내일 전기 얼마나 만들까… 한전 아닌 거래소 결정
기획재정부와 산업통상자원부를 포함해 20개 중앙부처가 밀집한 정부세종청사가 있는 세종 신도시에는 ‘전봇대’가 없다. 당연히 어지럽게 얽혀 있는 전선도 없다. 땅속으로 전선을 넣은 ‘지중화’ 덕분이다. 올여름을 뜨겁게 달궜던 전기요금 누진제로 전기에 대한 국민의 민감도와 관심이 한층 높아졌다. 스위치만 누르면 나오는 전기, 대체 어떻게 만들어져서 우리 집까지 오는 건지 전기의 생산과 유통, 소비에 이르는 과정을 들여다봤다.
전기가 발전소에서 집까지 오는 경로는 ‘발전소→송전용 변전소→배전용 변전소→가정’으로 요약된다. 매일매일 새롭게 생산되는 전기는 경제적 저장이 어려운 만큼 정확한 수요 예측이 중요하다. 전력 산업을 감독 기획하는 건 정부이지만 내일의 전기 수요를 예측하고 얼마만큼 전기를 생산할지를 결정하는 것은 전력거래소다.
전력거래소가 다음날 필요한 전기 수요를 예측, 설계하면 석탄과 원자력 등 여러 발전소들은 이에 맞춰 전기를 생산한다. 도매사업자이자 유통업체인 한국전력이 이 전기를 사들인다.
●갓 태어난 전기, 2만 볼트 전압으로 여행 시작
한전은 발전소에서 갓 만들어진 전기(전압 2만V)를 멀리 있는 소비자에게 보내기 위해 송전용 변전소를 통해 초고압(15만 4000V, 34만 5000V, 76만 5000V)으로 올려 송전 선로로 내보낸다. 이를 전국 각지의 배전용 변전소가 받아 배전선로를 통해 공장이나 가정에서 쓸 수 있는 전압(2만 2900V)으로 적절히 낮춰 보내고, 가정은 전봇대의 변압기를 통해 최종 220V로 전기를 사용한다.
전기가 운반되는 과정에서 자주 등장하는 용어인 송전, 변전, 배전을 알면 전력 산업에 대한 이해가 훨씬 쉬워진다. 우선 전압은 전류를 흐르게 하는 힘이다. 단위는 볼트(V)를 쓴다. 물이 낮은 곳보다 높은 곳에서 떨어질 때 힘이 세듯이 전압 또한 전압이 높으면 흐르는 전기의 힘이 강해진다. 송전은 발전소에서 만들어진 고압의 전기를 먼 곳까지 보내기 위해 변압기를 통해 전압을 크게 올리는 과정이다. 전기는 송전 철탑과 고압선(송전선)을 이용해 2~3단계의 변전소를 거쳐 도시 부근의 3차 변전소까지 온다. 경남 밀양에서 주민과 한전이 갈등을 빚었던 게 바로 이 송전탑이다.
배전은 변전소로부터 소비자까지 전기가 전달되는 과정을 말한다. 변전은 전기를 송·배전하기에 적당한 전압으로 올리거나 내리는 것을 말한다. 배전용 변전소에서는 전기가 각 가정이나 소규모 공장 앞까지 갈 수 있도록 전압을 낮춰 준다.
●세종시 ‘지중화’ 뒤 올 정전사고 2건뿐
세종시나 한전 본사가 있는 전남 나주 혁신도시, 경기 화성시 동탄 신도시 등에는 송·배전 선로가 땅 위가 아닌 땅 밑에 깔려 있다. 예를 들어 세종시의 경우 도로 밑 2.2m, 인도 밑 0.6m에 32개의 송·배전 회선 케이블이 매설돼 있다. 도로 쪽 케이블이 더 깊은 이유는 오가는 차량 무게로 인한 전선의 훼손을 막기 위해서다. 케이블 길이는 79㎞로 케이블당 3개의 회선이 들어 있는 점을 감안하면 송·배전선로의 총길이는 237㎞에 달한다. 한 회선의 전력량은 1만㎾다. 한전 관계자는 “가구당 전력소비량이 평균 3㎾인 점을 감안하면 32개 회선에 흐르는 전력량은 총 32만㎾로, 10만 6700가구가 한꺼번에 동시에 쓸 수 있는 양”이라고 설명했다.
그러면 왜 지중화를 하는 것일까. 땅 위에 전봇대를 세우면 수리도 편하고 비용도 땅을 파야 하는 지중화 공사비의 10분의1밖에 들지 않는다. 1㎞당 지중화 비용은 15억원으로 전봇대를 세웠을 때(1억 4000만~1억 7000만원)보다 10배가량 비싸다. 결정적인 이유는 미관 개선과 안정적인 전기 공급에 있다.
노건기 산업부 전력산업과장은 7일 “지중화는 도시 미관에도 좋지만 낙뢰나 이물질로 인한 정전 우려가 훨씬 낮다”고 설명했다. 감전 등 안전사고도 줄일 수 있다.
한전 세종지사에 따르면 세종시는 2009년부터 기존 전봇대를 지중화하는 사업을 진행했다. 2011년에는 낙뢰, 차량 충돌 등으로 인해 15건의 정전이 발생했지만 지난해는 인구가 크게 늘어났음에도 정전 건수가 4건에 그쳤다. 올해 정전 건수는 2건이었다. 그만큼 지중화가 전선망 보호에 효과적이었다는 얘기다.
40m당 하나씩 전봇대를 세워야 한다는 점에서 수천~수만개의 전봇대가 도시에 들어선다면 비용 절감 효과는 떨어지고, 미관도 좋지 않을 것이다. 현재 우리나라의 지중화율은 송전 11.1%, 배전 16.0%로 땅 밑으로 4만 6504㎞에 달하는 ‘전기길’(지중선로 케이블)이 존재한다. 지구 둘레(4만㎞)와 맞먹는다. 지중선로에는 원격으로 고장을 감시하는 시스템이 갖춰져 있어 문제가 생겨도 해당 케이블만 교체하면 된다.
●지중화된 전기길 모두 이으면 지구 한 바퀴
상시 발전설비를 돌리는 한국수력원자력을 비롯한 남동·중부·남부·동서·서부발전 등 6개 발전사는 한전이 100% 출자했다. 발전사가 화력, 수력, 원자력 등을 이용해 실제 전기를 개발하고 생산하는 ‘공장’이라면 한전은 이들이 생산한 전기를 전력거래소의 입찰을 통해 사들이는 ‘유통업체’ 역할을 한다. 한전은 사들인 전기를 가정과 기업 등 소비자가 필요한 곳에 되팔아 전기요금을 받는다. 전력 수송을 위해 반드시 필요한 송·배전망을 구축하는 것도 한전이 전담한다.
전기를 만들고 파는 역할은 한전과 6개 발전사만 하는 건 아니다. 액화천연가스(LNG) 발전소 등 민간 발전사(총 433개)에서도 전기를 생산한다. 다만 늘 가동하는 건 아니고 여름철 전력예비율이 급격히 떨어져 기존 6개 발전소만으로 전력 공급이 부족하다고 전력거래소가 판단했을 때 비정기적으로 발전기를 가동시킨다. 2011년 9월 15일 ‘대정전’이 발생한 이후 LNG 발전소가 크게 늘어난 이유가 여기에 있다. 특히 민간 발전사 중에 특정 허가구역 안에서 전기를 독립적으로 생산, 공급하고 판매까지 하는 구역전기 사업자도 있다. 이들은 한전처럼 전기요금 청구서를 발행, 청구하고 수금까지 한다. 보통 열병합발전 형태를 띤다.
전기 판매는 주로 한전이 담당하지만 3만㎾ 이상의 대용량 소비자가 직접 전기를 사거나 판매도 한다. 형식적으로는 부분 경쟁 체제로 볼 수 있지만 한전의 역할이 커서 사실상 독점적인 시장 구조인 셈이다. 지난해 말 기준으로 한전 발전자회사와 민간 발전사의 설비용량 비율은 75%대 25%였다. 해외 주요 선진국에서는 우리와 달리 다양한 전력회사와 발전사들이 발전과 송·배전, 판매 분야에서 치열하게 경쟁하고 있다. 영국은 6대 메이저 전력사 외에 13개 판매회사, 독일은 4대 메이저 회사를 포함한 900여개 회사, 일본은 도쿄전력 등 10대 전력회사 등이 전기를 팔고 있다.
공기업 자산 1위인 한전(175조원)은 올 상반기 6조원이 넘는 영업이익을 남겼다. 독점 효과에 더해 연료비, 인건비 등 생산원가에 일정 수준의 적정이윤(적정투자보수금)을 더한 총괄 원가방식으로 전기요금을 매기기 때문이다.
●한전 발전량 민간보다 83% 많아 ‘독점적’
한전에 따르면 지난해 말 기준 우리나라의 전력발전 형태별 발전량 비중은 석탄(38.6%)이 가장 높았다. 이어 원자력(31.2%), LNG(19.1%), 석유(6.0%) 순이다. 태양광과 풍력 등 신재생에너지 비율은 4.0%에 불과하다. 정부는 지난해 7월 전력수급기본계획(2015~2029년)에서 온실가스 감축을 위해 석탄 발전량을 줄이고 신재생에너지 발전량 비중을 2029년까지 11.7%로 늘리겠다고 발표한 바 있다.
선진국들의 에너지원별 발전량 비중을 보면 지난해 미국은 석탄(38.8%), 천연가스(27.4%), 원전(19.5%), 신재생에너지(13.2%) 순이었다. 일본은 화력(89.7%)이 압도적이었고 수력(9.2%)이 뒤를 이었다. 스위스는 수력과 원자력이 6대4의 비율이었다. 핀란드는 원자력이 전체 전력 생산량의 3분의1로 가장 많았고 수력·바이오연료·풍력 등 신재생에너지가 40%대였다.
세종 강주리 기자 jurik@seoul.co.kr
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