한반도에 찾아온 봄, 에너지기술 협력으로 이어져야한다.

 

한반도에 찾아온 봄, 에너지기술 협력으로 이어져야한다.

 최근 서울에서 이루어진 북한 예술단의 공연과 평양에서 이루어진 남한 예술단의 ‘봄이 온다’ 공연처럼 남북 간의 문화교류는 이미 시작되었다. 4.27 남북 정상회담 이후 한반도로 불어온 훈풍은 과학기술 분야로도 이어질 수 있을까? 북한은 1988년부터 5년 단위의 국가 과학기술발전 5개년 계획을 수립하고 있다. 또 신재생에너지 기술 개발의 연구주체가 김일성대학, 김책공대, 전기공학 연구소 등 국가 산하의 유수 연구기관이 총망라되어 있는 것으로 보아 북한 당국이 에너지기술 개발을 얼마나 중요하게 여기고 있는지도 가늠해볼 수 있다. 우리나라 또한 신재생에너지 발전의 비중을 늘려가며, 신재생에너지의 중요성을 정확히 인식하고 있으며. 에너지 자원 및 기술 확보는 한국 경제를 성장시킬 힘이기도 하다. 그렇기 때문에 남북의 에너지기술 협력은 남북이 경제협력을 할 때 가장 먼저 고려될 수 있는 분야일 것이다.

[사진1. 남북문화교류, 예술단 평양공연]

출처 : 뉴스엔

 남북한 에너지기술협력 가능 분야로는 북한의 전력 증진 협력 사업, 신재생에너지 기술교류 협력 사업, 남북한 연료 협력 사업. 기후변화협약 관련 석탄의 청정화 협력 사업 등이 있다. 북한의 전력사정은 남한과 많은 격차를 보이고 있고, 기본적인 발전설비가 부족하며, 설비의 노후화가 심한 북한은 심각한 전력난을 겪고 있다. 그 때문에 남북 경제협력을 위한 산업시설에 앞서 전력망 구성이 최우선 과제로 설정되고 있다.

[그래프 1. 남북 발전설비 총 용량]

출처 : 통계청

[우리나라와 상이한 북한의 전력체계]

 2016년 기준 남한의 발전설비 총용량은 10만 5866MW, 북한은 7661MW로 큰 차이가 있음을 확인할 수 있고, 실제 발전량을 살펴보면 남한이 5404억 kWh인 반면, 북한은 239억 kWh로 22배가 넘는 차이가 있다. 북한의 실제 설비 이용률은 30%가 되지 않아서 설비의 노후화 또한 심각한 상태이다. 북한은 수력과 화력이 전력 구성의 100%를 차지하고 있지만, 전체적인 생산량이 북한 주민이 사용하기에 턱없이 부족하다. 북한의 기본 주파수는 60Hz로 남한과 동일하지만 평상시에 심한 주파수 변동성을 갖고 있어 품질이 많이 떨어진다. 그렇기 때문에 새로운 발전 장치 구성 및 전력망 구성이 시급하다. 북한의 송배전망은 3/6/10/20/60/100/200kV 계통으로 구성돼 있어 남한의 22.9/154/345/765kV와는 완전히 다른 계통 구성을 갖고 있다. 그렇다면 오랫동안 상호 분리됐던 전력을 연계하기 위해선 어떤 점들이 고려되어야 하고, 또 어떤 방법을 택할 수 있을까?

[남북 전력계통 연계 방식]

 남북 계통연계는 크게 AC 또는 DC 방식이 있다. AC 연계는 남과 북 연계 변전소 간을 AC 연계선으로 단순히 연결하는 방안과 북한의 연계 지역을 북한 계통에서 분리한 후 남측 변전소와 연결하는 AC 선로를 구축하는 방안이 있다. 전문가들은 AC 방식으로 연계할 경우 남측 계통에 미치는 영향을 최소화하기 위해 북한 내 계통에서 분리한 후 남측 계통과 연계하는 방식이 효율적일 것으로 보고 있다. 이 방법은 남측에서 개성공단에 전력을 공급하여 적용했던 방식이기도 하다. DC 연계 방식도 고려되고 있는데, 계통 규모와 특성 및 전기품질 수준이 완전히 다르고 전압 체계도 다른 상황에서 남북한 전력망 전체를 연계하는 경우에는 DC 연계 방식을 우선 추진해야 한다는 주장도 있다. 서로 다른 전압 계통으로 채택하고 있는 국제 표준이 달라 송변전설비에서부터 수용가에 이르는 전 과정에 대해 표준화가 필요한 상황이다.

[남북, 전력 증진 협력 사업으로 win-win할 방법]

1. 재생에너지 사업

 북한의 경우에 전력망이 매우 노후화되어 있어 제대로 된 전력 공급이 이루어지지 않는 실정이다. 하지만 이것을 모두 새것으로 교체하기보다는 소규모 자립 발전이 가능한 재생에너지 중심의 마이크로 그리드를 구성하는 것이 대안이 될 수 있다. 북한은 2013년 ‘재생 에너르기 법’을 제정하고 2044년까지 태양광-풍력-지열 등의 재생에너지로 500만 KW의 전력을 생산한다는 목표를 세웠다. 국내의 경우에는 부지 마련의 어려움으로 적극적으로 재생에너지 사업이 확대되기 어렵다는 점을 고려해보면 북한으로의 재생에너지 사업이 이루어지면 북한은 재생에너지 설비를 증가시켜 목표치에 다가갈 수 있을 것이고, 우리나라는 재생에너지 사업의 활성화로 경제적 이득을 볼 수 있을 것이다. 특히 북한의 양강도 일대는 태양광 발전의 최적지로 분석되고 있고, 서해 지역은 겨울철 풍량이 많아 재생에너지로 발전하기에 적합한 조건 또한 갖추고 있다.

2. 동북아 전력계통 연계

 태양광, 풍력과 같이 재생에너지가 갖는 가장 큰 약점은 수요에 상관없이 에너지를 생산하고, 자연여건에 따라 발전량이 간헐적이라는 점이다. 이 문제를 어느 정도 해결할 수 있는 방법이 인접국가와의 계통 연결이라고 할 수 있다. 신재생에너지 선진국 독일 또한 다른 EU 국가들과 계통이 연결되어 있지 않았다면, 신재생에너지 확대해 과감히 나서지 못했을 것이다. 러시아 블라디보스토크에서 우리나라까지 계통을 연결할 경우, 그 거리는 약 1300km이고, 1000km 구간은 북한을 경유해야 한다. 북한을 경유하지 않고 해저로 연결할 경우 경제성이 떨어진다는 문제점을 가지고 있었다. 하지만 북한과 전력계통 연계가 가능해진다면 블라디보스토크-평양-서울 3곳에 변환소를 설치해 다단자망 HVDC 시스템을 구성하는 방식을 고려해볼 수 있다. 여기에 중국과 몽골까지 연결하는 소위 슈퍼그리드가 완성되면 동북아는 에너지 공동체를 구성할 수 있게 된다.

[그림1. 동북아 슈퍼그리드]

출처 : greendaily

 동북아 전력계통 연계는 모두의 이익이 될 수 있는 win-win 사업이다. 러시아는 석탄, 가스등 자원이 풍부하지만, 자원 개발 인프라가 부족한 상황에서 전력을 생산해 수출할 경우 경제 활성화를 이끌 수 있고, 중국은 급격한 경제성장으로 전력 수급 불균형이 심각한 상황이다. 계통을 연계해 이를 해소할 수 있다. 우리나라는 동북아 전력계통 연계로 가장 수혜를 입을 수 있는 나라로 분석되기도 한다. 그 이유는 전력계통 측면에서 고립되어 있는 지리학적 어려움을 해결할 수 있고, 국가 차원의 전력분야 신성장 동력 창출로 경제발전을 도모할 수 있으며, 러시아로부터 수입한 전력으로 안정적인 전력 수급을 도모하고, 국내 발전소 신규 증설을 대체하는 효과도 가져온다.

[한국 전기연구원 차세대전력망연구본부장 윤재영 본부장님과의 인터뷰]

 북한과의 전력계통 연결이 가능하면 더 이상 섬 계통이 아닌 대륙과 연결된 새로운 에너지 공급로를 확보할 수 있다. 이와 관련해 우리나라에서 동북아 전력계통에 대해 연구하고 계시는 윤재영 본부장님과 대화해봄으로 동북아 전력망 계통 연결 계획에 대해 들어볼 수 있었다.

Q1.

동북아 전력계통에 대해 연구를 하고 계신다고 들었습니다. 우리나라 전력계통을 대륙과 연결하기 위해서 어떤 계획을 갖고 계시나요?

A1.

과거에 개성공단으로 연결된 154KV 선로를 최초의 남북한 계통연계라고 봅니다. 향후에 남북 관계가 진전된다면 남북 경제협력을 위한 전력을 공급하거나 북한의 주민 혹은 산업을 위한 전력을 공급을 위해서 북한에 화력발전소를 지을 수 있고, 남한의 345KV를 북한으로 연결할 수도 있습니다. 만약 통일 이후를 대비한다면 한반도 통합 전력망 구상이라는 가설을 생각할 수 있습니다. 이것은 남북한의 수도권을 연결하는 송전망, 남북한 강원도 지역을 연결하는 송전망, 남쪽의 대규모 전원 단지에서 북쪽으로 올리는 송전망을 계획한 것입니다.

Q2.

독일은 통일 후에 전력계통에 어떤 변화가 있었나요?

A2.

동독은 갈탄 발전소가 아주 많았습니다. 그래서 환경오염이 아주 심했는데, 통일 후에 갈탄 발전소를 폐쇄하고 서독 발전소에서 전기를 공급해주었습니다. 또 통일 후에는 동독과 서독 간에 네 개의 연결 선로가 건설되었는데, 이것이 동유럽 계통과 서유럽 계통을 이어주는 역할을 하게 되어 유럽 전력망 통합의 효과가 있었습니다.

[독일의 사례와 배울점]

 독일을 대표하는 표준화 기구인 DIN은 분단 이전에 통일 전 동독 지역을 포함한 전 독일 내에서 모든 표준화 활동을 전담했다. 당시에 서독 정부는 분단 상태에도 동독 지역에 DIN을 설치해 규격의 전시, 표준 관련 정보제공 등 산업표준의 이질화를 줄이기 위해 지속적으로 교류 협력을 했으며, 이는 통일 이후에 동독과 서독의 표준을 무리 없이 맞춰나가는데 기반이 되었다. 우리도 이 점을 본받아 남북 관계가 개선되었을 때 전력산업 전반에 걸친 남북 간의 이질화된 표준을 통합하기 위한 노력을 선행하여, 향후 전력망 통합의 기반을 마련해야 할 것이다.

[참고문헌]

1. 전기신문, ‘동북아 계통연계 위해선 기술격차 해소,표준화가 과제’

2. 전기신문, ‘남북경협 시 전력망 구축 최우선, 전력시공분야 철저한 준비 필요’