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'기후로운 경제생활'은 CBS가 국내 최초로 '기후'와 '경제'를 접목한 경제 유튜브 프로그램입니다. 한국의 대표 기후경제학자 서울대 환경대학원 홍종호 교수와 함께합니다. CBS 경제 전문 유튜브 채널 '경제연구실'에 매주 월/화/수 오후 9시 업로드됩니다. 아래 녹취는 일부 내용으로, 전체 내용은 '경제연구실' 채널에서 참고하시기 바랍니다.

■ 방송 : 유튜브 CBS 경제연구실 '기후로운 경제생활'
■ 진행 : 홍종호 서울대 환경대학원 교수
■ 대담 : 김선교 한국과학기술기획평가원(KISTEP) 연구위원


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◆ 홍종호> 지난 4월 말 스페인과 포르투갈에서의 대정전 사태로 도시의 불이 한순간에 꺼지고 철도, 도로, 통신망도 아수라장이 됐습니다. 원인이 아직 미모바일야마토
궁 속인 가운데 재생에너지가 전력망 붕괴 위험을 키웠다는 지적도 나옵니다. 이에 대한 팩트 체크를 위해 특별 대담을 해보려고 합니다. 해당 분야 전문가이신 김선교 한국과학기술기획평가원 연구위원과 함께 스페인 대정전 사태의 원인과 우리 한국에 어떤 함의가 있는지 알아보겠습니다. 박사님 안녕하세요?

◇ 김선교> 안녕하십니까제이웨이 주식
?
◆ 홍종호> 이렇게 특별 대담을 하게 된 이유가 있어요. 일각에서 태양광 공급 때문에 이런 대정전이 일어났다, 우리나라도 남 일이 아니다, 원전이나 화력처럼 안정적인 발전을 해야 한다는 의견도 나오고 있다고요. 박사님도 이런 반응이 당황스러운 나머지 스페인 대정전에 대해서 면밀하게 살펴보고 계시고 글도 쓰셨다는 얘기를 듣게 돼서 모시게웅진홀딩스 주식
됐습니다. 맞나요?
◇ 김선교> 네. 어쩔 수 없이 공부할 수밖에 없는 이슈가 있는 것 같습니다. 진짜 복잡한 문제인데 너무 속단하고 단순한 결과들을 많이 내는 것 같습니다. 제가 주변에 있는 전력 시스템 운영하는 연구 그룹들에 물어보니 아무도 확실한 답은 얘기하지 못하더라고요. 지금 시점에서는 불확실하지만, 우리에게 필요한 해석을 해야주식투자공부
한다고 이야기하고 있는데요. 단순히 화력발전소가 중요하다, 원자력이 중요하다는 식의 해답을 내놓는 건 문제가 있어서 불가피하게 공부하고 또 이렇게 이야기를 나눌 기회를 주셔서 나오게 됐습니다.
◆ 홍종호> 스페인 현지에서는 지금 대규모 원인 조사단이 꾸려진 것 같은데 아직 거기에서 현재 조사 중이고 명확한 이유는 안 나온 상황으로 보면 되겠죠?
◇ 김선교> 네. 문제가 너무 복잡하다 보니까 명확하지 않다는 이야기만 하고 있고요. 제 생각에는 짧아도 수개월 걸릴 것으로 예상됩니다.
◆ 홍종호> 이번 대정전을 유럽에서는 역사상 가장 큰 정전으로 보고 있는데 이런 정도의 정전이 나면 조사 기간이 길어지는 게 불가피합니까?
◇ 김선교> 일단 원인 자체가 복합적입니다. 또 이런 부분에서 손해배상 문제도 있고요. 나중에 어떻게 문제를 해소해야 할지 등의 부분을 따져봐야 하니까 불가피하게 신중한 결론을 내려야 하는 이유가 있는 것 같습니다.
◆ 홍종호> 경제의 발전 단계 자체가 차츰 다양한 에너지원이 전력화되는 방향으로 많이 가고 있잖아요. 우리나라도 예외는 아니고요. 그래서 이런 스페인 대정전 사태가 우리나라에 주는 시사점도 상당해서 관심을 두게 되고, 우리가 이런 방송도 하게 되는 것 같은데요. 제가 기억하기로는 2011년 9월 우리나라에서도 순환 정전이 있었는데, 심지어 그때는 당시 산자부 장관이 경질되기도 했거든요. 그 당시 정전의 원인은 비교적 빨리 밝혀졌나요?
◇ 김선교> 네. 그 당시에는 원인이 확실했습니다. 왜냐하면 이상 고온 현상이 있었고, 준비한 발전기의 출력보다 더 많은 전기 사용량이 폭증하면서 말 그대로 수요가 더 많은 상황이었기 때문에 순환 정전이 일어났다고 볼 수 있습니다.
◆ 홍종호> 그런데 우리나라에 전력거래소도 있고 한전도 있지 않습니까? 이런 곳에서 지금 전기가 얼마나 공급되고 있고, 또 얼마나 사용되고 있는지 실시간으로 확인하면서 밸런스를 맞춰주는 역할을 하지 않나요? 그런데 그런 것들을 도저히 컨트롤할 수 없는 상황이 됐나 보죠?
◇ 김선교> 네. 정확합니다. 전기 시스템 자체는 거대한 시스템이기 때문에 무결점을 지향하지 않습니다. 쉽게 말씀드리자면 완전할 수는 없거든요. 말 그대로 그다음 날 전기가 얼마만큼 필요할지 전날 예측을 하고요. 그거에 해당하는 전기를 미리 준비합니다. 그리고 혹시 발생할 수 있는 문제를 고려해 어느 정도의 백업, 예비력을 준비하는데요. 당시 상황은 예측한 것보다 더 많이 더웠고 에어컨을 많이 쓰는 냉방 수요가 폭증하면서 오전 11시에서 12시가 되니까 뭔가 큰 문제가 생겼다는 것을 관측했고요.
◆ 홍종호> 전력 당국이 상황을 관측하긴 했지만, 막기는 어려울 정도로 수요가 갑자기 폭등했군요?
◇ 김선교> 네. 발전 자원이 없는데 수요가 폭증해 고민하게 된 거죠. 그 자체도 초유의 사태였고, 지금 이걸 감당하지 못하면 대정전으로 가는데 수요를 자를 것인가? 수요를 자른다는 말은 순환 단전이라고 표현하거든요. 단전이라는 건 공급자 입장의 이야기겠죠. 전기를 끊겠다. 그런데 특정 지역에만 전기를 끊어버리면, 그 지역의 피해가 오랫동안 지속되니까 돌아가면서 전기를 끊고 시간을 벌면서 공급 자원을 늘리거나 수요가 어느 정도 안정될 수 있도록 줄이는 조치를 하겠다고 판단했고요. 이 부분에 대해서는 위기 상황에 적절하게 판단했다는 의견들이 전문가 그룹에선 있었습니다.
◆ 홍종호> 불가피한 조치다. 그러니까 우리 국토를 일부로 나눠서, 이번에는 여기를 정전시키고 다음에는 저기를 정전시키는 식으로 대응한 거군요.
◇ 김선교> 당시 상황을 생각해 보면 횟집 사장님이 화가 나셨던 뉴스가 기억나는데요. 전기가 없으면 수조에 있는 물고기들을 신선하게 유지할 수 없는 상황이고 냉장고에 있는 수많은 음식을 버려야 하는 상황이거든요. 그런데 어떻게 보면, 그렇게 단전을 먼저 취하지 않았더라면 대정전으로 이어질 수 있는 상황이었던 거죠.
◆ 홍종호> 전국 전체가 다 불이 꺼질 수 있었다는 거죠.



◇ 김선교> 네. 그런 위험을 감수하고 전력 당국이라고 하는 전력거래소에서 적절하게 대처한 부분이죠. 사실은 그때는 아침부터 신호가 명확했고 뭔가 문제가 있다고 하니까 대처할 수 있는 시간적 여유가 있었습니다. 그래서 여러 조치들을 했는데 그런데도 안 되니까 순환 단전을 한 거였고요. 이번 스페인은 그런 고민을 할 수 있는 시간적 여유조차 없었습니다.
◆ 홍종호> 갑자기 그냥 암흑이 되어버린 거군요.
◇ 김선교> 네. 맞습니다.
◆ 홍종호> 말씀해 주신 대로 여러 각도에서 분석하고 계시는데요. 지금 총론적으로, 스페인 상황을 어떻게 보고 계신 지, 원인을 어떻게 보고 계신 건지 전체적으로 설명해 주시죠.
◇ 김선교> 그러니까 앞서 말씀드린 것처럼 전력 시스템, 전기를 공급하는 이런 거대한 체계는 완벽함을 유지할 수가 없습니다. 만약에 완벽하다고 한다면 엄청난 낭비를 해야 가능한 겁니다. 우리가 낭비하면 할수록 여유가 생기겠죠.
◆ 홍종호> 발전소도 엄청 짓고, 송전선도 엄청 깔고요.
◇ 김선교> 네. 그런데 그건 경제적으로 가능하지 않기 때문에 일반적으로는 어느 정도 예상 가능한 수치 내에서 시스템을 안전하게 운영하는데요. 이걸 조금 전문적인 용어로는 'N-1 안전 기준'이라고 말합니다. 예를 들어 전체 발전기를 n개 돌린다고 하면, 그중에서 가장 큰 발전기 하나의 사고는 고려해서 준비하자, 이런 부분에 대해서는 대처할 수 있게 만들자는 기준인데요. 그런데 스페인 사고는 동시에 2개에서 3개가 갑자기 사라졌습니다. 근데 사라진 이유를 며느리도 모릅니다.
◆ 홍종호> 얘기를 들어보면 외신들, 국내에서도 일부 보도가 됐습니다만 상당히 많은 발전기가 탈락했다고 하더라고요. 사실 우리나라는 다른 나라에 비교해 보면 워낙 전기가 안정적으로 공급되는 나라잖아요. 그래서 우리 국민들도 이런 상황에 대한 감각이 높지 않을 거라고 봐요. 제가 듣기로는 스페인에서 15GW(기가와트)가 일시에 탈락했다는 얘기도 있는데 이게 어느 정도 규모인가요?
◇ 김선교> 15GW라고 하면, 전기를 공급하던 발전기의 절반이 사라진 겁니다. 스페인은 당시 약 30GW 정도의 전기 공급량이 생산되고 있었고요. 수요도 딱 그 정도였습니다. 그런데 갑자기 절반이 사라지니 감당할 수가 없게 된 거죠. 처음부터 15GW가 사라진 건 아니고 초기에는 2.2GW 정도였습니다. 우리나라로 따지면 원전이 2기에서 2.5기 정도가 사라진 건데, 이 충격도 사실은 어마어마하게 큰 충격이었습니다.
◆ 홍종호> 이렇게 탈락한 이유가 뭐냐는 거죠. 발전소 자체의 고장이었는지, 아니면 발전소에서 전기가 생산돼 송전선을 통해 변전소를 거쳐 흘러가는 과정에서 뭔가 고장이 난 건지. 여러 설이 있잖아요. 만약 흘러가는 과정에서 문제가 생긴 거라면, 그 원인은 뭔가요? 사이버 공격이라는 얘기도 있고, 대기의 진동 때문에 시스템 안정성이 흔들렸다는 얘기도 있고요. 전문가시니까 지금까지 파악된 정보를 바탕으로 설명해 주시면 도움이 될 것 같습니다.
◇ 김선교> 이게 정말 정말 어려운 문제입니다. 왜 어렵냐면, 지금 어떤 게 원인이고 어떤 게 결과인지조차 완전히 파악을 못 하고 있습니다. 다만 말씀드렸던 것처럼, 스페인 남동부 그라나다 지역에 전력의 관문 역할을 하는 변전소가 있는데, 거기서 뭔가 문제가 있었다는 부분이 있습니다. 그런데 왜 문제가 생겼는지는 아직 잘 모릅니다.
◆ 홍종호> 변전소라는 건 전압을 올려주거나 내려주거나 하는 곳이죠?
◇ 김선교> 맞습니다. 전기를 멀리 보내기 위해 생산한 전기를 물려주는 그런 곳인데요. 거기에서 2.2GW, 우리나라에서 가장 큰 발전기 2개 정도 되는 전원이 사라졌는데요. 그런데 그게 태양광 발전이었는지, 아니면 기존의 화력 발전기, 가스 발전기였는지도 불분명한 상태고요. 어쨌든 사라졌습니다. 사라졌는데, 어느 정도 충격이냐면 저 같은 일반인이 타이슨한테 맞은 겁니다.



◇ 김선교> 타이슨한테 맞으면 사실 죽지 않으면 다행이잖아요. 그 순간엔 1초, 5초 뒤를 생각할 여유가 없는 거고요. 발전기 시스템이 어떤 식으로 되어 있냐면 연쇄 탈락이라고 하거든요. 그러니까 주파수가 떨어진다고 표현하는데요. 이제 기술적인 용어가 나와서 좀 어려운데, 전기 시스템이 정상인지 아닌지를 보는 신호 2개가 있습니다. 그중 가장 중요한 신호가 주파수인데요. 주파수는 사람으로 따지면 맥박과 같습니다. 맥박이 일정하면 건강한 사람이고, 불안정하면 건강에 문제가 있다고 생각하는 데 전력 시스템의 맥박 역할을 하는 게 주파수입니다.
◆ 홍종호> 비유가 아주 좋네요.
◇ 김선교> 그런데 2.2GW가 사라지면 주파수가 갑자기 0.5Hz(헤르츠) 정도 떨어지거든요. 쉽게 말하면, 타이슨이 저를 때렸는데 정신을 차릴 수가 없습니다. 그다음 대응을 할 수 없거든요. 그런데 그렇게 되면 나머지 연결된 전력 시스템, 송전선이든, 배전선이든, 변전소든, 여러 가지 발전 설비들이 다 연결이 되어 있는데 이게 어떻게 보면 공동운명체입니다. 선으로 연결되어 있는 것처럼 동기 시스템, 돌아가는 시스템은 주파수, 맥박을 다 같이 함께 공유를 하는 거죠.
◆ 홍종호> 아까 우리가 변전소 얘기를 했잖아요. 어떤 이유로 변전소에 고장이 났다면, 다른 발전기들이 스스로를 지키기 위해 탈락하는 겁니까? 아니면 접속 자체가 안되는 상황이 되는 건가요?
◇ 김선교> 두 가지가 다 복합적일 수 있는데요. 기본적으로는 스스로를 보호하기 위해 탈락하게 되어 있습니다. 그리고 연쇄 탈락이라고 말하는데요. 어느 정도까지는 감당하는데, 넘어서게 되면 같이 죽는 거죠. 비슷한 비유가 있는데 교수님과 제가 자전거를 타고 있습니다. 동일한 속도로 가고 있는데 제가 무언가에 맞아서 쓰러졌습니다. 그러면 교수님은 줄을 끊어야지 살겠죠. 만약 줄을 끊지 않으면 교수님도 같이 꼬여서 더 큰 사고가 나는 상황인 거죠. 그러니까 연결된 발전기들이 연쇄적으로 탈락하게 되는 부분이고요.
또 스페인 같은 경우 유럽 대륙으로 연결돼 있지 않습니까? 스페인은 포르투갈, 프랑스와 송전망이 연결되어 있는데요. 그럼, 스페인의 당시 상황이 전력 공급이 부족했던 상황이냐, 그건 아니고요. 오히려 전기 생산이 많아서 프랑스와 포르투갈로 전기를 수출하고 있었습니다.
◆ 홍종호> 정전 시점에요?
◇ 김선교> 네. 그런데 스페인이 '도와줘, 반대로 내가 전기가 필요해'라고 했으니, 프랑스가 도와줘야 하는데 프랑스와 연결된 송전 선로, 연계선에 있는 장치 역시도 끊어졌습니다. 이 부분이 혼란스러운 지점인데요. 전문가들 사이에서도 스페인 쪽에서 먼저 문제가 생겨서 송전 선로가 끊긴 건지, 아니면 프랑스 쪽에서 문제가 발생해 끊어졌는지는 아직 불확실하다고 합니다.
쉽게 생각하면, 스페인에 문제가 생기자, 프랑스를 포함한 유럽 대륙 전체로 파급 효과가 전파되는 걸 막기 위해 끊어졌다고 처음엔 바라봤는데요. 좀 더 따져보니까 그게 아닐 수도 있겠다 싶은 거죠. 어쨌든 그런 상황이었고, 포르투갈의 경우에는 스페인의 전기에 많이 의존하는 시스템이었거든요. 30%가량을 공급받으니까요. 스페인 시스템이 망가지면서 포르투갈도 공동 운명체처럼 같이 대정전을 경험하게 된 상황이라고 보시면 될 것 같습니다.
◆ 홍종호> 그래요. 김 박사님 말씀을 듣고 보니까, 전력 시스템이라는 게 우리가 보기엔 거대한 송전탑, 송전탑을 연결하는 거대한 선 같은 걸 떠올리니까 굉장히 거대한 중후장대처럼 느껴지는데요. 설명을 듣고 보니, 굉장히 예민하고 아주 정말 아기 다루듯이 다뤄야 하는 이런 시스템이 아닌가 싶어요. 실제로 그런 건가요?
◇ 김선교> 아기 다루듯이 다뤄야 한다는 표현이 꼭 맞는지는 모르겠지만, 말씀하신 대로 바라봐야 하는 것은 맞는 것 같습니다. 갓난아기가 태어나면 계속 지켜봐야 하지 않습니까? 언제 문제가 생길지 모르고, 아기가 울면 바로 깨야 하고, 새벽에도 상시 대기해야 하는 것처럼요. 전력 시스템도 실시간으로 상황을 지켜봐야 합니다. 궁극적으로 전기는 생산과 소비가 항상 동시에 이뤄져야 하고 소비하는 만큼 정확하게 생산 해야 하는 시스템이기 때문에 항상 지켜봐야 하는 그런 특성이 있습니다.
◆ 홍종호> 중요한 지적입니다. 저는 경제학자로서 전력이나 에너지에 관심이 있지만 공학자는 아니어서, 이번에 이 주제를 들여다보면서 새로운 용어들도 많이 보게 됐거든요. 지금 말씀하신 것처럼 실시간 균형과 전력망의 안정성, 영어로 스태빌리티(stability)가 굉장히 중요할 것 같아요. 이번에 스페인 상황을 보면서, 실시간으로 이렇게 아주 안정적인 운영을 하는 것, 여기에 대한 노하우가 학계나 현장에 많이 쌓여 있다고 평가하십니까? 스페인 현장이든 또 우리나라든.



◇ 김선교> 전기라는 게, 발명됐다는 표현이 맞을 것 같은데요. 발명된 지 130년이 넘었기 때문에 그동안 여러 문제를 경험해 왔는데요. 사실 정전은 늘 일어났습니다. 우리나라가 대정전이 없었을 뿐이지 여러 가지 대정전의 경험을 했고요. 그러면서 완벽하진 않지만, 지금의 안정화된 시스템을 어느 정도 만들고 유지해 왔던 것 같습니다. 그런데 기술은 항상 완전하지 않고 환경도 계속 변화합니다. 많은 사람들이 얘기하는 건 스페인이 그 상황에서 재생에너지가 70%가 넘었다는 건데요. 전체의 전기 생산이 100이면 재생에너지가 70%가 넘었는데, 과거의 전기 생산은 재생에너지가 70%인 시스템은 아니었거든요.
무슨 말이냐면 가스 발전기든 석탄 발전기든 대규모 시스템. 기존의 전통적인 화석 연료 발전기들이나 원자력 발전기들은 사실은 연료는 다르지만, 기본적으로 생산되는 원리는 같습니다. 거대한 발전기 안에서 에너지를 뜨겁게 만들어서 열을 발생시켜 스팀을 만들고요. 그 스팀이 발전기를 돌리기 위해 전기를 만드는 시스템입니다. 그걸 기력 발전기라고 표현하는데, 쉽게 설명하면 뭔가 돌아간다는 거예요. 발전기가 돌아가면서 만든다는 거죠. 어떤 거대 시스템이 움직이게 되면 계속 움직이는 특성이 있거든요. 그걸 바로 관성이라고 표현합니다.
이 관성은 그냥 자연스럽게 얻게 된 시스템의 속성이라고 보시면 될 것 같아요. 이런 비유가 적절한지 모르겠지만, 덩치가 큰 어른이 자전거를 타는 것과 덩치가 작은 아이가 자전거를 타는 건 다릅니다. 저는 외부의 충격이 있어도 무게감이 있기 때문에 쭉 갈 수 있는데, 작은 아이는 외부에 조그만 충격만 있어도 넘어진다든지 흔들리거든요. 그러니까 어른은 관성이 많은 편이고 작은 아이는 관성이 적겠죠.
그러니까 기존에 있는 어떤 발전기들은 관성이 있는데 재생에너지는 기본적으로 직류 전원이기 때문에 관성이 존재하지 않습니다. 여기서 직류와 교류를 이론적으로 설명하지 않겠지만 뭔가 돌아가면서 만드는 전기이냐 아니면 우리가 디지털처럼 바로 전기를 만드는 시스템이냐, 이런 차이로 보시면 될 것 같아요.
◆ 홍종호> 직류냐 교류냐 하는 문제는 19세기 말에 에디슨과 테슬라의 전류 전쟁에서 시작된 거잖아요. 시청자들께서는 전기가 많이 남아돌면 버리거나 저축하면 되고, 부족하면 비상 발전기 돌리면 되는 것 아닌가, 이렇게 관리하기가 어렵나 생각하실 것 같아요. 그런데 실제로 거대한 시스템을 잘 운영하고 관리하는 것이 절대 쉽지는 않은 거군요.
◇ 김선교> 말씀하신 것처럼 전기가 충분히 많이 저장될 수 있는 속성이 있었다면 이런 문제는 없었을 거라고 생각하는데요. 지금 ESS라고 에너지저장장치를 활용은 하고 있지만 N-3에 준하는 대규모 교통사고를 예방할 만큼 충분히 ESS를 설치하는 것은 많이 어렵습니다. ESS가 보조 장치는 될 수 있지만 완전한 장치를 활용하기에는 너무 비싸고요. 그렇기 때문에 생산과 수요를 계속 맞춰줘야 하고 나머지 보호장치를 만들어 줘야 해요.
그 보호장치들은 비유하자면 자동차를 운전할 때의 안전띠, 에어백과 똑같다고 보시면 될 것 같습니다. 사고를 완전히 막을 수는 없고요. 사고가 났을 때 사람을 하나도 안 다치게 만들기도 어렵습니다. 그래서 여러 가지 안전장치를 만들어 놓았고 어느 정도는 보호할 수 있지만 스페인의 경우처럼 완전히 보호하기 어려운 사고가 왕왕 생길 수밖에 없습니다.

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