기저부하

3. 기저 부하 발전의 경제성

4. 기저 부하 발전의 종류

기저 부하 발전은 전력 공급망에서 하루 수요의 최저 수준, 즉 기초 부하 수요를 충족하는 데 사용된다. 이러한 발전소는 지정된 지역의 지속적인 에너지 수요를 충족하기 위해 일정한 출력으로 에너지를 생산하며, 일반적으로 다른 발전 시설보다 저렴하다.^[24]

기저 부하 발전에 사용되는 발전원으로는 연료를 사용하는 원자력 발전과 석탄 화력 발전이 대표적이다. 자연 에너지 중에서는 수력 발전, 지열 발전,^[41] 바이오가스, 바이오매스, 태양열 발전, 해양 온도차 발전 등이 기저 부하를 충족하는 전력을 제공할 수 있다.^[25]

전력망에 연결된 각 기저 부하 발전소는 전력 수요의 기초 부하를 처리하기 위한 발전량을 할당받는다. 전력의 기초 부하는 전력망의 부하 지속 곡선에 의해 결정되며, 일반적으로 연간 최대 부하의 35-40% 정도이다.^[26]

고객의 전력 수요가 급증하는 첨두 시에는 천연가스 발전소와 같은 첨두 부하 발전소가 사용된다. 그러나 반드시 기저 부하 발전소만이 기저 부하를 충족해야 하는 것은 아니다. 적절한 양의 간헐적 전력원과 급전 가능 발전소로도 기저 부하를 충족할 수 있다.^[27][28]

일반적으로 기저 부하 발전소는 대형이며, 대부분의 전력을 전력망을 통해 공급한다. 따라서 전력망이 필요로 하는 기저 부하 전력을 지속적으로 보충하는 데 효율적이다.

복합화력발전소는 기저 부하 전력을 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 빠른 부하 변동에 맞춰 비용 효율적으로 전력 공급량을 조절할 수 있다.^[49]

과거에는 대규모 전력망이 기저 부하를 충족하기 위해 변동이 없는 발전소를 사용했지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 기저 부하는 적절한 양의 간헐적 전력원과 발전 가능 발전으로도 충분히 충족될 수 있다.^[8][9]

발전소는 저비용 발전, 효율, 정격 출력 발전 수준에서의 안전성 등을 기반으로 기저 부하가 지정된다. 기저 부하 발전소는 정격 생산 수준으로 일정하게 운용하는 것이 경제적이기 때문에 전력 소비 수요에 맞춰 생산량을 변동하지 않는다. 더 높은 비용의 복합 사이클 발전 설비나 연소 터빈의 이용은 최소화되며, 이 발전소들은 소비의 더 빠른 변화에 맞춰 운전을 조절할 수 있다.

4. 1. 원자력 발전

4. 2. 석탄 화력 발전

4. 3. 수력 발전

4. 4. 신재생 에너지

5. 유연성 자원

전력망 운영자는 수요 고객에게 전력을 안정적으로 공급하고 전력의 공급과 수요 균형을 맞추기 위해 전력 공급도 수요에 맞는 적절한 조절이 필요하다.^[37] 이는 전력 품질 문제와도 이어진다.

역사적으로 대규모 전력망에서는 기저부하를 충족하기 위해 공급이 변하지 않는 일정한 발전소를 사용했지만, 수요 만족을 위한 특별한 기술적 사항은 없다. 그래서 기저부하를 굳이 기저부하발전소로만 충족하는 것이 아니라, 적절한 양의 분산형 발전소나 급전 가능 발전소를 통해서도 충족할 수 있다.^[38][39]

발전과 송배전의 경영이 구분된 전력망일 경우, 전력망 운영자는 가장 저렴한 발전원을 찾기 위해 장단기 입찰을 거치는데, 이때 경제적인 면뿐만 아니라 전력공학과 전력망 유지 측면에서의 고려도 필요하다.^[44]

원자력과 석탄 발전소는 고정비용이 높고 설비이용률도 높지만,^[45] 한계비용이 매우 낮다는 장점이 있다. 반면 천연가스 발전소와 같은 첨두부하발전소는 고정비용이 낮고 설비이용률이 낮지만 한계비용이 높다.^[46]

석탄이나 원자력 발전소는 항상 일정한 전력 공급을 유지하는 것이 더 경제적이며 공급량을 변경하기도 매우 어렵기 때문에 전력 소비 수요에 맞게 공급량을 변경하지 않는다. 또한, 변경이 불가능하게 발전소가 설계된 경우도 있다. 하지만 프랑스의 극히 일부 원자력 발전소는 물리적으로 부하 추종 발전소로 사용하며 수요에 맞게 약간씩 공급량을 변경하기도 한다.^[47][48]

미국의 전력망 운영자인 내셔널 그리드 plc.의 CEO인 스티브 홀리데이 등은 기저부하라는 용어는 이제 "구식"이라며 의미가 없어진다고 말했다.^[50][36]

5. 1. 급전 가능 발전

6. 미래 전망 및 과제

내셔널 그리드 plc.의 CEO 스티브 홀리데이 등은 기저부하라는 용어가 이제 "구식"이라며 의미가 없어진다고 말했다.^[50][36]

기저 부하 발전소는 전력 공급망에서 하루 수요의 최저 수준인 기초 부하 수요에 맞는 전력을 생산하는 데 사용된다. 지정된 지역의 지속적인 에너지 수요의 일부 또는 전부를 충족하기 위해 사용되는 발전 시설로, 일정한 출력으로 에너지를 생산한다.^[24] 전력망에 연결된 각 기저 부하 발전소는 전력 수요의 기초 부하를 처리하기 위한 발전량을 할당받는다. 전력의 기초 부하는 전력망의 부하 지속 곡선에 의해 결정된다. 전형적인 전력 시스템의 경우, 기초 부하는 대략 연간 최대 부하의 35-40% 정도이다.^[26]

7. 논란

기저부하 발전은 전력 수요의 최저 수준을 충족시키기 위해 사용되지만, 이와 관련하여 여러 논란이 존재한다.

원자력 발전과 석탄 화력 발전은 고정비용이 높고 설비이용률이 높은 반면, 한계비용이 매우 낮다는 장점이 있다.^[45][15] 그러나 석탄 발전소는 이산화 탄소 배출량이 많아 기후 변화의 원인이 된다는 비판을 받으며, IEA는 석탄 발전소를 기저 부하로 가동해서는 안 된다고 제안했다.^[17] 원자력 발전소는 안전 문제와 핵폐기물 처리 문제에 대한 우려가 꾸준히 제기되고 있다.

천연가스 발전소와 같은 첨두부하발전소는 고정비용이 낮고 설비이용률이 낮지만 한계비용이 높다.^[46][16] 일부 복합 화력 발전소는 기저 부하 전력을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 빠른 부하 변동에 맞게 비용 효율적으로 전력 공급량을 조절할 수 있어 기저 부하와 첨두 부하 모두에 사용 가능하다.^[49][20]

내셔널 그리드 plc.의 CEO였던 스티브 홀리데이는 기저부하라는 용어가 "구식"이라며 의미가 없어졌다고 주장하기도 했다.^{[50][36][21][5]} 그러나 2019년 CEO직에서 물러난 후에는 "원자력이 중요한 역할을 하지 않는다는 것을 상상하기 어렵다"고 언급하며 원자력 발전의 필요성을 인정하기도 했다.^[22]

한편, 대한민국에서는 탈원전 정책을 둘러싼 논쟁이 있었다. 탈원전 정책은 원자력 발전의 비중을 줄이고 재생 에너지 발전의 비중을 늘리는 정책이다. 그러나 탈원전 정책에 대한 비판적인 시각도 존재하는데, 이들은 원자력 발전이 탄소 배출을 줄이는 데 기여하며, 안정적인 전력 공급을 위해 필요하다고 주장한다. 반면, 더불어민주당은 탈원전 정책이 미세먼지 문제 해결과 에너지 전환을 위한 필수적인 조치라고 반박한다.

참조

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