풍력 터빈 실 생산율(이용률, Capacity Factor) - 새로운 기준, 50%?

 보통 신재생에너지를 싫어하는 사람들은 여러 뉴스사이트나 블로그를 돌아다니면서 생산율(이용률)에 대한 댓글을 다는 것을 쉽게 볼 수 있다. 더욱이 그런 사람들은 풍력 발전의 생산율은 20-30% 정도 밖에 되지 않는다고 되뇌기를 좋아한다. 생산율(Capacity Factor)이라는 것은 일정 시간에 대해 발전 시설이 가지고 있는 용량 대비 실제 생산한 양의 비를 의미한다. 어떤 발전소도 생산율이 100%인 경우는 없다. NREL의 Transparent Cost Database에 따르면 각 발전 방식에 따라 아래와 같은 생산율을 보인다고 말한다. 기존의 발전 방식이 대부분 80 ~ 90%의 생산율을 보여주는 반면 신재생에너지의 경우 대부분 그보다 낮은 것을 볼 수 있다. 그러나 풍력 발전을 보면 최대 50%에서 중간값이 40% 이상으로 조사된다. 

 분명 신재생에너지를 좋아하지 않는 사람들은 생산율을 계속해서 이야기 하는 것은 태양에너지, 풍력에너지, 수력에너지의 숫자가 기존 발전에 비해 크지 않기 때문이다. 그러나 생산율 그자체로는 크게 중요하지 않다. 사실 중요한 것은 전력 생산에 필요한 비용인 것이다. 에너지 분야에서는 LCOE(Levelized Cost of Energy, 균등화 전력비용)가 가장 중요한 측정 기준이 된다. LCOE는 NREL에서 표현하기로, "원금회수와 초기 투자비용, 그리고 운영 비용을 모두 포함한 총 전기 가격을 측정한 것"이다.

 생산율은 LCOE에 당연히 영향을 주는데, 그렇지만 원료 가격이 없다는 점도 동일하게 적용된다. (물론, 더욱 세밀하게는 LCOE에 자연공해와 관련된 비용도 추가되어야 하는 것이 사실이다.) 공해와 관련된 가격을 포함하지 않는다 하더라도 위 자료의 LCOE 부분을 본다면 내륙 풍력 발전의 경우 LCOE 중간값이 kWh 당 0.05 달러로 가장 낮은 수력 발전의 0.03 달러 다음이다. 그러므로 내륙 풍력 발전의 경우 생산율의 중간값 40.35%과 함께 이미 새로운 전기 생산 방식에 있어 가장 좋은 선택인 것이다(새로운 수력 발전의 경우 비용이 비싼데 이것은 LCOE에 기존에 오래된 댐의 가격이 포함되어 있기 때문이다).

 풍력 발전의 경우 여전히 새로운 전력 생산 방식이다. 기술은 계속 발전하고 있으며 더욱 효율이 높아지고 있다. 이러한 경향을볼 때 생산율의 문제도 2년내에 본질적인 돌파가 있을 것으로 보인다. Riverview Consulting의 Chris Varrone에 따르면 "'stretch rotor'가 적용된 GE 100-1.6 MW 와 V 100 - 1.8 MW과 같은 제품은 자주 생산율이 50% 넘는다"라고 전했다. 달리 말하면, 새로운 풍력 터빈의 경우 생산율은 50% 이상을 넘는 경우가 자주 있으며 예전의 20 ~ 30%를 이야기하던 신재생에너지 반대자들의 이야기를 무색하게 만든다고 전했다. NREL의 자료에 있는 최소 24%의 생산율은 이미 낡은 터빈에 의한 것이며, 중간값 또한 마찬가지로 이러한 낡은 터빈에 의해서 낮아진 것이다. 마지막으로 Chris에 의하면 "LCOE역시 지난 3년 동안 33 ~ 45%정도가 낮아졌습니다"라고 전했다.

 위와 같은 사실을 요약하면 간단하게 세가지로 정리할 수 있다. 1. 최근의 풍력 터빈은 종종 50% 의 생산율을 보인다. 2. 지난 3년간 풍력 전력의 LCOE는 33 ~ 45% 정도 낮아졌다. 3. 풍력 에너지는 새로운 전력 생산 방식으로 가장 저렴한 방식이다.

기사 1: http://cleantechnica.com/2012/07/27/wind-turbine-net-capacity-factor-50-the-new-normal/

기사 2: http://cleantechnica.com/2012/02/09/wind-levelized-cost-of-electricity-lcoe-at-all-time-low/

글의 그림 출처. NREL의 Transparent Cost Database: http://en.openei.org/apps/TCDB/

 * 사족으로 Capacity Factor에 대한 의견. 우리나라는 이용률이라고 번역하는데, 이용률의 경우 발전 에너지원을 통제 가능한 경우에 의미가 있지만 신재생에너지의 경우 그렇지 않은 경우가 많다. 태양이나 바람의 에너지원과 주위 환경, 지리적 특성, 날씨에 따라 달라지는데 이러한 경우에는 이용률은 맞지 않다. 즉, 설치 용량 상 생산 가능한 전력량에서 실제 생산한 전력량의 비라는 의미에서 생산율이라고 표현하는 것이 맞다고 생각한다.