몇 년 전만 해도 우리 전력 당국의 가장 큰 고민은 한여름이나 한겨울에 냉·난방 기기 사용이 급증하면서 생기는 ‘전력 부족’이었다. 하지만 최근엔 반대로 봄, 가을에 ‘전력 과잉’으로 블랙아웃(black out)이라 불리는 대규모 정전 사태를 걱정해야 하는 상황이 됐다. 전력 부족도 블랙아웃의 요인이 되지만, 반대로 전력이 남아돌아도 전체 전력 시스템에 부담을 줘서 각종 사고로 이어지기 때문이다.
한국을 포함한 세계 각국은 자국 내 전력 수요와 공급을 실시간으로 일치시키는 방식으로 전력망을 관리한다. 예컨대 전기 생산량이 소비량보다 많으면 발전소의 발전기부터 각 가정의 크고 작은 전자 기기 등이 정상 범위보다 더 작동하며 과열되는 일이 벌어진다. 반대로 전기 생산량이 소비량보다 적으면 각종 기기의 작동 효율이 떨어져 제 기능을 하지 않는 일이 생긴다. 전력업계 관계자는 “우리나라 전력 계통은 모두 60Hz(헤르츠)의 주파수에 맞춰져 있는데, 전력망에서 실시간으로 수요와 공급 균형이 깨지면 주파수 변동 범위가 커져 전력망과 각종 기기에 문제를 일으키는 것”이라고 설명했다.
이런 문제를 막기 위해 전력 시스템은 지역별로 전기 생산이 수요보다 지나치게 많거나 적어지지 않도록 강제 차단 장치를 자동으로 작동시킨다. 발전소가 멈추거나, 각 지역에서 블랙아웃이 발생하는 이유다.
과거 대형 발전소만 주요 전력 생산원일 때는 발전소 차원에서 상대적으로 수요와 공급을 맞추는 게 어렵지 않았다. 하지만 전체 발전원 가운데 일부 지역을 중심으로 재생에너지 비중이 커지면서 균형이 깨지고 있다는 게 전문가들 의견이다. 풍력, 태양광 발전의 특징인 ‘간헐성’ 탓이다. 태양광 발전은 햇빛이 강한 낮 시간에만 발전이 가능하고, 풍력 발전은 바람이 불어야 발전이 가능하기 때문이다.
이런 점 때문에 재생에너지는 보조 장치가 대거 필요하다. 예를 들어 간헐성이란 단점을 보완하는 게 바로 ESS(에너지 저장 장치) 같은 설비다. 수요가 적을 때 생산된 전력을 저장해뒀다가 수요가 급증할 때 꺼내 쓰기 위한 것이다. 하지만 이런 인프라를 구축하는 데 추가 비용이 드는 만큼, 재생에너지 비중이 커질수록 전기료도 오를 수 있다는 우려가 이어지고 있다.