우리나라 전력사업의 현황과 전망

1999 년 5 월 20 일

한국전력공사장 재 원

목 차

Ⅰ . 전력사업개요Ⅱ . 전원개발Ⅲ . 원자력발전Ⅳ . 전력수송설비Ⅴ . 전력사업의 해외진출Ⅵ . 전력사업의 규제완화Ⅶ . 동북아 전력계통연계Ⅷ . 기술개발Ⅸ . 향후전망

Ⅰ. 전력사업 개요

1. 업무영역 : 발전 , 송변전 , 판매

2. 사업특성 O 설비산업 : 투자비 대규모 O 기간산업 : 국가경쟁에 큰 영향 O 독점사업 : 공익성 필요 ( 발전 , 배전부문 경쟁화 추진중 )

3. 설비특성 O 종합기술 : 전기 , 기계 , 토목 , 건축 , 통신 , 화학 , 원자력

Ⅱ. 전원개발

1. 전원개발 변천추이 O 60 년대 초반 : 국내 부존자원인 수력과 무연탄을 이용한 발전소 치중 O 60 년대 중반 : 국내 부존자원 한계로 석유화학 위주 발전소 치중 O 70 년대 : 73 년 1 차석유파동후 발전용에너지 다변화정책 ( 주력전환 : 유연탄 , 원자력 ) O 80 년대 이후 : 에너지 다원화정책 지속 , 발전소 건설기술 자립 및 발전설비 표준화등 전원개발의 내실화

2. 전력수요 현황

※ 35 년간 판매전력량 154 배 (15.1%/ 년 ), 최대전력 106 배 (14.0%/ 년 ), GDP(8.3%/ 년 ) 성장

판매전력량 (GWh)

년 도 구 분

최대전력 (MW)

1,189

’61

306

8,884

’71

1,777

35,424

’81

6,144

104,374

’91

19,124

182,470

’96

32,282

3. 전원개발 계획전망

O 계획수립방향 - 환경규제 대비 경제성과 환경친화성 동시 고려 (LNG 복합화력 : 증가 , 석탄화력 : 감소 ) - 대체 에너지 발전소 건설계획 수립 - 설비예비율 : 18 - 20% 수준 확보 ( 단기 : 이상고온 수요 대비 , 장기 : 對北韓 협력대비 ) - 인접국가와 계통연계 대비

O 발전원별 설비구성 ( 설비계획 기준 )

년 도

1998

2000

2010

원자력

1,202(27.5)1,372(27.5)2,343(31.4)

석 탄

1,140(26.0)1,410(28.3)2,130(28.5)

LNG

1,222(27.9)1,344(26.9)1,755(23.6)

석 유

501(11.4)474(9.5)533(7.2)

수력 / 기타

312(7.2)387(7.8)693(9.3)

계

4,377(100)4,987(100)7,454(100)

[ 단위 : 만 kW(%) ]

4. 전력수요 동향 및 전망 O 전력수요는 결정요인이 복잡하여 예측시 수요결정 요인을 모두 반영하기는 곤란함 ※ 주요 결정요인 : GDP 성장율 , 전력요금수준 및 구조 , 산업구성비 , 인구 및 주택보급율 , 에너지 관련정책 , 대체에너지 개발 , 기술개발 현황 등

O 전력수요 예측치 (2010 년 예측수요 : 현수요의 약 2 배 )

O 용도별 전력수요 변화 전망

년 도199720002010

판매전력량 (GWh)

200,784

221,260

353,012

최대전력 (MW)

35,851

39,613

63,269

부하율 (%)

71.5

70.8

70.4

구 분

주택용

상업용

산업용

여 건 변 화 내 용

소득증가로 가전기기 보급확대 , 전기에너지 선호

생활수준 향상으로 레저산업 및 유통산업 발달

경제성장에 따라 양적 확대 전망되나 , 전력 다소비산업에서 부가가치 높은 기술집약형 첨단산업으로구조변화 및 에너지절약정책으로 성장율 둔화

점유율 변화 (%)

1996 년 2010 년16.2 17.2

25.8 31.4

58.0 51.4

Ⅲ. 원자력발전

1. 현 황

O 1960 년 국내최최의 연구용 원자로 (TRIGA MARK- ) Ⅱ 가동

O 1978 년 4 월 고리원전 1 호기 상업운전

O 설비현황 (’98 년말 기준 )

- 운전중 (14 기 ) : 고리 1 - 4 호기 , 월성 1 - 3 호기 , 영광 1 - 4 호기 , 울진 1 - 3

호기 - 건설중 ( 6 기 ) : 월성 4 호기 , 영광 5, 6 호기 , 울진 4 - 6 호기

년 도

원 전 설 비 ( MW)

원전발전량 ( GWh)

’91

7,616(36.1%)56,311(47.5%)

’93

7,616(36.1%)58,138(40.2%)

’98

12,016(27.7%)89,689(41.7%)

비 고

※ 설비형태 : 월성원전 ( 가압 중수로형 ), 기타 ( 가압 경수로형 )

2. 특 징

○ 발전원가에 연료비 비중이 15% 로 낮음 ( 석유 : 50%, 석탄 : 30%) - 연료중심 에너지가 아닌 기술집약형 에너지 ○ 산성비 , 온실효과 등의 환경오염이 없음 ( 지구 이산화탄소 배출 : 200 억톤 /년 ) - 세계 총전력량의 17% 담당 , 석탄화력으로 발전시보다 연간 18 억톤 이산화탄소 배출감소 ○ 연료비축이 용이하여 에너지 안정공급에 유리하고 화석연료 고갈에 따른 에너지 파동 최소화 ○ 방사성 물질의 위험성이 내포되어 있으므로 엄격한 안전관리 체계화 필요

3. 전망 및 개발계획

○ 부존자원이 부족한 우리나라는 국제정세의 불확실성을 감안할 때 主전력원 으로 이용예상 ○ 울진 3, 4 호기 부터는 국내산업 실정에 맞게 개발된 한국형 표준 원자력 발전소

개념 반영 - 경제성 제고 및 기술자립 극대화 , 해외 원전건설시 대외 경쟁력 확보 ○ 차세대 원자력 발전소 개발사업을 G-7 프로젝트로 수행 (2001 년까지 설계 완료 ) - 용량 : 1,350MW, 기술성 , 경제성 , 안정성 개선 ) ○ 장기계획상 2015 년까지 원자력 18 기 추가건설 - 설비용량 27,650MW, 전체의 34.2%

Ⅳ. 전력수송설비

1. 현 황 O 70 년대 중반이전까지 지역간 전력융통은 154kV 에 의존

O 1976 년 345kV 송전선 운전개시 후 345kV 전국 및 수도권 환상망 구성

O 계통전체 전압계층 변화 : 고압화 , 단순화로 계통신뢰도 향상 및 손실감소 - 154kV - 66kV - 6.6kV (3.3kV) 에서 345kV - 154kV - 22.9kV 로

O 송변전설비 변천추이

구 분

송 전설 비(C-km)

변 전설 비(MVA)

345kV

154kV

66kV

22kV

345kV

154kV

66kV

22kV 371

-

1,045

2,199

2,927

-

373

519

’61

603

-

2,896

3,463

2,708

-

2,540

1,266

’71

755

2,097

6,381

4,483

98

7,333

10,976

2,209

’81

589

4,941

11,189

3,721

-

24,172

29,767

2,235

’91

455

6,256

14,181

2,705

-

41,675

52,059

1,971

’96

○ 송변전손실률 (%)

※ 손실저감 : 1 차전압의 승압 (154kV => 345kV) 에 의해 약 2%, 66kV 설비 억제로 7% 배전선로 22.9kV 승압으로 약 5%, 계측오차 , 천용 등의 손실 10% 감소

2. 설비계획 수립여건

○ 지역간 융통전력 급증 : 인구집중으로 대도시 전력수요 증가 - 경인지역 : 전국의 약 45% ○ 계통특성 악화 : 냉방부하 증가에 따른 말단전압강하 , 지중케이블 및 초고압설비 확충으로 계통전압 상승 ○ 전력품질 향상욕구 증대 : 산업의 고도화 및 생활수준 향상 ○ 선로경과지 확보난 및 사업추진에 장시간 소요 : 국토이용 한계 및 주민의 부정적 의식 ○ 설비투자비 급증 : 선로 장거리화 , 지중화 , 지가보상비 상승

년도구분송변전손실률 11. 18 5. 83 3. 95 3. 16 3. 27배전손실률 18. 17 5. 59 2. 71 2. 44 2. 13

계 29. 35 11. 42 6. 66 5. 6 5. 4

' 96' 61 ' 71 ' 81 ' 91

[ 단위 : %]

3. 계획의 기본방향

○ 송전능력증대 : 345kV 송전선로 4 복도체 2회선 동시가선 , 154kV 송전선 규격상향 ○ 변전소 설비용량 확대 : 변압기 단위용량 확대 (40MVA => 60MVA, Bank數 확대 ) ○ 조상설비 확대 : 말단 전압보상 및 심야 전압상승 억제 ○ 설비의 지중화 및 옥내화 : 신뢰도 향상 , 안전 , 도시환경미화

4. 초고압 전압격상 : 345kV => 765kV

○ 필 요 성 - 지속적 수요 증가로 경인지역 수요 집중 - 원자력 및 유연탄 발전소 ( 전체의 약 70%) 입지제한 , 송전선로 경과지 難 심화 ○ 격상전압 : 환경 , 경제성 , 기자제 조달 측면을 고려 765kV 로 결정 ○ 1 차 사업구간 : ’99 년 末 준공예정 - 서해안 유연탄 화력단지 - 경인지역 (170km) - 동해안 원자력단지 - 경인지역 (160km)

○ 사업규모 : 최종포화수요 (2030 년 : 9 천만 kW) 도달시 765kV 3 개 Route 필요 - 345kV 로 건설시 11 개 Route 소요

5. 전력설비와 통신설비

○ 전력통신설비 필요성 : 전기는 생산과 소비가 동시에 이루어져 계통 실시간 관리 필요 ○ 전력통신설비의 변천 : PLC => Microwave => Optical Fiber

- 초기에는 전력선을 전송매체로 하는 반송전화를 사용 - 1964 년 대용량 회선이 공급가능한 Microwave 장치 개통 - 1985 년 이후 국가 통신조정위원회 승인을 얻어 가공지선속에 광화이버 저장 (OPG

W)

○ 정보통신의 활용 - 전력사업 지원수단에서 경쟁력 확보의 수단으로 부각 - WTO 대비 국가통신자원의 총체적 활용 필요

○ 정보통신사업 - 분 야 : 광통신망 , 무선통신망 , 전력종합자동화 시스템 - CATV 전송망사업 : 원격검침 , 부하제어 등을 위해 쌍방향 통신가능 구조임

○ 전망 : 한전은 시장개방과 더불어 기업성이 강조되어야 하며 정보통신자원의 활용으로 경쟁력 향상

6. 설비운영 및 관리의 선진화 전망

○ 변전소 무인화

○ 방사상 계통 자동절체 시스템

○ 변전소 종합보호 시스템

○ 송변전 지리정보 시스템

○ 무정전설비 및 공법 도입 - 호당 정전시간 (’90 : 295 분 , ’96 : 27 분 , 2000 년대 : 수분이내 전망 )

Ⅴ. 전력사업의 해외진출1. 사업규모 O 세계 IPP 프로젝트 증가 O 아시아 지역에서 건설될 발전소 (2005년까지 530GW 전세계 설비증가분의 45% 전망 )

O 한전의 발전은 개도국의 모델로 경영능력과 각 분야별 전문화 子회사 보유

O 국내 발전사업 민영화 추진중

2. 추진방향 O 한전이 사업의 리더로써 투자재원 조달 , 사업관리 및 발전소 운영부문 수행 ,

子회사 또는 민간기업이 설계 , 기자재 공급 , 시공 , 정비분야 담당 컨소시움 형성 O 한국 표준형 발전소 (석탄화력 : 500MW, 원자력 : 1,000MW)를 상품화하여 Cost Down

3. 진출현황

○ 필리핀 말라야 : ’95 년 필리핀 전력공사 민영화의 일환으로 발주 - 성능복구 , 운영사업수주 : 12 년간 직접 운영하여 전기요금으로 회수 ○ 필리핀 일리한 사업 : ’96 년 세계 최대규모 가스복합화력 BOT 사업수주 ○ 중국 광동원전 1, 2 호기 운영 및 정비기준 자문용역 수행완료 (’93 - ’96) ○ KEDO 주관하에 북한 원전사업 수행중

4. 향후 사업추진 전망 ○ 선진국의 전력회사 및 투자회사 공략으로 경쟁치열 ○ 비교우위로 판단되는 건설관리 , 운전정비부문 중심으로 국내 · 외 관련업체와 제휴 필요 ○ 전력수요가 급증하고 기술이 부족한 동남아지역과 중국 , 인도가 주요 진출시장 ,

이 국가들의 재원부족을 감안 해당국의 석탄 , 석유 , 천연가스 등 자원개발사업과 연계필요 - IMF로 인한 추가재원 조달 여건 악화로 투자가 수반되지 않는 용역사업위주 5. 효 과

○ 개도국 기간산업에 참여함으로써 국가간 협력관계 구축 ○ 인적자원 및 축적된 기술활용으로 경영자원 효율성 제고 ○ 종합프랜트 산업이므로 관련 산업 동반 진출로 전반적 산업 경쟁력 향상

Ⅵ. 전력사업의 규제완화

1. 추진배경 O 경쟁도입에 의한 각국의 전력산업 구조조정 확산 O 정부의 공기업 민영화 및 경쟁도입 추진 O 전력사업의 독점 운영관련 민간부문 진입 장벽 완화요구

2. 민자발전 추진현황

종 류 용 량포스코에너지 유연탄화력 500MW * 2급 전남 광양

현 대에너지 LNG 복합 450MW * 1급 전남 여천 엘 지에너지 LNG 복합 450MW * 1급 충남 당진

2차사업 1997년 SK 콘서시엄 LNG 복합 450MW * 2급 경북 대구

1차사업 1996년

건설위치 구 분 입찰년도 낙찰기업 발전소규모

3. 각국의 전력사업 구조유형 비교

○ 유형Ⅰ : 발 · 송 · 배전 수직 · 수평 통합체계 ( 한국 , 프랑스 , 이탈리아 ) - 장 점 : 국가주도 최적 개발계획 ( 사회적 비용 최소화 ), 공급안정성 확보가능 - 단 점 : 경쟁 부재로 효율성 향상 노력미흡 , 과도한 규제로 경영효율성 미흡

○ 유형Ⅱ : 지역별 수직 통합체계 ( 일본 , 중국 , 캐나다 ) - 장 점 : 지역별 간접경쟁 및 사업규모 비대화 완화 ( 사업자간 설비과다 및 과소문제는 도매시장을 통해 해소 )

- 단 점 : 지역간 요금격차 (농어촌 불리 ), 동일지역내 독점상존 ( 실질적 경쟁효과 회의적 )

○ 유형Ⅲ : 발전 · 배전 분리경쟁 및 송전독점 체계 ( 영국 , 노르웨이 ) - 장 점 : 효율성 높은 기업진입 확대 , 서비스 개선 , 요금결정 합리화 및 자동적 부하관리 - 단 점 : 연료정책 수급곤란 , 시장실패 가능성 (좌초비용 발생 ), 국가정책사업 수행곤란 ,

송전부문 의사결정 집중화로 발 · 배전 지배가능성

4. 단계별 추진전략 가 . 제 1 단계 ( 현행체계 ) 나 . 제 2 단계 ( 발전경쟁단계 )

한국전력공사

발 전

송 전

배 전

소 비 자

민자발전사 업 자

발전회사( 공기업 )

발전회사( 민간기업 )

전력입찰시장

송전 ( 한전 )

대수용가소 비 자

배전 ( 한전 )

기존 민자발전사업자

O 한전이 발 · 송 · 배전을 모두 독점

O 일부 민자발전사업자가 한전에 전력공급

O 발전부문을 한전에서 완전 분리하여 수개의 발전사업자간 분할경쟁O 송 · 배전은 한전이 전담O 대수용가에 대한 전력 직거래 개시

직거래

입찰판매 입찰판매

입찰

PPA

PPA (Power Purchase Agreement) : 발전회사와 송전회사간에맺어지는 장기적인 전력수급계약

다 . 제 3 단계 ( 도매경쟁단계 ) 라 . 제 4 단계 ( 소매경쟁단계 )

O 배전부문을 한전에서 완전 분리하여 경쟁체제 도입 (입찰구매경쟁 )O 송전망을 개방하여 배전회사의 자유로운 사용 보장

O 배전망도 개방하여 일반소비자가 발전회사를 직접 선택하여 전력을 공급받을 수 있는 최종 단계

발전회사( 공기업 )

발전회사( 민간기업 )

전력입찰시장

송전회사

대수용가소 비 자

기존 민자발전사업자

입찰판매 입찰판매

입찰

PPA

배전회사 배전회사

소 비 자

입찰구매 입찰구매

직거래

발전회사( 공기업 )

발전회사( 민간기업 )

전력입찰시장

송전회사

소 비 자

기존 민자발전사업자

입찰판매 입찰판매

배전회사 배전회사

소 비 자

입찰구매

직거래

소비자조합

입찰구매

Ⅶ. 동북아 전력계통연계1. 국가간 전력계통 연계 목적

O 국가간 전력에너지 교환으로 설비예비력을 공동활용 가능하여 설비투자비 절감 O 저원가 발전력을 연계계통 전체에서 효율적으로 사용하여 운영비 및 유지비 절감 O 인구밀집 수요지로부터 원거리에서 생산되는 에너지를 전기로 변환하여 수송 하여 환경보호 O 소속국가 전체가 소유해야 할 발전설비량 감소로 투자비 절감 및 환경보호 (부등율 적용 )

2. 세계적 전력계통 연계현황

O 유 럽 전력계통 : 서유럽계통 (UCPTE), 북유럽계통 (NORDEL), 동유럽계통 (CENTREL) O 구 소 련 전력계통 : UPS, IPSCIS O 아메리카전력계통 : 북미계통 , 중남미계통 O 동 북 아 전력계통 : 중국계통 , 일본계통 , 한국계통 , 북한계통

3. 국내 계통연계사업 ( 제주 - 육지간 HVDC 사업 )

○ 목 적 - 제주도 전력사업 적자 ( 규모가 작아서 예비율 40%, 환경문제로 비싼연료 사용 )

경감 - 육지수요의 1% 정도인 제주도계통 공급신뢰도 ( 정전시 절반정도 파급 ) 향상

○ 사업개요 - 변환소 : 육지측 해남변환소와 제주도측 북제주화력발전소내 변환소등 2 개소 - HVDC 케이블 : 1회선당 송전용량 150MW, 101km 2회선

○ 사업효과 - 제주도와 육지계통을 합한 연계계통의 필요발전력이 감소 ( 부등율 적용 )

- 육지와 제주도가 전력을 상호 융통가능함으로써 종합적 최적경제급전 가능 - 제주도에 대용량발전기 건설 가능하여 경제성 제고 , 육지와 연계로 공급신뢰도 향상 - HVDC 기술 습득으로 향후 동북아 전력계통연계에 대비

4. 동북아 전력계통 연계

○ 전력계통 연계 배경 - 시베리아지역 천연에너지자원 풍부 (LNG 가스 , 석유 )

- 중국 , 한국 , 일본이 전력계통 규모면에서는 크지만 서로 독립하여 운전중

○ 전력계통 연계 잇점 - 전력피크 시점이 東에서 西로 이동하므로 동북아계통 수평연계시 예비력 공유 가능 - 국가간 전력생산비 차이에 따라 경제성 도모 - 한국은 전력융통요충지 ( 중국과 일본 사이 ) 에 위치하여 유리하게 전력시장 참여 가능 - 시베리아 천연자원 개발시 , 현지에 발전소 건설후 전력수송으로 수요지 환경문제 예방

○ 전력계통 연계방안 - HVDC 연계 : 부산 ( 한 ) - 후쿠오카 ( 일 ), 산둥반도 ( 중 ) - 서해안 ( 한 )

- 초초고압 (765kV 이상 송전계통 ) : 한국 - 북한 - 중국 - 소련

5. 동북아 전력계통 방안 계통도소 련

한 국

중 국

일 본

초초고압선로

HVDC 선로

Ⅷ. 기술개발1. 기술개발 방침

O 전력사업 수행상 핵심기술은 자체개발 O 기타 관련사업은 외부기관 기술개발 지원으로 전력기술 균형발전

2. 투자규모

O 정부의 R & D투자 확대권고 및 자체 기술개발 수요증가에 부응 O 한전의 연도별 매출액대비 R & D 투자율은 3% 수준 O 연도별 R & D 투자비

(%)매출액 대비율 1.9 2.3 2.1 2 2.3 3.2 3.2 3.1 ( )투자금액 억원 1,100 1,543 1,581 1,718 2,232 3,474 4,098 4,738

'95 '96 '97 '98'91 '92 '93 '94년도구분

3. 중소기업 기술지원

○ 목 적 - 중소기업 기술개발 촉진 , 전력사업자와 상호이익 극대화 - 단독개발에 따른 위험분산 및 성공 가능성 증가

○ 내 용 - 사업비지원 : 500 억원 (’93 - ’97), ’98 년 250 억원 / 년 으로 확대 - 한전 연구인력 , 시설지원

○ 성 과 : 년간 1,400 억원 투입 및 1 억 달라 수출 증대 ○ 부문별 중점추진계획 기술

기술 부문

수 화 력

원 자 력

전력계통

에너지 ( 전력경제포함 )

중 점 기 술O 설비 고장예측 진단 및 정비기술O 디지털 분산제어 시스템 개발 등O 혼합 산화물 연료 실용화 기술O 원전 수명관리 기술 등O FACTS 기술O 종합 배전자동화 시스템 개발 등O 석탄가스화 복합발전O 초전도 응용기술 등

4. 연구협력

○ 자체연구 18%, 산 · 학 · 연 공동 및 위탁연구 : 82% (’96 집행금액 기준 )

○ 협력기관

- 정 부 : 국가 선도 기술개발사업 (G7) 등

- 연구기관 : 대학 ( 기초전력공학 공동연구소 기초연구 ), 에너지 연구원 ,

한국전기연구소 등

- 산 업 체 : 기업부설 연구소 또는 전력설비 제작업체

- 국제협력 : 기술협정을 통한 포괄적 기술교류 ( 외국 전력회사 및 전력관련 기관 ),

해외연구 기관과 협정을 통한 공동연구 ( 일본 CRIEPI, 미국 EPRI, MIT,

중국 EPRI 등 )

Ⅸ. 향후 전망1. 전력산업 구조개편 O 한전 독점체제 => 규제완화 => 다수사업자에 의한 경쟁체제 O 지역별 시간대별 요금차등

2. 전력사업 범위 확대 O 해외 진출

O 사업 다각화

3. 국가간 전력 계통연계 O 인접국간간 전력중개 (중국 , 일본 , 소련 )

O 예비력 공유로 설비절감

4. 기술대체 O 대체에너지 O 원자력 기술개발 (고속 증식로 , 핵융합 ) O 초전도 전력저장 및 전송 O 전력전자 , 제어분야