스페인 정전사태와 재생에너지의 비용

Kristoffer Mousten Hansen, 2025. 05. 21. (이민창 옮김)

2025년 4월 28일 월요일에 발생한 이베리아반도와 남부 프랑스의 정전은 재생 에너지 지지자들과 반대자들 사이에 뜨거운 논쟁을 불러일으켰다. 재생 에너지를 반대하는 사람들은 풍력 터빈과 주로 태양광 발전소가 정전의 원인이라고 주장하는 반면, 재생 에너지를 지지하는 사람들은 원자력 발전소가 문제를 일으켰다고 비난하면서, 풍력과 태양광 에너지가 실제로 전력망을 재가동하는 데 도움을 주었다고 주장한다. 그러나 이 논쟁은 유럽의 에너지 문제에 대한 근본적인 이유를 놓치고 있다. Ryan McMaken은 이미 몇 가지 근본적인 문제를 지적했으며, 다른 사람들은 현대 전력 생산에 대해 더 나은 기술적 설명을 제공할 수 있을 것이다. 이 글에서는 유럽 전력 시장과 전력망의 문제에 대한 기본적인 경제적 이유를 간단히 설명한다.

전력시장의 본질

전력은 상품이며 다른 상품과 마찬가지로 공개 시장에서 매매된다. 전력이라는 상품을 특별하게 만드는 것은 전력은 생산된 즉시 판매되어야 한다는 점이다. 전력에는 재고나 예약 수요가 없다. 따라서 시장에서 전력은 실시간으로 생산되는 것이며 수요와 공급이 실시간으로 일치해야 전력망을 유지할 수 있다. 전력망 운영은 매우 좁은 범위 내에서 전력 네트워크 전반에 걸쳐 항상 수요와 공급을 균형 있게 맞추는 데 있다. 스페인에서는 전력 네트워크의 주파수가 갑자기 최소 임계치 이하로 떨어지면서 이러한 균형이 깨졌다.

자연스럽게 전력 네트워크 운영자는 안전하고 예측 가능한 에너지원을 확보하여 안정적인 전력 공급을 보장하고(하루 분량의 전력 수요는 개략적으로 예측 가능하므로), 예기치 않은 전력 수요 변동이나 기타 예기치 않은 변화에 대응하기 위해 빠르게 온·오프할 수 있는 여유 전력을 확보하려 한다. 또한 전력망을 안정화하거나 "동기화"하는 주요 에너지원이 있다면 그것은 바람직한 일이다. 원자력 및 석탄 발전소는 일반적으로 안정적인 에너지원으로 간주된다. 이 발전원은 설비 특성상 일단 발전이 시작되면 관성이 있어서, 주파수의 갑작스러운 변화에 자동으로 대응할 수 있기 때문에 전력망 동기화가 가능하다. 이론적으로는 재생 에너지도 전력망을 동기화할 수 있지만, 유럽 에너지 시장에서는 이러한 역할을 수행하지 않고 있다. 대규모 원자력 및 석탄 발전소는 일반적으로 출력 증가나 감소를 빠르게 수행할 수 없기 때문에 충분한 정도의 즉각적인 백업 용량을 제공하지 못한다. 반면에 가스 발전소와 재생 에너지는 즉각적인 출력조절이 가능하여 이러한 백업 역할을 수행할 수 있다.

전력망 유지 문제는 전력이 얼마나 생산되는지에 대한 문제와는 별개라는 점을 유의해야 한다. 중요한 것은 전력 생산이 전력 수요와 일치하며, 예기치 않은 변화를 균형 있게 조절하는 메커니즘이 있다는 점이다.

유럽 전력시장의 재생에너지

재생 에너지의 핵심 문제 중 하나는 근본적으로 예측 가능성이 매우 낮다는 점이다. 풍력 발전은 말 그대로 바람이 불 때에만 전력을 생산하는 것인데, 현재 많은 유럽 국가에서 주요 전력원을 구성하고 있다. 스페인은 4월 16일 재생 에너지가 국내 수요의 100% 이상을 발전하게 되었다는 것을 축하했다. 이것이 어떻게 가능할까? 기술적으로 보면 동기화는 여전히 비재생 에너지원에 의해 수행되며, 전체 발전량에서 재생 에너지가 차지하는 비율이 높다고 하더라도 이 사실은 변하지 않는다. 그러나 전력의 한계 공급원(marginal sources of electricity) 역할을 해야 할 재생 에너지가 스페인뿐만 아니라 유럽 전역에서 지배적 발전원이 된 것은 여전히 궁금증을 자아낸다.

유럽연합에 물어보면, 그들은 유럽의 전력 생산이 자유 시장 활동의 한 사례인 것처럼 설명한다. 브뤼셀의 관료들은 자유 시장 기능이 작동할 수 있는 일반적인 규칙을 설정하는 것뿐이라고 주장한다. 그러나 이런 홍보에도 불구하고 현실은 그렇지 않다. 비록 유럽 전력 시장이 존재하지만, 실제로 유럽 전력 시장은 우리가 일반적으로 생각하는 자유 시장의 거래 방식과는 거의 관련이 없다. 전력 시장의 참여자들은 이른바 '전력 공급 우선순위(merit order)' 또는 '균형가격정산방식(pay-as-clear)' 메커니즘을 따라야 한다. 공급업체는 생산 비용을 기준으로 입찰하며, 수요자는 가장 저렴한 전력원에서부터 전력을 구매하여 전체 수요를 충족시킨다. 이후 모든 공급업체는 한계가격으로 지급받는다.

이것이 자유 시장에서 가격 형성이 작동하는 방식처럼 들리지만, 실제로는 전혀 그렇지 않다. 전력 수요자들은 가장 저렴한 공급자의 입찰을 수용할 수 밖에 없다. 재생 가능 에너지는 생산 비용이 제로에 가깝기 때문에 가장 저렴하다. 예를 들어, 풍차에는 연료가 필요치 않다. 따라서 관료들은 재생 가능 에너지 투자자들에게 막대한 폭리를 안겨주는 시스템을 구축했다. 이는 유럽에서 재생 가능 에너지 용량이 급격히 확장된 이유를 설명해준다. 그 어떤 실질 가격(자본 및 유지 비용을 충당하는 가격: positive price)이라도 재생 가능 에너지 자본가들에게는 수익성이 있기 때문이다.

재생가능 에너지의 어두운 면

재생가능 에너지로 생산된 전기는 가격이 “0”에 가깝기 때문에, 전력 사업자(운영자)는 최종 소비자의 이익을 위해 가능한 한 많이 구매하려고 할 것이다. 따라서 기술적으로 강제된다는 사실은 중요하지 않을 수 있다. 그러나 전력 사업자(운영자)는 최저 입력 비용으로 운영하는 것뿐만 아니라, 전력 네트워크를 가능한 한 저렴하고 효율적으로 유지하면서도 최대한 복원력 있게 만들려고 한다. 불행히도, 재생 가능 에너지는 이러한 목표와 양립하기 어렵다.

복원력 부족은 스페인 사례와 가장 직접적으로 관련된 문제이다. 일단 위기가 발생하여 주된 발전원의 발전 관성이 전력망을 안정화하기에 충분하지 않을 때, 출력을 즉시 증가시킬 수 있는 대체 발전원이 필요하다. 이는 몇 초 이내에 이루어져야 한다. 재생 가능 에너지가 이 역할을 수행하는 데 기술적으로 문제가 있는 것은 아니며, 오히려 잘 맞을 수 있다. 재생 가능 에너지가 사용 가능한 에너지 입력 이하로 작동할 경우 출력이 빠르게 증가할 수 있기 때문이다.

그러나 유럽의 전기 시장은 풍차와 태양광 발전소에서 여유 용량이 거의 없도록 구조화되어 있다. 발전 사업자(운영자)는 재생 가능 에너지를 받아들일 수밖에 없고, 공급자는 거의 모든 실질 가격(positive price)에서 이익을 얻기 때문에 거의 항상 최대 용량으로 운영된다. 위기 상황에서는 이들을 백업으로 사용할 수 없으며, 석탄 및 원자력 발전소는 전력 생산을 빠르고 충분하게 증가시킬 수 없기 때문에 사실상 가스만 대체 발전원으로 남게 된다.

그러나 가스는 가장 비싼 발전원 중 하나이다. 특히 EU 관료들과 정치인들이 "우크라이나에 대한 러시아의 침략 전쟁"이라고 부르는 사건 이후로 더욱 그렇다. 재생 가능 에너지가 시장을 지배하는 기간, 스페인에서 정전이 발생하기 전까지 가스 생산은 어떻게 되었을까? 자유 시장의 친구가 아닌 스페인의 에너지 전문가 안토니오 투리엘은 이를 잘 설명한다. 재생 가능 에너지가 전기 가격을 낮추면서 스페인의 가스 발전소는 전기 공급을 중단했고, 이러한 상황이 계속될 것으로 예상하여 발전소를 폐쇄했다. 따라서 재난이 발생하여 대규모 전력 공급원이 시장에서 갑자기 사라졌을 때, 사실상 백업이 없었다. 다양한 산업 소식통들은 또한 안정적이고 동기화된 전력원의 부족이 주요 문제였다고 로이터에 말했다. 동기화된 전력원의 초기 안정화 노력이 소진되고나면 정전이 불가피하다. 그러나 투리엘 씨의 의견과 달리, 문제는 백업을 제거한 가스 발전소의 탐욕스러운 관리자들이 아니며, 만약 반사회적 탐욕에 대해 비난받아야 할 사람이 있다면 재생 가능 에너지 소유자들이 가장 우선순위에 있다.

결론

유럽의 에너지 시장은 사회화의 사례가 아니다. 오히려 다양한 개입으로 형성된 일종의 인위적 시장이다. 전력 그리드의 유럽 대륙 전체 통합과 재생 가능 에너지 사용의 급격한 성장을 설명하는 것은 가격 시스템에 대한 개입(가격규제)이다. EU는 운영자들에게 가장 저렴한 공급원이라는 이유로 모든 재생 가능 에너지를 받아들이도록 강요한다. 스페인 총리 산체스는 정전의 원인이 원자력 부족이라는 주장에 대해 이를 일축했다. 이는 부분적으로만 맞는 주장이다. 주된 비난은 브뤼셀과 마드리드의 정치인들과 관료들, 그리고 유럽에 재생 가능 에너지를 강요하는 그들의 이념적 집착에 있다.

개입은 유럽 전역에서 전기를 매우 비싸게 만들 뿐만 아니라(이 기사에서는 이 점을 충분히 다루지 않았다), 유럽의 전력망을 매우 취약하게 만든다. 스페인에서 발생한 사건은 극단적인 사례일 수 있지만, 재생 가능 에너지가 이러한 방식으로 시스템에 강요되는 한, 앞으로도 이러한 사례가 많이 발생한다고 예상하지 않을 이유가 없다.

글쓴이) Kristoffer Mousten Hansen

크리스토퍼 무스텐 한센은 미제스 연구소 연구위원이고 라이프치히 대학교 경제 정책 연구소 보조 연구원이다. 그는 화폐 정책을 전공하고 ≪오스트리아학파 계간 저널(Quarterly Journal of Austrian Economics)≫에 논문들을 발표했다. 크리스토퍼는 앙제 대학교에서 박사 학위를 받았고 전 미제스 연구소 하계 선임연구원이다.

출처) https://mises.org/mises-wire/spanish-blackout-and-costs-renewable-energy

옮긴이) 이민창(조선대 행정복지학부 교수)