저는 에너지 관련 이론을 전공하고 주변에 풍력 등 신재생도 많고 원자력, 배터리도 많습니다. 원전을 전공하지도 않았어요. 원자력의 이해관계자가 아니란 말입니다. 그런데 여러분들이 흔히 태양광의 효율성을 위해 자주 인용 하는 LCOE에 대해 할 말이 있습니다.
아무것도 모르고 LCOE가 낮아! 로 퉁치기엔... 그거 보고 전력망을 설계하면 미래엔 나라가 망한다는 말 입니다. (물론 LCOE조차 2~3배 높습니다. 높은 땅값 때문이죠..)
LCOE (균등화 발전비용) 의 맹점부터 하나 짚고 넢어가자면요,
LCOE의 계산 방식은 한번 짓고 운영하는데 드는 총 비용을 수명주기동안 발전한 전력량으로 나눈 것입니다. 근데 이게 사실 간단한게 아닙니다.
LCOE는 태양광 풍력 등 수명이 짧고 간헐성이 큰 전원에 매우 유리한 지표입니다. 수명이 길 수록 안좋게 평가되며, 시스템에 전가하는 비용을 전혀 계산하지 않기 때문이죠.
자 수식을 먼저 봅시다.
연도는 책마다 다르고 n 혹은 t를 씁니다.
1. 분모의 지수적 감소 효과 (할인율의 함정)
LCOE 분모를 보면,
발전량 E_n가 (1+r)^n라는 지수함수에 의해 나누어집니다.
이 복리 할인율 때문에, 원자력처럼 60년 이상 운영되는 발전소가 30~40년 뒤에 생산하는 전력은 현재 가치로 환산 시 수학적으로 '0'에 가깝게 수렴합니다. 수명이 길어서 얻는 장기적인 이득이 수식 내에서 아예 지워지는 것입니다. 특히 연장운영 할 때는 운영비는 극적으로 낮아지고, 전기값은 더 비싸지는데 동일한 지수적 감소로 매우 저평가 받습니다.
2. 수명 기간(N) 불일치에 따른 절단 오차
수명이 20년인 발전원과 60년인 발전원을 공평하게 비교하려면 60년을 기준으로 맞춰야 합니다. 하지만 LCOE는 딱 단일 수명(20년)까지만 계산하고 수식을 닫아버립니다. 이 때문에 단수명 발전원의 2~3회 추가 재건설 비용과 미래의 인플레이션 리스크가 계산에서 완전히 누락됩니다
수학적으로 올바른 비교를 위해 최소공배수로 타임라인을 통일해야 합니다. 수명에 의해 발생할 재 건설 비용이 아예 빠져버립니다. 추가적으로 인플레이션 리스크도요. 인플레이션을 무시하더라도 적어도 최소공배수만큼 곱해서 타임라인을 통일해야 합니다.
3. 발전량(E_n) 변동성의 비대칭성
재생에너지(태양광, 풍력 등)는 날씨에 따라 전력을 생산하므로 매년 E_n의 변동성이 큽니다. 이를 백업하기 위한 ESS(에너지저장장치)나 LNG 발전소의 추가 건설 및 유지비용은 수학적으로 '시스템 비용(System Levelized Cost)' 이라는 별도의 함수를 구성합니다.
하지만 개별 LCOE 수식은 시스템 방정식과의 연립을 허용하지 않고 오직 독립된 단일 함수로만 존재합니다. 백업 인프라 구축에 들어가는 I_n와 M_n가 개별 LCOE의 분자항에서 면제되기 때문에, 수명이 짧고 간헐성이 높은 발전원일수록 실제 사회적 비용보다 수학적 결과값이 과소계상될 수밖에 없습니다.
날씨에 따라 발전량이 변하는 간헐성 전원이 늘어날수록, 전력망 안정을 위한 대규모 ESS(배터리)나 백업 가스 발전 설비가 필수적입니다. 하지만 개별 발전소의 LCOE에는 이 거대한 '전력망 유지 비용'이 철저히 빠져 있어, 실제 사회가 부담할 비용이 크게 과소평가됩니다.
LCOE의 편리함이 분명 있지만 초기 투자비용이 적고 수명이 짧은 쪽이 무조건 수학적으로 유리하게 도출되도록 설계된 편향된 모델인걸 알아야 합니다.
원자력 학석박 전공하고 원자력공학으로 교수하고 있습니다만, 재처리한다고 한들 고준위 방폐장은 따로 필요하고 재처리 공정의 경제성도 많이 떨어집니다
한번 사용하고 이를 땅 깊이 묻는 열린 핵주기 형태가 현실적으로는 그나마 가능성이 높습니다
이마저도 제대로 된 처분시설을 갖춘 나라는 없구요
우리나라에서도 고준위방폐장법이 20년 가까이 정치적인 이슈들로 묶여 있다가 작년에서야 국회 상임위를 통과했습니다
20~30년을 잡아도 이걸 지을 수 있다, 없다를 말하기 어렵습니다
태백이 실제 처분장을 짓기 이전에 파일럿 테스트를 하는 연구시설 부지로 선정됐습니다
심부에 화강암이 존재하는 게 이미 시추조사로 확인이 됐고, 안정된 기반암이라 안전성은 충분할 것으로 결론이 나온 걸로 기억하고 있고, 표층부에 퇴적암들이 다수 존재해 이 부분에 대한 우려 제기도 있던 걸로 기억하고 있습니다
연구시설 부지인 만큼 처분시설을 지을 최종 부지는 추가적으로 모색하지 않을까 생각을 합니다
그리고 말씀대로 핀란드 온칼로와 같은 심층처분시설은 재처리를 해도 필요합니다
그게 빨간약이겠네요.
판정부터 말하면 “LCOE만 보고 전력망을 설계하면 안 된다”는 비판은 맞습니다.
그런데 글의 핵심 수학 설명, 특히 “LCOE는 수명을 고려하지 않는다”, “수명이 길수록 불리하다”, “최소공배수로 맞춰야 공정하다”는 부분은 상당히 틀렸거나 과장입니다. 칼은 제대로 잡았는데, 베는 방향이 좀 엉킨 글입니다.
1. “LCOE는 수명을 고려하지 않는다” → 틀림
LCOE는 애초에 수명기간 동안의 비용과 발전량을 나눠 계산하는 지표입니다. 미국 DOE도 LCOE를 “수명기간 비용을 에너지 생산량으로 나눈 것”이며, 서로 다른 수명·규모·자본비용·위험·수익률·용량을 가진 기술 비교에 쓰인다고 설명합니다. 한국 에너지경제연구원 KESIS도 LCOE를 발전기 수명기간 동안 전력 생산에 드는 총비용을 생산전력량으로 나눈 평균 비용이라고 정의합니다.
다만 중요한 단서가 있습니다. KESIS도 LCOE가 발전소 단위, 전력시스템 단위, 사회적 단위로 확장될 수 있지만 현재 일반적으로는 발전소 단위에서 추정한다고 밝힙니다. 즉 수명은 고려하지만, 전력망 전체 비용까지 자동으로 고려하는 지표는 아닙니다.
2. “할인율 때문에 원전의 40~60년차 전력은 0 취급된다” → 과장
할인율은 미래 전기를 “물리적으로 없는 것” 취급하는 게 아닙니다. 미래의 비용과 수익을 현재가치로 바꾸는 금융 계산입니다. LCOE 공식에서 발전량도 할인하는 이유는, 일정한 전력 판매단가 P가 있을 때 비용의 현재가치 = P × 발전량의 현재가치가 되도록 맞추기 위해서입니다. 비용은 할인하면서 발전량은 할인하지 않으면 오히려 회계상 사과와 드릴을 한 바구니에 담는 셈입니다.
예를 들어 할인율 5%면 40년 뒤 1MWh의 현재가치는 약 14%, 60년 뒤는 약 5%입니다. 작아지지만 “0”은 아닙니다. 그리고 같은 설비비·이용률·운영비라면 수명이 길어질수록 LCOE는 보통 낮아집니다. 다만 효과가 점점 줄어들 뿐입니다. 장수의 이득이 사라지는 게 아니라, 먼 미래의 이득이 금융적으로 덜 크게 잡히는 구조입니다.
3. “20년 발전원과 60년 발전원은 최소공배수 기간으로 맞춰야 한다” → 일반론으로는 틀림
서로 다른 수명 발전원을 비교할 때 반드시 60년, 120년 같은 최소공배수 기간을 잡아야 하는 것은 아닙니다. LCOE 자체가 서로 다른 수명·규모·자본비용을 가진 프로젝트를 단위 발전비용으로 환산해 비교하려고 만든 지표입니다.
다만 전력계통 계획을 세울 때는 말이 달라집니다. 60년 동안 전력공급 포트폴리오를 짤 거라면 태양광·풍력의 재투자, 원전의 계속운전·보수·대규모 개보수, 폐로, 송전망, 저장장치, 예비력, 연료가격 등을 모두 넣어야 합니다. 이때 필요한 건 “최소공배수 LCOE”라기보다 공통 분석기간을 둔 전력시스템 최적화 모델입니다. LCOE 하나로 끝낼 일이 아닙니다.
4. “재생에너지 LCOE에는 계통·백업 비용이 빠진다” → 대체로 맞음
이 글에서 제일 맞는 부분입니다. 개별 발전소 LCOE는 보통 그 발전소의 건설비, 운영유지비, 연료비, 금융비용을 중심으로 계산합니다. 그래서 태양광·풍력의 시간대별 가치, 출력제어, 송전망 보강, 예비력, 저장장치, 수요반응, 계통운영 비용은 별도 분석이 필요합니다.
미국 EIA도 전력은 실시간으로 균형을 맞춰야 하기 때문에 출력 조절이 가능한 전원과 날씨 의존 전원을 직접 LCOE만으로 비교하는 것은 많은 맥락에서 의미가 제한적이라고 설명합니다. 또 LCOE·LCOS만으로는 실제 투자 판단 요소를 모두 포착하지 못해 LACE 같은 보완 지표를 함께 쓴다고 밝힙니다.
IEA도 같은 문제의식에서 VALCOE라는 지표를 씁니다. 이는 LCOE에 에너지 가치, 용량 가치, 유연성 가치를 반영해 전력시스템에 주는 가치를 더 잘 보려는 보완 지표입니다.
5. “LCOE는 초기 투자비 낮고 수명 짧은 전원에 유리하게 설계됐다” → 틀림에 가까움
LCOE가 짧은 수명을 “좋게 봐주는” 수식은 아닙니다. 오히려 같은 조건이면 수명이 짧으면 투자비를 회수할 발전량이 적어져 LCOE가 올라갑니다. 태양광·풍력이 낮게 나오는 주된 이유는 수명이 짧아서가 아니라 설비비 하락, 연료비 0, 운영비 구조, 빠른 건설, 금융비용 구조, 이용률 개선 때문입니다.
IEA는 2024년 기준 전 세계 신규 발전 LCOE에서 육상풍력 0.034달러/kWh, 태양광 0.043달러/kWh로 재생에너지가 가장 비용 경쟁적인 선택지였다고 정리했습니다. 에너지경제연구원도 2023년 태양광 LCOE가 2010년 대비 90% 하락했고, 육상풍력은 70% 하락했다고 정리했습니다.
다만 이건 글로벌 평균 또는 특정 시장 기준입니다. 한국은 입지, 인허가, 금융, 계통, 토지비용 때문에 훨씬 비쌀 수 있습니다.
6. “한국은 땅값 때문에 태양광 LCOE가 2~3배 높다” → 일부 가능하지만 근거가 더 필요함
한국 재생에너지 LCOE가 상대적으로 높은 편이라는 지적은 맞습니다. 에너지경제연구원은 세계적으로 태양광·풍력이 가격 경쟁력을 확보했지만 지역별 편차가 크고, 한국 재생에너지 LCOE는 상대적으로 높은 편이라고 정리했습니다.
KESIS의 재생에너지 LCOE 전망 시나리오에서는 중규모 태양광이 2023년 135.3원/kWh, 2030년 118.8원/kWh로 제시됩니다. 같은 표에서 육상풍력은 2023년 165.6원/kWh, 해상풍력은 287.2원/kWh입니다.
하지만 “원전보다 2~3배”라고 말하려면 기존 원전 회계단가인지, 신규 원전 LCOE인지, 계속운전 원전인지, 사고위험·폐로·사용후핵연료·계통비용을 넣었는지를 명확히 해야 합니다. 기존 원전의 낮은 발전단가와 신규 태양광 LCOE를 비교하면 사과와 말린 명태를 비교하는 꼴이 됩니다.
7. 한국 전력망 관점에서의 핵심은 따로 있음
한국에서 재생에너지를 늘릴 때 진짜 병목은 “LCOE가 낮으니 끝”이 아니라 계통 접속, 송전망, 출력제어, 지역 편중, 시장제도입니다. IEEFA는 한국 재생에너지 설비용량이 2013~2023년 크게 늘었지만 발전량 증가는 그에 못 미쳤고, 송배전망 미비가 재생에너지 통합의 핵심 병목이라고 지적했습니다. 특히 같은 기간 재생에너지 설비 증가율은 495%, 발전량 증가는 230%였던 반면 송전설비와 배전설비 증가는 각각 14%, 22%에 그쳤다고 정리했습니다.
그래서 올바른 말은 이겁니다.
“LCOE는 발전소 단위 비용 비교에는 유용하지만, 전력망 설계나 국가 전원믹스 판단에는 충분하지 않다. 태양광·풍력 확대의 경제성은 LCOE와 함께 계통보강비, 저장·유연성 자원, 시간대별 전력가치, 출력제어, 예비력, 송전망 투자까지 포함해 봐야 한다. 다만 LCOE가 수명을 고려하지 않는다거나 단수명 전원에 유리하게 조작된 지표라는 주장은 사실과 다르다.”
요약하면, LCOE 만능론은 위험합니다. 하지만 LCOE 무용론도 과학적이지 않습니다.
LCOE는 온도계입니다. 체온만 보고 수술할 수는 없지만, 체온계를 가짜라고 부수면 의사가 아니라 도끼 든 회계사가 됩니다.
5.5프로 맞습니다. 프롬프트는 팩트체크 4글자 썼습니다. 본문 복붙에요
특히 2번이요. 이건 좀 수정하겠습니다.
하지만 1번에 대해선. gpt에게 반박하고 싶은 점 중에 할인율 r값은 매우 민감한 문제입니다. 어떻게 잡느냐에 따라 0으로 가는 수렴속도가 달라지거든요. 높은 할인률이 장수명 전원을 저평가하는 원인입니다. 비용감소분이 전력 가치 감소분보다 월등히 크기 때문입니다. 그래서 LCOE 말고 다른것도 봐야하고요.
3번에 대해서는 둘다 동의하고요.