[ENS] E너지에 관한 N가지 S토리, 전기편

에너지(E)에 관한 N가지 스토리(S), ENS! 우리의 일상을 함께하는 에너지, 항상 우리 곁에 있지만 잘 몰랐던 에너지에 관한 이야기! 오늘날 현대인에게 없어서 안 되는 ‘전기’를 주제로 ENS 시리즈 두 번째 편을 시작합니다. ‘전기’에 대해 알아 두면 쓸모 있고 재미있는 지식을 SK E&S 미디어룸이 전해드립니다.

1. 보석을 닦다가 발견된 전기의 존재!

최초로 전기를 발견한 사람은 고대 그리스 철학자 탈레스였습니다. 기원전 600년경, 탈레스는 보석의 일종인 호박(琥珀)을 닦다가 신기한 현상을 겪습니다. 호박을 문지를 수록 오히려 먼지가 더 달라붙고, 가벼운 물체를 잡아당기는 전기 현상을 경험하게 된 것입니다. 이러한 이유로 전기를 뜻하는 ‘일렉트리시티(electricity)’는 호박의 그리스어 ‘일렉트론(electron)’에서 유래된 것으로 전해집니다.

2. 우리나라 최초의 발전기는 경복궁에 세워졌다?

1887년 3월, 경복궁 건청궁 앞에 750여 개의 전등에 불이 밝혀집니다. 고종의 처소였던 이곳에 밝혀진 불은 우리나라에서 최초로 전기가 사용된 사례로 기록되어 있습니다. 불을 밝히기 위해 세워진 발전기는 건청궁 앞에 위치한 연못, 향원정에서 물을 얻고 석탄을 연료로 전기를 생산했다고 전해집니다.

이후 1898년 고종은 한성전기회사를 세우며 전기, 전차, 전화 사업을 추진하기 시작했습니다. 1년 뒤인 1899년에는 우리나라 최초의 전차가 시운전에 성공하면서 본격적인 전기의 시대가 열리게 되었습니다.

출처 – 국가유산청

3. 전기가 우리 집으로 오기까지

전기는 발전, 송전, 배전, 변전 등 여러 단계를 거쳐 최종 소비처로 이동됩니다. 우선 다양한 에너지원을 활용해 전기를 생산하는 것을 ‘발전(發電, Power Generation)’이라고 부릅니다. 우리나라의 에너지 발전원은 석탄, 원자력, LNG, 신재생에너지^[1] 순으로 비중을 차지합니다.

^[1]2023 발전량 기준(한국전력통계월보)

발전소에서 생산한 전기를 변전소로 보내는 과정을 ‘송전(送電, Power Transmission)’, 변전소에서 최종 소비처까지 전기를 공급하는 것을 ‘배전(配電, Power Distribution)’이라고 합니다. ‘변전(變電, Transformation of Electric Power)’은 변전소에서 또 다른 변전소 혹은 최종 소비처로 전기를 이동하는 과정에서 전압을 올리거나 내리는 것을 뜻합니다.

발전부터 변전까지 더욱 자세히 알고 싶다면? (바로가기)

발전소에서부터 최종 소비처까지 전기를 공급하기 위해 연결된 망을 통틀어 ‘전력망’, 또는 ‘전력계통’이라고 말합니다. 국내 송전망의 길이는 3만 5,451km이며 배전망은 53만 5,242km에 달합니다. 만약 송·배전망을 따라서 걷는다고 했을 때 지구를 약 14바퀴 돌 수 있는 정도입니다.

4. 와트(W)는 뭐고 와트시(Wh)는 뭐예요?

전자제품의 뒷면을 자세히 살펴보면 소비전력^[2]을 확인할 수 있습니다. 같은 시간 동안 두 개의 전자제품을 사용했을 때 소비전력이 높을수록 전기요금이 더 많이 책정됩니다. 소비전력은 전력의 기본 단위인 와트(W)를 기준으로 표시됩니다. 와트란 1초 동안 생산 또는 소비되는 ‘전력의 능률’을 뜻합니다.

^[2]정상적인 운영을 위해 전자 기기에 공급되어야 하는 시간에 따른 전기 에너지를 일컬음

와트와 함께 알아 두면 좋을 단위는 바로 와트시(Wh)입니다. 와트시는 일정 시간 동안 생산 또는 소비된 ‘전력의 양’을 의미합니다. 일 예로 3W짜리 전기가 1시간 동안 켜져 있었다면 3Wh의 전력량을 사용했다고 할 수 있습니다.

와트(W), 와트시(Wh)에 대해 더욱 자세히 알고 싶다면? (바로가기)

전자제품별 소비전력 (*소비전력은 제품과 사용 환경에 따라 차이가 있을 수 있습니다)

5. 전기세 아닙니다, 전기요금 맞습니다!

세금은 국가나 지방자치단체가 필요한 경비로 사용하기 위하여 강제적으로 징수하는 금전을 뜻하며, 요금은 남의 힘을 빌리거나 사물을 사용ㆍ소비ㆍ관람한 대가로 치르는 돈을 의미합니다. 따라서 사용한 만큼 비용을 내고 소비하는 재화인 전기에 대한 요금은 세금을 뜻하는 ‘전기세’가 아닌 ‘전기요금’이라고 표현해야 올바릅니다.

그런데 우리가 ‘전기요금’을 ‘전기세’를 혼동하는 이유는 무엇일까요? 우선 전기는 누구나 필요로 하며 손쉽게 이용가능한 ‘공공재’의 성격을 띠고 있습니다. 또한 우리나라에서는 전력의 공급을 민간회사가 아닌 한국전력공사라는 공기업에서 독점적으로 진행하는 구조입니다. 정기적으로 요금을 부과하다 보니 세금으로 착각하게 되는 것입니다. 하지만 대한민국 정부 수립 이래 전기요금이 세금으로 부과된 적은 한 번도 없다는 사실! 이제 요금과 세금의 차이를 기억하시고 바로 불러주세요.

6. 전기는 저장이 안 된다?

전기는 양과 음의 부호를 가진 ‘두 종류의 전하^[3]의 흐름’을 뜻합니다. 즉, 전기는 전하가 흘러가야만 에너지를 만들 수 있으며 이러한 특성 때문에 저장이 어렵다는 한계를 지닙니다. 흐르는 물과 같다고 생각하면 쉽게 이해할 수 있습니다. 따라서 적절한 전력 수요를 예측하고 이에 따라 전기를 공급하는 것이 매우 중요합니다. 만약 수요보다 공급이 많을 시 버려지는 전기가 많아져 전력 공급의 비효율성이 높아지고 그 반대의 경우 전력 부족으로 인한 불편함이 야기되기 때문입니다.

^[3]전기 현상을 일으키는 물리적 성질

에너지저장장치(ESS, Energy Storage System)는 이런 전력의 한계를 해결할 수 있는 장치로 주목받고 있습니다. ESS는 배터리와 다양한 전자 시스템이 하나로 묶인 종합 시스템으로, 과잉 생산된 전력을 저장한 뒤, 필요할 경우 저장된 전력을 공급하여 에너지 효율을 높이는 장치입니다.

특히 ESS는 재생에너지의 확대에 따라 더욱 주목받고 있습니다. 재생에너지는 날씨와 환경에 따라 발전량이 달라지기 때문에 간헐성을 보완하고 안정적인 전력 공급을 위해 ESS가 활용되는 것입니다. 태양광 발전의 경우 낮에 생산된 전기를 ESS에 저장했다가 전기 생산이 어려운 밤에 공급하게 되는 것입니다.

7. 전기가 한순간에 사라진다면?

블랙아웃(Blackout, 대정전)은 공급되는 전기보다 사용되는 전기의 양이 많아 특정 지역에 일시적으로 발생하는 대규모 정전 사태를 뜻합니다. 블랙아웃이 벌어지면 일상생활의 불편함을 넘어 각종 인명 사고는 물론, 막대한 경제적 피해가 발생하기도 합니다.

2003년 8월 미국 동북부와 캐나다 일부 지역에서 발생한 블랙아웃이 대표적인 사례입니다. 대정전으로 인해 사람들은 사흘간 암흑 속에서 생활해야 했습니다. 통근 열차가 운행을 중단하는 등 대중교통 운행에 문제가 발생하며 불편함을 야기했고, 휘발유 공급에 차질이 생겨 가격이 전년 대비 24% 이상 급등하기도 했습니다. 이 사태로 인해 미국은 최소 40억 달러에서 최대 100억 달러까지 피해를 본 것으로 추산됐으며, 캐나다의 경우 해당 월의 국내총생산(GDP)이 0.7% 감소한 것으로 나타났습니다.

2011년 9월, 우리나라에서도 전력공급이 일부 중단된 사례가 있었습니다. 늦더위가 이어지며 전력 사용량이 폭주한 탓에 전력 예비력이 4,000㎿ 이하로 떨어지자 전력 당국이 전국에서 지역별 순환단전^[4]을 실시한 것입니다. 당시 순환단전은 지역별로 오후 3시부터 30분 단위로 5시간 가까이 시행됐습니다. 이때에도 엘리베이터에서 승객이 갇히고, 신호등이 꺼져 혼란을 빚어지기도 했습니다. 일부 금융기관에서 업무가 중단되거나 생산시설이 멈추는 일들도 벌어졌습니다.

^[4]최대 전력수요를 충족하고 남은 예비전력이 100만㎾를 5분 이상 밑돌 때 주택·상가, 공장 등 순서에 따라 전력 공급을 한시적으로 끊는 조치