한국은 2030년까지 재생에너지 발전량을 40%로 늘리겠다는 목표를 설정하며, 탄소중립과 에너지 안보 강화를 위한 전환을 가속화하고 있다. 그러나 이 과정에서 기존의 석탄·가스 발전과 원자력 발전 시설에 대한 고려는 여전히 부족한 편이다. 재생에너지 확대가 반드시 ‘기존 시설의 폐지’를 의미하는 것은 아님을 인식해야 한다. 실제로 현재 국내 에너지 구조는 복합적이고 다원화된 형태를 띠고 있으며, 이는 지속 가능한 에너지 전환을 위해서 반드시 고려해야 할 핵심 요소다. 본 글에서는 한국의 에너지 전환 과정에서 ‘재생에너지 확대’와 ‘기존 발전 시설의 운영 유지를 동시에 고려하는 접근법’을 중심으로, 구체적인 전략과 사례를 살펴보겠다.

1. 재생에너지 확대의 진전과 한계

정부는 2030년까지 신재생에너지 발전량을 약 76GW로 늘리겠다는 로드맵을 발표했으며, 현재 태양광과 풍력은 빠르게 확장되고 있다. 특히 전국 곳곳에 설치된 태양광발전소는 주로 농지와 폐선로 근처에 위치해 있고, 해상풍력은 동해 및 서해 연안에서 신규 사업이 진행 중이다. 이러한 성과는 한국의 에너지 민주화와 탄소저감 목표 달성에 기여하고 있다.

그러나 재생에너지의 확대는 여전히 한계에 부딪혀 있다. 우선, 태양광과 풍력은 날씨에 의존하므로 발전량이 불규칙적이고, 복사에너지 또는 바람 속도에 따라 전력 공급이 변동한다. 이는 전력망의 안정성과 주기적인 수요 대응에 도전이다. 또한, 대규모 발전소 건설 시 토지 이용 갈등이나 주민 반대가 발생하기도 한다. 예를 들어, 일부 지역에서는 태양광 설치로 인한 농업 생산성 저하를 우려하는 목소리가 나오고 있다. 이러한 문제는 재생에너지 확대의 속도를 늦추는 요인이 되고 있다.

2. 기존 발전 시설의 역할 재조명

이러한 상황에서 기존의 석탄, 가스, 원전 등은 단순히 ‘탄소배출원’으로만 보여지는 경향이 있다. 그러나 에너지 전환이 단기적이고 절대적인 목표로만 진행된다면, 전력 공급 안정성과 산업 경쟁력이 위협받을 수 있다. 특히 한반도의 지정학적 상황과 에너지 자원 의존성이 높은 점을 고려할 때, 한국은 과도한 바이오 연료나 수소의 의존 없이 현실적인 전환을 추진해야 한다.

예를 들어, 한국의 코발트 및 리튬 자원 부족은 전기차 배터리와 에너지 저장 시스템 확대에 걸림돌이 되고 있다. 이에 따라 수소 에너지 또는 배터리 기반 저장 시스템만으로는 전력 공급의 안정성을 보장하기 어려운 상황이다. 이때, 기존 석탄발전소를 일부 업그레이드하거나 가스화 연료로 전환하는 ‘하이브리드 발전’ 방식은 선택지 중 하나가 될 수 있다. 이는 기존 인프라를 활용하면서도 CO₂ 배출을 줄일 수 있는 중간 전략이다.

예를 들어, 경북 영천의 일부 석탄발전소에서는 연료 대체 기술을 시범적으로 적용하고 있다. 이 과정에서 기존 발전 설비를 활용하면서도 탄소 배출을 줄이고, 전력 수요 변화에 유연하게 대응할 수 있다. 이러한 접근은 ‘완전한 폐기’보다는 ‘세대교체’에 중점을 둔 전환 개념을 반영한다. 또한, 법적·정치적으로는 기존 발전소의 운영 연장이 어려울 수 있지만, 환경적·경제적 조건에서 신중한 판단이 필요하다는 점을 인식해야 한다.

3. 전력 계통의 유연성과 저장 기술 발전

재생에너지 확대를 위한 핵심은 단순히 생산량 증가가 아니라, 그 전력이 신뢰성 있게 공급될 수 있도록 하는 ‘전력망 통합’이다. 이를 위해서는 에너지 저장 시스템(ESS)과 스마트 그리드 기술의 발전이 필수적이다. 한국은 현재 리튬 이온 배터리 기반 ESS를 활용해 전력 수요 피크를 조절하고 있으며, 일부 지역에서는 배터리 기반 반응 속도가 빠른 신속 조정 전력이 운영되고 있다.

또한, 원자력 발전은 비록 신재생에너지와는 성격이 다르지만 고용량·저탄소 빠른 전원으로서 여전히 역할을 할 수 있다. 일부 원전 단지에서는 스마트 그리드와 연계된 컨버터 시스템을 도입하여 과잉 전력 활용 가능성을 탐색하고 있다. 특히, 한국은 2030년 이후 석탄 발전을 단계적으로 줄이면서도, 기존 원전의 안정적인 운영을 통해 탄소배출 저감을 추구하고 있다. 이는 원전의 폐쇄를 일방적으로 주장하기보다, 안전성과 투명성을 중심으로 운영 방안을 고민해야 하는 이유다.

4. 정책과 시장의 조율

이러한 다원화된 접근은 단단한 정책 뒷받침 없이는 어려울 수 있다. 한국 정부는 현재 ‘에너지 전환 로드맵’을 발표했지만, 재생에너지 우선으로만 치우친 구조는 지속 가능성에 한계가 있다. 따라서 정부는 발전소의 ‘수명 연장’과 ‘기능 전환’에 대한 규제 완화를 검토하고 있다. 예를 들어, 2030년 이후 일부 석탄발전소의 환경 기준을 충족하는 경우, 운영 연장을 허용하는 방안이 논의 중이다.

또한, 시장 메커니즘을 통해 재생에너지와 기존 시설 간의 경쟁적 공존이 가능하도록 해야 한다. 예를 들어, 전력 거래 시장에서 재생에너지의 가격을 낮추는 기술적 접근보다, 기존 시설에 대한 CO₂ 가격을 부여해 신재생에너지의 경제성을 높이는 방안이 필요하다. 이는 ‘탄소세’ 또는 ‘배출권 거래제’를 통해 시장을 조절할 수 있다.

결국 한국의 에너지 전환은 ‘재생에너지 vs 기존 시설’ 대결이 아니라, 둘을 조화롭게 통합하는 전략이 필요하다. 이는 단기적인 목표보다는 중장기적 지속 가능성에 초점을 맞춘 접근이 될 수 있다. 정부와 민간, 연구기관은 함께 협력해 기존 인프라를 재활용하고 신기술을 융합하는 ‘에너지 전환 2.0’ 시대로 나아가야 한다.
결국, 에너지 전환은 단순한 기술 교체가 아니라, 법·경제·사회적 구조의 종합적 변화를 요구한다.