경디도 용인과 평택은 대한민국의 반도체 산업의 핵심 지역으로 삼성전자와 SK하이닉스 등 대규모 반도체 공장이 위치하고 있다. 이들 기업은 사업을 대대적으로 확장하며 신규 공장 건설을 계획 중이다.특히 경기도 용인 원삼면에 조성 중인 반도체 클러스터는 약 120조 원 규모의 투자로 진행되는 초대형 프로젝트로 연간 약 1기가와트(GW) 이상의 전력이 필요할 것으로 예상된다.또한 삼성전자의 평택 공장은 세계 최대의 반도체 생산 단지 중 하나로 현재도 높은 전력 수요를 보이고 있다. 추가 설비 증설로 전력 사용량은 더욱 증가할 것으로 전망된다.이러한 초대형 산업단지는 전력 소비량이 매우 많아 안정적인 전력 공급을 위한 송전망 구축이 필수적인데다 수도권의 전력 수요가 전력 생산량을 초과해 지방에 위치한 발전소로부터 장거리의 송전망을 통해 부족한 전력을 공급받아야 한다.하지만 송전망 구축과 관련해 환경, 지역 주민의 반발, 기술적 문제 등이 맞물려 주요 이슈로 부각되고 있다. 이에 따라 현재 우리나라 권역별 발전소 및 송전망 분포를 소개한다.▲ 우리나라 발전설비 분포 [출처=홍익대학교 전력시스템연구실]◇ 수도권과 충청권은 가장 많은 전력 소비로 다양한 발전설비 설치수도권과 인근 충청권은 우리나라에서 전력 소비량이 가장 높은 지역으로 이 지역의 안정적 전력 공급을 위해 다양한 발전설비가 설치돼 있다.수도권과 충청권에 위치한 발전소는 주로 화력발전(석탄, LNG)과 신재생에너지 중심으로 운영되며 일부 수력 및 소규모 발전설비도 포함된다.특히 인구과 공장이 밀집한 수도권은 전체 전력 소비량의 약 40%를 차지한다. 대규모 산업단지, 주거지역, 상업시설에 전력을 원활하게 공급하기 위한 목적이다.서울특별시 구로열병합발전소는 도심 전력 및 난방 공급용 도시형 열병합발전소로서 약 1100메가와트(MW)의 설비 용량을 갖추고 있다.서울시 마포열병합발전소는 도심 전력 및 난방 공급용 도시형 열병합발전소로서 약 700MW의 설비 용량을 확보하고 있다인천광역시 영흥화력발전소는 수도권 최대 석탄화력발전소로서 서해안 송전망의 중심으로 평가되며 약 5000MW의 전기슬 생산할 수 있다인천 복합화력발전소는 액화천연가스(LNG)를 연료로 사용해 청라, 송도 등의 대규모 도심에 전력을 공급하며 약 1800MW의 설비 용량을 갖추고 있다경기도 평택발전소는 안정적 도시가스를 이용한 LNG 복합화력발전소로서 약 2000MW의 설비 용량을 자랑한다.경기도 안산발전단지는 태양광 및 LNG를 이용하는 산업단지 중심의 발전소로서 약 1000MW의 설비 용량을 갖추고 있다. 경기도 파주 및 고양 지역에는 소규모 신재생에너지 발전이 이뤄지고 있다.충청권의 경우에는 서해안에 석탄화력발전소가 밀집해 있으며 일부 LNG 및 신재생에너지 발전소도 가동 중이다.충청권에는 충청남도 당진화력발전소, 보령화력발전소, 태안화력발전소, 충청북도 청주열병합발전소가 있다. 신재생에너지 설비는 충북 제천, 충주, 음성 등에 위치해 있다.충남 당진화력발전소는 한국동서발전(주)의 화력발전소로서 수도권과 인접해 서해안 송전망으로 연결되며 약 6040MW의 설비 용량을 갖추고 있다.보령화력발전소는 석탄화력발전소로서, 탈황 및 탈질 설비로 대기오염을 저감하기위해 노력 중이며 약 5000MW의 설비 용량을 갖추고 있다.태안화력발전소는 한국서부발전(주)의 핵심발전소로 회사 발전설비의 45%에 해당하는 6480MW 용량과 최첨단 자동제어설비를 구비하고 있다.충북 청주열병합발전소는 LNG 기반의 발전소로서 충청권 산업단지와 주거지역에 전력을 공급하며 약 1000MW의 설비 용량을 구비하고 있다.▲ 지역별 전력 발전량과 소비량 [출처=홍익대학교 전력시스템연구실]◇ 호남권은 태양광과 풍력발전의 핵심지역으로서 신재생에너지의 중심지호남권의 경우에는 석탄화력과 LNG 복합발전소가 주력이며 태양광과 풍력발전의 핵심 지역으로서 신재생에너지의 허브(Hub)다.전라남도 영광한빛원자력발전소는 호남권 유일의 원자력발전소로서 약 5,875MW의 설비 용량을 구비하고 있다. 여수화력발전소는 석탄화력 및 LNG 복합발전소로서 주로 산업단지에 전력을 공급하며 약 1800 MW의 설비 용량을 갖추고 있다.나주와 신안에는 태양광을 이용한 신재생에너지 설비를 구비하고 풍력을 이용한 해상풍력단지가 조성되고 있다. 해상풍력단지는 발전한 전기를 송전 문제로 차일피일 미뤄지는 상황이다.전라북도 군산 LNG 발전소는 군산 산업단지와 연계된 LNG 기반의 발전소로서 약 950MW의 설비 용량을 구비하고 있다. 또한 군산, 익산, 부안에는 대규모 태양광 클러스터 단지가 조성되고 있다.◇ 강원권은 수력발전소, 석탄화력발전소, 신재생에너지가 골고루 배치강원권의 경우에는 산악지대와 댐을 이용한 수력발전소, 주요 항만과 연결된 석탄화력발전소, 풍력을 이용한 신재생에너지 발전 단지가 위치하고 있다.강원도 삼척화력발전소는 삼척항과 연계된 석탄화력발전소로 강원 남부지역에 전력을 공급하며, 약 2100MW의 설비 용량을 갖추고 있다.소양강댐 수력발전소는 우리나라 최대 수력발전소로 약 200MW의 설비 용량을 구비하고 있다. 태백, 정선, 대관령과 같은 고지대 강풍 지역에는 풍력발전 단지가 설치돼 있다.◇ 영남권은 석탄화력, LNG 복합 등 다양한 발전원을 통해 산업단지에 안정적 전력 공급영남권의 경우에는 수력, 석탄화력, LNG 복합 등 다양한 발전원을 통해 경남과 울산의 산업단지에 안정적으로 전력을 공급하고 있다.경상북도 한울원자력발전소는 우리나라 최대 원자력발전소 중 하나로 포항, 경주일대에 전력을 공급하고 있다. 약 5,900MW의 설비 용량을 갖추고 있다.경상남도 삼천포화력발전소는 남동발전(주)의 석탄화력발전소로서 약 3200MW의 설비 용량을 구비하고 있다. 고성하이화력발전소는 최신 기술이 적용된 석탄화력발전소로서 약 2000MW의 설비 용량을 갖추고 있다.울산복합화력발전소는 LNG 기반의 대규모 복합화력발전소로 약 2700MW의 설비 용량을 구비하고 있다. 울산 앞바다에는 부유식 해상풍력발전소도 위치하고 있다.고리원자력발전소는 우리나라 최초의 원자력발전소로 수도권 및 영남권에 전력을 공급하고 있으며 약 5000MW의 설비 용량을 갖추고 있다.▲ 우리나라 송전망 분포 [출처=홍익대학교 전력시스템연구실]◇ 탄소중립계획에서 송전망 계획은 지금보다 어려워져... 에너지전환시대에 수요의 분산 필요우리나라 송전망은 345킬로볼트(KV) 기간망을 중심으로, 충청지역에서 수도권으로 직접 연계되는 당진-신서산-신안성 구간의 765KV, 강원 지역에서 수도권으로 직접 연계되는 신태백-신가평 765KV 등 초고압 송전선로 이외에 고리 발전소 자체의 안정성 유지 목적이 큰 신고리-북경남 765KV 송전선로가 건설된 상태다.현재 수도권에 집중된 수요만으로도 송전망은 거의 포화상태다. 우리나라는 단위면적당 송전선 길이가 세계 최고 수준에 달하고 있는 점을 고려하면 더 많은 송전망을 수도권으로 집중해 건설하는 것은 쉽게 달성하기 어려운 과제다.특히 탄소중립을 달성하기 위해서는 전기뿐 아니라 난방 등 열 수요도 화석연료에서 무탄소 에너지로 전환돼야 한다. 현재의 인구 분포가 그대로라면 수도권에서 전력 수요는 지금보다 훨씬 증가할 수 밖에 없기 때문이다.비록 한국전력이 HVDC(초고압직류송전)와 같은 다방면의 기술을 활용하기 위해 노력하고 있지만 HVDC는 접속점에서 직류(DC)용량 대비 교류(AC) 단락 용량의 비율이 일정 이상 확보돼야 안정적인 운영이 가능하다는 한계가 있다.특히 수도권의 아주 좁은 지역에 대용량의 인천지역 해상풍력(AC-DC-AC), 서남해안의 해상풍력(HVDC), 동해안의 대용량 HVDC가 수도권에 연계되는 상황을 종합적으로 고려해야 한다.수요가 집중되어 있는 상태에서는 전원을 분산한다고 하더라도 분산된 전력을 수요처에 공급하기 위한 새로운 송전망이 필요한 점을 고려해보면 에너지전환시대에서는 수요의 분산이 필요하다.즉 수도권으로 초고압 송전선 건설을 최소화하고 지역 거점 수요지역을 서로 연계하는 방식을 검토할 필요가 있다. 수요의 분산을 유도하기 위해 전기요금의 지역별 차등화와 같은 다양한 제도를 도입해야한다.우리나라 송전망과 관련된 이슈에 대해서는 추후 다시 상세히 언급할 예정이다. 송전망은 대표적인 님비(NIMBY) 현상의 대상이지만 반드시 극복해야 할 이슈라고 봐야 한다.▲ 전영환 전문위원(홍익대학교 교수)

2024년 8월 서울특별시는 장장 36일 동안 지속되며 대다수 시민은 잠 못 이루는 밤을 보냈다. 기상 관측 이래 가장 긴 기간이며 9월에도 열대야가 발생해 당황스럽게 만들었다.열대야가 아니더라도 도시 지역을 중심으로 가중되고 있는 “도시 열섬”도 여름철 복병이다. 도시 열섬은 주변 전원 지역보다 도시 지역에서 대기와 지표면 온도가 더 높게 나타나는 현상을 말한다.폭염과 열대야가 가중되고 대기 등 도시 환경도 악화돼 도시민 생활과 건강에도 악영향을 미치고 있다. 정부는 도시의 빈발하는 기상재해에 대한 심각성을 인식하고 대응책 마련에 고심하고 있는 실정이다.이번 회에서는 'AWS 데이터를 활용한 도시열섬 분포 및 강도의 군집분석을 통한 취약지역 도출 - 2005.03~2020.02 사이의 서울시 및 주변 지역 43개 지점을 대상으로 -'라는 주제의 논문을 소개하고자 한다.이 논문은 2021년 서울도시연구 제22권 제4호에 게재됐다. 중앙대 일반대학원 토목공학과 도시설계 및 계획 전공 박세홍이 완성했다.최근 서울시가 열섬 심각성을 파악하고 도로 온도 저감, 녹화사업, 폭염저감시설 등 기후변화에 대한 대책을 내놓고 있으므로 본 연구는 좋은 주제라고 생각한다. 주요 내용을 간략히 소개한다.◇ 연구의 목적... 서울시의 열섬 분포변화를 시계열적으로 연구해 향후 대응을 위한 기초 자료 마련열섬현상의 발생은 고령자의 사망률 증가, 여름철 냉방비 급증 등과 같은 사회·경제적 문제를 유발시키고 있어 중앙정부 뿐 아니라 지방정부의 입장에서도 심층 연구하는 이슈다.연구의 목적은 서울시의 열섬 분포변화를 시게열적으로 연구해 향후 대응을 위한 지초 자료를 마련하기 위한 목적이다. 세부 목적을 정리하면 다음과 같다.첫째, 자동기상측정망(Automatic Weather System, AWS) 기온데이터를 활용해 서울시의 최근 15년 내 3개 연도에 대한 열섬 지도를 제작한다.둘째, 이를 기초로 서울시의 도시열섬 구조 및 분포변화를 비교한다.셋째, 서울시 내외의 기상 측정 자료를 활용해 열섬 강도를 산출하고 그 변화를 비교 분석한다.넷째, 비교 분석 결과를 바탕으로 군집분석을 실시하고 이를 근거로 열섬 취약 지역을 도출한다.다섯째, 위의 결과에 기초해 향후 열섬 대응을 위한 시사점을 마련하고 기초 자료로 활용한다.▲ 분석의 틀◇ 연구의 방법... 최근 15개년도 중 3개년을 선정해 각 연도별 열섬 분포 특성 및 그 변화 분석첫 번째 단계는 도시열섬 관련 이론 고찰과 선행연구 검토를 진행해 연구 방향을 수립한다. 영국의 기상학자 하워드(Howard)가 밝혀낸 이후 지속적으로 연구 성과물이 나오고 있다.두 번째 단계에서는 최근 15개년도 중 3개년을 선정해 43개 지점의 AWS 온도 데이터를 ArcGIS 내 Spline 공간보간법을 적용해 0.1℃ 간격 등온선 열섬지도를 제작하고 각 연도별 열섬 분포 특성 및 그 변화를 분석한다.세 번째 단계에서는 서울시 내외(25 vs. 18) 지점의 온도 차를 활용해 열섬 강도를 산출해 ArcGIS 내 공간적 자기상관 지표인 Getis-Ord Gi값을 활용해 열섬 강도 값이 높은 지역인 핫스팟 지역을 규명한다.◇ 주요 연구결과... 핫스팟 지역의 중복성 및 신뢰도에 따라 행정동 단위까지 열섬 취약지역 도출연도별 열섬분포 변화 및 열섬 강도 값의 공간군집분석을 통해 핫스팟 지역의 중복성 및 신뢰도에 따라 행정동 단위까지 열섬 취약지역을 도출했다. 세부적인 내용을 참고하자.첫째, 2005년도 변화는 전체 평균기온이 지속 상승하며 지역 특성에 따라 열섬분포 차이가 있었다. 고온지역 온도는 상승하며 면적은 줄어 집중화된 것으로 분석되었다.둘째, 최대 열섬폐곡선이 동~서의 기온차가 커지며 열섬분포가 양분화된 형태로 나타났다.셋째, 서울시 열섬 강도는 2005년도에서 2019년도까지 0.1℃ 상승했다. 3개 연도 지점별 열섬 강도를 산출한 결과, 영등포(2005년도), 중랑(2012년도), 송파(2019년도) 지점에서 가장 높게 나타났다.구 단위의 열섬 강도 값 순위는 서초구(2005년도), 광진구(2012년도), 송파구(2019년도)로 나타났다.넷째, 열섬 강도 값의 행정동 단위 공간군집분석 결과, 동남권, 서남권을 중심으로 53개의 동이 열섬 취약지역으로 나타났다.그 중 취약성에 따라 분류한 결과 강남구 일원본동과 영등포구 문래동이 가장 취약한 지역으로 도출됐다.◇ 연구성과의 한계... 프로그램의 성능 및 컴퓨터 처리용량의 한계로 대상지를 일부 단순화해 모델링연구과정에서 프로그램의 성능 및 컴퓨터 처리용량의 한계로 대상지를 일부 단순화해 모델링했다. 특정 3개 연도만을 대상으로 분석해 일반화의 어려움이 있었다.지점간 기온 보간이 이루어지므로 대상 지역 및 데이터 분포에 따른 적절한 GIS 공간보간법을 선택해야하는 한계가 있다. 또한 토지이용과 상관관계에 대한 해석을 진행하지 못한 한계점이 존재한다.◇ 향후 연구 과제... 시간대 및 계절별로 좀 더 세분화된 열섬변화 분석 필요이 연구를 기초로 열섬 취약지역과 그외 지역을 대상으로 도시의 공간적 요인 및 지리적 요인과의 영향을 구체적으로 분석해 열섬완화방안을 도출하고 시간대, 계절별로 좀 더 세분화된 열섬변화를 분석할 필요가 있다. ▲ 배웅규 전문위원 (중앙대학교 교수)