[에너지 지식백과] 전력편 ③ 기저부하/첨두부하(base load / peak load)

기저부하/첨두부하

[base load / peak load]

[한줄 정리] 

* 기저부하: 전력수요가 최소일 때도 일정하게 소비되는 발전용량

* 첨두부하: 생산/소비 활동에 따라 달라지는 전력수요를 반영한 발전용량.  

한 국가의 전력수요는 매 순간 변한다. 전력수요는 시간, 계절 등의 변수에 따라 오르내리지만, 0이 될 수는 없는 노릇이다. 현대 문명의 대부분은 전기를 필요로 하기 때문이다. 병원, 데이터 센터 등 24시간 가동돼야 하는 시설도 많이 있다. 

이렇게 생존/활동을 위한 최소한의 발전용량을 ‘기저부하(基底負荷)’라고 한다. 기저부하는 일정하기에 안정적이면서 경제적인 발전수단을 통해 이를 충당하는 것이 일반적이다. 한번 가동하는 데까지 드는 시간이 긴 대신에 오래 가동할수록 경제성이 좋아지는 원자력, 화력발전이 대표적이다. 

반면 전력수요가 늘어남에 따라 변하는 발전용량을 ‘첨두부하(尖頭負荷)’라 한다. 이는 기저부하와 달리 전력 수요에 맞춰 가변적으로 생산하게 되는데, 현재 액화천연가스(LNG) 발전 그리고 하부댐의 물을 상부댐에 양수해놨다가 필요할 때 흘려보내며 발전하는 양수발전이 있다. 이들은 단시간 내에 발전이 가능해 그때그때 수요에 대응하는 첨두부하에 적합하지만, 전력생산 단가가 상대적으로 비싸다는 단점이 있다. 

현재 탄소중립이 중요해지면서 보통 한 나라의 전력 생산량의 60~90%를 차지하는 기저부하 발전소의 탈탄소화가 주요과제로 떠오르고 있다. 관건은 원자력, 석탄발전의 안정성과 경제성을 어떤 발전방식으로 대체하느냐는 점이다. 태양광, 수력, 지열과 같은 재생에너지의 경우, 출력변동이라는 문제를 해결해야 한다. 이를 극복하기 위해 최근엔 암모니아 수소발전, 탄소포집저장에 기반한 화력발전, 천연가스 설비와 결합된 해상풍력 등 다양한 연구가 이뤄지고 있으며, 장기간 전력을 보관할 수 있는 전력저장장치 역시 안정성 확보를 위해 큰 역할을 할 전망이다.

[그림] 기저부하(base load)는 생존을 위한 최소한의 발전용량, 첨두부하(peak load)는

시시각각 변하는 추가 발전용량을 뜻한다. 보통 화력발전 및 원자력발전이 기저부하를, 

액화천연가스(LNG) 발전이 첨두부하를 담당한다.(출처: 위키미디어)