2021년 대한민국 연료원별 전력거래량 - Part2
아래 2021년 대한민국 전력거래량 분석의 후속이다.
이전 분석에서는 연료원별 전력거래량 분석 제목을 달아놓았지만 막상 연료원별로 분석한 결과는 없었다. 연료원을 다 합쳐서 전체 전력거래량으로 분석하였기 때문이다.
이번에는 연료원별로 분석해보려 한다. 대한민국 전력시장에 참여하는 연료원은 24개이다. 2020년에는 RPS가 없었는데, 2021년 새로 도입된 것으로 보인다. 주의해야 할 점은 태양광 전력거래량이다. 태양광 발전은 소규모 설비가 많아 다른 재생에너지와는 달리 전력시장에 참여하지 않는 설비가 많다. 상용자가 발전, 한전PPA(Power Purchase Agreement), 그리고 비계량 설비는 전력시장에 참여하지 않으며, 이 발전량은 집계되지 않는다. 대규모 태양광 발전기의 경우에도 PPA(전력판매자와 한국전력이 전력을 직거래하는 당사자간 계약방식)를 채택하는 방식이 많다. ‘21년 7월 기준 전력시장 참여 태양광 발전용량은 5.1GW, 한전PPA 11.5GW, 자가발전 3.7GW수준이다.
어쨋든, 주어진 데이터를 가지고 전력거래량을 분석해보자. 데이터는 기존 포스팅에서 활용한 한국전력거래소_연료원별 전력거래량과 동일하다. 연료원별로 얼마나 전력거래가 발생했는지 확인해 볼 수 있다. 현재 대한민국의 전력시장에서 유연탄, LNG, 원자력이 전력거래의 90% 이상을 차지하고 있다. 그 외에 어떤 연료원이 전력시장에 참여하는 지, 그 거래량과 비중은 어느 정도인지 아래 그래프를 통해 확인할 수 있다.
모든 연료원을 살펴보는 것도 좋겠으나, 우리에겐 시간과 자원이 한정적이다. 대한민국 전력시장의 90% 이상을 차지하는 주요 연료원인 유연탄, LNG, 원자력의 거래량만 우선 분석해보려 한다.
아래는 2021년 시간별 유연탄, LNG, 원자력의 전력거래량을 개별 선 그래프로 나타낸 것이다. 전력거래량의 변동폭을 비교해보면 원자력이 가장 변동이 적고 LNG의 경우 가장 변동이 크다. 기저부하를 담당하는 유연탄과 원자력은 상대적으로 LNG보다 변동폭이 적은 것이며, 시간대별로 변동하는 전력수요를 LNG를 통해 대응하는 것으로 볼 수 있다.
이번엔 태양광, 연료전지, 바이오매스, 양수, 풍력, 수력을 살펴보자. 태양광 발전량은 일사량에 따라 큰 변화를 보인다. 아래 그래프는 위에서 보여준 유연탄, LNG, 원자력 그래프 y축 범위 0 ~ 40 GWh의 1/10 수준인 0 ~ 3 GWh인 점을 명심해야 한다. 변화의 폭이 위에서 제시한 주요 연료원에 비해 월등히 작음을 뜻한다.
전력 수요가 증가함에 따라 주요 에너지원인 유연탄, LNG, 원자력의 전력거래량은 어떻게 변화할까? 2021년 일별 평균 전력거래량을 4가지로 구분하였다. 편의상 40~80GWh 사이를 10GWh 단위로 구분하였다. 일평균 전력거래량이 증가함에 따라 유연탄과 LNG의 거래량도 증가하는 것을 확인할 수 있다. 원자력의 경우에는 50-80GW 사이에는 전력거래량 증가를 크게 확인할 수 없다. 시간대별로 확인해보면 연료원별 차이가 더 두드러진다. 총 전력거래량과 LNG와의 상관관계가 가장 높은 것을 확인하였듯이, 아래 그래프에서도 LNG과 수요패턴을 따라가는 것을 확인할 수 있다. 유연탄의 경우에도 어느정도 수요패턴을 따라가지만 LNG만큼 명확히 드러나지는 않는다. 원자력의 경우에는 시간대별로 변화가 없는 특성을 보여준다. 이 그래프를 통해 각 연료원별 수요 대응 특성을 명확히 확인할 수 있다.
조금 다른 방식으로 다음과 같이 표현할 수도 있다. 유연탄, LNG, 원자력으로 구분된 세 그래프는 가로축은 총 전력거래량을 나타내며, 세로축은 해당 연료원의 전력거래량을 나타낸다. 전력수요가 늘어나면 전력 수요에 대응하기 위해 어떤 연료원의 전력 거래가 늘어나는지 확인할 수 있다. 전력 수요의 증가에 따라 가장 대응이 큰 연료원은 LNG로 보이며, 원자력의 경우는 수요 변화에 관계없이 일정한 양상을 띈다. 유연탄의 경우에는 LNG와 원자력의 중간 성격을 띈다.
아래 분포 그래프를 통해 연료원들의 전력거래량 분포를 확인할 수 있다. 연료원별 전력거래량 변화 그래프보다 분포가 확연히 차이남을 확인할 수 있다.
총전력거래량과 연료원별 전력거래량의 상관관계를 분석해보았다. 두 변수가 함께 변하는 정도를 -1 ~ 1 범위의 수로 나타낸 상관계수를 통해 어떤 연료원이 총전력거래량과 상관 관계가 높은지 확인해보자.
총전력거래량과 LNG의 상관계수는 0.88로 강한 상관관계를 보인다. 유연탄은 0.66, 원자력은 0.19의 상관계수를 나타낸다. 원자력의 경우 전력거래량의 28%를 차지하는 주요 연료원이지만 일정한 전력을 생산하기에 전력수요에 대응하는 경향은 낮다고 해석할 수 있다. 양수(상관계수 0.45), 중유(0.43), 부생가스(0.43), LPG(0.37)는 총전력거래량에서 차지하는 비중은 작으나 총전력거래량과의 약간의 상관관계는 있는 것으로 보여진다. 연료원별로 상관계수를 파악해서 의미를 찾을 수도 있을 것이다. 예를 들어 소수력과 원자력의 음의 상관관계(-0.56), 소수력과 LNG의 음의 상관관계(-0.54)에는 어떤 해석을 할 수 있을까?
