김재경 에너지경제연구원 선임연구위원
▲김재경 에너지경제연구원 선임연구위원
“해상풍력으로 데이터센터에 전기를 안정적으로 공급할 수 있을까?" 제21대 대선 1차 TV토론에서 이재명·이준석 후보는 이 질문을 두고 날카롭게 맞붙었다. 쟁점은 전력공급의 '안정성'이었다. 이준석 후보는 “해상풍력은 태풍 등 기상 변수에 취약하다"라고 지적했고, 이에 이재명 후보는 “ESS(Energy Storage System)를 활용하면 간헐성 문제를 충분히 극복할 수 있다"라고 맞받았다.이때 언급된 ESS는 필요할 때 전력을 공급해 주는 '에너지저장장치'다. 방전 시간에 따라 4시간 미만의 '단주기형'과 4시간 이상의 '장주기형'으로 나뉘는데, 데이터센터처럼 24시간 안정적인 전력이 필요한 시설에는 장주기형 ESS가 필수다. 현재 이 기능을 수행하는 대표 기술이 양수발전과 BESS(배터리 ESS)다.
이중 양수발전은 밤에 물을 끌어 올리고, 낮에 흘려보내 전기를 생산하는 방식이다. 본래는 심야 시간대 원자력발전의 출력을 흡수해 낮 시간대 피크 수요를 감당하기 위해 만들어진 '야간 충전-주간 방전' 구조였다. 그러나 전력시장 환경이 크게 바뀌었다. 태양광과 풍력 등 재생에너지가 급속히 보급되면서, 양수발전은 전력 계통의 실시간 변동에 대응하는 유연한 자원으로 역할이 전환되고 있다. 최근에는 태양광이 과잉 공급되는 낮 시간대에 물을 끌어 올리고, 수요가 몰리는 저녁 시간대에 발전하는 '주간 양수-야간 발전' 패턴이 일반화되고 있다.
양수발전의 시스템적 중요성은 커졌지만, 수익성은 오히려 악화했다. 재생에너지 확산으로 전력도매가격(SMP)의 시간대별 변동 폭이 줄면서, 최대부하와 경부하 시간대 간 가격 차도 축소되었다. 그 결과, 양수발전이 전통적으로 의존해 온 '차익거래' 수익이 크게 줄어들었다. 이에 정부는 최근 전력시장 운영규칙을 개정해, 양수 동력 정산 기준을 실적 시간대의 최저 시장가격(MP)으로 조정하고, 용량요금 산정 시 인정 시간을 기존 6.7시간에서 16시간으로 확대하는 조치를 시행했다. 하지만 낮은 설비 이용률과 효율 손실, 보조 서비스 정산금의 한계 등 구조적 문제는 여전히 개선되지 않고 있다.
그럼에도 불구하고 한국수력원자력을 비롯한 발전공기업들은 양수발전 사업을 유지하고, 일부는 신규 사업도 추진 중이다. 수익이 나지 않음에도 이러한 선택을 하는 이유는 분명하다. 양수발전은 단순한 수익성을 넘어 전력 계통의 안정성과 재생에너지 수용 확대에 필수적인 기반 시설이기 때문이다. 특히 전력수요가 급증하는 여름철 낮 시간대, 예비력을 확보하고, 간헐성이 큰 재생에너지의 출력 변동을 흡수할 수 있는 대규모 유연성 자원은 사실상 양수발전이 유일하다. 공기업들은 이와 같은 공익적 기능을 고려해 책임을 감수하며 사업을 유지하고 있다. 또한, 양수발전은 공공 인프라로서 지역경제 활성화와 일자리 창출에도 기여할 수 있다. 지금의 양수발전은 '수익은 없지만 반드시 필요한' 자원으로서, 공기업의 사회적 책무에 의해 간신히 유지되고 있는 형국이다.
문제는 앞으로다. 제11차 전력수급기본계획은 2038년까지 총 6.95GW 규모의 신규 양수발전이 필요하다고 명시하고 있다. 하지만 이처럼 대규모 투자가 필요한 상황에서 공기업만으로 감당하기는 어렵다. 민간 참여가 필요한 이유다. 실제로 호주, 미국, 일본, 스페인 등은 장기 전력구매계약(PPA), 용량시장, 운영보조금 등 다양한 정책 수단을 통해 민자 양수발전 사업을 적극 유치하고 있다.
반면, 우리나라는 여전히 수익성 부족이라는 구조적 제약으로 인해 민간이 진입하기 어려운 상황이다. 시장 논리만으로는 투자를 유도하기 어렵기에 제도 개선이 시급하다. 특히 양수발전 역시 BESS처럼 중앙계약시장 방식의 보상 체계로 전환할 필요가 있다. 현재처럼 전력도매가격(SMP)에만 의존하는 시장 구조로는 양수발전이 수행하는 공공적 기능에 걸맞은 보상이 불가능하다. 실제로 제주도에서는 장주기형 BESS를 대상으로 중앙계약시장을 운영 중이다. 이 시장은 입찰을 통해 계약가격을 정하고, 최대 15년간 예측할 수 있는 수익을 보장하는 구조다. 양수발전에도 이와 유사한 장기 계약이나 성능 기반의 보상 체계를 도입해야 한다. 이는 양수발전이 BESS에 비해 받는 제도적 비대칭을 해소하고, 민간 투자를 유도하며, 국가 전력 계통의 유연성을 지속 가능하게 뒷받침하는 출발점이 될 것이다.
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