2.1 계통연계의 잠재적 이득
인접지역 혹은 인접국가간 계통연계를 통한 주요 이득 가운데 하나는 최대 전 력수요의 차이로 인하여 발전비용을 절감할 수 있다는 점이다. 실제로 인접한 지 역이 경제적 여건과 기후적 특성으로 시간별, 일별, 그리고 월별로 상이한 전력수 요 패턴을 보일 경우, 이러한 이득은 증가할 수 있다.
만약 이러한 최대수요의 차이를 이용한 경제적인 급전이 가능할 경우, 전력생 산비용은 하락할 수 있다. 다시 말해, 특정 지역의 최대수요가 발생할 경우 인접 지역 혹은 인접국가의 상대적으로 값싼 전력을 융통할 수 있거나, 반대로 전력수 요가 상대적으로 낮을 경우 다른 지역으로 전력을 수출할 수 있다면, 상호간에 이득이 발생하게 된다. 게다가, 이러한 전력융통은 특정 지역의 발전소 입지난이 나 환경문제가 심각할 경우 신규 발전소의 건설을 대체하는 효과를 거둘 수도 있 다.
[그림 1]에서는 계절별 전력부하 차이에 의한 계통연계의 효과를 도식화한 것 이다. 그림에는 2개의 전력공급시스템(Electric Power System, EPS)을 가정하고, 이들의 연간 월별 최대 전력수요곡선을 보여준다. 예를 들어, 부하곡선 P1은 여름 철에 최대수요를 나타내는 우리나라(EPS1)를, 부하곡선 P2는 겨울철에 최대수요 를 실현하는 극동러시아지역(EPS2)을 나타낸다고 가정하자. 이들 양국의 부하곡선 은 상반되는 위치에 존재한다. 즉, 우리나라에서 최대수요를 나타낼 경우 극동러 시아는 최저수요를 나타낸다. 이러한 계절별 수요의 차이는 계통연계를 통한 잠 재적 이득의 가능성을 높여준다.
이러한 잠재적 이득을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. EPS1의 겨울철에는 화력발전원의 가동률이 저하되기 때문에 발전여력이 존재한다. 이러한 발전여력 의 가치는 계통연계망의 송전용량을 기준으로 NIST 수준이 된다. 겨울철 EPS1의
화력발전원에 의한 추가적인 전력생산량은 그림에서 부하곡선 P1과 점선 사이의 면적에 해당한다. 이러한 추가적인 전력생산량은 계통연계망을 통해 EPS2로 송전 되는데, 이로써 EPS2의 발전가동률을 낮출 것이다. 이렇게 대체된 EPS2의 화력발 전원의 감소출력은 그림에서 부하곡선 P2와 점선 사이의 면적에 해당한다. 결과 적으로, EPS2 지역에서는 (송전손실이 없다고 가정할 경우) NIST 만큼의 발전용 량이 덜 필요하게 된다. 마찬가지로, EPS2의 여름철에는 화력발전원의 발전여력 이 증가하게 되고, 이러한 추가 발전여력의 가치는 점선과 P2 사이의 면적에 해 당한다. 이러한 추가 발전여력은 계통연계망을 통해 EPS1로 송전되고, EPS1의 발 전가동률을 낮출 것이다. 결국, EPS1 지역에서는 (송전손실이 없다고 가정할 경 우) NIST 만큼의 발전용량이 덜 필요하게 된다.
따라서 이러한 이중효과는 계절별로 상이한 최대부하를 나타내는 경우에 계통 연계를 통해 실현 가능하다. 즉, 계통연계망에서 1kW의 송전용량을 증설하면 각 전력공급시스템에서 최대발전용량을 1kW 만큼 감소시켜 총 2kW의 발전용량의 감소를 유도할 수 있다. 만약 계통연계망에서 송전용량을 증설시키는데 아무런 제약이 없다면, 최대한의 효과를 실현시킬 수 있다. 이러한 효과는 계통연계된 전 력공급시스템 가운데 규모가 작은 쪽의 최대부하와 최저부하의 크기에 달려 있 다. 동북아지역의 연간부하곡선의 최고와 최저 수준을 고려할 경우, 계통연계의 잠재적 효과는 극동러시아의 발전용량의 40% 가량으로 추정할 수 있다(Belyaev, 2004).1)
1) Belyaev(2004)의 논거는 두 지역의 계통이 완전히 통합되어 운영될 경우에 있어 발전비 용뿐 아니라 설비비용 감소효과 가능성을 시사하고 있다. 하지만, 본 논문에서는 단순 한 전력융통모형에 근거하여 발전비용의 감소효과에 초점을 맞추고자 한다.
[그림 1] 계통연계의 잠재적 이득 예시
자료: Belyaev(2004)
2.2 전력수요 차이 분석
러시아 수력자원의 잠재발전량은 기존의 전체 발전소들의 총 발전용량에 상응 한다. 그러나, 수력자원의 사용정도는 15%에 불과하다. 화석연료의 개발과 생산비 용 증가에 따른 가격인상을 감안하면 환경친화적인 재생 전력에너지원으로서 수 력발전을 최대한 이용하고, 발전시켜야 한다는 결론에 도달할 수 있다. 러시아의 사회경제가 낙관적인 시나리오대로 발전할 경우 수력발전소들에 의한 전력발전량 은 2010년에는 1,800억 kWh, 2020년에는 2,150억 kWh까지 증가할 것이다(APERC, 2000).
향후에 신규 수력발전소의 건설로 이 수치는 3,500억 kWh까지 증가할 것이다.
수력발전은 주로 시베리아와 극동지역에서 이루어져 동 지역에 위치한 화력발전 소들과 기저부하를 담당할 것이다. 반면, 수력자원의 잠재력이 실제로 부족한 유 럽 접경지역에서 주로 北코카시스지역을 중심으로 소형 수력발전소와 소형 첨두 부하용 수력발전소들이 건설될 예정이다.
[그림 2]에서는 2001년도를 기준으로 극동러시아지역과 우리나라의 전력수요곡 선을 함께 나타내고 있다. 비록 이들 두 지역은 북반구에 자리잡고 있지만, 기후
적 특성으로 전력수요에 있어 계절별로 상당한 차이를 보여준다. 즉, 우리나라에 서는 여름철에 최대수요가 발생하는 반면, 극동러시아는 겨울철에 최대수요가 발 생한다. 비록 이 그림에서는 자료의 제약으로 계절별 전력수요의 차이만을 보여 주지만, 실제로 동일한 날의 시간대별로 전력수요의 차이가 발생한다는 점을 인 지할 필요가 있다.
[그림 2] 극동러시아와 우리나라의 전력수요 차이