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디지털화 시대, 전력망의 도전과 기회

일일 보고서 2024년 10월 23일
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목차

  1. 요약
  2. 전력 수요와 데이터센터의 영향
  3. 이미 부재한 전력망과 재생에너지
  4. 정책적 대응과 법적 개선
  5. 글로벌 전력망 이슈와 교훈
  6. 결론

1. 요약

  • 이 리포트는 디지털화와 재생에너지 확장이 한국 전력망에 미치는 영향을 분석합니다. 데이터센터의 폭발적 증가로 인해 전력 소비가 급증하고 있으며, 전력 수급 불균형 문제가 심화되고 있습니다. 수도권을 중심으로 전력 시설 부족이 발생하면서, 전력망의 현대화가 시급한 과제로 떠오르고 있습니다. 재생에너지의 변동성도 전력망 안정성에 도전 과제를 제기하고 있습니다. 정부와 산업계는 전력망 확장을 가속화하고 재생에너지를 안정적으로 공급하기 위한 법적 기반을 마련하고, '전력망 특별법'을 제정하여 전력망의 지속 가능한 발전을 꾀하고 있습니다. 또한, 유럽과 북미의 스마트 그리드 도입 사례를 참고하여, 블록체인 기반 전력망 관리 시스템 등 새로운 기술적 접근을 모색하고 있습니다.

2. 전력 수요와 데이터센터의 영향

  • 2-1. 데이터센터의 급증과 전력 소비

  • 데이터센터의 운영에는 막대한 전력이 요구되며, 이는 디지털화와 인공지능(AI)의 급격한 사용 증가와 밀접하게 관련되어 있습니다. 2022년에는 데이터센터 및 AI 서비스, 가상화폐 채굴에 사용된 전력이 415 테라와트시(TWh)에 달했습니다. 이는 영국의 전력 소비량을 초과하는 수치입니다. 데이터센터의 전력 소비량은 2026년까지 620TWh에서 1050TWh로 증가할 것으로 예측되며, 이는 일본의 전력 소비량과 유사한 수준입니다. 데이터센터의 전력 소비 증가의 주된 원인은 AI 응용 프로그램 및 클라우드 서비스의 폭발적 증가와 컴퓨팅 집약적 작업에 필요한 높은 에너지 수요입니다. 이러한 전력 소비량의 증대는 기후 위기 상황에서도 현대 디지털 인프라스트럭처의 중요한 문제로 부각되고 있습니다.

  • 2-2. 수도권 전력 수급 불균형

  • 현재 수도권의 데이터센터 집중과 전력 시설 부족으로 인해 전력 수급 불균형 문제가 심각해지고 있습니다. 최근 10년간 추진된 36개 송전망 확충 사업 중 3개만이 제때 준공되었으며, 나머지는 주민 반발과 지방자치단체의 인허가 지연 등의 이유로 지연되고 있습니다. 특히, 수도권으로 전기를 공급할 송전선로의 건립이 지연되고 있어 전력 공급 차질이 현실로 나타나고 있습니다. 지난해에는 1000건 이상의 정전이 발생했으며, 이는 데이터센터와 관련된 민원이 증가하는 원인 중 하나입니다. 이러한 전력망 공사가 제대로 이루어지지 않으면, 데이터센터와 같은 첨단 산업의 발전에 큰 타격을 줄 수 있으며, 전력망의 개선이 시급히 요구되고 있습니다.

3. 이미 부재한 전력망과 재생에너지

  • 3-1. 재생에너지의 변동성과 전력망

  • 재생에너지의 비율이 증가하면서 전력망의 안정성에 대한 우려가 커지고 있습니다. 예를 들어, 태양광 발전이 증가함에 따라 출력제어 횟수도 빠르게 증가하고 있습니다. 제주 지역에서는 태양광의 출력제어 횟수가 2018년 15회에서 2022년 105회로 증가하며 5년 사이 7배 증가한 것으로 나타났습니다. 특히 호남 및 영남 지역에서는 태양광 발전설비의 비율이 각각 41.8%와 22.6%로 높아, 정부는 이러한 지역에서 발전설비가 추가로 진입할 경우 출력제어가 상시화될 수 있다는 우려를 표명하고 있습니다.

  • 3-2. 전력망 특별법의 필요성

  • 전력망 건설사업이 지연되는 원인 중 하나로 '님비(NIMBY)' 현상이 지적되고 있습니다. 이로 인해 단 36개 전력망 공사 중 8%인 3개만이 제때 완료되었고, 나머지 78.8%는 인허가 지연과 주민 민원으로 인해 문제가 발생했습니다. 따라서 전력망 확충을 속히 진행하기 위해 정부가 지역 주민을 설득하고 갈등을 중재할 수 있는 '전력망 특별법'이 시급하다는 지적이 있습니다. 전문가들은 송전망 특별법을 정기적으로 논의하고 통과시킬 필요성을 강조하며, 이 법안을 통해 국가전력망확충위원회를 구성하고 갈등 해결을 위한 적극적인 노력이 필요하다고 보고 있습니다.

4. 정책적 대응과 법적 개선

  • 4-1. 전력망 건설 가속화 법안

  • 정부는 2030년까지의 전력망 보강계획을 수립하기 위해 내년 상반기 중 78조원 규모의 투자를 계획하고 있습니다. 이 계획에는 재생에너지 발전량을 실시간으로 모니터링할 수 있는 통합관제시스템의 구축과 대규모 풍력발전단지의 송전사업자에 의한 공동접속설비 사전 구축이 포함되어 있습니다. 이를 통해 단지 준공 즉시 계통망에 연계할 수 있도록 하여 전력망의 수용성을 높이고 있습니다. 또한, 송변전설비의 건설 지연 문제를 해소하기 위해 주민 지원 혜택을 늘리고, 관련 법령을 개정해 건설 절차를 개선할 방침입니다.

  • 4-2. 정부의 전력망 보강 계획

  • 산업통상자원부는 2030 국가온실가스감축목표(NDC)를 이행하는 과정에서 전력계통이 직면한 문제를 분석하고, 이를 해결하기 위한 전력망 보강 로드맵을 차기 전력수급기본계획 수립 전에 마련하기로 하였습니다. 정부는 2030년까지 전력망 보강에 총 78조원이 필요할 것으로 추산하며, 이는 송변전설비투자 23조4000억원과 배전설비 투자 24조1000억원에 추가 필요투자 약 30조원으로 구성되어 있습니다. 재생에너지를 적기에 수용하기 위한 전력망 운영을 유연하게 추진하며, 계통 안정화에도 노력할 계획입니다.

5. 글로벌 전력망 이슈와 교훈

  • 5-1. 유럽과 북미의 전력망 현대화 사례

  • 유럽과 북미에서는 블록체인 기반의 안전한 스마트 그리드 관리 시스템이 도입되고 있습니다. 특히 한국전력공사는 스마트 그리드와 블록체인을 결합하여 이웃 간 전력 거래 서비스를 시범 도입 중이며, 이는 스마트 계약서를 활용하여 프로슈머와 소비자 간의 거래 과정을 신속하게 진행할 수 있도록 하고 있습니다. 이와 같은 시스템은 에너지 효율성을 높이고, 데이터의 안전한 관리를 통해 전력망의 안정성을 증대시키는 역할을 합니다.

  • 5-2. 재생에너지와 전력시장 제도

  • 경기도의 반도체 클러스터 개발로 인해 수도권 전력 수요가 크게 증가하고 있으며, 새로운 전력 수요는 약 16GW가 필요합니다. 이는 수도권 전체 전력 수요의 약 40%에 해당하는 양입니다. 이러한 전력 수요 증가는 기존 전력망의 불안정성을 초래할 수 있으며, 정부는 이러한 문제를 해결하기 위해 위기 관리 특별법과 함께 전력수급기본계획을 수립하고 있습니다. 예를 들어, 제11차 전력수급기본계획은 신재생에너지 비율을 21.6%로 높이는 방향으로 설정되어 있으며, 이로 인해 송전선로 확보에 대한 새로운 분쟁이 발생할 가능성이 있습니다.

6. 결론

  • 리포트는 디지털화와 재생에너지 확장이 한국 전력망에 새로운 도전과 기회를 가져오고 있음을 강조합니다. 데이터센터의 집중과 급증하는 전력 수요는 전력망의 과부하를 초래하는 반면, 변동성 높은 재생에너지는 전력망 운영의 복잡성을 가중시킵니다. 전력망 특별법 제정을 통해 법적 기반을 강화하고, 전력망 보강 계획을 추진하는 것은 이러한 문제 해결의 중요 단계입니다. 글로벌 협력을 통해 유럽과 북미의 전력망 현대화 사례를 참고하여, 기술적 진보와 법적 발전을 이루어야 합니다. 이는 전력 수급의 안전성을 확보하고, 재생에너지 확대를 위한 필수적인 토대가 될 것입니다. 향후 더욱 지속 가능하고 효율적인 전력망 운영을 위해서는 지속적인 법적, 기술적 발전이 필요합니다.

7. 용어집

  • 7-1. 전력망 특별법 [법안]

  • 전력망 특별법은 국가가 주도적으로 전력망을 확충하고, 주민들과의 갈등을 줄이기 위한 법적 기반을 마련하는 내용입니다. 이 법안은 전력망의 건설과 확장 과정에서 발생하는 인허가 지연 및 주민 반대 문제를 해결하기 위한 정책적 접근을 담고 있습니다.

  • 7-2. 데이터센터 [기술 인프라]

  • 데이터센터는 인공지능과 디지털화의 중심으로 상당한 전력 소비가 요구됩니다. 수도권의 집중된 데이터센터는 전력 부하를 가중시키며, 전력 수급 불균형의 주요 원인으로 작용하고 있습니다.

  • 7-3. 재생에너지 [에너지 자원]

  • 재생에너지는 기후 변화와 지속 가능성을 위한 필수 에너지 자원으로, 변동성이 높아 전력망 운영의 복잡성을 더합니다. 이를 수용하기 위해 전력망의 현대화가 필요합니다.

8. 출처 문서