너지원 계통 연계 수준은 매우 높은 수준은 아니기 때문에 현재 시스템만으로 관리가 가능하다.
그러나 목표치인 20%의 신재생 에너지원 계통 연계 시에는 현재의 인프라만으로는 변동성이 많은 신재생에너지원의 연계가 효과적으로 이루어 질 수 없으며 송전시스템 및 제어시스템에 대한 보다 적절한 변화가 요구된다.
이러한 문제를 해결하기 위해서는 슈퍼그리드가 필요하다.
슈퍼그리드 시장과 국내 기업 활성화 전략
현재 슈퍼그리드 구성에 사용되는 핵심기술인 고전압직류송전 (HVDC, High Voltage Direct Current) 기술은 전력계통에 직렬로 연결되는 고 신뢰도가 요구되는 기술 설비로, 현재 HVDC 시장은 ABB, Siemens, Alstom 등 소수 업체가 과점하고 있는 실정이다.
이에 따라 과점 업체들 내에서만 정보가 공유됨으로써 시장 전망, 프로젝트 규모, 계약 금액 등의 기초적인 시장 정보가 매우 제한적이다.
또한 대규모 송전설비 개발 및 건설 프로젝트는 변환기기 및 송전선 제작, 설치 등 막대한 비용의 안정적 조달이 관건이다.
하지만, 현재 세계적인 추세는 계통의 초고압직류송전시스템 투입이 늘어나고 있으며, 해당 시장 예측치는 변환소 기준으로만 2020년 기준 2조 5,080억원, 세계 시장은 71조 1,902억원에 달할 것으로 예측된다.
시장 성장률은 국내 1,400%, 세계 시장 200%로 예측하고 있다. 05
슈퍼그리드 시장성장 촉진요인으로는 해상풍력발전 등 신재생 발전 수요와 국가 간 연계의 필요성 증대, 송전선로 손실감소 및 전송 능력 증대 요구 증가, 국내 레퍼런스 확보 및 정부 차원에서의 지원 확대 등이 있다.
슈퍼그리드 사업은 현재 프로젝트 파이낸싱을 포함하는 종합 솔루션 사업으로 진화 중이다.
현재 국내에서는 2017년 이전 관련 기술 개발 완료를 통한 2020년 HVDC 사업의 국산화 계획에 있다.
이를 위한 실증, 설계, 시험 및 인증 등의 설비 도입을 위해서 정부 차원의 지원이 필요하다는 것이 산업계의 중론이다.
하지만 기업체가 단독으로 개발을 수행하기에는 규모가 커 정부 및 산학연 협력에 의한 사업개발 및 효율적인 아웃소싱이 중요하다.
또한 국가지원에 의한 국산화로 기술 확보 및 신뢰성 검증 등의 난이도 극복이 필요한 상황이다.
해당 기술을 개발한 이후에도 세계 시장은 현재 선진업체들의 과점으로 인해 후발주자 진입이 어려운 상황으로 일정기간 자국시장 보호방안이 필요하다.
부가적으로 차세대 기술로 대두되는 멀티레벨 전압형 HVDC 기술 등은 국내 기업과 선진사 간의 기술격차가 5년 이하로 시장 신규진입 가능성이 보다 높게 판단된다. 06
결론
슈퍼그리드는 각기 다른 계통 특징을 통해서 경제적 이득을 얻을 수 있다.
대표적인 예로 슈퍼그리드를 통해 전력이 부족한 영국, 독일, 미국, 중국 등의 국가들은 자원이 풍부한 캐나다, 스웨덴, 러시아와 같은 전력수출 국가에서 원활하게 전력공급을 받을 수 있다.
인접 국가 간의 전력계통 연계는 전력 수급의 신뢰성을 증가시킨다.
기후변화에 대한 관심이 높아짐에 따라 탄소 배출이 없는 태양광, 풍력 발전 등 신재생에너지원의 증가하고 있다.
하지만 대부분의 신재생 에너지원은 출력 변동이 심하고 예측이 힘들어 출력 변동을 낮출 수 있는 조치가 필요하다.
슈퍼그리드는 발전설비를 공유할 수 있기 때문에 예비력의 추가 확보가 가능해진다.
따라서 슈퍼그리드는 계통의 규모를 크게 하면서 전력 수급의 신뢰성을 증가 시키고 예비력의 추가 확보가 가능해져 신재생에너지의 수용률을 높일 수 있다.
뿐만 아니라 슈퍼그리드는 슈퍼그리드는 국가 간 대규모 협력 사업이므로 각 국가 간의 사회적 교류를 활성화 시키는 매개체의 역할을 기대할 수 있다.
전력 계통의 연계를 통하여 각국의 정치적 긴장감을 완화 시킬 수 있고, 양국의 전력회사의 새로운 성장 동력을 창출할 수 있다.
사업화 측면의 경우, 슈퍼그리드에 대한 경험 축적을 통해 타 국가의 계통 연계 사업 참여가 가능하다.
전력 수요의 증가로 인해 전 세계적으로 슈퍼그리드 시장은 꾸준히 증가 할 것으로 예상된다.
또 개발도상국에서는 인구증가, 산업화 등으로 에너지 수요가 급격히 증가하고 있고 일부 선진국의 경우 대부분의 송배전망이 노후화되어 송전 시스템을 업그레이드하기 위한 프로젝트가 수행 중이다.
이 또한 슈퍼그리드 시장 확대에 기여하고 있다.
이런 세계적 수요에 맞는 선진 기술을 보유한다면 세계 시장에서 주도적인 역할도 가능할 것으로 예상된다.
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