[KJtimes=견재수 기자] 재생에너지 비중이 확대되는 에너지 전환 국면에서, 그간 고효율 설비로 평가받던 LNG 열병합발전이 오히려 태양광과 풍력의 계통 수용성을 저해하는 ‘경직성 자원’으로 작용하고 있다는 분석이 제기됐다.

사단법인 기후솔루션은 16일 이슈브리프 「재생에너지 확대를 가로막는 LNG 열병합발전」을 통해, LNG 열병합발전의 운영 구조가 재생에너지 출력제어를 심화시키는 주요 원인이라고 지적했다. 보고서는 재생에너지 시대의 발전 설비 기준이 과거의 ‘효율성’에서 ‘유연성’으로 이동해야 함을 강조하며, 전력 계통 운영의 근본적인 체질 개선을 촉구했다.

◆ 재생에너지 밀어내는 '열제약 발전'...계통 경직성 심화

보고서에 따르면 LNG 열병합발전은 열 수요가 발생하면 전력 수요와 관계없이 전기와 열을 동시에 생산해야 하는 구조적 한계를 지닌다. 특히 전력 수요는 낮고 태양광 발전량은 많은 봄·가을철 낮 시간대에, 열 공급 유지를 위해 가동되는 가스발전(열제약 발전)이 재생에너지가 들어갈 자리를 선점하고 있다는 지적이다.

기후솔루션은 실제 계통 운영 사례를 통해 이러한 충돌을 증명했다. 2025년 3월 9일 오후 1시 기준, 육지 재생에너지 출력제어량은 1.8GWh로 공급량의 약 30%에 달했다. 그러나 같은 시간 화력발전량은 10.9GWh를 기록했으며, 이 중 2.7GWh는 열 공급을 사유로 가동된 LNG 열병합발전이었다. 보고서는 만약 열제약 발전이 없었다면 출력제어된 재생에너지 1.8GWh를 모두 수용할 수 있었을 것이라고 분석했다.

◆ 2006년 머문 제도와 신규 설비 확대 가시화..."수용성 악화 우려"

현행 제도의 낙후성도 문제로 꼽혔다. 2006년부터 열제약으로 생산된 전기를 전력시장이 우선 수용하도록 제도화되었는데, 재생에너지 비중이 미미했던 과거에는 문제가 없었으나 현재는 출력제어를 확대하는 역설적인 상황을 초래하고 있다.

문제는 앞으로 더 심화될 전망이다. 현재 허가 또는 추진 중인 신규 LNG 열병합발전은 약 7.3GW이며, 향후 추가 물량을 포함하면 2040년대 초반까지 총 14GW 이상의 설비가 신규 진입할 것으로 예측된다. 보고서는 한정된 계통 용량을 LNG 열병합발전이 지속적으로 선점할 경우, 정부의 재생에너지 100GW 보급 목표 달성은 더욱 어려워질 것이라고 경고했다.

◆ “열과 전력 공급의 분리 필요”...유연성 확보가 해법

기후솔루션은 해법으로 '열공급과 전력공급의 시간적 분리'를 통한 유연성 확보를 제시했다. 열 공급은 안정적으로 유지하되, 재생에너지 발전량이 많은 시간에는 가스 발전을 멈출 수 있는 구조로 전환해야 한다는 것이다.

이를 위한 구체적인 방안으로 ▲축열조(TES) 활용 극대화 ▲전기보일러 및 히트펌프를 통한 P2H(Power-to-Heat) 확대 등을 제안했다. 해외 사례로는 덴마크를 언급하며, 축열조와 시장 가격 신호를 결합해 열병합발전을 유연하게 운영하는 모델을 참고할 필요가 있다고 덧붙였다.

◆ 정책 방향 전환 위한 5대 과제 제언

보고서 저자는 “열병합발전이 효율적인 설비인 것은 맞지만, 재생에너지 시대의 핵심은 필요에 따라 발전량을 조절할 수 있는 유연성”이라며 “열 공급 때문에 가스발전 전기까지 우선 수용하는 현재의 불합리한 구조를 반드시 개선해야 한다”고 강조했다.

기후솔루션은 재생에너지 확대를 위한 5대 정책 과제로 ▲신규 LNG 열병합발전 확대 재검토 및 인허가 규제 강화 ▲열수요 전기화 계획 수립 및 지원 확대 ▲축열조 활용을 통한 기존 설비 유연화 ▲전력시장 제도 개편 ▲계통 및 열공급 체계의 통합적 전환을 제시했다.